CC BY
26
Reykhert Nadezhda Dmitriyevna, student, reikhert.nadia@yandex.ru, Russia, Kaluga, Bau-man Moscow State Technical University Kaluga Branch
УДК 629.488.2
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-2-617-621
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ВАГОНОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ ТЕПЛОВОГО КОНТРОЛЯ
БУКС
АН. Шмойлов
Настоящая статья посвящена вопросам повышение качества технического обслуживания грузовых вагонов (на примере технологии работы парка "приема" пункта технического обслуживания вагонов). В работе выделены недостатки в существующей технологии технического обслуживания в парке "приема" при осмотре заходящего состава на пункт технического обслуживания вагонов. Предложена система контроля для выявления неисправностей буксовых узлов вагонов в автоматическом режиме. Уточнена комплектация основных элементов предлагаемой автоматизированной системы контроля технического состояния буксовых узлов грузовых вагонов.
Ключевые слова: неисправности грузовых составов, ходовые части, осмотр, контроль неисправностей, автоматизированная система контроля.
Задача организации технического обслуживания и ремонта вагонов - бесперебойное обеспечение перевозок технически исправным подвижным составом с минимальными затратами на его текущее содержание. Эффективность работы вагонного парка во многом определяется высокой надежностью его технических средств. Постоянно совершенствуется его структура, он пополняется более совершенными по конструкции и надежности вагонами, увеличивается доля специализированного подвижного состава. С повышением объемов перевозок повышается интенсификация эксплуатации вагонов в перевозочном процессе, вместе с тем появляется необходимость увеличивать нагрузку на ось вагона. Все это ведет к ускоренному старению вагонного парка и необходимости совершенствования системы технического обслуживания и ремонта грузовых вагонов. В настоящее время система технического обслуживания и ремонта грузовых вагонов призвана обеспечить поддержание их технико-экономических показателей на должном уровне, однако, несмотря на принимаемые в последнее время меры эксплуатационная надежность вагонов грузового парка пока не удовлетворяет требованиям, предъявляемым к железнодорожному транспорту. Необходимо научно обосновать и практически реализовать такое количество обслуживаний, ремонтов и их объемов, которые бы обеспечивали заданную эксплуатационную надежность (вероятность безотказной работы, параметр потока отказов, наработку на отказ, затраты труда на восстановление работоспособности и т. д.) при минимальных экономических показателях [1].
Как известно, наибольшее количество аварий, крушений происходит из-за неисправностей ходовых частей подвижного состава, перегрева и разрушения буксовых роликовых подшипников, колес и литых деталей тележек, обрывов клина тягового хомута и хвостовиков автосцепок, саморасцепа автосцепок, обрыва и падения деталей вагонов на путь [1].
Было изучено количество отцепленных вагонов в текущий отцепочный ремонт за 2020г. и 2021г. по эксплуатационному вагонному депо. Преобладают неисправности по следующим основным узлам ходовых частей грузовых вагонов: колесная пара и буксовый узел.
Буксы являются важнейшими элементами ходовых частей вагона, от надежности которых во многом зависит безопасность движения поездов.
При движении поезда из-за трения подшипника об ось выделяется тепло, которое рассеивается несколькими путями: через шейку оси на колесо и ось и через подшипник на корпус буксы [2].
При неисправностях подшипников температура повышается.
Поэтому работоспособность буксовых узлов определяется главным образом температурой нагрева подшипников и шейки оси.
В современных условиях интенсивного движения поездов автоматизация выявления технических неисправностей вагонов в эксплуатации приобретает особое значение. Для контроля нагрева букс в эксплуатации на перегонах российские железные дороги широко применяет комплексы КТСМ-02 (03). Комплексы реализуют современную концепцию интеграции средств контроля и измерения различного назначения, что обеспечивает возможность построения многофункциональной системы контроля технического состояния подвижного состава. Система может состоять из подсистем обнаружения перегретых букс, неисправностей тормозного оборудования, заклиненных колесных пар, волочащихся деталей, дефектов колес, сползания корпусов букс и др., основанных на различных физических принципах [3].
Среднее расстояние между пунктами контроля на перегонах довольно значительное и составляет 29,3 км.
Пути парков "приема" пунктов технического обслуживания вагонов (ПТО), в свою очередь, в основном не оборудованы автоматизированными комплексами контроля технического состояния подвижного состава. Визуальный метод контроля и выявления неисправностей грузовых вагонов, применяемый сейчас осмотрщиками на ПТО ненадежен и малопроизводителен. По существующей технологии на ПТО каждый осмотрщик имеет возможность затратить на осмотр одного вагона всего несколько минут. За это время он обязан на различных позициях проверить исправность большого числа деталей и узлов. Особенно усложняется осмотр вагонов в ночное время.
С целью совершенствования технологии выявления неисправностей буксовых узлов на ПТО был проведен анализ факторов, оказывающих влияние на повышение уровня контроля и выявления неисправностей буксовых узлов грузовых вагонов на ПТО. Был проведен причинно - следственный анализ данной проблемы, который приведен на рис. 1.
г------------------------
I Карта проблемы Карта цели
Рис. 1. Причинно - следственный анализ
На основании вышеприведенного анализа в работе с целью совершенствования технологии контроля и выявления неисправностей буксовых узлов грузовых вагонов предлагается применять систему теплового контроля буксовых узлов грузовых вагонов на ПТО в парке "прибытия" при осмотре и контроле технического состояния грузовых вагонов "с ходу" рис. 2.
Основные элементы системы контроля, расположенные в парке "приема" ПТО, смонтированы на вертикальных кронштейнах, которые размещены с двух сторон пути. Данные элементы в составе системы осуществляют автоматический бесконтактный тепловой контроль буксовых узлов грузовых вагонов при движении с использованием в них приемников инфракрасного (ИК) излучения [4]. Преобразователь - усилитель сигналов реализован на универсальном измерительном преобразователе ACT20P-PRO DCDC II-S, блок обработки сигналов реализован на модуле Gate 8-канальной логической обработки сигналов.
В процессе математической проработки данных алгоритма функционирования системы контроля было установлено, что отказы в буксовых узлах вагонов возникают под воздействием разнообразных факторов [5].
Виэуптш кшщюпь б тще щммпш ЛТО
Контроль технического пюиаши не перегоне схемКтШ!
Рис. 2. Система теплового контроля букс вагонов на ПТО: 1 - напольный кронштейн; 2 - блок преобразователя сигналов; 3 - вертикальный кронштейн; 4 - приемник тепловых сигналов; 5 - преобразователь видеосигналов; 6 - средство видео регистрации; 7 - линия связи; 8 - преобразователь - усилитель сигналов; 9 - блок обработки сигналов
С целью совершенствования алгоритма функционирования системы контроля и повышения процента достоверности выявления неисправных букс на ПТО в работе была проанализирована и обработана статистика данных по неисправностям подшипниковых узлов приводящих к отказам всего буксового узла в зависимости от температуры окружающего воздуха. Интегральная функция распределения F(t) и вероятность безотказной работы буксовых узлов вагона Р(^) при различных интервалах температур окружающего воздуха представлены на рис. 3.
буксовых узлов вагонов: а - интервал температур окружающего воздуха от 10 оС до 20 оС; б - интервал температур окружающего воздуха от 20 оС до 30 оС
Ординаты интегральной функции распределения F(t) характеризуют вероятность отказа детали до данного момента времени. При повышении температуры окружающего воздуха вероятность безотказной работы Р(^) буксовых узлов вагонов уменьшается, сто приводит к
619
уменьшению на дТ (ср) среднего срока службы Т(ср) (наработки на отказ). Полученные условия были учтены в алгоритме функционирования системы теплового контроля букс вагонов на ПТО.
При наличии превышения теплового фона проходящих через сенсоры контроля теплового сигнала буксовых узлов система в автоматическом режиме по разработанному алгоритму обрабатывает данный сигнал и по каналам связи сети обмена информации на ПТО передает информацию о греющейся буксе грузового вагона оператору ПТО. При получении информации о наличии неисправности буксового узла грузового вагона от системы теплового контроля, оператор ПТО дает команду бригаде осмотрщиков-ремонтников вагонов проверить данный буксовый узел при дальнейшем техническом обслуживании грузовых вагонов на ПТО.
Применением данной системы контроля достигается повышение информативности, надежности обнаружения перегрева букс и точности оценки состояния букс грузовых вагонов заходящих на пути парка "приема" ПТО, что позволит в итоге повысить качество технического обслуживания грузовых вагонов и увеличить на 15% - 20%, выявление неисправностей букс грузовых вагонов на ПТО при любых погодных условиях и при плохой видимости.
Список литературы
1. Задача организации технического обслуживания и ремонта вагонов. [Электронный ресурс]. URL: https:// http://www.lokom.ru/vd_4-2013.html (дата обращения: 05.01.2022).
2. Системы обнаружения перегретых букс на ходу поезда. [Электронный ресурс] URL: http://scbist.eom/scb/uploaded/sbor-inf-na-jd/9.htm (дата обращения: 05.01.2022).
3. Система комплексного контроля технического состояния подвижного состава КТСМ-02. [Электронный ресурс] URL: http://scbist.com (дата обращения: 06.01.2022).
4. Патент 158091 РФ. Напольная камера устройства для теплового контроля ходовых частей рельсового подвижного состава / А.А. Миронов, А.Б. Мозжевилов, В.П. Луговой. Опубл. 20.12.2015. Бюл. № 35.
5. ГОСТ 27.002-2015. Надежность в технике. Термины и определения. Введ. 2017—03— 01. М.: Изд-во стандартов, 2017. 30 с.
Шмойлов Андрей Николаевич, канд. техн. наук, доцент, Shmoilov@inbox.ru, Россия, Самара, Самарский государственный университет путей сообщения
IMPROVING THE MAINTENANCE OF WAGONS WITH THE USE OF AUTOMATED THERMAL
CONTROL SYSTEMS BUKS
A.N. Shmoilov
This article is devoted to the issues of improving the quality of maintenance of freight cars (using the example of the technology of operation of the fleet of "reception" points of maintenance of cars). The paper highlights the shortcomings in the existing technology of maintenance in the park of "reception" when inspecting the incoming train at the point of maintenance of wagons. A control system is proposed to detect malfunctions of axle boxes of wagons in automatic mode. The configuration of the main elements of the proposed automated system for monitoring the technical condition of the axle boxes of freight cars has been clarified.
Key words: freight train malfunctions, running gear, inspection, fault monitoring, automated control system.
Shmoilov Andrey Nikolaevich, candidate of technical sciences, dоcent, Shmoilov@inbox.ru, Russia, Samara State Transport University
