CC BY
7
INCREASING THE ACCURACY AND RELIABILITY OF PRODUCT QUALITY PERFORMANCE THROUGH IMPROVING ESTIMATES OF UNIFORM DISTRIBUTION PARAMETERS
V.P. Ryazanskiy, S.V. Iudin
The article contains the construction of uniform distribution parameter estimates using classical methods, non-classical methods: the spacing method, based on sufficient statistics, as well as by approximating a uniform distribution by a three-parameter distribution. Some of the estimates proved to be super effective. An analysis of the bias and variance of the constructed estimates was carried out. The concepts of unbiased estimators on average and unbiasedness in mode are discussed using the constructed estimators as an example. The root-mean-square errors of the obtained estimates are calculated. A comparison of the root-mean-square risk of the constructed estimates is carried out. The standard deviation of average-biased and unbiased estimates is analyzed. In some cases, removing the bias leads to an increase in the variance, but the standard deviation of the estimate decreases. The maximum likelihood estimators with asymmetric estimator density turn out to be biased on average, but unbiased in mode in some cases. Maximum likelihood estimates are constructed by approximating a uniform distribution by a three-parameter distribution. The lower bound of the variance of these estimates is calculated. This bound is below the variance of estimates on sufficient statistics. The estimates of the parameters of the three-parameter distribution do not have the attainability of the computed lower bound. The proposed maximum likelihood estimates have an accuracy equal to that of superefficient estimates.
Key words: quality management, spacing method, sufficient statistics, mathematical statistics, mode shift, mean shift.
Ryazansky Valery Pavlovich, leading engineer-mathematician of the reliability department, kot-aldo@yandex.ru, Russia, Moscow, JSC «GosNIIP»,
Iudin Sergey Vladimirovich, doctor of technical sciences, professor, svjudin@rambler.ru, Russia, Tula, Plekhanov Russian University of Economics, Tula branch
УДК 629.488.2
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-12-678-681
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ УСТРАНЕНИЯ ОБЛЕДЕНЕНИЯ С ХОДОВЫХ ЧАСТЕЙ ВАГОНОВ
А.Н. Шмойлов, Ю.В. Шмойлова
Настоящая статья посвящена вопросам повышение качества работы ходовых частей грузовых и пассажирских вагонов при эксплуатации в различных климатических зонах и времени года. В работе выделен недостаток в работе существующей технологии очистки от льда ходовых частей и подвагонного оборудования пассажирских поездов в международном сообщении. Предложена технология и техническое средство устранения нарастания льда при эксплуатации поезда за счет нанесения на ходовые части вагонов антиобледенительного состава. Проведен сравнительный анализ различных антигололедных составов. Представлена структурная схема мобильного автономного устройства безвоздушного распыления антиобледенительного состава на ходовые части грузовых и пассажирских вагонов в условии пунктов технического обслуживания.
Ключевые слова: ходовые части грузовых и пассажирских вагонов, технологияочистки от льда, антиобледенительные составы, мобильное автономноеустройство безвоздушного распыления.
Обледенение ходовых частей грузовых и пассажирских вагонов создает большие сложности как для работников непосредственно связанных с эксплуатацией поездов, так и для других работников железнодорожного транспорта, уполномоченных следить за техническим состоянием вагонов в процессе эксплуатации. Зимой и в весенне-осенние периоды года на ходовых частях вагонов образуется и скапливается значительное количество льда и снега. Данное негативное явление может привести к нарушению эксплуатационных характеристик данного оборудования, а также повлечь аварийные ситуации в пути следования.
Удаление льда механическим способом является основным способом, применяемым на железнодорожном транспорте при борьбе с обледенением ходовых частей подвижного состава [1]. Зачастую данный способ обладает негативными последствиями и может повлечь повреждение основных узлов ходовых частей вагонов. Помимо прочего, данный метод является наиболее трудоемким и затратным по времени. С общим ростом требований по безопасности движения, скорости обращения подвижного состава и сокращении времени на его обслуживание растет и необходимость применения более эффективных и безопасных методов борьбы с обледенением для железнодорожного транспорта.
С целью выбора эффективной методики нанесения антиобледенительного состава на ходовые части грузовых и пассажирских вагонов во время технического обслуживания в работе был проведен анализ различных антиобледенительных составов и технических средств нанесения данных составов.
Под противо-/антиобледенителем предполагается состав, который способствует удалению замороженной воды и препятствует повторному образования льда. Варианты для удаления замороженной воды (льда, снега, инея и т.п.) с поверхностей и для предотвращения ее образования на данных поверхностях известны в технике. Принцип действия химических композиций так называемых антиобледенителей в основном основан на понижении температуры кристаллизации воды. Простые антиобледенители включают хлористые соли, такие как натриевые, кальциевые или калиевые.
Применение в технике неорганических и органических солей, таких как хлоридов и ацетатов щелочных металлов, по прямому их назначению неприемлемо, так как они вызывают коррозию металлических поверхностей. По данной причине, широко применяются водные растворы гликолей, особенно этиленгликоля и 1,2-пропиленгликоля [2].
В таблице представлен сравнительный анализ антигололедных составов.
Сравнительный анализ антигололедных составов
№ Наименование Состав Нормы расхода Агрессивность к
изделиям из метала покрытиям из лака
1 ХКМ жидкость Раствор хлористого кальция модифицированный, 32% 40 - 120 мл/м2 - +
2 Антиснег - 1 жидкость Раствор ацетата аммония, 30% 20 - 45 мл/м2 + -
3 Нордикс - II жидкость Раствор ацетата калия, 30% 20 - 40 мл/м2 - +
4 Антигололедное средство -35/45 Раствор этиленгликоля, 1,2-диоксиэтан 10 - 15 мл/м2 - -
Графики расхода различных антигололедных составов в зависимости от температуры окружающего воздуха представлены на рис. 1.
На рисунке представлены графики расхода для следующих антигололедных составов: 1- антигололедное средство - 35/45; 2 - Нордикс - II; 3 - антиснег - 1; 4 - ХКМ жидкость.
Как видно из графиков, наблюдается пропорциональная зависимость между температурой и расходом антигололедных составов.
При температуре окружающего воздуха расход всех приведенных антигололедных составов необходимом для плавления 1 г льда дляколеблется от 0,02 мл/м2 до 0,07 мл/м2. При дальнейшем понижении температуры данный показатель расхода антигололедных составов показывает рост в средних пределах от 12 % до 15% на 10 0С.
Расход антигололедных составов для плавления 1 г льда,
мл/м
Температура, РС
I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I ►
-1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -в -9 -10 -11 -12 -13 -14 -15 -16 -17 -18 -19 -20 -21
Рис. 1. Расход антигололедных составов в зависимости от температуры окружающего воздуха
В результате проведения анализа различных антигололедных составов было выбрано антигололедное средство - 35/45. Данное средство по своим характеристикам подходит для применения на железнодорожном транспорте.Данное средство не является дорогостоящим, имеет простой способ получе-
679
ния, имеет низкую температуру эвтектики (-35 С°), обеспечивает длительное предупреждение образования наледи, не требует большого количества средства для таяния снега и льда, хорошо транспортируется, обладает длительным сроком хранения и не приводит к загрязнению окружающей среды.
Антигололедную композицию средства получают путем смешивания твердых и жидких компонентов.
Опытным путем установлено, что средство обеспечивает при своем применении таяние снега и льда на глубину, равную толщине снежного или ледяного покрова до 10 см. Данная композиция средства обеспечивает предупреждение повторного образования льда или снежного покрова в течение не менее 24 часов. Антиголедное действие композиции наблюдается при наружной температуре до -35 С°. Испытания показали, что предлагаемая антигололедное средство обладает низкой коррозионной активностью.
С целью выбора оптимальной схемы и устройства для нанесения антиобледенительного состава на поверхности ходовых частей грузового и пассажирского вагона был проведен анализ различных технических устройств для нанесения данных покрытий.
Рассмотрены технические характеристикитехнического устройства которое представляет собой емкость для приготовления исходного антиобледенительного раствора и дополнительно оснащенное электронагревателями и датчиками контроля температуры, концентрации и уровня раствора. В своем составе устройство также имеет запорную арматуру с коллектором и форсунками для подачи антиобле-денительного раствора [3]. Технические преимущества данного устройства обуславливает применение внешней системы антиобледенения, размещаемой не на самом поезде, а в зоне технического обслуживания вагонов.
Учитывая приведенный выше материал, в качестве перспективного технического решения для устранения обледенения с ходовых частей грузовых и пассажирских вагонов в данной работе было выбрано мобильное устройство безвоздушного распыления антиобледенительной композиции на ходовые части грузовых и пассажирских вагонов в условии пунктов технического обслуживания.
Главное отличие такого агрегата заключается в отсутствии воздушного компрессора. Принцип работы во многом обусловлен конструкционными особенностями такого устройства. Нанесение раствора антиобледенителя происходит путем перекачки жидкости через отверстия сопла под действием высокого давления.
Таким образом, распыление проводится без дополнительного нагнетания воздуха с помощью автономного привода, представляющий собой бензиновый двигатель внутреннего сгорания. Раствор антиобледенителя проходит через специальное сопло распылителя антиобледенительного состава. Благодаря этому антиобледенительная смесь дробится и распыляется более ровным и тонким слоем, что способствует повышению эффективности и экономичности нанесения антиобледенительного состава на ходовые части грузовых и пассажирских вагонов в условии пунктов технического обслуживания при минимальных затратах времени.
Структурная схема мобильного устройства безвоздушного распыления с бензиновым приводом представлена на рис. 2.
с бензиновым приводом
Применение данного устройства на пунктах технического обслуживания вагонов позволит не менее чем на 15% сократить время на техническое обслуживание грузовых и пассажирских вагонов в холодное время года и будет способствовать снижению на 10% отказов технических средств грузовых и пассажирских вагонов в эксплуатации по причине обледенения поверхностей ходовых частей вагонов.
Список литературы
1. Инструкция по подготовке, обслуживанию и управлению тормозами в зимний период при проследовании поездов по полигонам обслуживания с различными климатическими зонами. [Электронный ресурс] URL: https:// http://scbist.com/dokumenty-direkcii-tyagi-oao-rzhd (дата обращения: 03.12.2022).
2. Статистика отказов тормозного оборудования подвижного состава. [Электронный ресурс] URL: https://www.poisk-ktk.com (дата обращения: 03.12.2022).
3. Вишневский Е.П. Анализ использования основных методов осушения воздуха // Технический бюллетень. 2003. № 1. С. 4-6.
Шмойлов Андрей Николаевич, канд. техн. наук, доцент, Shmoilov@inbox.ru, Россия, Самара, Самарский государственный университет путей сообщения,
Шмойлова Юлия Владимировна, старший преподаватель, u_zotova@mail.ru, Россия, Самара, Самарский государственный университет путей сообщения
IMPROVING THE TECHNOLOGY OF DE-ICING FROM THE RUNNING PARTS OF WAGONS
A.N. Shmoilov, Yu.V. Shmoylova
This article is devoted to improving the quality of the running parts offreight and passenger cars during operation in various climatic zones and seasons. The paper highlights a drawback in the work of the existing technology for cleaning the ice from the running gear and wagon equipment ofpassenger trains in international traffic. The technology and technical means of eliminating the build-up of ice during the operation of the train by applying anti-icing composition to the running gear of the cars are proposed. A comparative analysis of various anti-ice compositions was carried out. A block diagram of a mobile autonomous device for airless spraying of an anti-icing compound on the undercarriages offreight and passenger cars in the condition of maintenance points is presented.
Key words: running gear of freight and passenger cars, technology-ice cleaning, anti-icing compositions, mobile autonomous device of airless spraying.
Shmoilov Andrey Nikolaevich, candidate of technical sciences, docent, Shmoilov@inbox.ru, Russia, Samara, Samara State University of Railway Transport,
Shmoylova Yulia Vladimirovna, senior lecturer, u_zotova@mail.ru, Russia, Samara, Samara State University of Railway Transport
УДК 621.7
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-12-681-686
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА УПРОЧНЕНИЯ КРУПНОЙ ТРАПЕЦЕИДАЛЬНОЙ РЕЗЬБЫ
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОБКАТКИ РОЛИКОМ
О.С. Железков, Е.М. Мартынов, Н.Н. Огарков, Б.Б. Макаров, М.В. Харченко
Винтовые пары машин с тапецеидальной резьбой испытывают значительные нагрузки, которые вызывают образование и развитие трещин у основания выступов резьбы и приводит к её разрушению. Повысить циклической прочности возможно за счет использования комбинированного режущедеформирующего способа, который включает предварительное формирование впадины резанием и окончательную обработку в виде обкатки роликом. В работе выполнены исследования процесса упрочнения трапецеидальной резьбы с использованием обкатки роликом предварительно нарезанного профиля. Моделирование процесса обкатки осуществлялось с использованием метода конечных элементов на базе программного комплекса «Deform-3D». Рассматривалось три варианта формы предварительно нарезанного профиля впадины резьбы: трапецеидальная, подобная окончательно сформированному профилю; трапецеидальная с концевым треугольным участком; трапецеидальная с концевым параболическим участком. Для каждого варианта определялись интенсивность напряжений о, интенсивность деформаций si и относительная площадь сечения зоны деформации ау с максимальным упрочнением. Определено, что наиболее эффективной является технология, включающая предварительное формирование резание канавки в виде трапеции с треуголиником и последующую обкатку роликом.
Ключевые слова: трапецеидальная резьба, комбинированный способ, обкатка роликом, интенсивность напряжений, интенсивность деформаций, рациональная форма предварительно нарезанной канавки.
Во многих отраслях промышленности используются механическое оборудование с крупной тяжелонагруженной резьбой. В частности, в горно-металлургической промышленности применяются: винтовые нажимные устройства прокатных клетей, гайки и винты дробилок и конвейеров, винтовые элементы механических прессов и др. [1-4].
