CC BY
9
7. А.В. Вавилов, И.И. Леонович, А.Н. Максисменко, Л.С. Шкрадюк, A.M. Щемелев. Дорожно-строительные машины: Учеб. под общ. Редакцией A.M. Щемелева. Мн.: УП «Технопринт», 2000. 515 е.
8. БЭСТТМ «Спецтехника и спецавтомобили» [Электронный ресурс] URL: http://www.besttm.ru (дата обращения: 10.05.2023)
9. Саратовский машиностроительный завод «ЭЛЕВАТОРМЕЛЬМАШ» официальный сайт [Электронный ресурс] URL: https://saremm.ru (дата обращения: 10.05.2023).
10. Перевод оригинального издания руководства по эксплуатации «Навесная подметально-уборочная машина «AGATA» ZM-1600; ZM-1600-01; ZM-1600-02; ZM-1600-03; ZM-1600-04; ZM-1600-05» / Изд: 9А-01-2010; № публ.:12№00000000-им, 81 с.
11. Барашкова, С.В. Моделирование работы подметального устройства // Вестник МАДИ (ГТУ), 2008. Вып. 1 (12). С. 67-72.
Подколзин Павел Сергеевич, студент, pavel2001sergeevich@yandex.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
CALCULA TION OF THE PROD UCTIVITY OF A CYLINDRICAL BRUSH OF SWEEPERS
P.S. Podkolzin
The article presents the classification of sweepers; description of the main type of sweeping equipment used in the mechanized care of hard artificial road surfaces. The method of calculating the performance of a cylindrical brush is presented. The calculation results are compared in comparison with the passport data of the utility equipment used as a sample.
Key words: sweepers, cylindrical brush performance, road surface.
Podkolzin Pavel Sergeevich, student, pavel2001serseevich@yandex. ru, Russia, Tula, Tula State
University
УДК 621.382.2/3.019.3 + 06
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-5-290-291
РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ ЛОКОМОТИВОВ В ЭКСПЛУАТАЦИИ
П.В. Губарев, И.В. Больших, А.С. Шапшал
В статье авторами рассмотрен метод надежности локомотивов в эксплуатации. Проведено исследование боковых колебаний жесткой двухосной тележки на прямом участке пути. Представлены заданные параметры работы локомотива Определена вероятность нормального функционирования локомотива. Сформирован график функционирования локомотива при выполнении заданий. На основании произведенного расчета надежности локомотивов в эксплуатации при заданных условиях определено, что вероятность того, что локомотив работает до наработки ^ равна Р(:) и 0,9, и вероятность того,
что локомотив прибыл на контрольный пост Р0 (^ ) и 0,9, а у(т?1 ) = 0,8, тогда: Рнф (() и 0,81 • [1 + 0,08]
при ^ Тдоп .
Ключевые слова: надежность, локомотив, эксплуатация, тележка, участок, вероятность отказа, наработка.
Развитие железнодорожного транспорта России предполагает совершенствование тягового подвижного состава (ТПС). Процесс совершенствования неотделим от работ как по повышению надежности эксплуатируемого ТПС, так и по обеспечению заданного уровня ее при проектировании [1-4]. Практика создания и эксплуатации отечественных локомотивов показывает, что проблема надежности становится определяющим фактором в деле повышения эффективности работы ТПС и всего железнодорожного транспорта [5-8]. Современный локомотив состоит из отдельных сборочных единиц и агрегатов, имеющих различный ресурс [6-11]. Это связано с различным их назначением, условиями работы и свойствами материалов. Добиваться одинакового ресурса всех элементов экономически нецелесообразно, так как существуют некоторые агрегаты и сборочные единицы, у которых ресурс строго ограничен по различным причинам. Вместе с тем, существующая планово-предупредительная система ремонта ТПС не обеспечивает безотказную работу локомотива в межремонтный период [12-15].
К тому же, существующие способы оценки надежности ТПС в эксплуатации не позволяют достоверно определить этот показатель, так как не существует метода определения пригодности локомотива к работе в конкретных условиях. Существующие методы расчета (в том числе и тяговые) дают лишь возможность оценить работу некоторых элементов - но не локомотива в целом.
Поэтому одной из задач повышения эксплуатационной надежности ТПС является задача совершенствования способов оценки надежности локомотивов.
Рассмотрим метод надежности локомотивов в эксплуатации.
Локомотив выходит в эксплуатацию (рис. 1):
(-То
Го <—> <- НМ ->
Го
<— ->
Рис. 1. Заданные параметры работы локомотива
Определим вероятность нормального функционирования локомотива.
Считается, что локомотив выполнит за время t заданную работу при следующих ситуациях:
1 Локомотив исправен к моменту времени tQ (выдача на контрольный пост) и не откажет за время t, требуемое для выполнения задания.
2 Локомотив к моменту to неисправен, но восстанавливается за время То, которое намного меньше t и не откажет за время (( — То ), при этом считается возможным для локомотива выполнение того задания, которое он имеет. Здесь То, Т, Т2 и т. д. (время для устранения отказов) должны быть меньше или равны т доп (10.. .15 мин).
Вероятность того, что локомотив готов для выдачи на контрольный пост, т. е. к начальному времени ^ Р0(().
Вероятность безотказной работы за время t Р(^).
Вероятность восстановления за время Т /(т).
Вероятность нормального функционирования за время t (сложное событие)
Рн ф() = Ро ({)• Р^).
)= Ро ^ )-{Р ^ ) + [1 — Р ^ )>(т )• Р (t — Т) + + [! — Р ^ — Т )>Т )• Р (г — Т —Т2 ) +
+... +
1—Р11—Ет
+ [1 — Р ( — То )• Р ( — То —Т, ) + ... +
ЛТ« )• Р [ t — Ёт|[ + [1 — Ро (t Ж^о )• Р ( — То) +
'(т )• Р и—ЕТ
(1)
1—Р11—Е1
- уравнение вероятности нормального функционирования локомотива, где у(то ) - вероятность восстановления работоспособности локомотива за время То; 1/(тг- ) - вероятность восстановления работоспо-
[ п Л
собности локомотива на перегоне после / - го отказа за время тг- < Тдоп; Р t — Е Т - вероятность
V 1 )
безотказной работы локомотива за оставшееся после п -ых отказов время, еще достаточное для выполнения работы.
п
По условию задачи тг- < Тдоп (на перегоне) и То + Е Т < t.
г=1
Вероятность того, что локомотив подходит исправным на контрольный пост практически из опыта будет равна единице, поэтому в предыдущей формуле (1) сделаем упрощение
Рн.ф (() - Ро (() • {Р(() +[1 - Р(()] • )• Р^ - Т )+[1 - Р^ - Т )]• у(т2 )• Р^ - т - Т)
+... +
1 - p[t-Е*
Т )• р[ t-Е
(2)
Практически Е Т << t.
С учетом Тдоп по нормам и числа отказов п, не превышающих при наработке t от 3 до 5 слу-
291
+
чаев (на пробеге между профилактиками), получим для практических целей вероятности восстановления у(т^) и безотказной работы Р(г.) после устранения отказов на перегоне как постоянные величины, т. е.
у(т1) « у(т2 ) « ... *у(т„ ) « у(тдоп ). Вероятность того, что локомотив будет нормально работать на интервале (( — т), равна:
( п Л
Р( — т)хр( — Т1 —Т2)«гг — ^т «Р(\
V 1 )
При этих допущениях формулу можно уже записать в компактном виде, но сначала:
1) вероятность возникновения первого отказа:
б = 1 — Рр
2) вероятность исправного состояния после устранения первого отказа:
Р = б -Лтдоп);
3) вероятность нормального функционирования после первого отказа:
Р' = Р1 - р = б-Лтдоп)-Р ;
4) вероятность возникновения 2-го отказа:
Р1 - б = б2 -Т);
5) вероятность исправного состояния после устранения 2-го отказа:
Р1 = б 2 - лТдоп ) - ^(Тдоп ) = б 2 - Л2 (Тдоп ) = б - УТдоп )Р . Вероятность нормального функционирования после устранения 2-го отказа равна:
Р = Р2 - Р = б2 -Л2 {Тдоп )-Р ,
для 3-го отказа аналогично и т. д.
Подставляя эти данные в формулу (2), получим:
Риф ()« Ро (г)-Р(г )-^1 + | Л (т)-1 — Р(г) |,
где п > к > 1.
Это равенство является расчетным уравнением надежности как локомотива в целом, так и любого его элемента или узла.
Если рассматривается надежность невосстанавливаемого элемента или узла, то л(тдоп ) = 0.
Но все это справедливо для случая, что локомотив - простая восстанавливаемая система и может иметь: а) работоспособное состояние;
6) неработоспособное состояние.
Это идеальный случай, который характеризует надежность с учетом этих двух крайних состояний.
Допустим, имеется график в следующем виде (рис. 2):
нф
о
Ь Ь
Рис. 2. График функционирования локомотива при выполнении заданий
Здесь вероятность того, что локомотив работает до наработки Р(г)« 0,9, и вероятность того, что локомотив прибыл на контрольный пост Ро (¿1) « 0,9, а л(т1) = 0,8, тогда:
Рн.ф (')« 0,9 - 0,9-\1 + 0,8 - 0,1] = 0,81-\1 + 0,08] при <тдоп .
В статье авторами предложен метод расчета надежности локомотивов в эксплуатации. Определена вероятность нормального функционирования за время (сложное событие).
Список литературы
1. Горский А.В., Воробьев А.А. Надежность электроподвижного состава: Учебник для вузов ж.-д. транспорта. М.: Маршрут, 2005. 303 с.
2. Автоматизированная система управления локомотивным хозяйством. АСУТ / Под ред. И.К. Лакина. М.: ОЦВ, 2002. 516 с.
3. Горский А.В., Воробьев А.А. и др. Ремонтопригодность подвижного состава. М.: МИИТ, 2001. 96 с.
4. Четвергов В.А., Пузанков А.Д. Надежность локомотивов. М.: Маршрут, 2003. 415 с.
5. Труханов В.М. Надежность в технике. М.: Машиностроение, 1999. 598 с.
6. Сборник задач по теории надежности. Под ред. А.М. Половко и И.М. Маликова. М., Изд-во «Советское радио», 1972. 408 с.
7. Губарев П.В., Тептиков Н.Р., Глазунов Д.В. Методика расчета ресурса силовых диодов выпрямительных установок электроподвижного состава // Вестник Уральского государственного университета путей сообщения. 2017. № 4 (36). С. 33-38.
8. Тептиков Н.Р., Резниченко А.А., Губарев П.В., Глазунов Д.В. Математические методы принятия решений в системах диагностики и управления на тяговом подвижном составе // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2018. № 1. С. 13-15.
9. Резниченко А.А., Чеботарев Е.А., Тептиков Н.Р., Глазунов Д.В. Оценка безотказности и готовности локомотивов в период нормальной эксплуатации // Вестник Уральского государственного университета путей сообщения. 2018. № 3 (39). С. 15-22.
10. Чеботарев Е.А., Губарев П.В., Глазунов Д.В. Повышение надежности тяговой зубчатой передачи грузовых электровозов // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2017. № 8. С. 379-383.
11. Майба И.А., Глазунов Д.В. Диагностика работы гребнерельсосмазывателя при помощи те-левизионно-цифрового комплекса // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. 2010. № 3 (39). С. 24-29.
12. Кохановский В.А., Глазунов Д.В. Фторопластсодержащие покрытия при возвратно-качательном движении // Вестник машиностроения. 2019. № 11. С. 69-71.
13. Майба И.А., Глазунов Д.В., Лященко А.М. Расчет показателей надежности подвижного состава в период нормальной эксплуатации // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2022. № 2. С. 33-40.
14. Кохановский В.А., Глазунов Д.В. Смазочный материал для ротапринтной смазки системы «колесо-рельс» / Трение и износ. 2020. Т. 41. № 6. С. 717-724.
15. Губарев П.В., Глазунов Д.В., Лященко А.М. Метод расчета надежности локомотивных устройств безопасности / Проблемы машиностроения и автоматизации. 2022. № 3. С. 51-56.
Губарев Павел Валентинович, канд. техн. наук, доцент, pavel. gybarev@yyandex. ru, Россия, Ростов-на-Дону, Ростовский государственный университет путей сообщения,
Шапшал Александр Сергеевич, канд. техн. наук, доцент, llh@rgups.ru, Россия, Ростов-на-Дону, Ростовский государственный университет путей сообщения,
Больших Иван Валерьевич, канд. техн. наук, доцент, llh@rgups.ru, Россия, Ростов-на-Дону, Ростовский государственный университет путей сообщения
CALCULATION OF RELIABILITY OF LOCOMOTIVES IN OPERATION P.V. Gubarev, I.V. Bolshikh, A.S. Shapshal
In the paper the authors have considered the method of locomotives reliability in exploitation. The research of lateral oscillations of rigid biaxial bogie on a straight track section has been made. The given parameters of the locomotive operation are presented The probability of the locomotive normal operation is determined. A schedule of the locomotive's functioning when the tasks are performed is generated. On the basis of the made calculation of reliability of locomotives in operation at the given conditions it is defined, that the probability of that the locomotive works up to operating time is equal, and the probability of that the locomotive has arrived on control post 0,9, and 0,8.
Key words: reliability, locomotive, operation, bogie, section, probability of failure, operating time.
Gubarev Pavel Valentinovich, candidate of technical sciences, docent, pavel.gybarev@yandex.ru, Russia, Rostov-on-Don, Rostov State University of Railway Transport,
Shapshal Alexander Sergeevich, candidate of technical sciences, docent, llh@rgups.ru, Russia, Rostov-on-Don, Rostov State University of Railway Transport,
Bolshykh Ivan Valerievich, candidate of technical sciences, docent, llh@rgups.ru, Russia, Rostov-on-Don, Rostov State University of Railway Transport
