Факторы, влияющие на процессы изнашивания
При прочих равных условиях интенсивность изнашивания существенно зависит от качества контактируемых поверхностей. Качество поверхности определяется геометрией поверхности как границы тела и физико-химическими свойствами, обусловленными процессом ее образования при обработке детали.
Качество поверхности деталей вагонов влияет на такие их служебные свойства, как сопротивление усталости, износостойкость, коррозионная стойкость, прочность посадок с натягом, плотность подвижных и неподвижных соединений и др. Геометрия поверхности характеризуется ее шероховатостью и допусками формы (допуски плоскостности, цилиндричности и др.). Физико-химические свойства поверхности определяются ее структурой, микротвердостью, глубиной наклепа, остаточными напряжениями.
Рис. 1.14. Профиль шероховатости поверхности и его характеристики
Шероховатость поверхности (рис. 1.14) оценивают по ряду характеристик. В России для количественной оценки шероховатости поверхности принято три высотных параметра Rа, Rz, Rmax, один комплексный параметр tp и два шаговых параметра: средний шаг местных выступов S и средний шаг неровностей профиля Sт – всего шесть параметров (для примера, в Дании и Франции – 10, Чехии – 3, Японии – 1).
Формула на рис.
где Rа – среднее арифметическое отклонение профиля; n – число выбранных точек на базовой длине l; уi – отклонение профиля в выбранных точках от средней линии m; Rz – высота неровностей по десяти точкам; Hi max, Hi min – отклонения от средней линии пяти вершин наиболее высоких выступов и пяти наиболее глубоких впадин; tp – относительная опорная длина профиля уровня р; р – уровень сечения профиля (в процентах от наибольшей высоты неровностей Rmах), определяемый расстоянием между линией выступов и линией, пересекающей профиль эквидистантно линии выступов; Вi – длина отрезка, отсекаемого на микровысоте. Физический смысл перечисленных величин приведен на рис. 1.14.
Отметим, что полученная при обработке деталей начальная шероховатость поверхности оказывает существенное влияние на интенсивность изнашивания лишь на стадии приработки поверхностей. В результате приработки исходные параметры шероховатости изменяются, приобретая значения, характерные для стадии нормальной эксплуатации.
Кроме рассмотренного существенное влияние на процессы изнашивания оказывают обоснованный выбор конструкционных материалов, а также способы термической и химико-термической обработки рабочих поверхностей деталей в парах трения, жесткость и податливость узлов, разгрузка рабочих поверхностей, способы и приемы сборки, исключающие нежелательные остаточные напряжения, применение обоснованных смазочных материалов и поддержание их свойств в процессе эксплуатации вагона.
Лекция №3: Системы, виды и сроки ремонта грузовых и пассажирских вагонов в РФ и за рубежом.
Система ремонта вагонов
Ремонт вагонов предназначен для регламентированного восстановления их работоспособности и устранения неисправностей, возникших в процессе эксплуатации или выявленных при техническом обслуживании.
На железных дорогах России действует система ремонта вагонов, которой предусматривается два вида ремонта: ремонт по техническому состоянию вагона и планово-предупредительный ремонт.
Ремонт по техническому состоянию вагона направлен на устранение неисправностей, выявленных при его техническом обслуживании. Такой ремонт принято называть текущим. В зависимости от условий, при которых выявлены неисправности грузового вагона, различают три вида текущих ремонтов:
ТО – техническое обслуживание грузовых вагонов в поездах без отцепки их от состава;
текущий ремонт (ТР-1) порожних вагонов, осуществляемый при комплексной подготовке их к перевозкам с отцепкой от состава и подачей на специализированный ремонтный путь;
текущий ремонт (ТР-2) вагонов с отцепкой их от транзитных, прибывших или сформированных составов.
Техническое обслуживание пассажирских вагонов состоит из: технического обслуживания (ТО-1) вагонов в поездах, на пунктах технического обслуживания (ПТО) станций формирований и оборота пассажирских поездов перед каждым отправлением в рейс, а также в пути следования.
Техническое обслуживание (ТО-2) вагонов перед началом летних и зимних перевозок в пунктах формирования пассажирских поездов.
Техническое обслуживание (ТО-3) – единая техническая ревизия основных узлов пассажирских вагонов. ТО-3 производится для купейных, некупейных и межобластных вагонов через 150 тыс. км пробега, но не более чем через шесть месяцев.
Планово-предупредительный ремонт направлен на устранение неисправностей вагона, накопленных в процессе эксплуатации, а также на частичную его модернизацию в соответствии с изменившимися условиями эксплуатации. В зависимости от объема ремонтных работ различают деповской и капитальный ремонты.
Деповской ремонт (ДР) выполняется на специализированных линейных предприятиях вагонного хозяйства и предназначен для восстановления работоспособности вагона с заменой или ремонтом отдельных деталей и узлов.
Капитальный ремонт (КР) грузовых вагонов выполняется на специализированных вагоноремонтных заводах или депо и предназначен для восстановления ресурса вагона, близко к полному, а при необходимости и его модернизации с целью продления полезного использования (КРП).
Для пассажирских вагонов установлено три вида капитального ремонта:
капитальный ремонт первого объема (КР-1) – плановый ремонт для восстановления исправности и ресурса вагона с заменой или ремонтом изношенных и поврежденных деталей и узлов, а также модернизацией отдельных элементов;
капитальный ремонт второго объема (КР-2) – плановый ремонт вагона с частичным вскрытием внутренней обшивки и теплоизоляции до наружней обшивки и (при необходимости) заменой деталей армировки, изоляции, электро- и радиоразводки, а также модернизацией отдельных узлов.
КВР – ремонт пассажирских вагонов с полным съемом внутреннего оборудования и внутренней обшивки и полным восстановлением ресурса, а также модернизации вагона и создания современного интерьера.
До недавнего времени критерием изъятия вагона из эксплуатации и подачи его в ремонт (деповской или капитальный) являлся календарный период эксплуатации от постройки или предыдущего ремонта.
Отметим, что сама по себе система планово-предупредительного ремонта вагонов (не по их техническому состоянию) является прогрессивной и позволяет поддерживать безопасность движения поездов на высоком уровне. Однако принцип подачи вагонов в ремонт по истечении определенного срока не учитывает интенсивность эксплуатации и объем работы, выполненный вагоном за межремонтный период. Это приводит к тому, что поступающие в ремонт однотипные вагоны могут нуждаться в существенно различных объемах ремонта.
В настоящее время при подаче вагонов в ремонт учитывают не только межремонтный срок, но и общий пробег вагона. Например, основанием для подачи грузового вагона в деповский ремонт после деповского ранее чем через 2 года, является общий пробег (тыс. км): платформы – 110; полувагоны, цистерны и остальной парк – 100. Общий пробег до деповского ремонта после капитального для всех типов вагонов установлен 160 тыс. км. Деповской ремонт после постройки и КВР производится после пробега 210 тыс. км, но не более чем через 3 года.
Подача пассажирских вагонов в деповской ремонт производится после пробега 300 тыс. км, но не более чем через 2 года. Данные о пробеге вагона получают по справке №2610 Главного вычислительного центра (ГВЦ) РЖД.
При регламентации межремонтных пробегов вагонов нового поколения в качестве ориентиров могут быть приняты их показатели надежности. Например для вагона-углевоза модели 3111 производства Брянского машиностроительного завода (ОАО «БМЗ-Вагон») установлены следующие показатели надежности: назначенный срок службы до первого капитального ремонта – 13 лет; назначенный пробег (межремонтный период) от постройки и от капитального ремонта до первого деповского ремонта – 500 тыс. км, но не более 4 лет; назначенный пробег (срок) между деповскими ремонтами в период эксплуатации до капитального ремонта – 450 тыс. км, но не более 3 лет; назначенный пробег (срок) между деповскими ремонтами в период эксплуатации после капитального ремонта – 400 тыс. км, но не более 3 лет.
Аналогичные показатели надежности имеет и вагон для перевозки минеральных удобрений модели 3113 (изготовитель тот же).
Отметим, что общий пробег вагона тоже не может объективно характеризовать степень износа вагона, поскольку интенсивность изнашивания существенно зависит от того, в каком виде вагон следует в составе – груженом или порожнем. Развитие информационных систем на железнодорожном транспорте уже в настоящее время позволяет учитывать как груженый, так и порожний пробег по каждому вагону. Следовательно можно рекомендовать принимать в качестве критерия подачи вагона в очередной ремонт некоторый приведенный пробег его, определяемый как сумма груженого пробега и порожнего пробега, взятого с поправочными коэффициентом.
Важнейшими показателями системы ремонта вагонов являются структура и длительность ремонтного цикла, продолжительность межремонтного и межосмотрового периодов.
Ремонтным циклом называется: для вагонов, находящихся в эксплуатации, - период работы между двумя заводскими ремонтами; для вновь построенных вагонов – период работы от начала ввода в эксплуатацию до первого заводского ремонта.
Межремонтным периодом называется продолжительность работы вагона между двумя очередными плановыми ремонтами.
Межосмотровым периодом называется время работы вагона между двумя техническими осмотрами.