CC BY
17
УДК 629.4.067.3:629.4.027.11
БОРЗИЛОВ 1.Д., к.т.н., професор (УкрДАЗТ); ПЕТУХОВ В.М., ст. викладач (УкрДАЗТ).
До^дження контролепридатносл букс вагонiв в частиш !х пристосування до технiчноi дiагностики
Постановка проблеми
Контролепридатшсть буксових вуз-л1в вагошв в частиш !х пристосування до д1агностування необхщно забезпечувати на вах стад1ях розробки нових 1 модернь заци юнуючих букс з метою шдвищення ефективносл дiагностування при оптима-льних витратах на розробку, виготовлен-ня, технiчне обслуговування та ремонт вузлiв. Дослiдження контролепридатносл букс дозволяе встановити вимоги до па-раметрiв, методiв та засобiв технiчного дiагностування.
Анал1з останн1х дослщжень 1 публ1кац1й
Питания на загальнонауковому рiвнi з огляду теоретичних i практичних аспек-тiв вирiшення вказаних вище проблем, розглядалися в робот [1]. Заслуговують особливо'1' уваги оргашзацшш проблеми технiчного дiагностування букс вагошв, якi сформульованi в роботах [2,3] та стратегия удосконалення юнуючо1 системи те-хшчно"1 дiагностики буксових вузлiв в експлуатацп [4]. Разом з тим для забезпе-чення пристосування до дiагностування буксових вузлiв вагонiв в технiчному за-вданш на !х розробку або модершзащю необхiдно встановлювати конкретнi вимоги щодо пристосування букс до дiагносту-вання в виглядi кiлькiсних значень показ-никiв та якiсних вимог.
Формування мети
Метою виршення поставлено'!' про-
блеми е дослщження контролепридатносл букс вагошв в частиш !'х пристосування до техшчно1 дiагностики. На цш пiдставi потрiбно визначити властивють буксового вузла, що характеризуе його придатнють до проведення контролю техшчного стану запропонованими методами i засобами техшчного дiагностування, а також надати кшькюну характеристику пристосування буксового вузла до техшчно1 дiагностики.
Виклад основного матер1алу до-сл1дження
У вщповщносл до вимог державного стандарту [5] вироби повинш мiстити кшькюш значення показникiв !х пристосування до техшчно"1 дiагностики i якюш вимоги.
Показники пристосування до тех-шчно1 дiагностики буксових вузлiв необ-хiдно визначати для: обгрунтування вибо-ру оптимального варiанту техшчно"1 дiагностики; контролю якiсних вимог; накопичення статистичних даних про пристосування до техшчно"1 дiагностики конкретних титв буксових вузлiв та наступного використання цих даних при забезпеченнi пристосування до техшчно"1 дiагностики iнших конструктивних варiантiв букс.
Номенклатура показникiв повинна бути наступною: середня оперативна тру-домiсткiсть даного виду дiагностування ^д); коефiцiент безрозбирального дiагно-стування (Кб.д.). Для дiагностування буксового вузла вагона в умовах вагоноре-монтних пiдприемств, натомiсть середньо1 оперативно1 трудомюткосл даного виду
дiагностування, можна застосувати серед-ню оперативну тривалють (Тд) або питому сумарну оперативну трудомютюсть дiагностування (Sуд). В якост показника пристосування до техшчно'1 дiагностики буксових вузлiв в умовах експлуатацп до-цiльно використовувати коефiцieнт без-розбирального дiагностування (Кб.д.).
Значения показниюв пристосування до техшчно'1 дiагностики буксового вузла обираеться з урахуванням: вимог до надшносп його роботи та дшчо'1 норма-тивно-техшчно'1 документацп щодо тех-нiчного утримання вагону.
Якюш вимоги пристосування до техшчно'1 дiагностики повиннi визначати загальнi вимоги до параметрiв, методiв, засобiв техшчно'1 дiагностики, конструкцп буксового вузла. Вони включають в себе: вимоги до кiлькостi дiагностичних пара-метрiв, що забезпечують отримання до-статньо'1 шформацп щодо техшчного стану буксового вузла; вимоги до номенкла-тури вбудованих та зовшшшх засобiв тех-шчно'1 дiагностики, 1'х точностi та до-стовiрностi; вимоги до забезпечення оп-тимальносп алгоритму дiагностування, що встановлюеться з урахуванням забез-печення найбiльш економiчноi експлуатацп буксового вузла при заданому рiвнi його безвщмовносп.
Загальнi вимоги до конструкцп буксового вузла включають: вимоги до вве-дення в його конструкщю вбудованих за-собiв мшропроцесорно'1 технiки, яю забезпечують видавання сигналiв, що контро-люють, на зовнiшнi засоби техшчно'1 дiагностики; вимоги до числа, розташу-ванню та доступностi до мюця установки засобiв мшропроцесорно'1 техшки в буксовому вузлi, виходячи з мжмально'1 тру-домiсткостi тдготовчих та заключних робiт з урахуванням мшмальних демон-тажних робiт; вимоги до виконання устрою приеднання до конструкцп буксового вузла засобiв мшропроцесорно'1 тех-нiки та конкретних розмiрiв приеднання; вимоги до легкого приеднання та зшман-ня устро'1'в приеднання; вимоги до захисту
устро'1'в приеднання засобiв мшропроце-сорно'1 техшки вщ пошкоджень та забруд-нень при експлуатацп буксового вузла.
Конструкщю буксового вузла ва-гонiв можна розглядати як узагальнений об'ект дiагностування у виглядi системи, що складаеться з блоюв разом зi зв'язками i 1'хшми ознаками. Вiдповiдно до теорп систем, пiд блоками буксового вузла бу-демо мати на увазi його елементи (рис.1).
Зв'язки поеднують блоки в едине цше, тобто в систему. Власне кажучи, тшьки наявнiсть багатьох видiв зв'язюв (включаючи причиннi, логiчнi, випадковi i т.д.) робить поняття системи корисним. З визначення системи випливае, що букса як система допускае можливють розбивки на тдсистеми. Перехiд до тдсистем приводить до нових зв'язюв.
При подiлу системи на тдсистеми необхщно враховувати 1'хш взаемодп i взаемний вплив.
Якщо кожна частина системи зв'яза-на в такий спосiб з шшою частиною, що змiна в однш частинi викликае змiни у вах iнших частинах i у всш системi, у цьому випадку говорять, що система поводиться когерентно або як одне цше. В процес дiагностування букс вагошв ми маемо справу саме з такими системами.
При розробщ стратеги дiагностуван-ня букс вагонiв необхiдно враховувати роль кожно'1 пiдсистеми, тобто е вона ве-дучою чи обслуговуючою.
Пщ ведучою пщсистемою ро-зумiеться така, що ввдграе головну роль у роботi вае'1 системи. Звичайно малi змiни в робот ще'1 пiдсистеми приводять до значних змш у всiх ланках системи. Тому для тдвищення надшносп вае'1 системи в першу чергу повинна бути захищена ве-дуча пщсистема вiд несприятливих впливiв i саме за нею встановлений ре-тельний дiагностичний контроль.
Аналiз конструкцп буксових пока-зуе, що в них можна видшити кiлька ве-дучих тдсистем. Таке розчленовування узагальненого буксового вузла вагона як об'екта дiагностування наведене на рис. 1.
шх
ПЖ 7Ж
Ш
Рис.1. Граф типово! структури буксового вузла як об'екта дiагностування
(два рiвня iерархii)
Коефiцieнт безразбирального
дiагностування букс вагонiв, як когерентно! системи, визначаемо за формулою
К - Пк
П (1) де Пк - число параметрiв, що кон-тролюються при дiагностуваннi буксового вузла;
Пк - загальне число параметрiв, що можливо контролювати при дiагностуван-нi буксового вузла.
Розрахований за даною формулою коефiцiент безрозбирального дiагносту-вання з використанням АСДК-Б або ДИСК-Б при наступних початкових да-них: число параметрiв, що контролюють названi системи дорiвнюе 1 (температура вузла); загальне число параметрiв, що можливо контролювати при дiагностуван-ш буксового вузла дорiвнюе 6 (температура, шум, вiбрацiя, частота обертання оа, осьове перемiщення вузла, фiзико-хiмiчнi властивостi мастила), буде складати 0,17. При використанш системи безпосереднь-ого контролю буксових вузлiв за допомо-гою буксових дiагностичних станцiй (БДС) число параметрiв, що контролюе
названа система дорiвнюе 3 (температура вузла, частота обертання оа, осьове пе-ремiщення вузла) i таким чином коефщент безрозбирального дiагносту-вання буде складати 0,5 при збшьшенш точност та достовiрностi отриманих па-раметрiв.
Так як пiдвищення достовiрностi контролю пов'язано з витратами на апа-ратш та програмнi кошти, проведення на-уково-дослiдних та конструкторських роб^, а бортова БДС може мати у своему складi рiзноманiтнi датчики, а також вста-новлюватися на пасажирсью вагони, на рiзноманiтнi типи вантажних вагонiв, в тому чист, що перевозять небезпечнi, цiннi вантаж1, то для оптимiзацii кiлькостi та типу датчиюв пропонуеться методика розрахунку цих параметрiв.
Сумарнi фiнансовi витрати, пов'язаш з пiдвищенням достовiрностi контролю, можна представити в виглядi вираження
С = Сэ + Ск,
(2)
де Сэ и Ск — витрати вщповщно на експлуатащю буксового вузла та систему контролю.
С
0,8
Сэ
Ск г
1
0,2 0,4 до 0,6 0,8 Д
Ск — витрати на систему контролю; Сэ — витрати на експлуатащю об'екту;
С — сумарш витрати ; До — опти-мальне значення достовiрностi контролю
Рис. 2 — Яюсна залежнiсть витрат на контроль та експлуатащю буксового вузла вщ достовiрностi контролю
Оскшьки з пiдвищенням достовiр-ностi контролю Д витрати Сэ зменшують-ся, а витрати Ск збшьшуються, то функщя С = f(Д) мае екстремум, а саме мшмум, якому вщповщае оптимальне значення Д0. На рис. 2 представлена графiчна ш-терпретацiя яюсно'1' залежностi С = ДД). Для кшьюсно'1' оцiнки залежност сумар-них фiнансових витрат вщ достовiрностi контролю та оцiнки оптимального значення Д0 необхщно мати вщповщш ста-тистичнi данi щодо залежностей Сэ = f1(Д) i Ск = Е(Д) вiдповiдно до конкрет-них конструкцiй букс та системи дiагно-стування. В загальному випадку функцп f1 и Й можна апроксiмiровати квадратич-ними залежностями.
Висновок
Виконаш дослiдження контролеп-ридатностi букс вагошв в частинi ix прис-тосування до техшчно}.' дiагностики показали, що коефiцieнт безрозбирального дiа-гностування з використанням АСДК-Б або ДИСК-Б складае 0,17, а при використанш буксових дiагностичниx станцiй - 0,5. На
цш пiдставi визначена властивють буксового вузла, що характеризуе його при-датнiсть до проведення контролю техшч-ного стану запропонованими методами i засобами теxнiчного дiагностування. Представлена якiсна залежнiсть витрат на контроль та експлуатащю буксового вузла вщ достовiрностi контролю.
Список лггератури
1. Борзилов И.Д. Выбор автоматизированных средств контроля перегрева букс вагонов в пути следования [Текст] / И.Д.Борзилов, В.М. Петухов // 1нфор-мацiйно-керуючi системи на залiзничному транспорта—2006. - №2. - С.48-51.
2. Миронов А.А. Контролепригодность подвижного состава к тепловой бесконтактной диагности-ке[Текст]/А.А.Миронов, В.Л.Образцов, А.Э.Павлюков //Автоматика, связь, информатика. - 2006. - №11 - С.54 - 57.
3. Регеда В.В. Анализ методов контроля букс грузовых вагонов на ходу поезда [Текст] / В.В.Регеда, В.М. Петухов //Зб. наук.праць. - Харюв: УкрДАЗТ,
2007.-Вип.84. - Ч.3. - С. 94-98.
4. Петухов В.М. Буксовая диагностическая станция [Текст] / В.М.Петухов // Сб. научн. работ. - Донецк: ДонИЖТ,
2008.-Вып.№13.- С.96-101.
5. ГОСТ 26656-85 Техническая диагностика. Контролепригодность. Общие требования. [Текст]. - Введ. 1987-01-01. -М. : Изд-во стандартов, 1986. - 17 с.
Анотацн:
Розглянуто узагальнена структура буксового вузла як об'екта д1агностування. Представлено яшсну залежшсть витрат на контроль i експлуатащю буксового вузла вщ в1ропдносп контролю. Запропоновано методику розрахунку коефщента безрозб1рного д1агностування для вбудованих за-соб1в контролю букс.
Рассмотрена обобщенная структура буксового узла как объекта диагностирования. Представлена качественная зависимость затрат на контроль и эксплуатацию буксового узла от достовер-
ности контроля. Предложена методика расчета коэффициента безразборного диагностирования для встроенных средств контроля букс.
The generalised structure axle box knot as object of diagnosing is considered. Qualitative
dependence of expenses for the control and operation 6yKC0B0r0 knot from reliability of the control is presented. The design procedure of factor of not folding diagnosing for the built-in test equipment of axle boxes is offered.
УДК 629.463.12
ИЩЕНКО В Н., к.т.н., доц. (ДЕТУТ); ОСЬМАК В.Е,. старший преподаватель (ДЕТУТ).
Оценка теплотехнических показателей кузовов изотермических вагонов при испытаниях
Введение
При проведении предварительных, приемочных, периодических и типовых испытаний предусматривается определение теплотехнических параметров изотермических вагонов. Теплотехнические испытания проводятся с целью проверки приведенного коэффициента теплопередачи ограждений кузова вагона и показателей его герметичности для установления их соответствия требованиям технической документации.
При проведении теплотехнических испытаний приведенный коэффициент теплопередачи ограждений кузова вагона чаще всего определяется методом внутреннего нагрева с выходом на равновесный тепловой режим [1]. Оценка герметичности вагонов осуществляется двумя способами: измерением объемов расхода воздуха через неплотности при создании (наддува) в кузове вагона постоянного избыточного давления (подпора) 49Па и измерением периода времени падения подпора с 130 до 70 Па после прекращения наддува [1, 2].
Практика теплотехнических испытаний показывает, что в настоящее время нет достаточно надежных и универсальных методов оценки коэффициента теплопередачи и воздухообмена со средой в реальном тепловом процессе из за отсутствия в большинстве специализированных испытательных подразделениях специальных изотермических помещений для проверки общего теплотехнического состояния изотермических вагонов. В этой связи представляется целесообразным использовать такие методы контроля, которые с некоторым ущербом для точности позволяли бы оценть теплотехнические показатели кузова вагона путем испытаний и несложных расчетов.
Постановка задачи
Суммарный тепломассообмен груза и воздуха в грузовом помещении вагона с внешней средой происходит за счет кон-дуктивной передачи тепла и воздухооб-
