Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Надежность локомотивов Российских железных дорог .
1.1. Способы и методы учета надежности локомотивов 15-23
1.2. Виды технического обслуживания, ремонта локомотивов и их назначение 32-31
1.3. Характеристика неплановых ремонтов 24-32
1.4. Показатели надежности эксплуатируемого парка локомотивов 35-39
1.5. Простой на текущих видах ремонта, технических обслуживаниях и неплановом ремонте 35
1.6. Краткий обзор систем обслуживания локомотивов за рубежом
1.7. Анализ технического состояния локомотивного парка 39-42
Выводы по главе 1 42-43
Глава 2. Источники отказов оборудования локомотивов .
2.1. Рабочие параметры локомотива
2.2. Срок службы локомотива.
2.3. Условия работы локомотива
2.4. Условия восстановления локомотива
2.5. Закономерность возникновения отказов
2.6. Уравнение «надежности локомотива» 63-70
Выводы по главе 2 70-71
Глава 3. Стохастические модели систем ремонта локомотивов .
3.1. Модель планово-предупредительного ремонта локомотива 72~83
3.2.Модель ремонта «по потребности»
3.3. Достоверность диагностирования технических устройств
Выводы по главе 3 94-95
Глава 4. Пути изменения существующей системы обслуживания локомотивов
4.1. Задачи локомотивостроительных заводов 96-99
4.2. Современные задачи локомотиворемонтных заводов. 99-100
4.3. Задачи эксплуатационных организаций
4.4. Совершенствование управления производством 105-110
Выводы по главе 4
Выводы по
работе
Литература 114-119
Приложения 120
- Простой на текущих видах ремонта, технических обслуживаниях и неплановом ремонте
- Закономерность возникновения отказов
- Достоверность диагностирования технических устройств
- Совершенствование управления производством
Введение к работе
С течением времени расходы на поддержание локомотивов в работоспособном состоянии растут. Сегодня это вызвано изменением Законодательства, устанавливающего новые налоги на землю, основные средства, экологию, а также ростом цен на энергию, материалы, запчасти, рост заработной платы, увеличение сложности и стоимости локомотивов и т.д.
Значительную часть расходов определяет способ эксплуатации, обслуживания и ремонта локомотивов. По оценке, произведенной несколько лет назад, коэффициент стоимости восстановления равный отношению затрат на восстановление работоспособности локомотива к его номинальной стоимости за год составляет для тепловозов 0,3 - 0,4, для электровозов постоянного тока 0,15 - 0,2, т.е. за время 3-4 года для поддержания тепловоза в работоспособном состоянии затрачивалась его строительная стоимость.
В трудах ДИИТа [37, 38, 53] приводятся данные многолетних наблюдений, из которых следует, что от заводского до заводского ремонта на поддержание локомотива в работоспособном состоянии расходуются от 5 до 6 его строительных стоимостей. Большую часть затрат на восстановление работоспособности локомотивов определяет выбранный метод их восстановления.
Из табл.1.3.5. видно, что от 50 до 100% отказов возникают в результате предыдущего ремонта. Эта цифра может быть увеличена за счет графы «причина не установлена», т.к. это, как правило, тоже влияние предыдущего ремонта.
Системы ремонтов в поисках оптимальных за последние десятилетия прошли ряд изменений. До середины 30-х годов ремонт паровозов осуществлялся «по потребности», в зависимости от состояния колесных пар и котла, с обязательным участием прикрепленных локомотивных бригад.
В 1936-38 г.г. при ремонте паровозов стали применять планово-предупредительную систему, что сразу же сказалось на ухудшении их технического состояния [32].
Позднее были испробованы методы нормирования ремонтов по расходу
топлива для тепловозов, электроэнергии для электровозов. Положительных
результатов этот метод не дал, т.к. топливо и электроэнергия не всегда
расходуются на работу локомотива - это прогревы локомотивов зимой,
расход электроэнергии в пусковых сопротивлениях и т.д. В результате
у вернулись к планово-предупредительному ремонту, хотя недостатки его
были ясны еще в тридцатые годы.
* В настоящее время возникла иллюзия, что, используя современные
микропроцессорные системы для диагностики, можно отслеживать состояние агрегатов локомотивов и производить ремонт «по потребности», значительно уменьшив объемы ремонтных работ и соответственно их стоимость.
В главе 3 показано, что ремонт по потребности, с использованием результатов диагностирования состояния объекта может дать результат только при известном сроке его службы. Практика показала, что определение объема ремонта по результатам диагностирования и последующее его выполнение «обычными способами» результатов дать не может. В очень ограниченных объемах диагностические устройства могут быть использованы как контрольные, после ремонта.
Работы отечественных ученых, связанных с ремонтом и эксплуатацией локомотивов, весьма разнообразны и многочисленны [1,3, 25, 26, 28, 29, 40, 62]. Вопросам организации ремонта, технологии его проведения [7,9, 13, 23, 30, 50], посвящена наибольшая часть опубликованных ими работ.
Это направление науки активно развивалось отечественными учеными
Алехиным СВ., Бородиным А.П., Гороховниковым Л.М., Подшивало-
вым Д.Н., Иунихиным А.И., Рахматуллиным М.Д., Скиба И.Ф.,
ь Тищенко А.И., Шишковым А.Д., Яковлевым Г.Ф.; и др.[35, 41, 43, 55, 56].
По мере развития теории надежности и применения ее к локомотивам и методам их эксплуатации, появились глубокие, содержащим обоснованную теоретическую базу работы, посвященные анализу существующих и анализу оптимальных систем обслуживания и ремонта локомотивов.
Это работы Воинова К.Н., Григоренко В.Г., Зеленченко А.П., Исае
ва И.П., Коссова Е.Е., Машнева М.М., Павловича Е.С., Просвирова Ю.Е.,
Стрекопытова В.В., Тартаковского Э.Д., Чернякова А.А., Четвергова В.А. и
многих других ученых, успешно работающие в этой области до
^ сегодняшнего дня.
Особенностью этих работ, можно считать привязанность их к существующей планово - предупредительной системе ремонтов, попытка обосновать, оправдать, усовершенствовать ее [11, 31, 39, 54, 55]. В этом же направлении развивается и теория применения диагностических методов при ремонте локомотивов [22, 49, 51].
Интересно, что эти же вопросы возникали раньше (в XIX - XX веках) и решались Съездами инженеров пути [3, 52, 60].
Зарубежный опыт эксплуатации и ремонта имеется и доступен [12, 58], однако, в силу своего принципиального отличия от отечественного, в ряде случаев, вызывает сомнение в возможности его применения на Российских железных дорогах.
Однако изучение опыта обслуживания и ремонта локомотивов за рубежом дает возможность произвести сравнение с собственным опытом, рассмотреть его сильные и слабые стороны, обосновать принципы обслуживания локомотивов за рубежом и подумать о перспективе, к которой надо стремиться в отечественном локомотивном хозяйстве.
Проведенный в работе анализ существующих в России методов ремонта и перспектив их развития в сравнении с зарубежным опытом дает возможность
разработки рекомендаций, внедрение которых может существенно повлиять
на состояние локомотивного парка и стоимость поддержания его в
ь работоспособном состоянии.
7 В предлагаемой работе в качестве источника статистического материала
использованы анализы технического состоянии локомотивного парка по сети железных дорог России. Показано, что в «чистом виде» система планово-предупредительного ремонта не обеспечивает исправного состояния локомотивов, так как в ней обязательно присутствует ремонт «по потребности», выражающейся в неплановом ремонте. Используемая десятки лет система планово-предупредительного ремонта, по сути, не является системой, т.к. не может существовать без дополнительных неплановых ремонтов.
Интересно отношение к неплановым ремонтам, меняющееся в зависимости от эпохи. Первое время существования планово-предупредительной системы неплановые ремонты не допускались, на них не планировались расходы. Ликвидация их проходила за счет средств, отпущенных на плановые ремонты и осмотры, что резко ухудшало качество плановых работ и состояние локомотивов. Следующая стадия - выделение на случайные ремонты специального фонда и, наконец, расширение ремонтного производства с учетом увеличения количества ремонтов.
Как видим, официально признали существование двух взаимосвязанных систем - плановой и неплановой. В работе это Положение основывается на статистическом материале для качественной характеристики системы ремонтов. Предложены стохастические математические модели, которые наглядно характеризуют способности системы ремонтов и дают возможность для выводов о их улучшении, совершенствовании и вероятности получения желаемого результата. Проведенный обзор работ [1, 5, 6, 27, 33, 48, 57], посвященных организации, планированию, периодичности и объемов ремонтов локомотивов показал, что, несмотря на их разнообразие, все они посвящены анализу и попыткам совершенствования существующих методов, которые, как показывает практика, результатов не дают.
Что вполне естественно, так как система обслуживания и ремонта технического устройства (локомотива) должна соответствовать его уровню,
8 который непрерывно меняется. Консервативная ремонтная система,
основанная на применении в основной массе работ ручного труда, не может
обеспечить выполнение необходимых работ, объем которых, точность
выполнения, сложность, потребность в новом мерительном и контрольном
инструменте непрерывно растет.
Можно сказать, что система ремонта и обслуживания локомотивов должна всегда соответствовать общему развитию техники, технологии и экономики страны.
Попытки создания «современных» вариантов планово-предупредительной системы, в том числе и на ремонтных заводах, как это было на Даугавпилском ЛРЗ [33, 59], ощутимых результатов не дало.
Изменив организацию ремонта, применив впервые поток на сборке ремонтируемого локомотива, но, оставив большой процент объема ремонта, выполняемый «вручную», не учитывая «возраста» элементов, поступающих на сборку, получить положительный результат не удалось.
Рассмотрены основные направления развития локомотивостроения. В этих разделах внимание уделяется не конструктивным решениям, которые могут быть самыми разнообразными и соответствовать развитию техники, а особенностям конструкции, которая определяет работоспособность локомотива и значительно снижает затраты на его эксплуатацию. В первую очередь внимание уделено унификации локомотивного оборудования. Это направление широко внедряется на европейских железных дорогах, давая возможность в несколько раз сократить варианты конструкций, повысить их технологичность исполнения и использования. Уделено внимание опыту отечественного локомотивостроения и опасным тенденциям, появившимся в последнее время в связи с возникновением различных объединений промышленных предприятий с иностранными фирмами. Например, создание тепловоза ТЭРА на базе американских стандартов.
Рассмотрены вопросы срока службы агрегатов и самого локомотива. Показано, что сроки службы агрегатов, не совпадающие по времени друг с
9 другом и сроком службы самого локомотива, не могут дать в эксплуатации
оптимальных затрат на их содержание.
Определение срока службы локомотива и составляющих агрегатов имеет значение не только для эксплуатационников. Предполагаемые большие сроки службы локомотива требуют и большого количества «тяжелых» видов ремонта, которые экономически не выгодны, отвлекая материальные и трудовые ресурсы страны, тормозят совершенствование локомотивного парка.
В общем случае можно сказать, что планово-предупредительная система ремонта, не имеющая срока службы локомотива, обеспечивает его вечное существование на уровне года его выпуска.
ГТК
Заявление о том, что выпущенный локомотив (например, ТЭП70 )
является локомотивом нового поколения, не соответствует действительности,
так как изготовлен на прежнем технологическом уровне и не вносит никаких
изменений при его эксплуатации. Дополнительное электронное
оборудование не переводит его на новый уровень.
Новое поколение локомотивов - это и принципиально новые условия его изготовления, обслуживания и ремонта.
Рассмотрению подвергнуты основные вопросы, возникающие при эксплуатации и ремонте в настоящее время, связанные как с объективными так и субъективными обстоятельствами в депо и других предприятиях локомотивного хозяйства. В развитии разработанной темы ставится ряд вопросов:
- кем и как определяются требования к новому локомотиву?
почему новые серии локомотивов испытываются на пригодность к эксплуатации организациями МПС, а не локомотивостроительными заводами, обязанными выпускать испытанную готовую продукцию?
чем объяснить многосерийность продукции одного и того же назначения, выпущенной одним и тем же заводом?
- почему запасные части для локомотивов изготавливаются предприятиями
МПС, а не заводами изготовителями агрегатов ?
- как определяются и обосновываются объемы ремонтов новых локомотивов
и их срок службы?
При решении поставленных вопросов использовались основные понятия теории вероятностей, теории надежности и математической статистики.
Простой на текущих видах ремонта, технических обслуживаниях и неплановом ремонте
Изучая состояние систем обслуживания и содержания локомотивов за рубежом в развитых странах, можно сделать ряд сопоставлений и выводов.
Зарубежные железные дороги применяют различные системы поддержания локомотивов в работоспособном состоянии, в том числе и приведенные выше. Так, например, система технического обслуживания локомотивов железных дорог США имеет многоуровневую структуру [12, 58, 62, 65].
Первый уровень образует межрейсовый технический осмотр. Тепловозы заправляются топливом и песком, а также осматриваются. Тщательно проверяются колесные пары, утечки топлива, воды, масла, дымность выхлопа дизеля. Мелкие неисправности устраняются непосредственно на экипировочных путях. Все выявленные более серьезные отклонения технического состояния узлов локомотива фиксируются в специальном журнале. Часть из них при необходимости устраняется без захода в депо, но с привлечением ремонтного персонала. Так же по необходимости производится замена колодок и регулировка тормозной рычажной передачи.
Следующий уровень составляют осмотры с периодичностью 15, 30 и 45 дней. Каждые 15 дней проверяется уровень и при необходимости добавляется смазка в буксовые, шкворневые и моторно-осевые подшипники ТЭД. Производится осмотр тяговых редукторов на предмет утерь крепежных болтов, утечек смазки и износа зубчатых колес. Кузовное оборудование локомотива во время 15-ти, 30-ти и 45-ти дневных осмотров проверяется в объеме межрейсовых осмотров, за исключением того, что отбираются пробы для химических анализов масла и воды, и во время 45-ти дневного осмотра производится смена всех топливных фильтров.
Далее следует осмотр с периодом 92 дня. Сроки и объемы этого осмотра регламентируются федеральными инструкциями и обязательны для всех депо; локомотив должен быть в обязательном порядке изъят из эксплуатации для его проведения. Производится обязательная смена всех фильтров, полная проверка всех приборов безопасности и пневматического тормоза. Колеса обмеряются и тщательно осматриваются. Все выявленные неисправности устраняются.
Примерно такой же объем работ выполняется с периодом 368 дней. Отличие заключается в том, что во время этого осмотра в обязательном порядке заменяются наиболее ответственные узлы приборов пневматического тормоза. Наконец, последним и самым большим по объему ремонтом, выполняемом в депо, является ремонт с периодом 1104 дня. В дополнение ко всем работам, выполнявшимся при проведении 92 и 368 дневных осмотров, производится полная замена всех приборов пневматического тормоза; все насосы заменяются, а соединения трубопроводов тщательно проверяются, при необходимости переставляются для устранения утечек. Дизельное масло проходит регенерацию (дополнительную очистку), часть его заменяют свежим. Производится тщательный осмотр внутренней поверхности втулок цилиндров, поршней, поршневых колец, крышек цилиндров через впускные окна (в двухтактных дизелях), форсунки дизеля снимаются и тщательно проверяются на стенде. Основным способом контроля состояния внутренних узлов и пар трения дизеля является отслеживание изменения состояния продуктов износа в масле, определяемого с помощью лабораторных анализов проб масла, выполняемого на каждом обслуживании, начиная с 15-ти дневного. Анализ производится в лаборатории депо, результаты заносятся в базу данных и используются для оценки и прогноза изменения технического состояния дизеля, по результатам которого корректируется объем работ на текущем осмотре. Кроме того, на зарубежных дорогах широко распространен агрегатный метод ремонта, который существует и у нас, применяются диагностические методы определения состояния локомотива и т.п. Однако обращает на себя внимание резкое различие в состоянии локомотивных парков, что заставляет искать скрытые причины нашего неудовлетворительного положения, заключающегося в первую очередь, в росте межпоездных (неплановых) ремонтов, падении экономичности и эффективности локомотивов. Срок службы зарубежного локомотива определяется фирмой изготовителем. Агрегаты, имеющие меньшие сроки службы, подлежат замене на новые. Сроки службы агрегатов подбираются кратными сроку службы локомотива, что дает возможность проводить плановую диагностику. В нашей практике срок службы локомотива определяется МПС весьма произвольно вне зависимости от его состояния. Замена агрегатов производится по мере выхода их из строя, в подавляющем большинстве отремонтированными, с неопределенным сроком службы, часто со списанных локомотивов, или снятыми с локомотивов, отправляемых на завод для капитального ремонта. Это и является основной причиной большого количества неплановых ремонтов. Диагностические методы в данном случае бесполезны, т.к. даже узлы, пригодные для диагностирования, должны подвергаться диагностике непрерывно, что практически невыполнимо. 2.В нашей практике не учитываются внешние условия работы локомотивов. К внешним условиям работы следует относить не только климатические условия, но и режимы работы, ремонтные базы и их оборудование и, как будет показано далее, квалификация обслуживающего персонала, социальные условия работающих, система оплаты труда и так далее. 3.Отечественное локомотивостроение с момента постройки новых локомотивов не придерживалось принципа «наследственности» и каждая новая серия локомотивов конструктивно почти по всем агрегатам отличалась от предыдущей, что, в результате, мешало нормальной эксплуатации и обслуживанию локомотива как по объему работ, так и по сложности снабжения запасными частями. Отсутствие «наследственности» в конструкциях локомотивов очень сильно осложняет их модернизацию, которая превращается в создание практически нового локомотива кустарным способом, что неизбежно влечет за собой снижение надежности. 4.Не последнюю роль играет и качество работ, выполняемых на локомотивах в условиях депо. Необходимость выполнения нестандартных операций, которые обязательно присутствуют при ремонтных работах (особенно внеплановых), создают условия для возникновения отказов в дальнейшем. Кроме того, такие работы требуют высокой квалификации слесарей, что не всегда обеспечивается, вызывают высокие неоправданные расходы, не давая уверенности в качестве выполненной работы. Сильно страдает организация контроля выполнения непланового ремонта. В депо за качество ремонта практически не отвечает ни кто. Учет выполненных работ не соответствует требованиям. Отмечается большое число случаев сокрытия неплановых ремонтов. Соответственно, отсутствие, вообще, какого-либо контроля за их выполнением. Отсутствует, точнее, находится в зачаточном состоянии, капитальный ремонт локомотивов на заводе изготовителе, что распространено за рубежом. Заводской ремонт на заводе МПС не соответствует необходимому и не восстанавливает работоспособность локомотива. Характерной является тяжба между ремонтными заводами и депо по поводу качества произведенных работ. Перечисленные особенности изготовления, эксплуатации и ремонта локомотивов отечественных железных дорог приводят к мысли, что на состояние локомотивов выбранная система не оказывает значительного влияния. Дело в чем-то другом. Для этого надо провести анализ возможного состояния локомотивного парка при поддержании его в рабочем состоянии с помощью плановых ремонтов.
Закономерность возникновения отказов
Затронем ряд классических положений теории надежности. Первое (о сроке службы) - при выпуске с завода не известны не только срок службы самого локомотива, но и всех его узлов и деталей, срок службы которых не согласуется ни со сроком службы локомотива, ни друг с другом. По установившейся практике отечественная продукция, в том числе и локомотивы, при выпуске с завода изготовителя, а так же и после ремонтов, не имеют гарантированного безаварийного, безотказного срока службы, определяемого изготовителем. Задается гарантия, не безотказной работы в течение определенного времени, а обязательство в течение времени, составляющего незначительную часть от жизни изделия, заменить отказавшие узлы и детали за плату или своими силами. Их суть - бесплатная ликвидация брака, допущенного при изготовлении изделия, если он будет обнаружен потребителем в установленные изготовителем сроки. Второе (о восстановлении работоспособности) - в эксплуатации локомотивы проходят планово-предупредительные ремонты (см.гл.1), задачи которых поддерживать локомотив в работоспособном состоянии, ликвидируя последствия выполненной локомотивом работы, затраченного на это моторесурса и влияние прошедшего календарного времени («возраст» локомотива или отдельных узлов). Влияние на состояние локомотива плановых ремонтов рассмотрено далее в гл. 2 и 3. Остановимся на следующем: при производстве планового ремонта широко применяется агрегатный метод - смена агрегата с заменой его на отремонтированный заранее или новый (имеюще разный «возраст»). Имеется ряд узлов часто заменяемых — цилиндровые комплекты, колесно-моторные блоки, тормозные приборы, двигатели вспомогательных агрегатов, сами агрегаты вспомогательных нужд и т д. Практика показывает, что по прошествии 10-15 лет эксплуатации на локомотиве из «родных» заводских агрегатов и узлов остаются - рама, кузов и номер локомотива. Агрегаты, подвергшиеся замене в свою очередь, имеют различный срок службы (новые, старые годные, старые восстановленные) и, в результате, локомотив никакого определенного возраста не имеет. Состояние его определяется преобладанием деталей и узлов одной из трех перечисленных категорий.
Еще более неопределенно обстоит дело с планово-предупредительными ремонтами, задачей которых является восстановление начального технического состояния локомотива. В основу данного вида ремонтов заложен принцип ликвидации возникших за определенный пробег износов, ослаблений, ухудшений состояния узлов, трущихся пар, изоляции. Осуществляется идея -попал на ремонт, восстановили, опять как новый. В зависимости от объема и сложности ожидаемой работы, определяется объем ремонта, его последовательность, простой в ремонте и т.д. Но разный срок службы агрегатов вынуждает производить чередование ремонтов, менять их объем, и пробеги между ремонтами. Для наглядности отразим изменение вероятности безотказной работы узлов локомотива для различных периодов времени. На рисунке 2.2 приведено схематическое изображение состояния Pt различных агрегатов «нового», выпущенного с завода, локомотива (1, 2, 3, 4, 5, 6 ) в зависимости от пробега t. Для «нового» можно предположить, что все узлы и агрегаты начинают работать одновременно от to, но при построении кривых Pt учитываются как Хв (внезапных) так и Хи (износовых) отказов. Возникновение отказов в основном по причине наличия Хв характеризуется величиной отрезка 1,0 - Ptn , где Р,„ - заданный уровень безотказной работы по нарастающему износу деталей. Зависимости Pt, расположенные «ниже» линии Р,п, характеризуют отказы, возникающие в основном по причине старения элементов. Точки пересечения кривых Pt с линией (в принципе с линиями, которых может быть несколько - для каждого узла своя) определяют пробег / до ремонта данного узла. Например, установив первый ремонт при пробеге tj, определенный по узлу 3, получаем следующую картину: - узлы 1 и 2 не «дотянут» до // и будут иметь повышенный уровень отказов с преобладанием отказов по Ли; - узлы 4, 5, не требуют ремонта при //, но до следующего подобного по объему ремонта не «дотянут», что приведет либо к росту числа неплановых ремонтов, либо потребует введения дополнительного вида для 4 и 5, но в этом случае нарушается периодичность ремонтов и их объем, что весьма нежелательно для эксплуатации.
Приходим к выводу, что положительный результат при различных Pt агрегатов локомотива могут дать лишь кратные показатели надежности составляющих локомотив узлов.
Достоверность диагностирования технических устройств
По материалам главы 1 сделан вывод, что причиной неплановых ремонтов в основном является предыдущий ремонт. От 50 до 100% непланового ремонта работники депо без колебаний относят к ремонту ранее выполненному (невыполненному). Оставшуюся часть неплановых ремонтов считают следствием неустановленных причин, которые при детальном рассмотрении можно так же отнести к недостаткам предыдущего ремонта. Еще раз приходим к выводу, что неплановые ремонты являются следствием плановых. Попробуем разобраться в этом выводе.
В главе 1 описана принятая на железных дорогах РФ система планово-предупредительных ремонтов (ТР) и технического обслуживания (ТО), которая включает: - постановку локомотива на ремонт после нормированного пробега или времени работы; - профилактические ремонтные работы для предупреждения отказов оборудования; - чередование ремонтов разной сложности, их повторяемость после определенного межремонтного пробега. Виды техобслуживания и ремонтов устанавливаются приказом МПС. Объемы ремонтных работ и технология их производства определяются правилами деповского и заводского ремонта локомотивов. При подобной системе обслуживания и ремонта теоретически не может быть разных по техническому состоянию локомотивов, так как все они работают и восстанавливаются одинаково. Одинаковой должна быть и стоимость жизненного цикла локомотива. Существующее состояние локомотивного парка и недостаточная эффективность принятой системы обслуживания и ремонта может быть объяснена только отклонениями от норм эксплуатации и обслуживания (с чем можно бороться) или в недостатках самой системы ремонта. Действительно, пробеги между ТО и ТР, а также их количество непрерывно меняются, что вызвано рядом причин, основной из которых является состояние локомотивного парка, которое из года в год ухудшается, что видно из отчетных документов МПС и дорог. Сокращаются пробеги между ТО и ТР, меняются и принципы назначения ремонта, и перечень работ. Это и ремонт по "пробегу" локомотива, и ремонт по расходу топлива или электроэнергии, и внедряемый сейчас ремонт по "потребности". На железных дорогах США и стран Евросоюза применяются комбинированные системы ремонта и ТО. Эти системы имеют много общего с отечественной - применение агрегатного метода ремонта, отслеживание состояния внутренних узлов и пар трения дизеля с помощью лабораторных анализов проб масла, применение диагностических методов. Однако состояние локомотивного парка западных стран значительно отличается от состояния отечественных парков. Причинами неудовлетворительного состояния наших парков являются рост количества межпоездных ремонтов, снижение эффективности работы локомотивов. В предыдущей главе нами рассмотрены причины возникновения отказов, обусловленных существующими правилами содержания локомотивов, временем их работы и т.д. Справедливо возникает вопрос — как влияют на состояние локомотива методы его восстановления. Из существующих методов ремонта (глава 1), на Российских дорогах уже свыше 70 лет применяется планово-предупредительный метод ремонта локомотивов. Попробуем произвести анализ планово-предупредительного метода ремонта локомотивов с использованием постулатов теории вероятности. Как было показано ранее, при рассмотрении существующих работ, посвященных этому вопросу, аналогичных попыток не было сделано. Считаем, что для исследования процессов ремонта и состояния локомотивного парка может быть привлечена теория вероятностей, так как рассматриваемые процессы все как один случайны. Применение вероятностного метода исследования вполне закономерно, так как исследуемые явления принадлежат к категории массовых явлений, для которых, по крайней мере, на некотором участке времени выполняется свойство устойчивости частот. В нашем случае реально можно говорить о вероятностях событий, имея в виду реальные характеристики случайных явлений, так как и состояние локомотивов и возможности ремонтных баз мыслятся как массовые события, которые повторяются неоднократно в приблизительно аналогичных условиях. Очевидно, что любая система ремонтов, как процесс, может быть описана математически - составлена ее математическая модель. Работы в этом направлении проводились [19,22,23,47], они рассмотрены нами ранее. Общим недостатком их следует считать, что все они сохраняя принцип планово - предупредительного ремонта в разной мере привязывались к существующим нормам пробега и правилам (объектам) ремонта. Обосновывались увеличения или уменьшения межремонтных пробегов, объемы ремонтов, технология ремонтов и восстановления деталей. Попробуем провести анализ системы ремонтов в общем виде. При любой системе ремонтов имеется две случайных величины: состояние локомотива, поступающего в ремонт, и возможности ремонтной базы на данный период времени выполнить необходимый для локомотива объем ремонта, полностью восстанавливающий его исправность и способность без межпоездных ремонтов дорабатывать до следующего планового ремонта. Состояние локомотива в любой период времени величина, безусловно, случайная: состояние агрегатов, их срок службы, время работы самого локомотива и выполненная им работа - все это сказывается на надежности и работоспособности его узлов (см.гл.2). Если учесть, что правилами ремонта обусловлено использование на одном локомотиве (или его узле) деталей новых, старых годных к употреблению [51] и старых восстановленных, а все они имеют различную надежность и срок службы, требуют различного времени для восстановления, то для состояния локомотива пригодна лишь вероятностная его оценка.
Выбираем для оценки состояния локомотива поступающего в плановый ремонт условное время, необходимое для полного восстановления его работоспособности, так сказать, до идеального состояния, до полной исправности.
Так как для каждого локомотива это время будет различным, то очевидно, что и оно является случайной величиной. Для возможности анализа необходимого времени восстановления, как величины случайной, необходимо определить характеризующие ее величины по законам теории вероятностей.
Совершенствование управления производством
Наилучшие результаты по точности, достигнутые в наиболее короткий промежуток времени, могут быть получены с использованием стохастических вычислительных машин.
Вероятность появления ошибки при диагностировании системы пропорциональна количеству точек настройки. Так, при наличии нескольких точек настройки среднее квадратическое отклонение атах составит где д/ - рассеивание (случайная и систематическая ошибка) параметра, настраиваемого в данной точке. В первом приближении может быть принято максимальное отклонение показаний используемого в данной точке настройки измерительного прибора (датчика). При равенстве их погрешностей атах=д п, то есть пропорционально числу точек настройки.
Для ряда существующих систем регулирования мощности серийных тепловозов тщательный процесс диагностирования лишен смысла, так как математическое ожидание центра рассеивания системы не совпадает с тх, являясь функцией распределения ошибки, получаемой из ошибки системы регулирования энергетической установки и системы регулятора мощности. При несимметричном распределении отклонений выходной координаты центр рассеивания определяется положением медианы распределения. Для систем с несимметричными распределениями тхп смещено на 3-6 % в сторону перегрузки дизеля, что, конечно, может быть учтено при диагностировании.
Настройка по mxj дает лишь возможность получить расчетную параметрическую надежность данной системы. Для симметричных распределений тх и тх совпадают, что облегчает процессы диагностирования настройки и делает их более определенными. 1 .Качественную картину состояния локомотивного парка можно получить, используя вероятностные модели систем ремонтов. 2.Существующая планово - предупредительная система ремонтов повышает работоспособность локомотивов, но не может восстановить их номинальную работоспособность. В результате различий между потребностями восстановления и возможностью восстановления возникает объем невыполненного ремонта, приводящего в дальнейшем к появлению неплановых ремонтов. Накопление неисправностей, есть свойство планово - предупредительной системы ремонта. Снижение неплановых ремонтов возможно за счет снижения объемов ремонтов, выполняемых в депо. 3.Ремонт по результатам диагностирования, широко применяемый за рубежом, ощутимых результатов в локомотивном хозяйстве России дать не может вследствие ряда причин, связанных с конструкцией локомотивов, системой их обслуживания и ремонтов, а так же с поставленной задачей — определение объема ремонта по потоку неисправностей, а не слежение за состоянием локомотива. 4.Результаты диагностирования имеют весьма низкую достоверность и большую противоречивость показаний, как при разовых измерениях диагностируемой величины, так и непрерывных. 4.Целью локомотивного хозяйства России может являться создание систем обслуживания локомотивов по результатам диагностирования узлов и агрегатов, при условии создания их на гарантированный срок службы, выраженный в часах или километрах пробега в зависимости от назначения узла на локомотиве. В настоящее время, когда парк локомотивов требует почти полного обновления, а требований к новым локомотивам не существует, необходимо подойти к их заказу с учетом опыта накопленного в результате эксплуатации тягового подвижного состава на отечественных и зарубежных железных дорогах. В любом случае, принципиальное, коренное изменение качества обслуживания и эксплуатации, значительное снижение эксплуатационных расходов, определяется степенью соответствия конструкции локомотивов современному развитию уровня техники и общества. История отечественного локомотивостроения показала тенденцию заводов к многосерийности, разнообразию конструкций, необоснованным модернизациям и модефикациям серий, низким требования к надежности и сроку службы локомотива. Унификация локомотивного оборудования является одним из наиболее «простых» требований, не соблюдаемых, однако, в течение десятилетий. Отечественный опыт показал полную несостоятельность выпуска специализированных грузовых и пассажирских локомотивов. Тепловозы ТЭЗ и ТЭ7, ТЭ10 и ТЭШО, ТЕП70 и 2ТЭ70, различие между которыми заключается лишь в изменении передаточного числа тягового редуктора, отлично выполняют функции грузового и пассажирского локомотивов.
Существует необоснованно большое количество вариантов тележек, тогда как достаточно иметь 2-3 варианта, рассчитанных на различные скорости движения, план и профиль пути, которые удовлетворят как тепловозный, так и электровозный парки. Попытка унифицировать колесные пары не увенчалась успехом, не была доведена до практических результатов. При ориентации на электровозы со статическими преобразователями снимаются проблемы унификации тяговых двигателей для тепловозов и электровозов, т.к. ограничения, вызванные высоким напряжением в контактном проводе, влияющим на работу электрических машин в данном случае отсутствуют - напряжение на вторичной обмотке трансформатора может быть выбрано компромиссным, устраивающим как тепловоз, так и электровоз. Вопросы унификации кузова, тормозного оборудования, вспомогательных машин, приборного и диагностического оборудования не представляет проблем, и, в ряде случаев, давно решены.
Происходящая в наше время модернизация локомотивов показала, что существующие локомотивы на модернизацию не рассчитаны. Заводы изготовители не предусматривали такой возможности. Поэтому отмечаются случаи, когда отдельные крупные узлы и агрегаты не взаимозаменяемы даже на локомотивах одной и той же серии.
