П. Балцкарс, в. Любинский. Оптимизация периодичности технического обслуживания электроподвижного состава ( эпс) на основе статистических данных об отказах. Аннотация

Рассматривается задача оптимизации межремонтного пробега электроподвижного

состава.. Задача решается на основе статистических данных о параметре потока

отказов. Исследуется зависимость величины межремонтного пробега от параметров надёжности ЭПС и экономических факторов.

1.Характеристика потока отказов в узлах эпс.

Межремонтный пробег электроподвижного состава (ЭПС) является важнейшим экономическим показателем эксплуатации этого вида железнодорожного транспорта. Поиск резервов увеличения межремонтных пробегов и сокращение обьемов осмотровых и восстановительных работ – это главное направление совершенствования технического обслуживания и ремонта ЭПС.

Наработка деталей и узлов ЭПС до предельного состояния является случайной величиной, поэтому определение сроков их ремонта должно базироваться на методах теории вероятностей и математической статистики. Методы этих научных дисциплин позволяют разрабатывать математические модели процесса отказов деталей и узлов ЭПС, износа и старения, определять характеристики закона распределения времени безотказной работы, а также с учетом технических и экономических факторов вычислять оптимальные сроки их плановой замены или ремонта.

Для решения задач оптимизации технического обслуживания и ремонта ЭПС необходимо соответствующее информационное обеспечение, т.е. наличие достоверной исходной информации, которая используется для расчета показателей надежности. Наиболее информативной характеристикой безотказности является функция распределения времени безотказной работы, которая может быть получена на основе статистических данных о случайных интервалах времени безотказной работы и проверки гипотезы о законе распределения этих случайных интервалов. Имея функцию распределения времени безотказной работы деталей и узлов ЭПС можно решать большинство задач по определению показателей надежности, а также задачи по оптимизации технического обслуживания и ремонта.

Однако при сборе статистических данных о времени безотказной работы деталей и узлов ЭПС возникают существенные затруднения в связи с тем, что получить достоверную информацию о безотказной работе можно главным образом в процессе реальной эксплуатации ЭПС. При этом существующие нормы межремонтных пробегов устанавливаются с большим запасом, чтобы не допустить потери работоспособности ЭПС в межремонтный период. Поэтому вероятность отказа узлов и деталей в межремонтных периодах не превышает 0,1  0, 2, что не позволяет собрать полную и достоверную информацию о времени безотказной работы устройств ЭПС.

Указанное обстоятельство не позволяет по результатам реальной эксплуатации ЭПС достаточно корректно установить вид и параметры закона распределения случайного времени наработки на отказ.

Другой метод сбора статистических данных о времени безотказной работы узлов ЭПС – это проведение специальных ресурсных испытаний, при которых каждый поставленный под наблюдение узел работает до появления отказа без проведения планово-предупредительного ремонта. При этом продолжительность испытаний Т должна заметно превышать среднюю наработку на отказ рассматриваемого узла, чтобы по их резульатам можно было бы определить закон распределения ресурса и рассчитать его числовые характеристики.

Очевидно, что метод ресурсных испытаний для сбора статистических данных о времени безотказной работы нельзя признать эффективным из-за большой длительности испытаний и высокой стоимости.

В связи с указанными недостатками как первый, так и второй методы сбора статистических данных о надежности узлов ЭПС имеют ограниченное применение. Поэтому при решении задачи оптимизации межремонтных пробегов узлов ЭПС возникает необходимость в использовании не закона распределения, а других показателей надежности деталей и узлов. В частности, можно использовать такой показатель надежности как параметр потока отказов  [2].

Расчет этой характеристики не вызывает затруднений, а практическое её использование облегчается тем, что по своему физическому смыслу параметр потока отказов близок к такому показателю как число неплановых ремонтов узла или детали на определенную величину пробега.

Параметр потока отказов  в зависимости от величины пробега нового или отремонтрованного узла изменяется, как показано на рис. 1.

Рис.1.

Весь интервал изменения параметра потока отказов можно разделить на три периода.

1.Период приработки. Начальный период эксплуатации характеризуется потоком отказов, который постепенно снижается до определенного уровня.Такой характер изменения  ( ) обусловлен наличием скрытых дефектов в узлах и деталях, неудовлетворительным качеством их изготовления или нарушения технологии проведения ремонта.

2.Период нормальной эксплуатации. Параметр потока отказов в этом периоде имеет постоянное значение и определяется только особенностями и совершенством конструкции конкретного оборудования, условиями и режимами его эксплуатации.

3.Период усиленного износа и старения оборудования.

В этом периоде параметр потока отказов существенно возрастает. По мере увеличения наработки обрудования ЭПС, происходит изнашивание и старение его узлов и деталей. При этом увеличиваются зазоры в сопрягающихся элементах конструкции, усиливается их выбрация, появляются ударные нагрузки, повышаются динамические усилия, происходит заклинивание подвижных элементов, уменьшается их механическая, а у изоляционных материалов электрическая прочность, возрастает вероятность того, что значение пиковой нагрузки превысит предел прочности конструкционных элементов.