Методологические основы определения эксплуатационных характеристик несамоходного подвижного состава Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Наука та прогрес транспорту. Вкник Дншропетровського нацюнального ушверситету залiзничного транспорту, 2016, № 1 (61)

РУХОМИЙ СКЛАД I ТЯГА ПО1ЗД1В

УДК 629.463-192

Л. А. МУРАДЯН1*, В. Ю. ШАПОШНИК2*, А. А. МИЩЕНКО3*

1 Каф. «Вагоны и вагонное хозяйство», Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна, ул. Лазаряна, 2, Днепропетровск, Украина, 49010, тел. +38 (056) 373 15 19, эл. почта [email protected], ОЯСГО 0000-0003-1781-4580

2*Отраслевая научно-исследовательская лаборатория «Вагоны», Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна, ул. Лазаряна, 2, Днепропетровск, Украина, 49010, тел. +38 (056) 373 15 19, эл. почта [email protected], ОЯСГО 0000-0003-4701-6491

3*Отраслевая научно-исследовательская лаборатория «Вагоны», Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна, ул. Лазаряна, 2, Днепропетровск, Украина, 49010, тел. +38 (056) 373 15 19, ОЯСГО 0000-0002-5543-8435

МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК НЕСАМОХОДНОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

Цель. Научная работа предусматривает: 1) подтверждение как заявленных технических характеристик вагонов и их модификаций, так и показателей безотказной работы в течение межремонтного времени или наработки; 2) усовершенствование методологических подходов оценки эксплуатационных характеристик новой и модернизируемой техники железнодорожного транспорта на примере несамоходного подвижного состава, а именно - железнодорожных грузовых вагонов; 3) решение научно-прикладной проблемы по оценке эксплуатационных характеристик новой и модернизируемой железнодорожной техники. Методика. Рассмотрены основные методологические подходы к оценке эксплуатационных характеристик на примере несамоходного подвижного состава, а именно - железнодорожных грузовых вагонов. Проводится анализ безотказности вагона, который рассматривается как сложная механическая система, где все элементы системы соединены последовательно, при этом каждый из элементов включает т последовательно соединённых деталей. Отказ каждой расчетной части приведет к отказу вагона. Таким образом, вагон является системой без резервирования. Результаты. Усовершенствована методика оценки эксплуатационных характеристик грузовых вагонов в подконтрольной эксплуатации с учетом особенностей вагонов нового поколения. Уточнены: длительность проведения испытаний, периодичность осмотра контрольной группы вагонов, контролируемые параметры вагона, причины досрочного прекращения подконтрольной эксплуатации. Выявленные в процессе подконтрольной эксплуатации отказы разделены по их характеру. Научная новизна. Авторами предложена методика оценки эксплуатационных характеристик железнодорожной техники в опытной эксплуатации на примере грузовых вагонов нового поколения. Практическая значимость. Результаты работы позволяют оценить эксплуатационные характеристики новой и модернизируемой техники железнодорожного транспорта при проведении эксплуатационных испытаний

Ключевые слова: надежность; отказ; вероятность безотказной работы; эксплуатационные испытания; подконтрольная эксплуатация; вагоны нового поколения

Наука та прогрес транспорту. Вкник Дншропетровського нацюнального ушверситету залiзничного транспорту, 2016, № 1 (61)

Введение

Процесс создания новой техники, как правило, сопровождается выполнением комплекса теоретических и экспериментальных исследований создаваемого образца, изделия по определению его функциональных характеристик. В первую очередь разработчиков и пользователей интересуют эксплуатационные качества, так как именно эти качества определяют основные свойства изделия в эксплуатации. Поэтому не только представляет интерес, а имеет особую актуальность научно-прикладная проблема по оценке эксплуатационных характеристик новой и модернизируемой техники, а для железнодорожной техники, от которой зависит не только безопасность движения, но жизнь и здоровье людей, оценка показателей в эксплуатации имеет особо важное значение. Поэтому далее рассмотрим основные методологические подходы к оценке эксплуатационных характеристик на примере несамоходного подвижного состава, а именно железнодорожных грузовых вагонов.

Парк грузовых вагонов Украины требует пополнения его вагонами нового поколения с осевыми нагрузками до 25 тонн. Производство таких вагонов освоено в Украине на передовых предприятиях, таких как ПАО «Крюковский вагоностроительный завод» (КВБЗ), ПАО «Азовмаш», ПАО «Днепровагонмаш» (ДВМ) и др. Разработано множество моделей вагонов и их модификаций, которые требуют подтверждения как заявленных технических характеристик, так и показателей безотказной работы в течение межремонтного времени или наработки.

Цель

Усовершенствование методологических подходов оценки эксплуатационных характеристик новой и модернизируемой техники железнодорожного транспорта. Решение научно-прикладной проблемы по оценке эксплуатационных характеристик новой и модернизируемой железнодорожной техники.

Методика

Вагон относится к обслуживаемым, ремонтируемым, восстанавливаемым объектам, расходующим в эксплуатации свой технический

ресурс [1]. Надежность вагона характеризуется показателями безотказности, долговечности и ремонтопригодности [6, 14]. Вопросам оценки надежности техники и железнодорожного подвижного состава посвящено большое количество как научно-технической литературы [6-8, 11, 14, 23 и др], так и нормативных документов [4, 5, 15]. Далее рассмотрим основные показатели, характеризующие безотказность работы.

При анализе безотказности вагон рассматривается как сложная механическая система, состоящая из п элементов. Будем считать, что все элементы системы соединены последовательно, при этом каждый из элементов включает т последовательно соединенных деталей. Отказ каждой расчетной части приведет к отказу вагона. Таким образом, вагон является системой без резервирования.

В качестве расчетных частей целесообразно рассматривать отдельные функциональные узлы: кузов, тележка, автотормозное оборудование, ударно-тяговое устройство и др. С учетом взаимной независимости отказов расчетных частей и отдельных деталей (элементов) вероятность безотказной работы вагона в течение срока (наработки) Т определяется по формуле (1) [10, 15]:

п п т

Рв (Т) = п Р (Т) = ППР (Т), (1)

1 1 1

где Р (Т) — вероятность безотказной работы за срок Т 1-й расчетной части; Р{-(Т) — вероятность безотказной работы за срок Т]-й детали г-й расчетной части.

Для упрощения введем предположение о независимости разных видов отказов, тогда суммарная вероятность безотказной работы элемента определяется как произведение частных вероятностей

Р (Т) = П Р1 (Т), (2)

1

где к - число учитываемых видов отказов; Р?

и

— вероятность отказа вида / данного элемента.

Отказ вагона заключается в нарушении его работоспособности (рис. 1).

Наука та прогрес транспорту. Вкник Дншропетровського нацюнального ушверситету з&тзничного транспорту, 2016, № 1 (61)

В неработоспособном состоянии вагон (элемент) не может использоваться для выполнения перевозной работы и временно (или окончательно — в случае предельного состояния) исключается из рабочего парка для производства ремонта (или списания).

Оценка показателей надежности, определяется по результатам испытаний на основании статистического учета по количеству выявленных неисправностей. По условиям и месту проведения работ, испытания делятся на типы, представленные на рис. 2.

ОХКАЧ ВАГОНА изменение технических характеристик вагона, его деталей или узлов, приводящее к нарушению его _работоспособного состояния_

»иным отказ выявляется штатными методами r процессе технического содержания вагонов в рамках действующей технологии

скрытым отказ выявление штатными средствами в процессе технического содержания вагонов невозможно или затруднено без изменения действующей технологии технического обслуживания

Рис. 1. Проявление отказа вагона Fig. 1. Display of car refusal

Типы испытаний

iS

Лабо Стен Поли Пату С Эксплу-

ратор до- тон- рные исполь- атацион-

ные вые ные зованием моделей ные

Рис. 2. Типы испытаний в зависимости от условий и места проведения работ

Fig. 2. Test types depending on conditions and test place

Для определения и оценки действительных эксплуатационных показателей надежности вагонов и их узлов при работе в реальных условиях предусмотрены эксплуатационные испытания (рис. 3).

Основными видами эксплуатационных испытаний, которым подвергаются образцы деталей, узлов и в целом единицы подвижного

состава железных дорог, являются опытная и подконтрольная эксплуатация [19, 20]. При этом решаются следующие основные задачи [21]:

— выявление закономерностей возникновения отказов в зависимости от наработки;

— определение коэффициентов готовности и использования в условиях эксплуатации;

— определение (уточнение) критериев предельного состояния и ресурса;

— расчет действительной потребности в запасных частях, расходов на эксплуатацию;

— установление ремонтопригодности;

— выявление типичных повреждений, различных видов отказов, относительной доли каждого вида в общем их числе;

— статистическая оценка стоимости ремонтов и затрат на поддержание в работоспособном состоянии от начала эксплуатации и до истечения гарантийного периода, до исчерпания объявленного ресурса, до списания;

— подтверждается соответствие условиям и требованиям эксплуатации;

— определяется ресурс между плановыми видами ремонта;

— накапливаются и систематизируются данные о надежности.

В период подконтрольной эксплуатации проводятся периодические осмотры (осмотры вагонов подконтрольной группы, с целью выявления скрытых отказов и отказов вследствие изнашивания) и внеплановые осмотры (осмотры с целью подтверждения факта отказа).

Проведение контроля технических параметров производится в условиях вагонного депо или пункта текущего ремонта полигона обращения вагонов, которые осуществляют подъемку вагонов, выкатку и разборку тележек, освидетельствование колесных пар и буксовых узлов. Внеплановые осмотры и контроль параметров неисправных вагонов и тележек проводятся на месте выявления неисправности (пункте технического обслуживания) или в вагонном депо.

Выявленные в процессе подконтрольной эксплуатации отказы различаются по характеру и приведены на рис. 4.

Наука та прогрес транспорту. Вкник Дншропетровського нацюнального ушверситету з&тзничного транспорту, 2016, № 1 (61)

ХАРАКТЕР ОТКАЗОВ

производ- конструктивны ft эксплуата-

ствен ими но ши к в результате цией ими

возник в несовершенства возник в ре-

результате заложенных кон- зультате

нарушения структивных пара- нарушения

технологии метров вагона или условий ЭКС-

изготовле- нарушения уста- плуатации

ния НЛГОН.1 новленных норм и вагона

правил проектиро-

вания

Рис. 4. Типы характера отказов Fig. 4. Types of refusal nature

Целью подконтрольной эксплуатации также является подтверждение безопасности вагона в период его эксплуатации:

— от постройки до первого деповского ремонта;

между деповскими ремонтами; от постройки до капитального ремонта;

Задачами подконтрольной эксплуатации являются:

— определение показателей безотказности вагона (осредненный параметр потока отказов и гамма-процентная наработка на отказ) и сравнение полученных показателей со сред-несетевыми значениями;

— определение наработки вагона (пробега или срока службы) от постройки до планового ремонта или между плановыми ремонтами, обеспечивающими показатели безотказности вагона.

Рис. 3. Виды эксплуатационных испытаний

Fig. 3. Kinds of the maintenance testing

В процессе осмотра и контроля технических параметров:

— выявляют наличие механических и коррозионных повреждений на вагоне;

— проверяют наличие всех элементов конструкции;

— производят замеры зазоров и износов;

— проверяют параметры тормозной системы и автосцепки.

Продолжительность подконтрольной эксплуатации, на примере полувагона нового поколения, составит - до достижения пробега 500 тыс. км после постройки или 4 года эксплуатации. Периодичность проведения плановых осмотров и контроля параметров [9, 13]:

- первый - по достижении пробега 50—70 тыс. км после постройки или через год эксплуатации;

- второй - по достижении пробега 140—160 тыс. км после постройки или два года после проведения первого осмотра;

- третий - по достижении пробега 250—270 тыс. км после постройки или через три года эксплуатации;

- четвертый и далее - ежегодно до достижения пробега 500 тыс. км или срока эксплуатации 4 года (до первого планового ремонта).

При контроле технических параметров несамоходных единиц подвижного состава необходимо проконтролировать следующие параметры, приведенные в табл.1 [3, 16—18].

Наука та прогрес транспорту. Вкник Дншропетровського нацюнального ушверситету залiзничного транспорту, 2016, № 1 (61)

РУХОМИЙ СКЛАД I ТЯГА ПО1ЗД1В

Таблица 1 Table 1

Контролируемые параметры вагонов (на примере полувагона нового поколения [8, 22])

Checking wagon parameters (new generation gondola model) [8, 22])

Вид Узел

проверки подвижного состава Контролируемые параметры

Кузов - состояние кузова в целом и его основных несущих элементов, в том числе на наличие механических и коррозионных повреждений, прогибов и деформаций (хребтовая, шкворневые, концевые и промежуточные балки), боковых и торцевых стен (стоек и обшивки), крышек люков, наличие деформаций боковых и торцевых стен от распорных нагрузок, трещин в листах, балках и сварных соединениях; - состояние поручней и подножек составителя, лестниц, кронштейнов для крепления оборудования, обшивки, петель крышек люков и деталей их крепления; - состояние всего периметра верхней обвязки и элементов крепления грузов внутри кузова (увязочных колец и скоб); - наличие остатков груза и места его скопления, определяется необходимость проведения дополнительной зачистки

Тележ- До подъемки кузова:

ка - наличие трещин литых деталей (боковых рам и надрессорных балок); - состояние рессорного подвешивания (наличие у пружин изломов, отколов, трещин, следов смыкания витков, наминов, потертостей);

S - целостность адаптера и резинометаллической прокладки адаптера;

р е в - наличие просадки скользуна (при появлении зазора между износостойкой пласти-

о пря ная ной скользуна и ответной пластиной на скользуне кузова); - положение клина относительно надрессорной балки по нижней метке индикатора,

Л которая не должна быть выше уровня верхней поверхности надрессорной балки;

л а у з - ослабление гаек крепления фрикционных планок;

и m - состояние соединительных диагональных стержней и их креплений на боковой

раме (трещины, сдвиг, деформация); - закрепление тормозных башмаков на цапфах триангелей После подъёмки кузова: - наличие износов на верхней износостойкой планке скользуна (по глубине индикаторов); - наличие трещин, расслоения и т.п. дефектов износостойкого полимерного вкладыша подпятника; - состояние предохранительных тросов триангеля

Колес- - ослабление болтов торцевого крепления кассетного подшипника на оси колесной

ная па- пары;

ра - наличие подтеков и выбросов смазки в зонах уплотнения и на колесах; - наличие трещин, сколов и деформаций наружных колец подшипников и уплотнений (после выкатки колесных пар); - наличие трещин в приободной зоне дисков колес, а также неисправностей на поверхностях катания

Наука та прогрес транспорту. Вкник Дншропетровського нацюнального ушверситету залiзничного транспорту, 2016, № 1 (61)

РУХОМИЙ СКЛАД I ТЯГА ПО1ЗДЮ

Продолжение табл. 1

Continuation of table 1

Вид про- Узел

верки подвижного состава Контролируемые параметры

Визу- Адаптер - наличие трещин и сколов адаптеров;

альная

провер-

ка

Тор- В отпущенном состоянии

мозное - наличие всех элементов тормозной системы:

оборудование а) приборов торможения и отпуска тормозов;

а & б) всех элементов воздухопровода пневматической части тормозной системы и армату-

ры соединительной;

в о рп ая ьн в) элементов механической части тормозной системы (тяги, рычаги, затяжки, оси, втул-

ки, шплинты, предохранительные устройства;

г) изделий крепежных (болтов, гаек, шайб, стопорных планок шплинтов и т.д.);

ау - отсутствие повреждений (трещин, изломов, сколов, износов, вмятин и т.д.):

из В а) приборов торможения и отпуска тормозов;

б) арматуры соединительной; в) элементов механической части тормоза; - наличие заваров тормозных башмаков, повышенных износов тормозных колодок и втулок рычагов ТРП механической части тормоза

Тор- В отпущенном состоянии:

мозное - зазор между упором вилки авторежима и контактной планкой, который не должен

оборудование превышать 3 мм;

- зазор между колодками и поверхностями катания колес - должен составлять от 5 до 8 мм; - износ тормозных колодок, измерением толщины колодок на расстоянии 50 мм от тор-

« цов колодок;

ен р — контрольные размеры авторегулятора и его привода;

§ — зазора между наконечником триангеля и заклепкой (безрезьбовое креплении тормоз-

зи ного башмака на триангеле).

о в [3 Э В заторможенном состоянии:

— выход штока поршня тормозного цилиндра;

р о о — отсутствие утечек сжатого воздуха

п кар Колес- - прокат (износ обода);

е в о & ные - толщина гребня;

пары - толщина обода; - проверяется наличие неисправностей на поверхностях катания колес

Авто- — проверку высоты горизонтальной оси автосцепки от уровня головок рельсов;

сцепное — проверку отклонения автосцепки на центрирующей балочке;

устройство — проверку износов контура зацепления, а также работоспособности механизма сцепле-

ния; — на корпусе адаптера

Наука та прогрес транспорту. Вкник Дншропетровського нацюнального ушверситету залiзничного транспорту, 2016, № 1 (61)

Окончание табл. 1

End of table 1

Вид проверки Узел подвижного состава Контролируемые параметры

й и н Тележ- После выкатки тележки, до ее разборки:

ка — проверяется уровень возвышения контактной поверхности демпфера над верхней ча-

е ер стью ролика скользуна;

ме з После выкатки тележки, после разборки:

и м о — производятся замеры высот пружин рессорного подвешивания и скользунов,

в т с — износ отверстия под шкворень;

д е — после снятия полимерного вкладыша и оценки его технического состояния опре-

р с о деляется износ опорной поверхности подпятника надрессорной балки по измеренной

оп а глубине;

к р е — определяется наличие износов между наклонными плоскостями надрессорной бал-

в о ки и на поверхности износостойкой планки;

$ — проверяется состояние фрикционных клиньев, при наличии повреждений, трещин

и износов вертикальной поверхности

Условием завершения испытаний является получение полного объема необходимых данных. Досрочное прекращение подконтрольной эксплуатации происходит по следующим причинам [2, 12]):

— выявление в процессе эксплуатации или при проведении периодического осмотра опасного отказа производственного или конструкционного характера;

— дважды за срок подконтрольной эксплуатации выявленное превышение осредненного параметра потока отказов вагона и/или его узлов, полученного по результатам периодического осмотра, среднесетевых значений для вагона данного типа;

— выявление по результатам периодического осмотра у любого вагона подконтрольной группы гамма-процентной наработки (срока службы и/или пробега) меньшей, чем срок службы и/или пробег вагона согласно ТУ.

По окончании подконтрольной эксплуатации составляются рекомендации по внедрению в серийное производство.

Результаты

Усовершенствована методика оценки эксплуатационных характеристик грузовых вагонов в подконтрольной эксплуатации с учетом

особенностей вагонов нового поколения. Уточнены длительность проведения испытаний, периодичность осмотра контрольной группы вагонов, контролируемые параметры вагона, причины досрочного прекращения подконтрольной эксплуатации.

Научная новизна и практическая значимость

Результаты работы позволяют оценить эксплуатационные характеристики новой и модернизируемой техники железнодорожного транспорта при проведении эксплуатационных испытаний.

Предложена методика оценки эксплуатационных характеристик железнодорожной техники в опытной эксплуатации на примере грузовых вагонов нового поколения.

Выводы

Таким образом, рассмотрены методологические основы по оценке эксплуатационных характеристик подвижного состава железных дорог на примере грузовых вагонов нового поколения, что дает основание для использования полученных результатов в практической деятельности.

Наука та прогрес транспорту. Вкник Дншропетровського нацюнального ушверситету залiзничного транспорту, 2016, № 1 (61)

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Болотин, М. М. Отказы и срок службы грузового вагона / М. М. Болотин, В. Г. Воротников // Мир трансп. - 2012. - № 2. - С. 152-161.

2. Верещагин, С. Б. Планирование и оценка результатов испытаний колёсных и гусеничных машин : учеб. пособие / С. Б. Верещагин. -Москва : МАДИ (ГТУ). - 2008. - 60 с.

3. ГОСТ 22235-2010. Вагоны грузовые магистральных железных дорог колеи 1520 мм. Общие требования по обеспечению сохранности при производстве погрузо-разгрузочных и маневровых работ. - Москва : Стандартинформ, 2011. - 18 с.

4. ГОСТ 27.002-89. Надёжность в технике. Основные понятия. Термины и определения. -Москва : Изд-во стандартов, 1990. - 38 с.

5. ГОСТ Р 27.002-2009. Надёжность в технике. Термины и определения. - Москва : Стандар-тинформ, 2011. - 28 с.

6. Капица, М. И. Рациональная взаимосвязь между затратами на содержание локомотива и его надежностью / М. И. Капица, И. В. Холоша // Транспорт : зб. наук. пр. / Дншропетр. нац. ун-т зал1зн. трансп. - Дшпропетровськ, 2001. -Вип. 8. - С. 62-65.

7. Киселев, В. И. Конструкционная надежность узлов локомотива / В. И. Киселев, Г. В. Строков // Мир трансп. - 2013. - № 4. - С. 72-76.

8. Коротенко, М. Л. Безопасность от схода колеса с рельсов и совершенствование конструкций рельсовых экипажей : монография / М. Л. Коротенко, И. В. Клименко, В. Я. Панасенко. -Днепропетровск : Маковецкий, 2013. - 224 с.

9. Лагута, В. В. Постановка задачи определения продолжительности зон Н-характеристики при расчетах на надежность технических объектов / В. В. Лагута, М. И. Капица // Вюн. Дншропетр. нац. ун-ту зал1зн. трансп. 1меш акад. В. Лазаряна. - Дншропетровськ, 2008. -Вип. 22. - С. 129-131.

10. Машиностроение: энциклопедия : в 40 т. Т. IV-3. Надежность машин / В. В. Клюев, В. В. Болотин, Ф. Р. Соснин [и др.] ; под общ. ред. В. В. Клюева. - Москва : Машиностроение, 2003. - 592 с.

11. Морозов, В. В. Надежность пассажирских вагонов / В. В. Морозов, М. Н. Шлыгин // Ж.-д. трансп. - 2001. - № 2. - С. 59-61.

12. Мурадян, Л. А. Исследование литых железнодорожных колес в эксплуатации производства компании «Griffin wheel company» (США) / Л. А. Мурадян, В. Ю. Шапошник // Бюл. науч. работ Брянск. фил. МИИТ : сб. науч. работ / Моск. гос. ун-т путей сообщения, Брянск. фил.

- Брянск : Дизайн-Принт, 2015. - Вып. 7, № 1.

- С. 65-70.

13. Мурадян, Л. А. Определение количества объектов для проведения эксплуатационных испытаний вагонной техники / Л. А. Мурадян // Зб. наук. пр. Укр. держ. акад. залiзн. трансп. -Харшв, 2013. - Вип. 139. - С. 83-87.

14. Мямлин, С. В. Влияние параметров рессор буксового подвешивания на надежность грузовых вагонов / С. В. Мямлин // Залiзн. трансп. Украни. - 2001. - № 3. - С. 21-22.

15. Нормы расчета и проектирования вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных). - Москва : ГосНИИВ : ВНИИЖТ, 1996. - 317 с.

16. Сввдоцтво про реестрацш авторського права на твiр №60178. Лггературний твiр наукового характеру «Програма та методика досл^ження експлуатацшних властивостей боковин вiзкiв з використанням пружних елеменпв, що зме-ншують не обресореш частини вiзкiв вантаж-них вагошв» / С. В. Мямлш, Л. А. Мурадян,

B. Ю. Шапошник, А. А. Мщенко ; зареестр. 17.06.2015. - 1с.

17. Сввдоцтво про реестрацш авторського права на твiр №58830. Лггературний твiр наукового характеру «Програма та методика експлуатацшних випробувань вантажних нашввагошв моделi 12-7023 на вiзках моделi 18-7020» /

C. В. Мямлш, Л. А. Мурадян, В. Ю. Шапошник, А. А. Мщенко ; зареестр. 26.02.2015. - 1с.

18. Сввдоцтво про реестрацш авторського права на твГр №60176. Лггературний твГр наукового характеру «Программа и методика эксплуатационных испытаний колес грузовых вагонов» / С. В. Мямлш, Л. А. Мурадян, В. Ю. Шапошник, В. Г. Анофрiев ; зареестр. 17.06.2015. - 1с.

19. Эксплуатационные испытания полувагонов нового поколения / О. М. Савчук, В. К. Бруя-кин [и др.] // Вагонный парк. - 2009. - № 5/6. -С. 30-32.

20. Эксплуатационные испытания полувагонов нового поколения / О. М. Савчук, В. К. Бруя-кин, Л. А. Мурадян [и др.] // Вагонный парк. -2009. - № 7/8. - С. 8-11.

21. Myamlin, S. V. Investigation of dynamic characteristics of gondola cars on perspective bogies / S. V. Myamlin, V. M. Bubnov, Ye. O. Pysmennyi // Наука та прогрес транспорту. - 2014. - № 5 (53). - С. 126-137. doi: 10.15802/stp2014/30789.

22. Railway freight car truck ZK1 // Chinese Railways Equipment. - 2013. - № 7. - P. 56-59.

23. Rausand, M. System reliability theory: models, statistical methods, and applications / M. Rausand, A. Hoyland. - 2nd ed. - Hoboken, New Jersey : Wiley & John Sons, Inc., 2004. - 636 р.

Наука та прогрес транспорту. Вкник Дншропетровського нацюнального ушверситету залiзничного транспорту, 2016, № 1 (61)

РУХОМИЙ СКЛАД I ТЯГА ПО1ЗД1В

Л. А. МУРАДЯН1*, В. Ю. ШАПОШНИК2*, А. А. МИЩЕНКО3*

1 Каф. «Вагони та вагонне господарство», Днтропетровський нацюнальний ун1верситет зал1зничного транспорту iMeHi академжа В. Лазаряна, вул. Лазаряна, 2, Днтропетровськ, Укра!на, 49010, тел. +38 (056) 373 15 19, ел. пошта [email protected], ORCID 0000-0003-1781-4580

2*Галузева науково-дослiдна лабораторiя «Вагони», Дшпропетровський нацюнальний ун1верситет залiзничного транспорту iменi академжа В. Лазаряна, вул. Лазаряна, 2, Днтропетровськ, Укра!на, 49010, тел. +38 (056) 373 15 19, ел. пошта [email protected], ORCID 0000-0003-4701-6491

3*Галузева науково-дослiдна лабораторiя «Вагони», Дшпропетровський нацюнальний ушверситет залiзничного транспорту iменi академжа В. Лазаряна, вул. Лазаряна, 2, Днтропетровськ, Укра!на, 49010, тел. +38 (056) 373 15 19, ORCID 0000-0002-5543-8435

МЕТОДОЛОГ1ЧН1 ОСНОВИ ВИЗНАЧЕННЯ ЕКСПЛУАТАЦ1ЙНИХ ХАРАКТЕРИСТИК НЕСАМОХ1ДНОГО РУХОМОГО СКЛАДУ

Мета. Наукова робота передбачае: 1) пвдтвердження як заявлених технiчних характеристик вагошв та !х модифiкацiй, так i показникiв безвщмовно! роботи протягом ]шжремонтного часу або напрацювання; 2) удосконалення методологiчних пiдходiв оцiнки експлуатацшних характеристик ново! та модершзовано! техшки залiзничного транспорту на прикладi несамохщного рухомого складу, а саме - залiзничних вантажних вагонiв; 3) ршення науково-прикладно! проблеми з оцiнки експлуатацшних характеристик ново! та модершзовано! залiзнично! технiки. Методика. Розглянуто основнi методолопчш подходи щодо оцiнки експлуатацiйних характеристик на прикладi несамоходного рухомого складу, а саме - залiзничних вантажних вагошв. Проводиться аналiз безвiдмовностi вагона, який розглядаеться як складна мехашчна система, де всi елементи системи з'еднаш послвдовно, при цьому кожен iз елементiв включае m послщовно сполучених деталей. Ввдмова кожно! розрахунково! частини призведе до вiдмови вагона. Таким чином, вагон е системою без резервування. Результати. Удосконалено методику оцшки експлуатацiйних характеристик вантажних вагошв у пвдконтрольнш експлуатаци iз урахуванням особливостей вагонiв нового поколiння. Уточнено: тривалють проведення випробувань, перiодичнiсть огляду контрольно! групи вагонiв, контрольованi параметри вагона, причини дострокового припинення шдконтрольно! експлуатаци. Виявленi в процесi шдконтрольно! експлуатаци ввдмови роздiленi за !х характером. Наукова новизна. Авторами запропоновано методику оцiнки експлуатацiйних характеристик залiзнично! технiки у дослiднiй експлуатаци на прикладi вантажних вагонiв нового поколшня. Практична значимiсть. Результати роботи дозволяють оцiнити експлуатацiйнi характеристики ново! та модершзовано! техшки залiзничного транспорту при проведенш експлуатацiйних випробувань.

Ключовi слова: надшшсть; ввдмова; ймовiрнiсть безвiдмовно! роботи; експлуатацшш випробування; шд-контрольна експлуатащя; вагони нового поколiння

L. A. MURADIAN1*, V. YU. SHAPOSHNYK2*, A. A. MISCHENKO3*

1 Dep. «Car and Car Facilities», Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan, Lazaryan St., 2, Dnipropetrovsk, Ukraine, 49010, tel. +38 (056) 373 15 19, e-mail [email protected], (ORCID 0000-0003-1781-4580

2*Industry research laboratory «Cars», Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan, Lazaryan St., 2, Dnipropetrovsk, Ukraine, 49010, tel. +38 (056) 373 15 19, e-mail [email protected], (ORCID 0000-0003-4701-6491

3*Industry research laboratory «Cars», Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan, Lazaryan St., 2, Dnipropetrovsk, Ukraine, 49010, tel. +38 (056) 373 15 19, ORCID 0000-0002-5543-8435

Наука та прогрес транспорту. Вкник Дншропетровського нацюнального ушверситету залiзничного транспорту, 2016, № 1 (61)

METHODOLOGICAL FUNDAMENTALS OF DETERMINATION OF UNPOWERED ROLLING STOCK MAINTENANCE CHARACTERISTICS

Purpose. The paper involves: 1) confirmation of the technical characteristics of cars and their modifications, as well as indicators of unfailing work probability during the time between overhauls or service hours; 2) improving the methodological approaches to assess the maintenance characteristics of new and modernized equipment of rail transport on the example of not self-propelled rolling stock, namely, railway freight cars; 3) solution of scientific and applied problems in assessment the maintenance characteristics of the new and modernized railway equipment. Methodology. The basic methodological approaches to the assessment of the maintenance characteristics on the example of not self-propelled rolling stock, namely, railway freight cars were considered. The analysis of the reliability of the car, which is considered as a complex mechanical system, where all system elements are connected in series, wherein each element includes m is serially connected parts. The failure of each part of the calculation will result in refusal of the car. Thus, the car is a system without redundancy. Findings. The evaluation technic of the maintenance characteristics of freight cars in controlled operation with taking into account the features of the new generation of cars was improved. Specified: the duration of the tests, the frequency of inspection of the control group of cars controlled by the parameters of the car, the reasons for the early termination of controlled operation. Identified failures in the process of controlled operation are divided according to their nature. Originality. The authors proposed a method of assessing the maintenance characteristics of railway equipment in trial operation as an example of a new generation of freight cars. Practical value. The results allow assessing the maintenance characteristics of new and modernized rail transport equipment during the maintenance test.

Keywords: reliability; refusal; unfailing work probability; maintenance testing; control maintenance; new car generation

REFERENCES

1. Bolotin M.M., Vorotnikov V.G. Otkazy i srok sluzhby gruzovogo vagona [Failures and service life of a freight car]. Mir transporta - World of Transport, 2012, no. 2, pp. 152-161.

2. Vereshchagin S.B. Planirovaniye i otsenka rezultatov ispytaniy kolesnykh i gusenichnykh mashin [Planning and evaluation of results of tests of wheeled and tracked vehicles]. Moscow, MADI (GTU) Publ., 2008. 60 p.

3. GO ST 22235-2010. Vagony gruzovyye magistralnykh zheleznykh dorog kolei 1520 mm. Obshchiye tre-bovaniya po obespecheniyu sokhrannosti pri proizvodstve pogruzo-razgruzochnykh i manevrovykh rabot [State Standart 22235-2010. Freight cars of main railways of track 1520 mm. General requirements on ensuring safety in the production of loading-unloading and shunting works]. Moscow, Standartinform Publ., 2011. 18 p.

4. GOST 27.002-89. Nadezhnost v tekhnike. Osnovnyye ponyatiya. Terminy i opredeleniya [State Standart 27.002-89. Reliability in technique. Basic concepts. Terms and definitions]. Moscow, Standartinform Publ., 1990. 38 p.

5. GOSTR 27.002-2009. Nadezhnost v tekhnike. Terminy i opredeleniya [State Standart R 27.002-2009. Reliability in technique. Terms and definitions]. Moscow, Standartinform Publ., 2011. 28 p.

6. Kapitsa M.I., Kholosha I.V. Ratsionalnaya vzaimosvyaz mezhdu zatratami na soderzhaniye lokomotiva i yego nadezhnostyu [Rational relationship between the cost of maintaining the locomotive and its reliability]. Transport - Transport, 2001, issue 8, pp. 62-65.

7. Kiselev V.I., Strokov G.V. Konstruktsionnaya nadezhnost uzlov lokomotiva [Structural reliability of the locomotive units]. Mir transporta - World of Transport, 2013, no. 4, pp. 72-76.

8. Korotenko M.L., Klimenko I.V., Panasenko V.Ya. Bezopasnost ot skhoda kolesa s relsov i sovershenstvovaniye konstruktsiy relsovykh ekipazhey [Security from derailing and improving the design of rail vehicles]. Dnepropetrovsk, Makovetskiy Publ., 2013. 224 p.

9. Laguta V.V., Kapitsa M.I. Postanovka zadachi opredeleniya prodolzhitelnosti zon N-kharakteristiki pri ra-schetakh na nadezhnost tekhnicheskikh obektov [The problem of determining the length of the zones h-characteristics in calculating the reliability of technical objects]. VisnykDnipropetrovskoho natsionalnoho uni-versytetu zaliznychnoho transportu imeni akademika V. Lazariana [Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan], 2008, issue 22, pp. 129-131.

Наука та прогрес транспорту. Вкник Дншропетровського нацюнального ушверситету залiзничного транспорту, 2016, № 1 (61)

10. Klyuev V.V., Bolotin V.V., Sosnin F.R. Mashinostroeniye. Entsiklopediya. Tom IV-3. Nadezhnost mashin [Engineering. Encyclopedia. Volume IV-3. Reliability of machines]. Moscow, Mashinostroeniye Publ., 2003. 592 p.

11. Morozov V.V., Shlygin M.N. Nadezhnost passazhirskikh vagonov [Reliability of passenger cars]. Zheleznodorozhnyy transport - Railway Transport, 2001, no. 2, pp. 59-61.

12. Muradyan L.A., Shaposhnik V.Yu. Issledovaniye litykh zheleznodorozhnykh koles v ekspluatatsii proizvod-stva kompanii «Griffin wheel company» (SShA) [The study of cast railway wheels in maintenance of manufacturing company «Griffin wheel company» (USA)]. Byuleten nauchnykh rabot Bryanskogo filiala MIITa. [Bulletin of the scientific work of the Bryansk branch of MIIT]. Bryansk, Dizayn-Print Publ., 2015, issue 7, no. 1, pp. 65-70.

13. Muradyan L.A. Opredeleniye kolichestva obektov dlya provedeniya ekspluatatsionnykh ispytaniy vagonnoy tekhniki [The determination of the number of objects for carrying out the operational tests of car technology]. Zbirnyk naukovykh prats Ukrainy derzhavnoi akademii zaliznychnoho transport [Proc. of Ukrainian State Academy of Railway Transport]. Kharkiv, 2013, issue 139, pp. 83-87.

14. Myamlin S.V. Vliyaniye parametrov ressor buksovogo podveshivaniya na nadezhnost gruzovykh vagonov [The influence of parameters of springs axle-box hanging on the reliability of freight cars]. Zaliznychnyi transport Ukrainy - Railway Transport of Ukraine, 2001, no. 3, pp. 21-22.

15. Normy rascheta i proyektirovaniya vagonov zheleznykh dorog MPS kolei 1520 mm (nesamokhodnykh) [Norms for calculation and design of cars of Ministry of Railways of 1520 mm track (self-propelled)]. Moscow, Gos-NIIV-VNIIZhT Publ., 1996. 317 p.

16. Miamlin S.V., Muradian L.A., Shaposhnyk V.Yu., Mishchenko A.A. Literaturnyi tvir naukovoho kharakteru «Prohrama ta metodyka doslidzhennia ekspluatatsiinykh vlastyvostei bokovyn vizkiv z vykorystanniam pruzhnykh elementiv, shcho zmenshuiut ne obresoreni chastyny vizkiv vantazhnykh vahoniv» [Literary work of a scientific nature «Program and methodology of the study the operational properties of the sidewalls of trucks with the use of elastic elements, reduce not sprung parts of bogies for freight cars»]. Certificate UA. no. 60178. 1 p.

17. Miamlin S.V., Muradian L.A., Shaposhnyk V.Yu., Mishchenko A.A. Literaturnyi tvir naukovoho kharakteru «Prohrama ta metodyka ekspluatatsiinykh vyprobuvan vantazhnykh napivvahoniv modeli 12-7023 na vizkakh modeli 18-7020» [Literary work of a scientific nature «Program and methodology of operational tests freight cars models 12-7023 boggie model 18-7020»]. Certificate UA. no. 58830. 1 p.

18. Miamlin S.V., Muradian L.A., Shaposhnyk V.Yu., Anofriiev V.H. Literaturnyi tvir naukovoho kharakteru «Programma i metodika ekspluatatsionnykh ispytaniy koles gruzovykh vagonov» [Literary work of a scientific nature «Program and methodology of operational tests of the railcar's wheels»]. Certificate UA. no. 60176. 1 p.

19. Savchuk O.M., Bruyakin V.K., Muradyan L.A., Mishchenko A.A., Mozheyko Ye.R. Ekspluatatsionnyye ispy-taniya poluvagonov novogo pokoleniya [Performance tests of the new generation gondola cars]. Vagonnyy park - Car Fleet, 2009, no. 5/6, pp. 30-32.

20. Savchuk O.M., Bruyakin V.K., Muradyan L.A., Mishchenko A.A., Mozheyko Ye.R. Ekspluatatsionnyye ispy-taniya poluva-gonov novogo pokoleniya [Performance tests of the new generation gondola cars]. Vagonnyy park - Car Fleet, 2009, no. 7/8, pp. 8-11.

21. Myamlin S.V., Bubnov V.M., Pysmennyi Ye.O. Investigation of dynamic characteristics of gondola cars on perspective bogies. Nauka ta prohres transportu - Science and Transport Progress, 2014, no. 5 (53), pp. 126137. doi: 10.15802/stp2014/30789.

22. Railway freight car truck ZK1. Chinese Railways Equipment, 2013, no. 7, pp. 56-59.

23. Rausand M., Hoyland A. System reliability theory: models, statistical methods, and applications. Hoboken, New Jersey, Wiley & John Sons, Inc. Publ., 2004. 636 р.

Статья рекомендована к печати д.т.н., проф. С. В. Мямлиным (Украина); д.т.н., проф.

И. Э. Мартыновым (Украина)

Поступила в редколлегию: 11.11.2015

Принята к печати: 14.01.2016