Инфраструктура железнодорожного транспорта

Общий порядок сроков проведения технических обслуживаний и ремонтов зависит от возможностей того или  иного технического комплекса. Наиболее современным является обслуживание по состоянию технического устройства определенного непрерывным неразрушающим  аппаратурным диагностированием. При  отсутствии такой возможности очередное  обслуживание (ремонт) осуществляется в срок после выполненной работы (для локомотива - пробега определенного  числа локомотиво-км.; вагона - после пробега вагоно-км.; Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

34

железнодорожного пути - после выполненной грузонапряженности тонн груза) или через определенный промежуток времени.

Промежуток времени  при любом способе его определения  зависит от надежности технического устройства, заложенного при постройке, соблюдения условий эксплуатации и  качества выполнения технических обслуживаний и ремонтов.

 

3.3 Понятия и определения надежности технических

устройств

 

Надежность - свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования.

Отказ - событие, заключающееся в нарушении работоспособности объекта. Признаки отказов для конкретного объекта установлены в нормативно-технической документации.

Понятие отказа является главным в теории надежности; отсутствие отказов объектов в эксплуатации является признаком их высокой надежности.

Схема отказа состояний объекта  и событий Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

35

показана на рисунке 3.1.

 

1

2

2

3

3

Исправное состояние

Работоспособное (неисправное) состояние

Неработоспособное (непредельное) состояние

Предельное состояние

Списание

4

4

5

5

 

 

 

 

 

 

 

 

Условные обозначения: 1 - повреждение; 2 - отказ; 3 - переход  объекта в предельное состояние; 4 - восстановление (устранение отказа); 5 - ремонт

Рисунок 3.1 – Схема основных состояний объекта и событий

 

Отказ - выход из строя устройств и неспособность выполнять свои функциональные назначения частично или полностью. Различают отказы:

• полный, после возникновения которого использование объекта по назначению невозможно до восстановления его работоспособности (крупные поломки локомотивов, вагонов, пути, автоматики и телемеханики);

частичный, после возникновения которого использование возможно, но значение одного или нескольких параметров выходят за допустимые Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

36

пределы;

• внезапный, характеризуется скачкообразным изменением одного или нескольких параметров объекта.

Для оценки надежности существует много числовых характеристик. Это упомянутая выше вероятность безотказной работы, коэффициент готовности (вероятность того, что объект окажется работоспособным в заданные или случайные моменты), коэффициент использования времени (время, в течение которого объект работоспособен, отнесенное ко времени его функционирования).

Коэффициент оперативной готовности - вероятность того, что объект, находясь в режиме ожидания, окажется работоспособным в случайный момент времени:

R(t0 ) = 1 -	TB	(3.1)
	Tp + TB

 

где Т_В - среднее значение времени восстановления работоспособности объекта; T_p - время безотказной работы объекта в течение заданного периода времени to.

Существенное влияние  на организацию эксплуатационной работы на станциях, участках и направлениях имеет параметрическая надежность путевого комплекса, которая определяется по Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

37

степени снижения скорости движения поездов. Этот Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

38

показатель, в конечном счете, определяет уровень и качество работ  по обеспечению беспрепятственного пропуска поездов и определяется на основе анализа отказов (предупреждений о снижении скорости). Предупреждения о снижении скорости - наиболее часто  повторяемый вид отказов устройств  пути.

Параметрическая надежность пути (коэффициент оперативной  готовности) по скорости за период значительной продолжительности рассчитывается с учетом длительности предупреждений по формуле

 

RП(t, υ, l) = 1 -		,   (3.2)
	LυгрiT

 

где υ_грi - средняя установленная ходовая скорость движения поездов на участке, км/ч; υ_прi -

скорость по предупреждению на i-м отрезке пути протяженностью l_i километров, км/ч; т - число действующих предупреждений; t₁ - срок действия i-го предупреждения на l_i-м участке пути, ч; L - длина железнодорожного участка, км; Т - период, в течение которого производится анализ параметрической надежности пути, ч.

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

39

4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ  ПАРАМЕТРОВ НАДЕЖНОСТИ ТЕХНИЧЕСКИХ  СРЕДСТВ

 

Параметрами надежности технических средств являются работоспособность, безотказность, сохраняемость, ремонтоспособность. Качество, частота технических обслуживаний и ремонтов устройств существенно влияют на надежность.

Время, затраченное  на технические обслуживания и ремонты  исключается из полезного времени эксплуатационной работы устройства и является непроизводительным. На время нахождения технического устройства в обслуживаниях и ремонтах вводятся (содержатся) дополнительные технические средства. Эффективность организации системы технических обслуживаний и ремонтов оценивается коэффициентом оперативной готовности - вероятностью того, что техническое устройство (объект), находясь в режиме ожидания, окажется работоспособным в случайный момент времени. Коэффициент оперативной готовности определяется по формуле (3.1).

Инвентарный парк подвижных технических единиц определяется как

М_ннв = M_эксп/R(t₀),      (4.1)

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

40

где М_эксп - эксплуатационный парк подвижных единиц (локомотивов, вагонов и др.); R(t₀) - коэффициент оперативной готовности.

Технические обслуживания и ремонты железнодорожного пути, как правило, осуществляются при  снижении скорости движения поездов. Коэффициент  оперативной готовности железнодорожного пути из-за ограничений скорости движения за период значительной продолжительности  определяется по формуле (3.2).

Работоспособность и надежность многих технических  систем повышается за счет резервирования. Под резервированием понимается метод повышения надежности введением избыточности. Избыточность - это дополнительные средства, сверх максимально необходимых, для выполнения системой заданных функций.

Задача. Определить инвентарный парк локомотивов серии 2М62 для обслуживания N = 40 пар грузовых поездов в сутки, если потребность составляет К_л = 1,25 локомотива на одну пару поездов. Статистическим учетом установлено, что помимо плановых обслуживаний и ремонтов локомотивы заходят в процессе эксплуатации в среднем 12 раз в месяц на внеплановые ремонты с продолжительностью каждого такого ремонта 6 ч.

Решение: Для определения инвентарного парка локомотивов по формуле (4.1) надо определить Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

41

эксплуатационный парк локомотивов, который будет равен

M_э=N Ĥ K_л

М_э= 40·1,25 = 50 локомотивов.

Чтобы определить значения общего времени эксплуатации и времени в ремонтах и обслуживаниях Т_р и Т_в, для расчета коэффициента оперативной готовности, строится циклограмма технических обслуживаний и ремонтов локомотива 2М62. приведенному на рисунке 4.1 с использованием приложения А. По данным циклограммы и данным приложения Б расчет общего времени нахождения локомотива в обслуживании и ремонтах сводятся в таблицу 4.1

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

42

 

Рисунок 4.1 - Циклограмма  ремонтов и технических обслуживаний тепловозов 2М62 в зависимости от локомотиво-км пробега

 

 

Таблица 4.1 – Расчет времени нахождения локомотива 2ТЭ116 в плановых обслуживаниях и ремонтах

Ремонт, обслуживание	Число ремонтов, обслуживаний, ni	Время нахождения в одном обслуживании, ti	Всего в i-х обслуживаниях, ремонтах, niti
КР-2	1	36 сут	36 сут
КР-1	1	24 сут	24 сут
ТР-3	4	11 сут	44 сут
ТР-2	6	10 сут	60 сут
ТР-1	36	50 ч	1800 ч=75 сут
ТО-3	240	12 ч	2880 ч=120 сут
ТО-2	2558	1,5 ч	3837 ч=160 сут
			∑ niti = 519 сут*
* ∑ niti = 519 сут приняты условно

 

Кроме плановых обслуживаний и ремонтов эксплуатационный парк локомотивов  находился ежемесячно 6·12 = 72 ч. во внеплановых и в среднем один локомотив находится во внеплановых ремонтах 72/50 = 1,44 ч. в месяц.

За общий срок службы (Т₀ = 15 лет = 15 Ĥ 12 = 180 месяцев) прогнозируется, что локомотив будет находиться во внеплановых ремонтах

∑t_внепл = 1,44 Ĥ 180 = 259,2 ч / 24 = 10,8 сут

Суммарное время  нахождения локомотива за общий срок службы во всех видах обслуживаний и ремонтах составит

Т_в = 373+10,8 = 383,8 сут,

а общий срок службы от постройки  до Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

43

утилизации

Т₀ = 15 Ĥ 365 = 5475 сут.

Коэффициент оперативной  готовности локомотива 2ТЭ116 по формуле (3.1)

R_{(t=15 лет)} = 1-383,8 / 5475 = 0,93.

По формуле (4.1)

М_инв = 50 / 0,93 = 54 локомотива.

Таким образом, для  надежного обеспечения 40 пар поездов  в сутки в инвентарном парке  должно быть 54 локомотива, 4 из которых (54 - 50 = 4) будет находиться в технических обслуживаниях и ремонтах.

Задача. Определить инвентарный парк крытых вагонов отделения дороги, если работа U = 2200 вагонов/сут. оборот вагона Θ = 2,8 сут, а в общем рабочем парке используется 5% платформ. Помимо плановых обслуживаний и ремонтов ежемесячно 140 платформ поступали на внеплановые ремонты, с продолжительностью 20 ч каждый.

Решение: Общий эксплуатационный рабочий парк вагонов можно определить

Р_п^э = U ·Θ;        (4.3)

Р_п^э = 2200 Ĥ 2,8 = 6160 вагонов.

Парк полувагонов составит

Р_п^э_(пл) ⁼ 6160 Ĥ 0,05= 380 вагонов.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

44

Время нахождения во внеплановых  ремонтах, приходящееся на 1 вагон в месяц составит

T_рем^ВН = (20 Ĥ 140) / 380 = 7,37 ч/месяц

Для определения времени  нахождения крытого Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

45

вагона в плановых видах  ремонта составляется циклограмма  по образцу, приведенному на рисунке 4.2 и руководствуясь приложением В составляется таблица 4.2

Рисунок 4.2 - Циклограмма  ремонтов грузовых вагонов 

Таблица 4.2 - Расчет времени нахождения крытого вагона в плановых видах ремонта