Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса и постановка задачиисследования 10
1.1. Состояние вопроса 10
1.2. Анализ отказов упряжных устройств грузовых вагонов 12
1.3. Обследование технического состояния упряжных устройств грузовых вагонов 22
2. Исследование взаимосвязи отказов грузовых вагонов 29
2.1. Диагностические признаки технического состояния вагона 29
2.2. Диагностическая модель автосцепного устройства грузового вагона 30
3. Исследование и выбор диагностических признаков для определения технического состояния поглощающих аппаратов 37
3.1. Основные показатели технического состояния поглощающих аппаратов и их нормирование 37
3.2. Результаты обследования поглощающих аппаратов при плановых видах ремонта 44
3.3. Работа пружинно-фрикционного поглощающего аппарата 51
3.4. Математическая модель работы поглощающего аппарата при квазистатическом сжатии 59
3.5. Подбор параметров модели 67
3.6. Выбор диагностических признаков для определения технического состояния поглощающих аппаратов, поступивших в ремонт 78
4. Разработка методики испытаний поглощающих аппаратов грузовых вагонов при ремонте на специальном стенде 91
4.1. Стенд для испытаний и ремонта поглощающих аппаратов грузового подвижного состава 92
4.2. Технико-экономическое обоснование по внедрению стенда для испытаний и ремонта поглощающих аппаратов грузового подвижного состава 95
Заключение 100
Список литературы 103
Приложение 116
- Обследование технического состояния упряжных устройств грузовых вагонов
- Диагностическая модель автосцепного устройства грузового вагона
- Результаты обследования поглощающих аппаратов при плановых видах ремонта
- Технико-экономическое обоснование по внедрению стенда для испытаний и ремонта поглощающих аппаратов грузового подвижного состава
Введение к работе
Решение поставленной перед железнодорожным транспортом задачи по обеспечению потребности народного хозяйства в перевозках при безопасности движения поездов, сохранности грузов и сокращении себестоимости перевозок неразрывно связано с ускорением научно-технического прогресса, внедрением новых технологий и технических средств. В этой связи важное значение приобретает повышение надежности узлов и деталей вагона в эксплуатации, обеспечивающих безопасность движения поезда.
Одним из таких узлов является автосцепное устройство, функция которого, помимо сцепа вагонов, заключается в снижении продольно-динамических нагрузок в поезде с помощью поглощающего аппарата. От надежной работы автосцепного устройства зависит исправность вагонов, безопасность пассажиров, сохранность груза и, в конечном итоге, безопасность движения на железных дорогах сети. Поэтому важнейшим условием безотказной работы вагонов является своевременное выявление и ремонт неисправных поглощающих аппаратов в процессе их эксплуатации и при деповском ремонте.
Для контроля технического состояния поглощающего аппарата в эксплуатации существует аппаратура диагностирования упряжного устройства (АДУ) [1], разработанная в Уральском отделении ОАО «ВНИИЖТ».
Однако технических средств объективного контроля исправного состояния поглощающих аппаратов при деповском ремонте до настоящего времени не существует. Традиционные органолептические методы, которые используются при ремонте поглощающих аппаратов, являются субъективными, зависящими от профессиональных качеств и опыта обслуживающего персонала, и недостаточно эффективны. В результате в эксплуатацию после деповского ремонта попадают вагоны с неисправными
поглощающими аппаратами, которые являются причинами отказов ударно-тяговых приборов и других элементов конструкции вагона в пути следования, что приводит к задержкам поездов и угрожает безопасности движения. Неисправность поглощающего аппарата приводит к появлению в конструкции вагона повышенных динамических усилий и увеличивает их повреждаемость.
При плановых видах ремонта автосцепного устройства основополагающим документом в технологическом процессе является «Инструкция по ремонту и обслуживанию автосцепного устройства подвижного состава железных дорог Российский Федерации ЦВ-ВНИИЖТ-494» [2], где ремонт поглощающих аппаратов сводится к контролю геометрических параметров его узлов и деталей. Но в процессе эксплуатации в деталях поглощающего аппарата происходят изменения, влияющие на его силовую характеристику. При этом дальнейшая эксплуатация вагона становится недопустимой. В ударно-тяговом приборе с неисправным поглощающим аппаратом образуются износы, дополнительные нерегламентированные зазоры, перемещения, которые в несколько раз увеличивают продольно-динамические усилия в поезде, что подтверждено исследованиями профессора Б.Л. Карвацкого [3].
По основным рабочим элементам и принципу преобразования энергии соударения вагонов поглощающие аппараты подразделяют на пружинные, пружинно-фрикционные (фрикционные), резиновые (резинометаллические), полимерные, эластомерные, гидравлические, а также комбинированные, включающие различные виды рабочих элементов (резинофрикционные, гидрофрикционные, гидрополимерные).
В настоящее время наибольшее применение на отечественном и зарубежном подвижном составе нашли фрикционные, гидрофрикционные, эластомерные, резинометаллические и гидрополимерные поглощающие аппараты.
Благодаря простоте конструкции, низкой стоимости изготовления и способности работать при температурах окружающей среды от -60 до +50 С пружинно-фрикционные поглощающие аппараты получили самое широкое распространение. Воспринятая аппаратом при его сжатии энергия частично поглощается, частично затрачивается на сжатие двухрядной пружины, обеспечивающей восстановление исходного состояния аппарата после снятия нагрузки [4]. Энергия, поглощенная аппаратом, преобразуется в тепло, которое рассеивается в окружающую среду.
В настоящее время в России на грузовых вагонах различных лет постройки установлены шестигранные фрикционные поглощающие аппараты Ш-1-ТМ, Ш-2-В, Ш-2-Т, Ш-6-Т04 и пластинчатые поглощающие аппараты ПМК-110А, ПМК-110К-23.
По экспертной оценке насыщенность вагонного парка ОАО «РЖД» поглощающими аппаратами на 2007 г. составляет: Ш-1-ТМ — 35,3%, Ш-2-В -38,6%, Ш-6-Т04 - 3,6%, ПМК-110 - 3,9%, РТ-120 - 5,1%, эластомерные -13,5%). [5]. Таким образом, поглощающие аппараты типа Ш-1-ТМ и Ш-2-В наиболее распространенные и эксплуатируются на подавляющем числе вагонов, перевозящих сыпучие и неопасные грузы.
Для определения технического состояния поглощающих аппаратов типов Ш-1-ТМ и Ш-2-В при диагностировании их при деповском ремонте необходимо исследовать диагностические признаки и выбрать те, которые были бы наиболее информативными и имели бы доступность измерения.
Актуальность работы состоит в том, что контроль поглощающих аппаратов при деповском ремонте с получением силовых характеристик дает наиболее полное представление о их техническом состоянии и, тем самым, повышает безотказность всего вагона.
Целью диссертационной работы является совершенствование методики расчета и контроля технического состояния поглощающих аппаратов грузовых вагонов при ремонте.
Для достижения поставленной цели выполнен анализ отказов грузовых вагонов по неисправностям автосцепного устройства за последние семь лет для определения технических требований к ремонту и испытанию поглощающих аппаратов при деповском ремонте, исследовано влияние неисправного поглощающего аппарата на надежность вагона в целом, произведен расчет поглощающего аппарата по схемам приложения сил, объясняющим неравномерный износ деталей поглощающего аппарата, разработана технология испытаний и ремонта поглощающих аппаратов грузовых вагонов на специальном стенде.
Методика исследования предусматривает анализ обследования грузовых вагонов, поступивших в текущий отцепочный ремонт, с целью определения взаимосвязи неисправностей поглощающего аппарата с другими видами неисправностей вагона. Определены диагностические признаки оценки технического состояния поглощающих аппаратов в ходе проведения их испытаний с получением силовых характеристик и обмером геометрических параметров составных частей.
Научная новизна результатов исследовательской работы, выполненной в диссертации:
1. Впервые определена взаимосвязь неисправностей поглощающего
аппарата с другими видами неисправностей вагона.
2. Разработана методика выбора диагностических признаков
технического состояния поглощающих аппаратов путем сравнения их
информативности и определения критериев оценки технического состояния
поглощающих аппаратов по методу минимального риска со сравнительной
оценкой стоимости ошибок первого и второго рода.
Предложена расчетная модель взаимодействия фрикционного клина с нажимным конусом и корпусом поглощающего аппарата, объясняющая неравномерный износ его пар трения.
Разработана математическая модель работы пружинно-фрикционного поглощающего аппарата при квазистатическом сжатии.
Разработана методика испытаний поглощающих аппаратов грузовых вагонов при ремонте на основе выбранных диагностических признаков технического состояния поглощающих аппаратов.
Практическая ценность. Выбран диагностический признак технического состояния пружинно-фрикционных поглощающих аппаратов, который дает возможность своевременного выявления неработоспособности аппаратов и предотвращения отказов автосцепного устройства в эксплуатации.
На базе выбранного диагностического признака разработана методика испытаний пружинно-фрикционных поглощающих аппаратов при ремонте.
Реализация работы. Результаты исследований легли в основу разработки технологии испытаний и ремонта поглощающих аппаратов грузового подвижного состава на специальном стенде СПА-160, разработанном Уральским отделением ОАО «ВНИИЖТ».
Ожидаемый годовой эффект от внедрения стендов для испытаний и ремонта поглощающих аппаратов грузового подвижного состава в грузовые вагоноремонтные депо ОАО «РЖД» составляет 642 тыс. руб. на один стенд.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы изложены и одобрены на V межвузовской научно-технической конференции «Молодые ученые — транспорту», посвященной 170-летию транспортного машиностроения на Урале, Екатеринбург (УрГУПС), 17-18 ноября 2004 г.; на VI межвузовской научно-технической конференции «Молодые ученые —
транспорту», Екатеринбург (УрГУПС), 2005 г.; на международной научно-технической конференции «Наука, инновации и образование: актуальные проблемы развития транспортного комплекса России», посвященной 50-летию Уральского государственного университета путей сообщения, Екатеринбург (УрГУПС), 16-17 ноября 2006 г.; на VII межвузовской научно-технической конференции «Молодые ученые - транспорту», посвященной 170-летию российских железных дорог, Екатеринбург (УрГУПС), 15-16 ноября 2007 г; на техсовете дирекции по ремонту грузовых вагонов Свердловской железной дороги, Екатеринбург (ВЧДР-4), 29 апреля 2008 г; на Всероссийской научно-технической конференции «Транспорт, наука, бизнес: проблемы и стратегии», посвященной 130-летию Свердловской железной дороги, Екатеринбург (УрГУПС), 16-17 октября 2008 г; на расширенном заседании кафедры «Вагоны» Брянского государственного технического университета, Брянск (БГТУ), 12 ноября 2008 г.; на научно-техническом совете секции «Вагоны и вагонное хозяйство» Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта, Москва (ОАО «ВНИИЖТ»), 13 ноября 2008 г.
Публикации. По результатам исследований, выполненных в диссертации, опубликовано 9 печатных работ, включая 2 статьи в журналах «Железнодорожный транспорт» и «Транспорт Урала», включенных в Перечень ВАК РФ, а также получены 2 патента Российской Федерации на полезную модель.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка из 124 наименований и приложения. Содержит 126 страниц машинописного текста, 50 рисунков, 22 таблицы.
Обследование технического состояния упряжных устройств грузовых вагонов
Для определения диагностических признаков неисправных упряжных устройств в эксплуатации и выяснения причин, приводящих к отказам узлов и деталей ударно-тяговых приборов, было проведено обследование технического состояния упряжных устройств грузовых вагонов в парке прибытия и на механизированных путях ремонта вагонов (МПРВ) станции Свердловск - Сортировочный [77]. Были исследованы и систематизированы признаки, которыми пользуются при выявлении неисправных упряжных устройств.
При визуальном осмотре упряжного устройства на ПТО сортировочных станций осмотрщик должен пройти в межвагонный промежуток и подлезть под концевую часть вагона. При этом возможности контроля существенно ограничены, во-первых, из-за неудобства положения осмотрщика, и, во-вторых, из-за недоступности осмотру части узлов упряжного устройства, например, поглощающего аппарата или задних упорных угольников. Поэтому о многих неисправностях упряжного устройства осмотрщик судит по косвенные признакам, что не обеспечивает достоверности контроля. При осмотре вагонов осмотрщики пользуются известным методами выявления неисправностей [78, 79], а также личным опытом.
Основным критерием, по которому судят о техническом состоянии упряжного устройства, является расстояние от упора автосцепки до наиболее выступающей части ударной розетки. Этот размер для разных типов поглощающих аппаратов различен. В настоящее время на грузовых вагонах установлены поглощающие аппараты трех типов. На четырехосные вагоны устанавливаются поглощающие аппараты типа Ш-1-ТМ с рабочим ходом 70 мм и энергоемкостью 30 кДж и аппараты типа Ш-2-В с рабочим ходом 90 мм и энергоемкостью 60 кДж. На восьмиосные вагоны устанавливаются поглощающие аппараты типа Ш-2-Т с рабочим ходом ПО мм и энергоемкостью 104 кДж.
Расстояние от упора головы автосцепки до наиболее выступающей части ударной розетки для аппарата Ш-1-ТМ составляет 60 мм для сжатого состояния поезда и 100 мм для растянутого состояния, для аппарата Ш-2-В это расстояние составляет 120-150 мм, для аппарата Ш-2-Т - 100-140 мм.
Увеличение расстояния между автосцепкой и ударной розеткой свидетельствует о возможном изломе клина тягового хомута, разрыве тяговых полос и соединительных планок тягового хомута, неисправности поглощающего аппарата. При малом выходе автосцепки возможны изломы клина тягового хомута, упорной плиты и задних упорных угольников, потеря поглощающим аппаратом упругих свойств.
Таким образом, о неисправностях поглощающего аппарата осмотрщики судят по косвенным признакам, что не обеспечивает достоверности контроля. Так увеличенный зазор между автосцепкой и ударной розеткой не всегда однозначно указывает на наличие неисправного упряжного устройства. Подвижной состав, прибывший на станцию, может оказаться либо в сжатом, либо в растянутом состоянии, и в этом случае расстояние между автосцепкой и ударной розеткой будет больше или меньше допустимых величин.
Поэтому для определения технического состояния упряжного устройства осмотрщики дополнительно используют другие признаки неисправностей. Например, провисание головы автосцепки указывает на разрыв верхней полосы или соединительных планок тягового хомута, излом клина тягового хомута. На провисание головы автосцепки осмотрщик обращает особое внимание, так как оно может явиться причиной превышения допустимой разницы продольных осей автосцепки, что приводит к саморасцепу вагонов в составе.
Сломанный клин тягового хомута определяют ударом молотка. Если клин сломан, то слышен двойной металлический звук. На излом клина также указывает изогнутый болт его крепления. При выработке фрикционных клиньев, корпуса поглощающего аппарата, на всей длине клина появляется металлическая пыль и потертость до металлического блеска.
Возникновение металлического блеска на хвостовике автосцепки или на нижней полосе тягового хомута также свидетельствует о возможной неисправности упряжного устройства.
Способ обнаружения неисправностей упряжного устройства по металлическому блеску был применен на Западно-Сибирской железной дороге осмотрщиком вагонов Басалаевым. Суть способа определения неисправного упряжного устройства заключается в следующем. Металлический блеск на хвостовике автосцепки, доходящий почти до ее головы, указывает на разрыв тягового хомута и обрыв задних упорных угольников. Металлический блеск длиной до 100 мм свидетельствует о неисправном поглощающем аппарате. Возникновение металлического блеска на тяговом хомуте с одной или обеих сторон от поддерживающей планки связано с потерей поглощающим аппаратом упругости, изломом корпуса поглощающего аппарата.
Диагностическая модель автосцепного устройства грузового вагона
С целью определения элементов конструкции автосцепного устройства, по которым можно выделить диагностические признаки, характеризующие надежность работы автосцепного устройства в целом, исследована взаимосвязь между различными неисправностями [82]. Проведено натурное обследование более тысячи вагонов, поступивших в текущий ремонт, а также вагонов, у которых были показания от устройств автоматического контроля перегрева букс (ДИСК2-Б) [83, 84], неровностей на поверхности катания (ДИСК2-К) [85], устройства контроля подреза гребня колеса, аппаратуры диагностирования упряжного устройства (АДУ) [1], устройства контроля угла набегания колеса на рельс (УНКР) [86]. В ходе обследования вагона, забракованного по неисправности одного из узлов, который будем именовать «системой А», например, по неисправности поглощающего аппарата А1} выявлялись неисправности других узлов, «систем», например, трещина корпуса автосцепки А2, рамы вагона Qi, литых деталей тележки Т2, которые могли быть причиной или следствием неисправности системы А, выявленной при техническом обслуживании (осмотре) вагона на ПТО. По данным обследования определялась условная вероятность наличия на вагоне неисправности у (например, состояние системы Bj) в случае выявления на нем /-й неисправности другой системы At. где: N(BjAj) - количество вагонов, отказавших по і-ой неисправности системы А и имеющих j-ю неисправность системы В; N(Aj) - общее количество вагонов, отказавших по і-й неисправности системы А. На вагоне, отцепленном в ремонт по неисправности /, другая неисправность/ может быть в следующих случаях: - случайное совпадение двух неисправностей на одном вагоне; - неисправность і является причиной появления неисправности у; - неисправность у является причиной появления неисправности /;- обе неисправности / и у являются следствием других неисправностей или нарушений технического состояния вагона. В таблице 2.1. представлены значения условных вероятностей неисправностей автосцепки. Полагаем, что данные состояния могут возникнуть в период между техническими обслуживаниями вагона на ПТО.
На основании статистических данных, зная частоту отказов вагонов, имеем вероятность отказа вагона по данной неисправности в течение года WEJ. Зная годовой пробег L и длину гарантийных участков 1уч, определяем вероятность обнаружения Bj на данном вагоне при прохождении очередного технического обслуживания По данным статистического анализа отказов грузовых вагонов определена частота отказов по неисправностям автосцепки, представленная в таблице 2.2. Анализируя полученные данные, можно сделать выводы, что большинство случаев неисправности автосцепки, рамы и кузова вагона являются следствием неисправности поглощающего аппарата. На основании полученных данных определено количество информации, оценивающее степень взаимосвязи того или иного состояния систем грузового вагона. Результаты представлены в таблице 2.3. По данным обследования максимально возможное количество информации составляет 10,27. По данным таблицы 2.3 следует, что при выявленной неисправности поглощающего аппарата информативность взаимосвязанных неисправностей корпуса автосцепки, рамы и кузова вагона от максимально возможной составляет 58,4%, 51,2% и 40,0% соответственно. Техническое состояние автосцепного устройства может быть оценено интегральными, прямыми и косвенными диагностическими признаками.
Интегральные признаки определяются основными характеристиками автосцепного устройства R и параметрами процесса функционирования F. Прямые признаки определяются структурными параметрами Е, которые включают и дефекты D. Косвенные признаки определяются в основном вспомогательными, сопутствующими параметрами Г[87]. Диагностическая модель автосцепного устройства грузового вагона представлена на рис. 2.2. Общие характеристики Ru определяются конструкцией автосцепки и включают функциональное назначение поглощающего аппарата — показатели назначения и основные технические характеристики. Параметры процесса функционирования автосцепного устройства Fe определяются интегральными признаками, по которым можно оценить техническое состояние автосцепного устройства в целом. Структурные параметры автосцепного устройства Ев определяются в основном целостностью конструкций сборочных единиц, включая отдельный класс дефектов D. Можно сказать, что параметры функционирования дают обобщенную оценку технического состояния, а структурные параметры детализируют техническое состояние автосцепного устройства. Вспомогательные параметры Ve используются в качестве косвенных диагностических признаков.
Результаты обследования поглощающих аппаратов при плановых видах ремонта
Для определения работоспособного состояния поглощающих аппаратов грузовых вагонов было проведено обследование неисправностей поглощающих аппаратов, снятых с вагонов, поступающих в деповской ремонт. Обследования проводились с 2005 по 2006 гг. в депо по ремонту грузовых вагонов ст. Свердловск-Сортировочный по методике ОАО «ВНИИЖТ» [94]. Согласно этой методике каждый поглощающий аппарат подвергался испытанию на сжатие с усилием от 600 до 800 кН с последующим снятием силовой характеристики и обмером всех деталей. Результаты обследования приведены в таблицах 3.2. и 3.3 [95, 96].
Согласно «Технике статистических наблюдений» А.К. Митропольского [97] данное количество обследуемых аппаратов обеспечивает вероятность 0,92 при точности около 0,06, что можно считать достаточным для дальнейших расчетов по определению диагностического признака технического состояния поглощающих аппаратов.
На рисунке 3.2. приведена диаграмма испытания нового поглощающего аппарата Ш-2-В. Линия нагружения F и ход X аппарата продолжаются до окончания действия нагрузки. На рисунке 3.3. представлены результаты испытаний поглощающего аппарата Ш-2-В, поступившего в деповской ремонт. Из рисунка следует, что ход аппарата продолжался только до усилия 350 кН, а остальную нагрузку в 320 кН поглощающий аппарат воспринял как жесткое тело. При разборке аппарата (рис. 3.4.) были выявлены ступенчатые износы на стенках корпуса до образования выступов, на которые при сжатии в 350 кН стали упираться фрикционные клинья и, вследствие этого, при дальнейшей нагрузке ход аппарата был остановлен.
При трещинах корпусов поглощающих аппаратов (рис.3.5.), в большинстве случаях аппарат работает только на сжатие пружин, а фрикционная часть вступает в работу с малым коэффициентом трения [98]. На рисунке 3.6. это показано прямолинейным участком, характеризующим работу сжатия пружины.
Подобные диаграммы работы характерны для поглощающих аппаратов при износах стенок корпуса и фрикционных клиньев (рис. 3.7.), вследствие того, что полноты клиньев при сжатии не хватает для их взаимодействия со стенками корпуса аппарата. При квазистатическом сжатии ход у таких аппаратов будет задействован в полной мере, из-за чего энергоемкость Е при 60 тс будет высока. При соударениях вагонов для полного закрытия аппаратов с такими неисправностями достаточно 40 кН, и тогда энергоемкость аппаратов недостаточна для поглощения энергии соударяющихся вагонов, большая часть продольных усилий будет восприниматься рамой вагона и находящимся в нем грузом.
Анализ технического состояния поглощающих аппаратов, снятых с вагонов, поступивших в деповской ремонт, показал, что большинство поглощающих аппаратов Ш-2-В приходит в деповской ремонт без гайки на стяжном болте или с изломанным или изогнутым болтом (рис. 3.8.). Это связано с тем, что при деповском ремонте стяжной болт на аппараты Ш-2-В ставится одной длины с аппаратами Ш-1-ТМ. Поэтому в эксплуатации при соударениях вагонов и полном закрытии поглощающего аппарата Ш-2-В упорная плита упирается в стяжной болт, а не в корпус. Из-за этого болт деформируется, и при обратном разжатии аппарата усилие воспринимается гайкой, с последующим ее срывом.
Поглощающие аппараты, исправные по геометрическим параметрам и без износов фрикционных клиньев, имеют диаграмму испытаний, приведенную на рисунке 3.9.
Выполненное исследование показывает, что у поступающих в деповской ремонт вагонов требованиям нормативно-технической документации удовлетворяют 21% аппаратов Ш-2-В и 8,5% Ш-1-ТМ. Отсюда следует, что в предремонтный период большинство аппаратов работает малоэффективно и не гарантирует снижения энергии от допускаемых продольно-динамических нагрузок в поездах повышенного веса и длины.
Из приведенного выше анализа неисправностей поглощающих аппаратов (табл. 3.2. и 3.3.) видно, что по износам фрикционных клиньев и стенок корпусов происходит около 20% неисправностей у каждого типа пружинно-фрикционных поглощающих аппаратов. Данное обстоятельство связано с тем, что при проектировании поглощающих аппаратов применялась расчетная схема, не учитывающая условия взаимодействия контактных поверхностей и место приложения сил - посредине площадок [99] (рис. 3.10.)
В эксплуатации наблюдается неравномерный износ фрикционных поверхностей клиньев и корпусов поглощающих аппаратов типов Ш-1-ТМ и Ш-2-В, и с помощью применяемой упрощенной схемы приложения сил этого не объяснить.
Технико-экономическое обоснование по внедрению стенда для испытаний и ремонта поглощающих аппаратов грузового подвижного состава
Для обеспечения безопасности движения поездов и сохранности вагонного парка необходимо обеспечить постановку на вагоны при их ремонте заведомо исправных поглощающих аппаратов. Существующая технология ремонта поглощающих аппаратов не обеспечивает этого условия, так как не производится проверка работоспособности поглощающего аппарата перед постановкой на вагон. Контроль работоспособности (энергоемкости) аппарата позволит гарантировать эксплуатацию вагона без отцепки в текущий ремонт по неисправностям поглощающих аппаратов. 3.
Суть выполняемой работы. Поставленная цель достигается путем испытания поглощающих аппаратов на стенде для диагностики и оценки функциональной работоспособности, которые гарантируют дальнейшую эксплуатацию вагона с этим аппаратом без отцепки в текущий ремонт. Расчеты технико-экономического обоснования по внедрению стенда для ремонта и испытаний поглощающих аппаратов грузового подвижного состава производились согласно методических рекомендаций [124]. 4. Необходимый объём финансирования по выполняемой теме на 2007 год составляет 1 770 000 рублей. 5. Объем и сфера внедрения определяются количеством вагоноремонтных предприятий на сети железных дорог Российской Федерации. 6. Затраты на внедрение и обслуживание в эксплуатации. 6.1 Общие капитальные вложения составят: где Цу, — стоимость стенда при изготовлении, Цу = 800 000 рублей по калькуляции завода изготовителя Км — затраты на монтажные работы, Км = 40 000 рублей. #=840 000 рублей. 6.2 Текущие, издержки, связанные с эксплуатацией, определяются по формуле где Сэ — расходы на электроэнергию, Сам — амортизационные отчисления, См — расходы на материалы, Соп — расходы на заработную плату работников, обслуживающих стенд. Расходы на электроэнергию где: С— 1,0089 руб. — стоимость одного кВт.ч электроэнергии; t = 24 - число часов в сутках; Т = 365 - число дней в году; N = 0,2 кВт - усредненная мощность, потребляемая стендом. Амортизационные отчисления определятся по формуле: где: Ас= 0,1 - норма амортизационных отчислений. Расходы на материалы: плату работников, обслуживающих стенд принимаем 10% от годового фонда заработной платы: Con= 0,1x34210 = 3421 руб. Суммарные эксплуатационные расходы на один стенд составляют: Ut = 4712,88 + 84000+ 80000 + 3421 = 172133,88 руб. /,=200x172133,88=34 426 776 руб. Общие расходы на 200 стендов составят: 3t=(K+ UJ 200=(Ш 000 + 172133,88)х200= 202 426 776 руб. 7. Экономия эксплуатационных расходов в результате внедрения стенда определится: где Pi = 225 475 руб. — экономия эксплуатационных расходов за счет снижения трудоемкости ремонта вагонов в депо; Рг — 260 954 руб. - экономия расходов за счет сокращения браков в пути следования и повреждения вагонов; Р3 =155 571 руб. - экономия расходов за счет сокращения задержек поездов на станции, вызываемых отцепкой в текущий ремонт вагонов с неисправным поглощающим аппаратом. Экономия эксплуатационных расходов в результате внедрения стенда за год составит: 1. Разработан стенд для испытаний и ремонта поглощающих аппаратов грузовых вагонов, позволяющий испытывать поглощающие аппараты всех типов со снятием силовых характеристик при квазистатическом сжатии до 1,6 МН со скоростью 0,01 м/с.
Данная разработка запатентована Уральским отделением ОАО «ВНИИЖТ». 3. Разработана методика испытаний пружинно-фрикционных поглощающих аппаратов грузовых вагонов при ремонте. 2. Произведен расчет технико-экономического обоснования внедрения стендов для испытаний и ремонта поглощающих аппаратов на сеть железных дорог ОАО «РЖД». Экономия эксплуатационных расходов в результате вне дрения стенда за год составит 642 тыс. руб. Срок окупаемости инвестиций без учета стоимости капитала 1,6 г. 1. Показано, что техническое состояние пружинно-фрикционных по глощающих аппаратов грузового подвижного состава в деповских условиях целесообразно контролировать с использованием автоматизированных средств диагностики, применение которых позволяет существенно улучшить безопасность движения поездов, повысить производительность труда и ав томатизировать операции контроля. 2. Вследствие неисправности поглощающего аппарата условная вероятность отказа вагона по трещинам корпуса автосцепки составляет 0,052; трещинам рамы вагона - 0,031; неисправностям кузова вагона - 0,014. 3. Определена взаимосвязь неисправного поглощающего аппарата с неисправностями корпуса автосцепки, кузова и рамы вагона, которая оценена количеством информации. 4. Предложена диагностическая модель автосцепного устройства грузового вагона для определения диагностических признаков неисправного поглощающего аппарата. 5. Предложена расчетная модель взаимодействия фрикционного клина с нажимным конусом и корпусом поглощающего аппарата, объясняющая неравномерный износ его пар трения. 6. Разработана математическая модель работы поглощающего аппарата при квазистатическом сжатии. Для компьютерного имитационного моделирования и многовариантного анализа разработано программное обеспечение в аналитической программной среде автоматизированного синтеза уравнений движения «Универсальный механизм» на встроенном языке программирования среды. Программное обеспечение построено таким образом, что позволяет учитывать различные варианты износов основных поверхностей элементов поглощающего аппарата.
