содержание   ..  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  ..

Нормируемые характеристики надежности электроподвижного состава промышленного транспорта

 Надежность является комплексным свойством изделия и применительно к электроподвижному составу (узлам, агрегатам) включает следующие характеристики: безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость.

Безотказность — свойство объекта непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого времени (наработки) при соблюдении заданных условий эксплуатации. Основные показатели безотказности представлены в табл. 4.

Определение вероятности безотказной работы для тягового агрегата дает лишь общее

Таблица 4

представление о его состоянии. Такой показатель может быть ограни­ченно использован как сравнительная величина, характеризующая в общем динамику состояния локомотива. При проектировании нового т. п. с. безотказность может быть задана исходя из условий работы или указана в ГОСТ. Более полно безотказность характеризует состояние узла (детали). Для узлов, непосредственновлияющих на безопасность движения, а также для узлов повышенной ответствен­ности при их изготовлении или выпуске из ремонта показатель безотказности нормируют. Фактические, рассчитанные по результатам обработки статистических данных показатели тяговых агрегатов за наработку T_о, значения параметра потока отказов ω(t) приведены в табл. 5.

Таблица 5

Гистограмма параметра потока отказов электровоза EL1 (рис. 3) дает возмож­ность сделать следующие выводы: начало эксплуатации характеризуется значи­тельным ростом отказов, что свидетельствует о низком качестве изготовления; период доводки значителен и составляет около 10 мес; начальный период эксплу­атации электровозов, прошедших ремонты ТР-3 и средний, характеризуется зна­чительным числом отказов с тенденцией к последующему росту. Это указывает-на низкое качество ремонта, а также на неудовлетворительную диагностику при приемке из ремонта. Период доводки превышает 12 мес после среднего и 20 мес после текущего ремонта. Период установившейся работы характеризуется низким уровнем безотказности.

Таким образом, анализируя характерные участки гистограммы: приработки установившегося режима и интенсивной плотности отказов, можно судить об эффективности существующей системы содержания электроподвижного состава, конструктивных недостатках ответственных узлов.

Долговечность — это свойство объ­екта сохранять работоспособность до наступления состояния, регламентиро­ванного технической документацией, при установленной системе содержания. Дол­говечность характеризуется показателя­ми, представленными в табл. 6.

Для определения ресурса детали (наработка до восстановления или спи­сывания) устанавливают границу допуска и систематическими замерами опреде­ляют интенсивность (скорость) износа. Строят график износа и аппроксими­руют его уравнением, что дает воз­можность определить ресурс при изменении объема работы. По резуль­татам расчетов составляют карту ресурсов деталей и узлов и используют в дальнейшем для определения межремонтных пробегов, проверки эффективности технологических процессов восстановления деталей и модернизации.

Срок службы локомотива определяется с учетом постоянного роста интенсив­ности его использования, увеличения эксплуатационно-ремонтных затрат и затрат на изменение структуры и цикличности ремонта в зависимости от надежности, изменения цен на локомотивы, ввода в эксплуатацию новых локомотивов с улучшенными характеристиками.

Таблица 6

Существующими технологическими методами деталь востанавливается не­однократно, однако долговечность ее ограничивается двумя факторами: накоплением усталостных напряжений, изменением структуры металла и граничным значением суммарных расходов на ее восстановление за время эксплуатации T_i сопоставленных с затратами на ее приобретение.

Суммарные затраты, связанные с приобретением и содержанием детали (узла), могут быть выражены:

где С_изд — стоимость изделия за вычетом реализованных остатков после списания; С_г — ежегодные затраты, свя­занные с содержанием изделия; ∫(г) — ежегодные затраты на содержание, изме­няющиеся во времени:∫(t)=αt^γз, где α — постоянный коэффициент, определяющий норму прогрессирующих затрат; γз — показатель, характеризующий степени роста прогрессирующих затрат за время t. Выполнив подстановку, получим исходную формулу:

.

Функция удельных затрат:

.

Для определения оптимального срока службы t_опт продифференцируем полученное уравнение по t и приравняем нулю:

,или

, или .

Расчет оптимальной долговечности целесообразно вести для узлов с высокой начальной стоимостью и значительными затратами на восстановление: электри­ческие машины, дизель-генераторная установка, выпрямительная установка, неко­торые электрические аппараты.

Ремонтопригодность локомотива — это его свойство, заключающееся в приспо­собленности к предупреждению, обнаружению и устранению отказов путем проведения технического обслуживания и текущих ремонтов. Ремонтопригодность является функцией факторов конструктивного, производственно-технического и эксплуатационного характера. Конструктивные факторы: рациональная расчленен­ность конструкции на обособленно изготавливаемые и обслуживаемые элементы (блочность конструкции); доступность конструктивных элементов для обслуживания и ремонта; особенности расположения деталей и сопряжений в сборочных единицах, являющихся объектами систематического контроля, интенсивного обслуживания и ремонта; применение рациональных методов контроля и оптимальное размещение и оформление контрольных точек; рациональное конструктивное оформление мест разъема, сопряжений элементов конструкции и самих элементов, позволяющее применить при ремонте высокопроизводительное технологическое оборудование и эффективные восстановительные процессы.

Факторы производственно-технологические: уровень организации труда; внедре­ние современных технологических процессов; наличие на предприятии совершенного контрольного и технологического оборудования и его техническое состояние; применение технологических процессов, обеспечивающих направленное формиро­вание заданных свойств восстановленных деталей.

К эксплуатационным факторам относятся: принятая система эксплуатации и система планово-предупредительных ремонтов; система обеспечения материалами и запасными частями; уровень технического обучения локомотивных бригад и ремонтного персонала.

Из перечисленных наиболее существенными являются конструктивные факторы, так как ремонтопригодность преимущественно закладывается при проектировании. Эффективность мероприятий по улучшению показателей ремонтопригодности определяется их изменением (∆Р_П) как произведение вероятности появления одного или большего числа отказов Р∫ за время Т и вероятности Р_п восстановления объекта за время t:

.

Здесь интенсивность обслуживания μ = 1/t_ср, где t_cp — среднее время обслуживания. Таким образом, улучшение ремонтопригодности зависит от четырех параметров. Следует считать рациональным определение следующих показателей ремонтопри­годности (табл. 7).

При оценке ремонтопригодности локомотива определяют узлы, являющиеся объектами интенсивного обслуживания, ремонта и систематического контроля, а также нормируют Т_В, Р_в(t), C_cp. Показатель нормируют с целью сокращения простоев в неплановых ремонтах для узкого круга узлов: токоприемников, колесно-моторных блоков (КМБ), ударно-сцепных устройств. При выполнении плановых видов ремонта, используя данные сетевого графика, рассчитывают вероятность выполнения завершающего события, что также характеризует вос­становление элемента в заданный срок, т. е. его ремонтопригодность:

,

где Ф₀ — нормированная функция Лапласа; T^Т_п — заданный срок завершения конеч­ного события; Т⁰_п — ожидаемое время завершения конечного события; σ_п — дисперсия работ, лежащих на критическом (рядовом) пути:

,

здесь σ²tk — среднее квадратичное отклонение времени работ, лежащих на крити­ческом пути.

Для полной характеристики надежности тягового агрегата используют комп­лексные показатели надежности (табл.8).

Таблица 7

Таблица 8

Таким образом, комплексные показатели более полно отвечают требованиям производства, так как позволяют определить время пребывания тягового агрегата в исправном состоянии, насколько хорошо его конструкция отвечает требованиям ремонтопригодности, размеры затрат на восстановление его работоспособного состояния. В свою очередь анализ затрат позволяет определить степень оснащен­ности и организации производства, оценить квалификацию исполнителя.

При расчете показателей надежности важное значение имеет выбор независимой переменной фиксированной величины, относительно которой производятся расчеты. В качестве независимой переменной для т. п. с. карьерного транспорта могут быть приняты следующие показатели: календарное время работы, время исправного состояния, пробег, выполненная работа, количество израсходованной электро­энергии, масса перевезенного груза. Все эти показатели тесно коррелированы между собой, однако окончательный выбор производят, руководствуясь следующими критериями: показатель должен учитывать специфику эксплуатации т. п.с. и циклич­ность работы оборудования, показатель должен точно учитываться. В соответ­ствии с этим для механического оборудования, электрических аппаратов и машин может быть принята выполненная работа (ткм); для пневматического оборудо­вания — количество перевезенного груза (т).

При определении оптимального значения коэффициента технического использо­вания (к_ти) исходят из того, чтобы при принятой системе содержания затраты на выполнение плановых и неплановых ремонтов с учетом амортизационных отчисле­ний были наименьшими. Если в качестве наработки на отказ принять груз q, перевезенный тяговым агрегатом за время t₀, т. е. х = q t₀ , тогда:

.

При оптимальном значении наработки на отказ с учетом минимизи­рованных затрат

коэффициент ,

где С_а – амортизационные отчисления; С_ав — средняя стоимость проведения одного ава­рийного ремонта; С_уд — удельные затраты на проведение плановых ремонтов.

Определение оптимального значения коэффициента технического использования дает возможность установить численное значение уровня безотказной работы т. п. с. Если при сравнении коэффициент К_{ти опт} окажется больше фактического коэффи­циента технического использования К_{ти факт}, то уровень безотказности не только является достаточным, но даже имеет некоторый «запас» по этому параметру.

Внезапные и параметрические отказы, являясь величинами стохастическими, подчиняются определенным законам распределения вероятности безотказной работы, интенсивности отказов и средней наработки до отказа.

Сохраняемость т. п. с, его узлов, деталей или материалов характеризуется их способностью непрерывно сохранять исправное и работоспособное состояние в течение определенного срока хранения и транспортировки. Для тяговой единицы различают сохраняемость до ввода в эксплуатацию (нахождение в резерве) и в период эксплуатации (временная постановка в резерв). При заданных условиях хранение т. п. с. не должно отрицательно сказываться на его безотказности и долговечности при последующем вводе в эксплуатацию.

Применение показателей сохраняемости имеет смысл также для ряда запасных частей и материалов. Продолжительность хранения детали или материала, как правило, не сказывается заметно на их состоянии, однако при вводе в эксплуатацию (использование материала) показатели надежности таких объектов могут оказаться значительно ниже аналогичных, не подвергавшихся хранению. Так, продолжительное хранение аккумуляторных батарей снижает их емкость, существенному старению и потерей свойств подвергаются электроизоляционные материалы (лаки, компаунды, эмали и т. п.). В период хранения происходит постепенное увеличение обратного тока полупроводниковых вентилей с интенсивностью до 0,621 А/год. Сохраняемость изделий характеризуется таким сроком нахождения на хранении, в течение которого ухудшение характеристик не выходит за пределы обусловленных норм. Показа­телями сохраняемости являются средний и γ-процентный срок сохраняемости.

содержание   ..  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  ..