Введение к работе
БИБгоі3ТКА
Актуальность проблемы
Одним из центральных вопросов в деятельности ОАО «Российские железные дороги» является обеспечение безопасности движения.
Особое внимание в проблеме безопасности отводится грузовому движению, так как основная его составляющая - грузовой вагон не оснащен датчиками, позволяющими мониторировать техническое состояние вагона, в первую очередь его ходовую часть, а также устойчивый контакт колесной пары с рельсовыми путями.
Эти, или близкие по задачам, функции выполняют постовые системы, разделенные между собой десятками и даже сотнями километров. При этом в процессе движения грузовых составов контролируются температура нагрева буксовых узлов (система КТСМ), целостность элементов подшипников по акустической информации (система ПАК), геометрия колесных пар на основании использования лазерных датчиков (система КОМПЛЕКС). Такие постовые системы в сочетании со стационарными диагностическими комплексами на основе ультразвука, вибрации, акустической эмиссии, магнитных полей, которыми оснащены все предприятия по ремонту подвижного состава, обеспечивают устойчивую эксплуатацию грузовых поездов.
Но за последние несколько лет из-за снижения качества вагонного литья участились сходы грузовых вагонов по причине излома боковых рам. Особенно показательным является 2012 год. В течение этого года произошел излом 23-х боковых рам. Из-за излома боковой рамы грузовой тележки на Восточно-Сибирской железной дороге в январе 2012 года погибла локомотивная бригада в составе машиниста и помощника машиниста.
Основными предприятиями, изготавливающими и поставляющими отрасли боковые рамы низкого качества: ПАО «Кременчугский сталелитейный завод», ЧАО «Азов-Электросталь», ОАО «Алтай-вагон» и другие.
Статистика изломов литья показывает, что более 90 % изломавшихся за последние 12 лет боковых рам отлиты в 2000-е годы и на момент излома эксплуатировались не более 5 лет. Отчасти поэтому Ространснадзор в 2012 году прекратил действие своего предписания, предусматривающего запрет на продление срока службы литых деталей тележек грузовых вагонов.
В настоящее время на железных дорогах России эксплуатируются десятки тысяч грузовых вагонов, укомплектованные тележками с боковыми рамами, изготовленные вышеназванными и другими сталелитейными предприятиями, где технология не гарантирует требуемого качества боковых рам.
В железнодорожных предприятиях имеется возможность при проведении освидетельствования или ремонта выявить потенциально ненадежные боковые рамы. В тоже время на сегодняшний момент не существует систем, которые в процессе движения грузовых составов могли бы идентифицировать потенциально ненадежные литые детали тележек грузовых вагонов, в первую очередь боковые рамы.
Эта задача предельно актуальна и требует своего скорейшего решения, на что и направлена данная работа.
Цели и задачи исследования.
Целью данного исследования является разработка принципов построения диагностической системы для идентификации потенциально ненадежных литых деталей тележек грузовых вагонов.
В связи с этим:
-
Показана значимость предложенного исследования.
-
На основе технического уровня диагностики в отрасли обоснованно выбран как основной метод - акустическая эмиссия (АЭ).
3. Предложена архитектура построения АЭ диагностики в постовом
исполнении.
-
Предложена методика искусственного ускорения роста зарождающихся трещин путем увеличения внутренних напряжений в металле.
-
Обоснован переход на АЭ широкополосные датчики при диагностике для исключения «мертвых» зон.
6. Разработана технология получения АЭ портретов дефектов литых
деталей в тележке путем совмещения диагностирования при прямом и
косвенном контакте с изделием.
7. Разработаны основные требования к промышленному варианту
постовой АЭ диагностической системы.
Научная новизна диссертации.
Научную новизну диссертации составляют:
-
Выбор АЭ, как основного инструмента идентификации потенциально ненадежных деталей тележек в условиях эксплуатации грузовых составов.
-
Построение диагностических систем в постовом формате.
-
Возможность получения эффективного АЭ сигнала путем косвенного контакта с диагностируемым изделием.
-
Формирование базы данных АЭ портретов дефектов литых деталей тележек путем совмещенной диагностики при прямом и косвенном контактировании с диагностируемым изделием в условиях движения грузовых составов.
5. Переход на широкополосное сканирование при диагностике взамен
малоэффективного резонансного метода.
6. Повышение достоверной диагностики путем искусственного
увеличения скорости роста зарождающегося и имеющегося дефектов в
структуре металла.
7. Алгоритм идентификации литых дефектных деталей тележки грузовых
вагонов.
Практическая значимость работы.
В процессе выполнения исследования организован и работает в экспериментальном режиме участок диагностирования качества литых деталей тележек грузовых вагонов. Разработаны принципы и основные требования для создания постовой АЭ диагностической системы.
Структура и объем работы.
