10 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.

На рисунке:

1)  – предел выносливости материала детали;

–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

, 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

,

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.