Введение к работе
Актуальность проблемы.
Рост грузооборота и интенсификация движения на основных направлениях железных дорог России, курс, взятый на строительство высокоскоростных железных дорог, учитывающий фактор роста подвижности населения, повсеместный дефицит высококвалифицированных кадров, требуют принципиально нового подхода к техническому обеспечению перевозок, который должен основываться на современных технологиях, оптимизирующих показатели перевозочного процесса, в том числе такого важнейшего из них как безопасность движения.
Громадное внимание, которое уделяется в ОАО «Российские Железные Дороги» обеспечению безопасности перевозок, убедительно иллюстрирует инвестирование вагонного хозяйства Восточно-Сибирской железной дороги (рис. 1). Аналогичная инвестиционная поддержка оказывается вагонным хозяйствам всех железных дорогах компании.
И тем не менее, проблема обеспечения безопасности перевозок стоит очень остро, в том числе и в Центральной Дирекции по ремонту вагонов. Так на протяжении последних пяти лет на железных дорогах России количество изломов боковых рам нового изготовления ( в 2006-2008 годах) ежегодно увеличивается. За первый квартал 2010 года произошло 14 случаев сходов с рельсов грузовых вагонов из-за изломов боковых рам тележек. В связи с массовыми изломами боковых рам и для снижения риска сходов подвижного состава в поездах с 2006 года по настоящее время ОАО «РЖД» вынуждено проводить внеплановую техническую ревизию ос-новых узлов и деталей полувагонов. За это время из эксплуатации изъято более 5 тысяч неисправленных боковых рам, более тысячи надрессорных балок тележек.
Не менее остро сложилась ситуация, связанная с отцепкой грузовых вагонов по неисправности буксового узла. Так на долю Горьковской Дирекции по ремонту грузовых вагонов прошлось: в 2008 году 1664 вагона, оцепленных по неисправности буксового узла, что составило 4,82% от общего количества колесных пар, прошедших выходной контроль (самый низкий показатель по ЦДРВ);
Инвестирование вагонного хозяйства в период с 2005 по 2008
60 -40 -20 О
Снижение количества событий по В в период с 2005 по 2008 годы
2500 2000 1500 — 1000 -500 — 0 -I-
Снижение количества отказов по В в период с 2005 по 2008 годы
количество отказов по В
количество отказов по В
Рис Л
в 2009 году 784 вагона, оцепленных по неисправности буксового узла, что составило 1, 23 % от общего количества колесных пар, прошедших выходной контроль (один из самых низких показателей по ЦЦРВ). В целом по ЦЦРВ отцеплено по неисправности буксового узла в 2008 году 12596 вагонов, в 2009 году 7944 вагонов.
Если по боковым рамам и надрессорным балкам тележек найдены технические решения по диагностике (акусто-эмиссиониая и рентгеновская диагностика), то достоверная диагностика буксовых узлов грузовых вагонов является предельно важной и сложной научно-технической проблемой. Актуальность разработки методологии повышения достоверности средств неразрущающего контроля применительно, в первую очередь, к вибродиагностике является актуальной и своевременной.
Цели и задачи исследования.
Цель диссертационной работы состоит в создании методологии повышения достоверности средств неразрушающего контроля (НК), разработке и внедрении
вибродиагностических комплексов нового поколения.
В соответствии с этой целью в диссертации были поставлены и решены следующие вопросы:
-
Определены условия, отражающие реальный уровень достоверности вибродиагностических технологий.
-
Разработаны требования для создания методологии повышения достоверности НК.
-
Изучены современные методы вибродиагностики и оптимизирована технологическая схема их реализации.
-
Выстроена и реализована совокупность научно-технических решений, базирующихся на современных математических моделях, последних достижений микроэлектроники и прецизионной механике.
5. Создана методология повышения достоверности средств НК и на ее базе
разработан вибродиагиостический комплекс нового поколения, полностью исклю
чающий участие человека в окончательных результатах диагностики.
-
Разработана уникальная система, исключающая возможность повторного контроля, как подшипников, так и буксовых узлов.
-
Исключено влияние электромагнитных полей на достоверность контроля.
-
Программно обеспечивается исключение несанкционированного изменения браковочных порогов и редактирование протоколов измерений.
-
Интеграция в едином конструктиве вибродатчиков и усилителей исключает возможность изменения коэффициента усиления.
-
Обеспечена электроио-акустическим построением системы исключение мертвых зон при контроле подшипников (наружное кольцо).
-
Разгон и торможение диагностируемой колесной пары на стенде выполняются в щадящем режиме (исключен износ поверхности катания колеса и тормозных колодок).
12. Комплекс обеспечивает полную автоматизацию процесса вибродиаг
ностики.
Научная новизна диссертации.
Впервые в диагностической технологии создай уникальный полиалго
ритм, позволяющий анализировать первичную информацию, и надеж
но идентифицировать сравниваемые акустические образы в автоматическом
режиме.
Совместное использование коэффициентов корреляции Спирмена, Пирсона и Кенделла позволили четко выделять критерии определяющие повторные измерения подшипников и колесных пар.
Разделительная схема диагностических технологий с определением зарождающихся дефектов.
Интеграция пьезоэлектрических преобразователей с усилителями полностью обеспечивает защищенность комплекса как от помех так и от несанкционированного вмешательства человека.
Системные решения управления виброкомплексом исключает воз
можность несанкционированного изменения браковочных параметров.
Практическая значимость работы.
Разработанная методология позволила создать высокоинтеллектуальную систему диагностики исключающую полностью из процесса контроля влияния человеческого фактора, что качественно увеличивает достоверность результатов.
Разработан, прошел опытную эксплуатацию, внедрен и будет изготовлена в 2010 году серия (25 единиц) для оснащения отрасли вибродиагностическими комплексами нового поколения (ОМСД-03).
Созданный комплекс отмечен сертификатом соответст-
вия № 10.000.0379 от 01.02.2010 года, свидетельством о регистрации № МТ 007.2010 Департаментом технической политики ОАО «РЖД», защищен патентами РФ.
Структура и объем работы.
Научный доклад состоит из четырех глав, заключения, списка научных трудов по диссертационной теме и списка использованной литературы.
