Лекция 3. Надежность вагонов

Вагоны расходуют свой технический ресурс, который подлежит восстановлению. Для характеристики состояния вагонов используются следующие величины

• показатели безотказности работы;

• показатели долговечности;

• показатели ремонтопригодности.

Далее используются следующие термины.

Отказ – нарушение возможности эксплуатации, требующее ремонта или списания вагона;

предельное состояние – нарушение состояние, при котором эксплуатация невозможна, а ремонт экономически нецелесообразен.

Рассматриваются следующие виды отказов.

излом – разделение несущего элемента на отдельные части;

усталостное разрушение – нарушение работоспособности, возникающее вследствие циклически изменяющейся на деталь нагрузки и вызванное ростом усталостной трещины;

предельное утонение – уменьшение толщины несущих элементов вагона вследствие контактного, абразивного или коррозионного износа, вызывающее предельное состояние;

ослабление соединений – изменение условий взаимодействий элементов конструкции вагона из-за смятия или износа соприкасающихся поверхностей сопрягаемых деталей, или их поломки.

Для оценки надежности вагона используют следующие показатели:

• вероятность безотказной работы;

• интенсивность (параметр потока) отказов;

• долговечность вагона – назначенный или фактический средний срок службы (ресурс) до ремонта вагона или его списания;

• ремонтопригодность – величина финансовых затрат на все виды технического обслуживания и ремонтов за полный ремонтный цикл; иногда для характеристики ремонтопригодности используются удельные трудозатраты на поддержание работоспособности вагона в течение одного года.

Показатели безотказности работы вагона

Для подсчета показателей вагон рассматривается как последовательная (т.е. без параллельного резервирования) механическая система, состоящая из последовательного соединенных конструктивных узлов (сборочных единиц). Каждый из узлов, в свою очередь, рассматривается как подсистема, состоящая из m последовательно соединенных деталей. Таким образом, вагон рассматривается как двухуровневая иерархическая система без резервирования – отказ одной детали, а следовательно узла вызывает отказ работы вагона в целом.

Предположение: при расчетной оценке вероятности безотказной работы предполагается, что отказы узлов или деталей являются независимыми событиями.

С учетом сформированного предположения вероятность безотказной работы вагона описывается формулой

, (3.1)

где – вероятность безотказной работы за срок (период времени) Т i-го расчетного узла;

– вероятность безотказной работы за срок Т j-й детали узла i.

В тех случаях, когда для каждой детали вагона известен исчерпывающий список возможных форм отказа, а так же известны величины – известны вероятности появления каждой такой формы, для определения вероятностей используют соотношения

(3.2)

где K – число учитываемых форм (видов) отказа.

Формулы для вычисления показателей долговечности вагона, в том числе формулы для определения величины , , регламентируются (определяются) нормативными документами:

«Нормы для расчета и проектирования вагонов железных дорог колеи 1520 мм (несамоходных)». – Из-во ГОСНИИВ-ВНИИЖТ. – М., 1996 г. и позднее.