2. Показатели долговечности

По ГОСТ 27.002-89 долговечность — свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

Предельное состояние — состояние объекта, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна, либо восстановление его работоспособного состояния невозмож­но или нецелесообразно.

При достижении предельного состояния локомотив или лю­бой его агрегат списывают, исключают из инвентаря. По суще­ствующему положению локомотив исключают из инвентаря в случае повреждения в таком объеме, что стоимость восстановле­ния превышает 60 % первоначальной стоимости и при невозмож­ности восстановления рамы кузова. Исключению подлежат так­же морально устаревшие серии ЭПС, эксплуатация, ремонт или модернизация которых экономически нецелесообразны.

Кроме окончательного предельного состояния, при достиже­нии которого локомотив исключается из инвентарного парка, существуют так называемые промежуточные предельные состоя­ния, вызывающие необходимость проведения планового, теку­щего, среднего или капитального ремонта.

Для различных агрегатов ЭПС также существует окончательное предельное состояние, при достижении которого агрегат исключают из инвентаря, и промежуточные предельные состояния, при которых производятся те или иные ремонтно-восстановительные работы. На­пример, для колесной пары промежуточными предельными состоя­ниями будут необходимость обточки или замены бандажа, для тя­говых двигателей — проведение пропитки изоляции или ее замены, для электрических аппаратов — замена контакторных элементов, дугогасительной камеры или приводного механизма и т.д.

Долговечность, так же как и безотказность. — это свойство объек­та сохранять работоспособное состояние. Однако безотказность ха­рактеризует надежность объекта на достаточно непродолжительных интервалах наработки, в течение которых объект работает непрерыв­но. Например, для локомотива это. как правило, интервалы между плановыми ремонтами. Долговечность — это свойство длительно со­хранять работоспособное состояние с возможными перерывами для проведения технического обслуживания и ремонтов.

Временной характеристикой долговечности является продол­жительность работы объекта от момента ввода в эксплуатацию до момента достижения предельного состояния. Эта продолжи­тельность характеризуется двумя случайными величинами — ре­сурсом и сроком службы.

Ресурс — суммарная наработка объекта от начала его эксплуа­тации или ее возобновления после ремонта до перехода в предель­ное состояние, т.е. при определении ресурса из продолжительности периода от ввода в эксплуатацию до перехода в предельное состо­яние исключаются все периоды, в которых объект не используется по назначению. Например, дня локомотива или его агрегатов та­ковыми являются периоды нахождения локомотива в отстое по не­равномерности движения, нахождения во внеплановых ремонтах, в резерве управления железной дороги или в запасе ОАО «РЖД». При определении ресурса до среднего ремонта исключаются также периоды нахождения локомотива на плановых текущих ремонтах. При определении ресурса до капитального ремонта дополнитель­но исключаются периоды нахождения на средних ремонтах, а при определении полного ресурса (до списания) исключаются также пе­риоды нахождения локомотива на капитальных ремонтах. Это осу­ществляется автоматически, если величину ресурса локомотива или его агрегатов измерять в километрах линейного пробега, которые отражают только «чистое» время работы локомотива.

В зависимости от рассматриваемого предельного состояния для локомотива определяют ресурс до текущего ремонта того или иного вида (ТР-1, ТР-2 или ТР-3), до среднего или капиталь­ного ремонта, а также полный ресурс (до списания локомотива).

Рисунок 1 - Определение гамма-процентного ресурса

Для различных агрегатов ЭПС рассматривают также ре­сурс до проведения ремонтных работ определенного вида. На­пример. ресурс до обточки или до замены бандажей колесных пар, ресурс до пропитки изоля­ции тяговых двигателей и т.п.

Срок службы — календар­ная продолжительность эксплу­атации объекта от момента ее начала или возобновления после ре­монта до перехода в предельное состояние.

Срок службы в отличие от ресурса включает в себя все пери­оды вынужденного простоя локомотива.

Как и любая другая случайная величина, ресурс r и срок службы t_cл полностью описываются законом распределения, ко­торый задается в интегральной форме — в виде функции распре­деления ресурса F(r) или срока службы F_cл(t), а также в диффе­ренциальной форме— в виде плотности распределения ресурса f(r) = F'(r) или срока службы f_сл(t) = F' _сл(t).

На практике обычно определяют некоторые числовые харак­теристики этих распределений. Так, ГОСТ 27.002-89 устанавли­вает следующие показатели долговечности:

• гамма-процентный ресурс r_γ— суммарная наработка, в тече­ние которой объект достигает предельного состояния с веро­ятностью γ, выраженной в процентах (рис. 1). Гамма-процентный ресурс определяется из уравнения

• средний ресурс R — математическое ожидание ресурса

• гамма-процентный срок службы t_γ —календарная продол­жительность эксплуатации, в течение которой объект не досгигает предельного состояния с вероятностью у, выраженной в процентах, определяется из уравнения

• средний срок службы Т_сл — математическое ожидание срока службы

При использовании показателей долговечности следует учиты­вать начало отсчета и вид действий после наступления предельного состояния (например, гамма-процентный ресурс от второго капи­тального ремонта до списания). При использовании показателей долговечности агрегатов ЭПС начало отсчета в наименовании ре­сурса можно не указывать, так как наработка отсчитывается от од­ного до следующего ремонта определенного вида. Например, сред­ний ресурс до обточки бандажей — математическое ожидание нара­ботки колесной пары от одной обточки до другой.

Показатели долговечности, отсчитываемые от ввода объекта в эксплуатацию до окончательного вывода из эксплуатации, на­зываются гамма-процентный полный ресурс (срок службы), средний полный ресурс (срок службы).

ГОСТ 27.002-89 установлены дополнительно следующие по­казатели долговечности:

• остаточный ресурс — суммарная наработка объекта от мо­мента контроля технического состояния до перехода в пре­дельное состояние (аналогично вводятся понятия остаточной наработки до отказа, остаточного срока службы);

• назначенный ресурс — суммарная наработка, при достижении которой эксплуатация объекта должна быть прекращена не­зависимо от его технического состояния;

• назначенный срок службы — календарная продолжительность эк­сплуатации, при достижении которой эксплуатация объекта дол­жна быть прекращена независимо от его технического состояния. Величины назначенного ресурса и назначенного срока служ­бы ЭПС до ремонтов различного вида установлены распоряже­нием ОАО «РЖД» № Зр от 17.01.05.

Расчет показателей долговечности рассмотрим на примере ре­шения следующей задачи.