Конструктивные и эксплуатационные мероприятия повышения надежности ПС

Для повышения надежности подвижного состава при конструировании применяется целый ряд приемов. Основные из них следующие:

· Упрощение системы, т. е. уменьшение числа составляющих ее элементов путем рационализации конструкции.

· Замена менее надежных элементов более надежными.

· Создание так называемой функциональной избыточности си­стем за счет повышения запасов прочности. Этот путь ограничи­вается тем, что приводит к повышению веса, материалоемкости и стоимости конструкций.

· Применение специальных мер защиты оборудования от дей­ствия разрушающих факторов, снижающих надежность: динамиче­ских нагрузок (рациональным проектированием рессорного подве­шивания, ударно-тяговых устройств и системы управления), защиты от перегрузок и перенапряжений, от попадания пыли и грязи в узлы трения, от разрушающих атмосферных воздействий на оборудова­ние и т. д.

· Обеспечение условий изолированности отказов, исключаю­щих их лавинообразное развитие. Примером таких отказов может служить размотка бандажей якоря тяговых электрических машин, которая приводит, как правило, к повреждениям обмотки якоря и магнитных катушек, поджогам коллектора и другим неисправ­ностям.

· Обеспечение условий предупреждения отказов за счет доступ­ности различных узлов оборудования для наблюдения и осмотра, установки контрольных рисок или различных датчиков и устройств контроля, сигнализирующих об отказах различных узлов оборудо­вания или о приближении аварийной ситуации (последнее пред­почтительнее).

· Обеспечение условий простоты ликвидации отказов с мини­мальной трудоемкостью и стоимостью, т. е. необходимой ремонто­пригодности. Наиболее общие пути обеспечения ремонтопригодно­сти: выбор правильной схемы разборки с учетом надежности и ра­ботоспособности узлов оборудования, обеспечение простоты разборки без повреждения деталей сопряжений и взаимозаменяе­мости деталей, узлов и агрегатов оборудования.

· Герметизация узлов трения, создание надежных систем смаз­ки и применение других мер снижения интенсивности износа обо­рудования.

· Подбор материалов фрикционных пар с таким расчетом, что­бы изнашивалась дешевая и легко сменяемая деталь, а сохранялась дорогая.

· Усиление требований к точности производства и технологии контроля.

Параметры надежности элементов систем подвижного состава с течением времени работы (пробега) ухудшаются. Поэтому в процессе эксплуатации необходимо направленно изменять эти пара­метры (приводить к максимуму), т. е. производить регулировку эле­ментов систем, подтяжку креплений, смазку и периодический ре­монт. График зависимости надежности от пробега L имеет вид, показанный на рис. 3.4.

Рис.3.4. Характер изменения уровня надежности конструкции ПС в эксплуатации

Максимальный уровень надежности P_ЗИ подвижной состав имеет при выпуске с завода-изготовителя (уро­вень ЗИ). На пробеге L_ц (ремонтный цикл) до первого заводского ремонтаЗР1 он снижается до уровня P₀₁ а в процессе ремонта вос­станавливается до уровня Р_ЗР1

График отражает:

1) тенденцию к понижению уровня надежности с течением времени. Остаточный уровень надежности Р₀₁<Р_ЗИ, Р₀₂<Р_ЗР1, Р₀₃<Р_ЗР2 и т. д. Понижение уровня надежности с ростом пробега между ремон­тами определяется тем, что по мере износа деталей и узлов в про­цессе эксплуатации интенсивность отказов растет, а средняя продолжительность безотказной работы, т. е. уровень надежности, па­дает;

2) тенденцию к снижению уровня надежности от ремонта к ремонту: Р_ЗИ>Р_ЗР1 > Р_ЗР2> Р_ЗР3 и т. д.;

3) рост падения уровня на­дежности на следующих друг за другом межремонтных пробегах _: P_ЗР1 -P₀₁<P_ЗР2-P₀₂<P_ЗР3-P₀₃ и т. д.

Уменьшение уровня надежности Р_ЗР1,Р_ЗР2, ••• от ремонта к ремонту связано с тем, что при заводском ремонте ремонтируют не все элементы оборудования подвижного состава: рамы тележек, ра­мы кузова, корпуса тяговых двигателей и другое оборудование вос­станавливают лишь при наличии повреждений. Поэтому в таких элементах могут накапливаться постепенные изменения (например, структурные изменения материала), которые уменьшают вероят­ность безотказной работы подвижного состава. Этим же объясняет­ся и рост падения уровня надежности на следующих друг за другом межремонтных пробегах. Пилообразное изменение надежности в пределах пробега L_ц между ЗР обусловливается частичным восста­новлением уровня надежности при промежуточных ремонтах (а между ними — при техническом обслуживании) ПС.

Основной эксплуатационной задачей повышения надежности ПС является обеспечение правильного выбора си­стемы технического обслуживания, которая должна учитывать не только условия его эксплуатации, но и конструктивные особенности. Правильно выбранная система технического обслуживания обеспе­чивает резкое замедление износов и своевременное предупреждение отказов. Зная причины, порождающие отказы и их последствия, в эксплуатации можно применять ряд мер по предупреждению и управлению отказами с тем, чтобы обеспечить безотказную работу оборудования в межремонтные сроки и локализовать возникающие отказы. Разработка определенной системы управления отказами позволяет уменьшить их рассеяние во времени и сосредоточить в определенном заданном интервале пробега, т. е. регулировать кри­вую распределения, как условно показано на рис. 3.5.

Рис.3.5. Изменение λ - характеристики при управлении отказами оборудования в эксплуатации

На длительность, а периода приработки большое влияние оказывает режим приработки деталей и узлов ПС. Ее можно суще­ственно снизить правильным выбором этих режимов. Продление периода b нор­мальной эксплуатационной работы обеспечивается пра­вильным техническим обслу­живанием. Последнее обес­печивает и концентрацию пе­риода с аварийного износа, что дает возможность мак­симального использования работоспособности деталей и узлов подвижного состава при максимальном увеличе­нии межремонтного про­бега.