CC BY
42
Одним з важливих етатв створен-ня буксового вузла новог конструкци являеться проведення експлуатацшних випробувань, для тдтвердження показ-нитв надiйностi об'екту. В статтi представлено результати експлуатацшних випробувань здвоених тдшипнитв касетного типу СВи в буксах вантажних ваготв. Використання подiбних тдшип-нитв дозволить збшьшити надштсть буксових вузлiв, перейти на тшу систему техтчного обслуговування
Ключовi слова: буксовий вузол, здвое-ний цилтдричний тдшипник, видмова, надштсть, прискорет випробування, ресурс
Одним из важных этапов создания буксового узла новой конструкции является проведение эксплуатационных испытаний, для подтверждения показателей надежности объекта. В статье представлены результаты эксплуатационных испытаний сдвоенных подшипников кассетного типа СВи в буксах грузовых вагонов. Использование подобных подшипников позволит увеличить надежность буксовых узлов, перейти на другую систему технического обслуживания
Ключевые слова: буксовый узел, сдвоенный цилиндрический подшипник, отказ, надежность, ускоренные испытания, ресурс
-□ □-
УДК 629.4.027.11
|DOI: 10.15587/1729-4061.2015.36080]
РЕЗУЛЬТАТИ ЕКСПЛУАТАЦ1ЙНИХ ВИПРОБУВАНЬ ЗДВОеНИХ КАСЕТНИХ ЦИЛ1НДРИЧН1Х П1ДШИПНИК1В В БУКСАХ ВАНТАЖНИХ ВАГОН1В
I. Е. Мартинов
Доктор техычних наук, професор* E-mail: [email protected] В. М. 1льчишин* E-mail: [email protected] €. Р. Можей ко* E-mail: [email protected] А. В. Труфанова Кандидат техычних наук, доцент* E-mail: [email protected] В. О. Шовкун Астрант* E-mail: [email protected] *Кафедра «Вагони» УкраТнська державна академия залiзничного транспорту пл. Фейербаха, 7, м. Харюв, УкраТна, 61050
1. Вступ
Залiзничний транспорт - один з найважливших елеменпв транспортно! системи, що забезпечуе рiзнi сфери матерiального i нематерiального виробництва в народному господарствi Украши, а також iншi потреби населення в у«х видах перевезень. В той же час, це один з найбезпечшших та ефективних способiв перемщення вантажiв та пасажирiв, як в межах, так i за межами краши. Тому для забезпечен-ня безпеки руху на залiзничному транспортi завжди пред'являлися високi вимоги до надшност рухомого складу.
Особливо це стосуеться питань забезпечення надшност буксових вузлiв вагонiв в експлуатацп, оскiльки вiд 1х безвiдмовноi роботи безпосередньо залежить безпека руху потяНв.
Це шдтверджуеться даними розподiлу причин, що викликали транспортш подii, вщнесеш за вагон-ним господарством, за перюд 1995-2014 рр. З яких видно що понад 40 % у«х транспортних подш стали-ся через несправноси буксового вузла.
Очевидно, що саме вщмови букового вузла викликали переважну бшьшшть транспортних подш.
с i.
Пiд термшом «надшшсть» розумieться властивiсть об'екта збер^ати в 4aci у встановлених межах значення Bcix napaMeTpiB, що характеризують здатнiсть вико-нувати нeобхiднi функцп в заданих режимах i умовах застосування, техшчного обслуговування, ремонту, збер^ання i транспортування [1].
Вагон, як одиниця рухомого складу, складаеться з велико! кiлькостi вузлiв, вiд працездатност яких, залежить надiйнiсть вагона в щлому. Важливим еле-ментом ходових частин вагону е буксовi вузли. Тому тдвищення показникiв 1х надшност е актуальним та важливим питанням. В той же час багатоpiчний досввд eксплуатацii буксових вузлiв свщчить, що тeоpeтичнi розрахунки не завжди тдтверджуються результатами eксплуатацii.
2. Аналiз попереднiх дослщжень та постановка проблеми
Основним елементом буксового вузла вантажного вагона е роликовий тдшипник. Саме його техшчний стан головним чином впливае на надшшсть буксового вузла. Зусилля багатьох дослщниюв спрямоваш на
. С.
тдвищення надшност як буксових пiдшипникiв, так у буксового вузла в щлому.
Питанням тдвищення надшност ходових частин рухомого складу, а зокрема буксовим вузлам присвя-чено багато наукових праць.
В робоп [1] проведено дослщження кшематики пiдшипникiв, дослiдження напруженост сепаратора буксового пiдшипникового вузла дослщжет автором роботи [2, 3]. Важливим завданням для забезпечення безввдмовно' роботи тдшипника е забезпечення по-трiбних умов посадки пiдшипника на вкь колiсноi пари дослiджених автором в робоп [4] Питання ди-намжи пiдшипникiв кочення розглянутi в роботах [5, 6]. Питанням оргашзацп та проведення випробувань присвячено низку публжацш у галузевш лiтературi. Так, в стати [7] розглянуто проблеми створення методiв прискорених е^валентних випробувань тдшипниюв за визначенням ресурсу в умовах iх експлуатацii, ос-новнi критерп оцiнки пошкоджень пiдшипникiв i межi посилення режимiв випробувань. В робоп [8] розгляда-ються методи моделювання прискорених ресурсних випробувань техшчних систем на надiйнiсть, ресурс, що дозволяють отримувати додатковий ефект як в плат скорочення тривалостi випробувань, так i пiдвищення рiвня iх адекватностi експлуатацiйних випробувань. Автори в робот [9] розглядають найбiльш ефективш методи випробувань на надiйнiсть. Науковцями в робо-тi [10] проведено аналiз деяких варiантiв прискорених випробувань вагонних конструкцш на втому. Автори дослвдження [11] пропонують розрахунковi залежност для визначення надiйностi ходових частин. Необхвдно окремо видiлити результати дослвдження [12], де вико-нана спроба провести розрахунок надшносп за умови ввдсутносп вiдмов при прискорених випробуваннях. Проте в наведених вище роботах не розглянуп питання перерахунку результапв, отриманих за одних умов випробувань на iншi експлуатацiйнi режими, як бiльш повно розглянутi в роботах [13-15]. У залiзничнiй наущ з урахуванням необхiдностi забезпечення безпеки руху завжди найважливiша роль придшялася проведенню експлуатацiйних випробувань нових i модернiзованих конструкцiй вагонiв та iх вузлiв, оскiльки остаточний висновок про переваги i недолiки тiеi або iншоi кон-струкцii елемента вагона можна зробити лише тсля тдтвердження цих переваг в ходi експлуатацшних випробувань.
Важливим питанням е адаптацiя уах вищезгада-них результатiв дослiджень, в напрямку проведення випробувань та аналiзу надшносп, до вагонного буксового тдшипникового вузла що е досить складним завданням.
3. Мета та задачi дослщження
Проведенi дослiдження ставили за мету в ходi експлуатацiйних випробувань виконати ощнку пра-цездатностi букс, обладнаних дослщними здвоеними роликовими цилшдричними пiдшипниками касетно-го типу, в реальних умовах експлуатацп.
Для досягнення поставленоi мети вирiшувались наступнi задача
- Провести та зiбрати данш експлуатацiйних випробувань буксових тдшипникових вузлiв.
- На основi отриманих результапв випробувань розрахувати показники надшност буксового вузла обладнаного здвоеним касетним тдшипником цилiн-дричного типу.
- За розрахованими показниками надшноси зробити висновок щодо надiйностi та доцiльностi викори-стання випробовуваних пiдшипникiв.
4. Результати оглядiв цилiндричних пiдшипникiв пiд час експлуатацшних випробувань
В час швидкого розвитку техшки, в умовах ринковоi економiки, постае питання в зменшенню витрат часу та ресурсiв на проведення випробувань, перед вводом нових та вдосконалених розробок в експлуатащю. Ввдо-мо, що у вузли вагошв при проектуванш закладаеться висока довговiчнiсть. Тому може скластися така ситу-ацiя, що нову конструкщю навiть до першоi вiдмови доведеться випробовувати такий тривалий термш, що вона застарiе навiть не фiзично, а морально. А може статися так, що ввдмов не будо зовам. Але це зовам не означае, що вагон володiе абсолютною безвщмовшстю. Просто мало кiлькiсть об'екпв, що випробовуються, або недостатня тривалкть випробувань.
Необхiдно врахувати, що рiвень надiйностi ваго-нiв як в щлому, так i '¿х вузлiв в тому числi багато в чому визначаеться умовами експлуатацп. Як на стадп проектування, так i тд час стендових випробувань неможливо передбачити i змоделювати всi можливi режими експлуатацii. Тому практично завжди основним аргументом на користь тiеi або шшо' конструкцii е результати експлуатацшних випробувань.
За останш роки на залiзницях Украiни розпо-чалася експлуатацiя пiдшипникiв касетного типу, яю можуть бути дворядними кошчними (ТВи) або цилiндри тими (СВи). З метою вибору найбiльш рав щонально' конструкцii буксових вузлiв Укра'нською державною академiею залiзничного транспорту по замовленню Державно' адмiнiстрацii залiзничного транспорту Укра'ни був проведений комплекс експлуатацшних випробувань для визначення показни-юв надiйностi перспективних конструкцiй. Експлу-атацiйнi випробування дослiдних буксових вузлiв проходили в реальних умовах експлуатацп на марш-рутi Роковата-Ужгород.
У 2012-2013 роках фахiвцями кафедри «Вагони» Укра'нсько' державно' академп залiзничного транспорту згвдно завдання Державно' адмшктрацп за-лiзничного транспорту Укра'ни за участю iнших за-цiкавлених оргашзацш були проведенi випробування здвоених касетних тдшипниюв СВи виробництва «Саратовський тдшипниковий завод» (Росiя). До-слiдними тдшипниками були обладнанi два натв-вагони. Протягом всього часу експлуатацii вщбувався ретельний облiк пробiгу колiсних пар як у завантаже-ному, так i у порожньому станi. Пiд час оглядiв прово-дився зовшшнш огляд букс, перевiрялась надiйнiсть кршлення кришок, контролювався стан торцевого крь плення i мастила, наявнiсть iржi на посадковiй поверх-нi колеса, стан поверхш коченню колеса (його знос, юльюсть обточок та наявшсть iнших дефектiв).
Пiсля проходження дослщними натввагона-ми встановленого програмою-методикою пробку в
70 тис. км,дослщш вагони були подаш в вагонне депо «Мудрьона» Придншровсько! залiзницi для проведен-ня повно! ревiзii буксових вузлiв.
Вагони були оглянуп комiсiею у складi представ-никiв всiх зацiкавлених сторiн (пробк вагону на момент огляду склав 81,2 тис. км). Вiзуальний огляд ва-гонiв з дослщними пiдшипниками показав, що всi буксовi вузли знаходяться в задовiльному сташ, зов-нiшнiх ознак несправностей не виявлено.
Демонтаж тдшипниюв виконувався методом холодного розпресування. Шсля демонтажу та огляду вс пiдшипники було обмито та представлено для про-ведення ревiзii.
Пiд час огляду колшних пар виявленi дефекти на поверхш шийок осей колiсних пар мехашчного походження. Пiсля демонтажу вс пiдшипники було обмито та представлено для огляду. В ходi огляду комкпею здвоених пiдшипникiв не було виявлено най-бiльш розповсюдженi пошкодження буксових вузлiв з типовими цилшдричним пiдшипниками: наявнiсть задирок типу «ялинка» на торцях роликiв та бортах юлець та послаблення торцевого кршлення. Однак при перевiрцi, на дорiжках кочення зовнiшнiх та вну-трштх кiлець виявлено наминки та ознаки лущшня металу. Також на робочш поверхнi роликiв виявлено окремi точки невщомого походження.
4. Оцiнка показнимв надiйностi пiдшипникiв за результатами ¡х експлуатацiйних випробувань
Пiд час випробувань не було виявлено випадюв вщмов буксових вузлiв, але це зовам не означае, що буксовi вузли мають 100-вiдсоткову iмовiрнiсть без-вщмовно! роботи. Це можна пояснити недостатньою кiлькiстю виробiв, що випробовуються, або недостатньою тривалктю випробувань. Але, осюльки буксовi пiдшипниковi вузли е високонадшними технiчними виробами, тривалiсть випробувань за умови повно! вiдмови вшх дослiдних зразкiв може затягнутися на роки або навггь на десятирiччя. Це неприйнятно в першу чергу з економiчних причин, тощо експлуатацiйнi випробування е дуже матерiально затратними заходами. Крiм того в умовах експлуатацп неможливо прово-дити випробування буксового вузла до його ввдмови, так як, це призведе до порушення безпеки руху поiздiв.
Враховуючи обмеженi термiни випробувань та малу юльюсть дослiдних тдшипниюв,оцшка показ-никiв надiйностi була виконана на основi методiв те-орп iнформацii [16].
Кiлькiсна оцiнка показниюв надiйностi може бути одержана за допомогою проведення випробувань тех-нiчних пристро!в з подальшою статистичною оброб-кою результатiв експерименту. Проте саме твердження про близьюсть вiдносноi частоти до вiрогiдностi при великому числi дослвдв теж мае iмовiрнiсний характер. Причому iз зростанням числа об'екпв випробувань оцiнка наближаеться до дшсно' вiрогiдностi i збiльшуеться упевнешсть в правильностi оцiнки [17].
Як указувалося рашше, пiд надiйнiстю елеменпв вагона розумiеться властивiсть зберiгати працездат-нiсть в певних режимах i умовах експлуатацii. Надш-нiсть е одним з техшчних параметрiв пристрою. На-йчастiше як кiлькiсна мiра надiйностi приймаеться
iмовiрнiсть безвiдмовноi роботи протягом заданого часу.
Проте особливштю визначення iмовiрностi безввд-мовно' роботи е те, що и неможливо змiряти безпосе-редньо, як iншi фiзичнi величини - силу струму, тиск рвдини, температуру повiтря. Фактично твердження про кнування у подii дея^ iмовiрностi р означае, що в серiях випробувань вiдноснi частоти появи поди будуть приблизно однаковi i близькi р. Тобто сенс вiро-гiдностi настання певноi поди полягатиме у вщноснш частотi р* появи даноi поди при достатньо великому чж^ дослiдiв.
Статистичнi оцiнки дощльно виражати за допомо-гою деякого довiрчого iнтервалу з вказiвкою довiрчоi iмовiрностi р, що цей штервал накрие дiйсне значення неввдомого параметра. Вказаний метод статистичних ощнок за допомогою довiрчих iнтервалiв набув по-ширення на практицi. Чим вища довiрча iмовiрнiсть р, тим ширше пов'язаний з нею штервал, i навпаки. При фiксованих результатах експерименту залежно вщ встановленоi довiрчоi iмовiрностi може бути одержано безлiч рiзних довiрчих iнтервалiв для ощнки параметра. Природно, виникае питання, який з цих iнтервалiв слiд вибрати як оптимальний i якi пiдстави такого вибору? Вщомо лише, що довiрча iмовiрнiсть р вибираеться наперед на пiдставi деяких емпiричних даних. Для елеменпв конструкцii вагона найчастiше приймають р = 0,8;0,9;0,95 або 0,99, пов'язуючи '¿х вибiр iз ступенем вiдповiдальностi функцш.
Iснуючi нормативнi документи, на пiдставi яких проводиться визначення обсягу i тривалостi випробувань, також широко використовують наведет вище положення.
Проте обсяг i тривалiсть випробувань, як правило, обмежеш технiчними, часовими i економiчними чинниками. Крiм того, часто при випробуваннях на безввдмовшсть i довговiчнiсть пристро'в з високими вимогами до рiвня надiйностi жодний з обмеженого числа п випробовуваних пристро'в не вiдмовляе на-вiть, якщо час випробувань достатньо великий (а iнодi i рiвний термiну '¿х служби). Так, наприклад, середнiй термш служби литих деталей автозчеплень i вiзкiв складае 15-20 рокiв, 90-ввдсотковий ресурс буксових пiдшипникiв дорiвнюе 1,5 млн. км пробку. Тому щл-ком реальна ситуацiя, що протягом експлуатацшних випробувань, яю тривають 2-3 роки, жоден з випробовуваних виробiв не ввдмовить. Але це зовшм не означае, що вироби мають 100-вщсоткову iмовiрнiсть безвiдмовноi роботи. Просто недостатня юльюсть ви-робiв або тривалiсть випробувань. В цьому випад-ку нижня межа Рн довiрчого iнтервалу ^ зJдовiрчою iмовiрнiстю р визначаеться виразом Рн = -Р, а верх-ня межа, природно, дорiвнюе одиницi.
Для виршення даного завдання доцiльно скори-статися наявнiстю певноi кiлькостi шформацп, що мiститься в кожнiй з ощнок.
При визначенш показникiв надшност до випробувань фактичне значення iмовiрностi безвiдмовноi роботи пристрою невщомо. Можна лише стверджувати, що воно знаходиться в iнтервалi вщ 0 до 1 i може мати N можливих дискретних значень р1, р2,..., рi,..., рк з ввд-повiдною апрiорною вiрогiднiстю Ц(р1), Ц(р2),..., Ц(рк ).
Пiд точнiстю А оцiнки розумиимемо вiдношення дiапазону D можливих значень невiдомоi iмовiрностi
p до ïx кшькосп N. У даному випадку дiапазон мож-ливих значень p дорiвнюe одиницi та
Д = — N
(1)
i (x„y, ) = l
' Q(x) .
I(X,Y) = Q(x,,yk )■ i(x,,yk ),
H = -£Q(p,)- logQ(Pi),
Де Q(Pi) - апрюрна iмовiрнiсть p, i-го можливого зна-чення p.
У тому випадку, якщо Bei апрюрш значення p piB-ноiмовipнi та ïx iмовipнiсть доpiвнюe 1/N, то
1
Ho =-Е log^) = logN.
i=i N
piвними Q(p, /pk). Середня кiлькiсть шформацп, що мiститься в результатах експерименту з результатом pk, визначаеться виразом
Основним завданням проведення випробувань е зняття невизначеносп, що юнувала до ïx проведення. Величина 1БР може з деякою апpiоpною вipо-гiднiстю мати будь-яке з можливих значень. Шсля випробувань в граничному випадку можна було б достовipно i iз заданою точнiстю вказати конкретне фактичне значення надшность Невизначешсть, що iснувала до випробувань, була б повшстю знята, i завдання експерименту виконане. Проте тсля прове-дення статистичного експерименту обмеженого обся-гу достовipний вибip невiдомого значення надшносп не може бути зроблений, а може лише змшюватися iмовipнiсть можливих значень надiйностi i стануть piвними Q(pi /p*), Q(p2 /p*),..., Q(p, /p*),..., Q(pN /p*). Невизначешсть ситуацп зменшиться, але не буде усу-нена повшстю.
Вщомо, що кiлькiсною характеристикою невизна-ченостi величини е ïï ентpопiя, що дае мipу шформацп про стан об'екта, яко'1 бракуе. Звщси витiкае, що як мipа знятоï невизначеностi може розглядатися юль-кiсть iнфоpмацiï (функцiя числа та iмовipностей можливих вiдповiдей до i тсля отримання iнфоpмацiï), одеpжаноï в pезультатi проведення експерименту.
Юлькють iнфоpмацiï, що мiститься в подп yk ввд-носно подiï xk визначаеться логарифмом вiдношення iмовipностi подп xk тсля i до того, як мала мюце подiя yk
I* = XQ(Pi/p*k) ■
.Q(pi/p'k) ' Q(Pi) .
(6)
Розiб'емо множину N можливих значень p на двi групи i розглядатимемо двох альтернативну ситуащю про приналежшсть неввдомого значення p до однiеï з цих груп. В цьому випадку середня юлькють шформацп I, яка мютиться в результатах експерименту з результатом p*k, доpiвнюватиме:
,SMQ(Pi/Pk) ,
I = XQ(pVpk)lg-
M1 2mq(p,)
+ E
N-M
Q(p,/pk) lg Z N;MQ((pi/pk),
Q(P,)
(7)
де M - безлiч значень p однiеï групи, а N-M - iншоï групи.
Зокрема, одна з груп може мютити тiльки одне значення p .
Якщо M=1 i до проведення експерименту значення розглядалися як piвноiмовipнi, а тсля iмовipнiсть q(p, / p*k) i одного з них (единого, такого, що входить до групи M), стала доpiвнюватиме одинищ, то тодк
I = 1
1
-0 ■ log-
1
;= logN.
(8)
(2)
Якщо подiя x, е елементом системи подш X, а подiя у, - елементом системи подш Y, то в середньому на будь-яку pеалiзацiю пари випадкових подш (x,, y,) доводиться юльюсть шформацп
(3)
де Q(x,, yk)- iмовipнiсть появи пари подш (x,, yk).
Величина I(X, Y) мютить середню кiлькiсть шформацп про один ансамбль подiй щодо шшого, характе-ризуючи вiдповiднiсть ансамблiв у цiлому.
Якщо N можливих значень iмовipностi p доpiвнюе p1,..., p,,...,pN, то апpiоpна ентpопiя H ситуацп визна-чаеться виразом
(4)
1/N (N- 1)/N
Таким чином, кiлькiсть одеpжаноï iнфоpмацiï буде чисельно piвна апрюрнш ентpопiï H0.
При змiнi обсягу груп (наприклад, при збшьшенш M) середня юлькють одеpжаноï iнфоpмацiï також змь нюватиметься i при M=N стане piвною нулю, оскiльки N-M=0, а ZNQ(p,/p*k) = XnQ(p,) = 1. Наспpавдi, якщо одна з груп включае все N можливих значень iмовip-ностi p безвiдмовноï роботи, то з достовipнiстю можна стверджувати, що невщоме значення p належить цш гpупi. Твердження, що значення надшност пристрою лежить мiж нулем i одиницею, могло б бути зроблено i до проведення випробувань. Подiбна штерпретащя pезультатiв експерименту дае юлькють iнфоpмацiï, piвну нулю, що вщповщае iнтуïтивним уявленням.
Ототожнюючи групу M з довipчим iнтеpвалом Ç, який з вipогiднiстю ß накривае невщоме значення p, можна укласти, що юлькють iнфоpмацiï в pезультатi експерименту, визначувана виразом, залежить вщ ви-бору довipчого iнтеpвалу, а сам вибip може бути оп-тимiзований на основi дослiдження залежностi юль-костi одеpжаноï iнфоpмацiï вiд вибpаноï статистичноï оцiнки надiйностi.
Якщо M - тдмножина множини N можливих значень 1БР p, накриваних довipчим iнтеpвалом Ç, то апрюрна а та апостерюрна ß довipча iмовipнiсть подiï, яка полягае в тому, що невщома величина 1БР накрита iнтеpвалом Ç, доpiвнюе
(5)
Хай тсля проведення статистичного експеримен-
ту, при якому pеалiзувалася оцшка надiйностi pk (у pазi вщсутност вiдмов p*k = 1), iмовipностi значень p змiнились i для i-го можливого значення p стали
a = XQ(p,),
M
ß = EQ(p,/p*k).
(9)
(10)
У цьому випадку юлькють одеpжаноï шформацп вщповщно до (8) буде доpiвнювати
I = P-log^ + (1 -P) ■ a
,1zP
'1 -a'
6. Висновки
Кiлькiсть отримано! iнфоpмацii I зростае зi збшь-шенням обсягу експерименту, а при фжсованому обсязi (n=const) залежить вiд вибору статистично! оцiнки. Оскiльки основним завданням експерименту е зняття невизначеносп, що шнувала до його прове-дення, природним кpитepiем оптимальностi стати-стичних ощнок е вщношення одержано! iнфоpмацii до ентропп H0
Y =
(12)
Чим ближче цей критерш до одиницi, тим б^ьш вдалий вибiр вiдповiдноi статистично' оцiнки. Оптимальна оцiнка, яка при вщомш кiлькостi об'ектiв випробувань (п=тош^) вiдповiдае максимуму одер-жаноi iнформацii, мае найменшу невизначенiсть в порiвняннi з iншими можливими ощнками, тобто е якнайкращим в даних умовах виршенням поставлено' задачь
З iншого боку, очевидно, що в даному випадку величина а чисельно дорiвнюе довiрчому штервалу £,
• = £, = 1 - ^1-Р.
(13)
Оптимiзацiя довipчого iнтepвалу в даному випадку полягае у вибоpi довipчого iнтepвалу ^ (або довipчоi iмовipностi Р), при якiй кpитepiй у буде максималь-ний. Тобто завдання зводиться до вщшукання максимуму виразу (11) при фжсованш юлькосп об'ектiв випробувань. Це можна зробити аналогично шляхом безпосереднього дифepeнцiювання або розв'язати piвняння (11) чисельно.
Розрахунки за наведеною вище методикою свщ-чать, що при 16 тдшипниках максимум корисно! ¡н-формацп буде одержаний в тому випадку, якщо ми приймемо довipчу iмовipнiсть 0,94 (рис. 1).
Рис. 1. Юлькосп шформаци, яку отримуемо вiд ктькосп випробуваних об'ектiв.
При цьому юльюсть одержано' iнформацii складе 0,8. Тодi нижня межа iмовiрностi безвiдмовноi роботи складе 0,889, а верхня межа, ввдповвдно, 1.
Такий високий розбк показниюв викликаний не-достатньою юльюстю об'ектiв випробувань (лише 2 вагони та 16 здвоених тдшипниюв).
В ходi роботи пpовeдeнi eксплуатацiйнi випробу-ваня буксових вузлiв. Результатом проведених випробувань встановлено, що цилшдричш здвоеш тдшип-ники касетного типу мають б^ьшу пpацeздатнiсть у поpiвняннi з типовими цилiндpичними пiдшипниками.
На основi отриманих даних pозpахованi показники безвадмовно! роботи дослiдних пiдшипникових вуз-лiв. Оцiнка показникiв надiйностi була виконана на основi мeтодiв шформацино! статистичною оцiнки надiйностi. Нижня межа iмовipностi бeзвiдмовноi роботи складе 0,889, а верхня межа, вщповщно, 1. Такий високий розб^ показниюв викликаний недостатньою кiлькiстю об'ектiв випробувань (лише 2 вагони та 16 здвоених тдшипниюв).
В той же час юльюсть об'екпв випробувань недо-статня для того, щоб зробити аргументоваш висновки щодо переваг дано! конструкцп. На пiдставi отриманих даних рекомендовано для забезпечення ефективно! роботи залiзниць Украши провести дослiдну експлу-атацiю дослiдно-пpомисловоi паpтii вагонiв у юль-костi не менше 100 шт. тд наглядом всiх защкавлених стоpiн за умови забезпечення безпеки руху поiздiв.
Литература
1. Гайдамака, А. В. Модели кинематики и динамики цилиндрических роликоподшипников железнодорожного транспорта [Текст] / А. В. Гайдамака // Наука та прогрес транспорту. Вюник Дншропетровського на-щонального ушверситету зашзничного транспорту. -2014. - № 3. - С. 51.
2. Симсон, Э. А. Расчет напряженно-деформированного состояния сепаратора подшипника качения [Текст] /
Э. А. Симсон, В. В. Овчаренко, Ю. А. Шевчук // Вестник НТУ «ХПИ». - 2010. - Вип. 37. - С. 142-145.
3. Аверин, Н. А. Исследования нагруженности полиамидных сепараторов для буксовых подшипников методом конечных элементов [Текст] / Н. А. Аверин, О. А. Русанов, С. Г. Иванов // Вестник ВНИИЖТа. - 2007. - № 3. -С. 24-29.
4. Михайшченко, П. С. Характер та величина зносу деталей пресового з'еднання буксового вузла вагошв [Текст] / П. С. Михайшченко // Вюн.Дншропетр. нац. ун-ту зал1зн. трансп. ¡м. акад. В. Лазаряна. - 2005. - Вип. 6. - С. 92-101.
5. Sakaguchi, T. Dynamic Analysis of Cage Stress in Tapered Roller Bearings [Text] / T. Sakaguchi, K. Harada // Proc. ASIATRIB. - Kanazawa, 2006. -Р. 649-650.
6. Harris, T. Rolling bearing analysis [Text] / T. Harris. - New York, 2006. - 760 p.
7. Санчугов, В. И. Основные проблемы создания средств и методов ускоренных эквивалентных испытаний подшипников [Текст] / В. И. Санчугов, С. С. Мещеряков // Научный журнал «Известия самарского научного центра РАН». -2007. - Т. 9, № 3. - С. 831-839.
8. Гишваров, А. С. Моделирование ускоренных испытаний технических систем на надежность и ресурс [Текст] / А. С. Гишваров // Вестник Уфимского Государственного авиационного технического университета. - 2007. - Т. 9, № 1. -С. 26-40.
0
9. Zaharia, S. Reliability Tests [Text] / S. Zaharia, I. Martinescu // Transylvania University Press, Brasov, 2012.
10. Кузьмич, Л. Д. Ускоренные испытания вагонных конструкций на усталостную прочность.[Текст] / Л. Д. Кузьмич // Труды ВНИИВ. - 1971. - Вып. 14. - С. 31-33.
11. Деркач, Б. А. О методах определения надежности деталей ходових частей при проектировании [Текст] / Б. А. Деркач // Труды ВНИИВ. - 1976. - Вып. 30. - С. 41-43.
12. Артамоновский, В. П. Оценка надежности модернизированных рам тяжелых электропоездов при отсутствии отказов в опытной партии. [Текст] / В. П. Артамоновский, Б. А. Деркач // Труды ВНИИВ. - 1978. - Вып. 34. - С. 51-53.
13. Мартинов, I. Е. До питання створення моделi вщмов буксових роликошдшипнигав. [Текст] / I. Е. Мартинов, Е. Д. Тарта-ковський, I. Е. Мартинов, П. А. Устич // Украшська державна академiя зашзничного транспорту. Зб. наук. праць. - 2008. -Вип. 96. - С. 154-158.
14. Мартинов, I. Е. Планування випробувань високонадшних вузлiв вагошв. [Текст] / I. Е. Мартинов // Транспорты системи i технологи КУЕТТ. - 2005. - № 7. - С. 79-83.
15. Мартинов, I. Е. Визначення показнигав надшност букс за результатами випробувань [Текст] / I. Е. Мартинов // Харгав: УкрДАЗТ. - 2005. - Вип. 56 - С. 191-198.
16. Рипс, Я. А. Информационный аспект статистической оценок надежности. [Текст] / Я. А. Рипс // Автоматика и телемеханика. -1967. - № 7. - С. 140-150.
17. Фано, Р. Передача информации [Текст] / Р. Фано. - Статистическая теория связи. - Изд-во «Мир», 1965. - 231 с.
-□ □-
Представлет математичш моделi ручног шлiфувальноi машини 1П2014П i виконаний гх аналiз в режимах холостого i робочого ходу. Наведено результати аналiзу вимог дючих стандартiв до неврiвноваженостi мас абра-зивних кш. Зроблена ощнка вiбрацiйноi безпе-ки пращ ручног шлiфувальноi машини в режимах робочого i холостого ходу
Ключовi слова: ручна шлiфувальна машина, вiбрацii, вiброшвидкiсть, абразивний круг,
дисбаланс, математична модель
□-□
Представлены математические модели ручной шлифовальной машины ИП2014П и выполнен их анализ в режимах холостого и рабочего хода. Приведены результаты анализа требований действующих стандартов к неуравновешенности масс абразивных кругов. Произведена оценка вибрационной безопасности работы ручной шлифовальной машины в режимах рабочего и холостого ход
Ключевые слова: ручная шлифовальная машина, вибрации, виброскорость, абразивный круг, дисбаланс, математическая модель -□ □-
УДК 621.922 : 62-752
|DOI: 10.15587/1729-4061.2015.37848|
МОДЕЛИРОВАНИЕ ВИБРАЦИЙ РУЧНОЙ ШЛИФОВАЛЬНОЙ МАШИНЫ ИП2014П
Д. В. Сталинский
Доктор технических наук, профессор, генеральный директор* Е-mail: [email protected] Ю. А. Сизый Доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник* П. В. Романченко Начальник отдела* Е-mail: [email protected] Государственное предприятие «Украинский научно-технический центр металлургической промышленности «Энергосталь» пр. Ленина, 9, г. Харьков, Украина, 61166
1. Введение
В условиях современного производства одним из распространенных неблагоприятных факторов внешней среды являются вибрации.
В различных отраслях народного хозяйства, таких как металлургия, машиностроение, судостроение имеют широкое распространение ручные шлифовальные машины (РШМ), применяемые для зачистки проката, сварных швов, острых кромок деталей и других операций. Работа этими машинами сопровождается вибрациями, оказывающими вредное воздействие на оператора машины.
©
Вибрации РШМ исследуются экспериментально, аналитически и на компьютерных моделях, которые все время совершенствуются.
2. Анализ литературных данных и постановка проблемы
Экспериментальные исследования вибраций РШМ представлены в работах [1, 2] которые показывают, что уровень вибраций РШМ превышают допустимые санитарными нормами значения в 1,7-5 раз. В работе [2] отмечено, что важнейшим источником вибра-
