Показатели долговечности и ремонтопригодности вагонов
Термины долговечность, срок службы, технический ресурс – понятия-синонимы. Количественные характеристики этих качеств установлены в нормативно-технической документации. В России – в Нормах ВНИИЖТ. На этапе проектировании проектный срок службы деталей вагона оценивают по критерию усталостной долговечности при многоцикловом динамическом нагружении в процессе движения. Значение технического ресурса определяют при этом с учетом вероятностного характера этого нагружения, на основе расчетного значения двух характеристик прочности материала детали.
1
) 
–
предел выносливости материала детали;
На рисунке:
–
амплитуда максимальной интенсивности
напряжений в материале детали, МПа;
N – число циклов нагружения детали при фиксированном значении до появления в детали усталостной трещины или иного признака нарушения ее работоспособности (излом, недопустимое формоизменение и т.п.)
2)
–
допускаемое
значение коэффициента запаса сопротивления,
усталости он может определяться до
уровня амплитуды
.
В этом случае оно обычно лежит в диапазоне
значений от 1,5 до 3. В ряде случаев
указанный коэффициент запаса определяется
для количества циклов нагружения N.
В этом случае значение коэффициента
запаса лежит в диапазоне от 10 до 20.
Средний срок службы детали (элемента) вагона определяется, как правило, механическим износом, приводящим к изменению геометрических размеров. Иногда этот срок службы определяется ее «моральным» износом- т.е. устареванием конструктивных технических решений, принятых при ее разработке.
В случае механического износа срок службы детали определяется по формуле
, (3.9)
где
– расчетная допускаемая величина
износа;
– начальный и предельно допустимый в
эксплуатации основной размер детали;
–
средняя интенсивность (скорость)
изнашивания детали – средняя величина
износа за единицу времени эксплуатации.
При наличии статистических достоверных данных о сроке службы вагона-аналога для определения среднего срока службы новой конструкции действующие нормы проектирования рекомендуют использовать формулу
, (3.10)
где
– доля отказов конструкции
вагона-аналога по i-й
детали вагона;
– средний срок службы конструкции
вагона-аналога до предельного состояния;
n – число деталей новой проектируемой конструкции, подвергшихся при проектировании изменению;
,
– соответственно i-й
детали конструкции вагона аналога и
новой конструкции;
и
значения определяют, как правило,
экспериментально, расчетным путем или
в сложных случаях, и в условиях дефицита
времени – экспертно.
Обычно проектные сроки службы нового вагона и его основных узлов указывают в техническом задании на проектирование, разработанное заказчиком новой конструкции.
Показатели ремонтопригодности
Эти показатели рассчитывают в зависимости от ожидаемых величин параметров потоков отказов. Учитывается при принятии технического и решения о целесообразности ремонта стоимость регламентных работ и трудозатрат при техническом обслуживании и плановых ремонтах вагонов за период до ближайшего планового капитального ремонта. Здесь существенно, что стоимость регламентных работ по мере износа вагона возрастает из-за увеличения необходимой частоты обследования состояния вагона.
В зависимости от значимости показателей ремонтопригодности обычно определяют суммарные оперативные затраты на все виды обслуживания и ремонта за период до капитального ремонта, их среднегодовые значения, а так же удельные оперативные трудоемкости (в человеко-днях) технического осмотра и ремонта в депо.
В настоящее время важнейшими при проектировании вагона становятся вопросы оптимизации его формы и других конструктивных решений на стадиях создания и ремонта вагона с позиции экономической эффективности и требований рыночных условий эксплуатации, железных дорог.
Дополнительная литература:
Терещина Н.П. Экономическое регулирование и конкурентоспособность перевозок. – М.: ЦНТБ МПС РФ, Изд-во «Железнодорожный транспорт», 1994, 132 с.