- •Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
- •2.1 Расчет среднестатистической и максимальной вероятности осевых нагрузок и
- •3 Оценка надежности верхнего строения пути
- •3.1 Показатели эксплуатационной надежности верхнего строения пути
- •3.2 Оценка надежности конструкции верхнего строения пути
- •3.3.1 Методика оценки надёжности рельсов
- •3.3.2 Оценка надежности рельсов по параметрам и
- •3.3.4 Оценка надежности шпал
- •На полученной графической зависимости в соответствии с Положением [5] нанести нормативную величину отказов шпал для данного класса пути.
- •3.3.6 Оценка надежности рельсовых скреплений
- •Список использованных источников
3 Оценка надежности верхнего строения пути
3.1 Показатели эксплуатационной надежности верхнего строения пути
Для оценки эксплуатационной надежности верхнего строения пути в целом и его элементов используются вероятностные характеристики случайной величины – наработки пути или его элементовот начала его эксплуатации до первого отказа.
Вероятность безотказной работы – это вероятность того, что при определенных условиях эксплуатации в заданном интервале времени или в пределах заданной наработки не произойдет ни одного отказа, определяется по формуле
где |
|
- |
время или наработка, в течение которой определяется вероятность безотказной работы; |
|
|
- |
время или наработка от начала до первого отказа. |
Вероятность безотказной работы по данным статистики об отказах оценивается по формуле
где |
|
- |
число объектов в начале испытаний; |
|
|
- |
число безотказно проработавших элементов к моменту времени . |
На практике иногда более удобной характеристикой является вероятность отказа. Вероятность отказа – это вероятность того, что при определенных условиях эксплуатации в заданном интервале времени возникнет хотя бы один отказ. Отказ и безотказная работа являются событиями несовместимыми и противоположными, поэтому
где |
|
- |
число отказов к моменту времени . |
Cредняя наработка до первого отказа определяется как математическое ожидание величины :
.
Так какположительно, и, а, то
По статистическим данным об отказах средняя наработка до первого отказа вычисляется по формуле:
где |
|
- |
время (наработка) безотказной работы i-го элемента пути; |
|
|
- |
число рассматриваемых элементов. |
Основной характеристикой рассеивания случайной величины является дисперсия этой величины, определяемая как:
.
Статистическая оценка дисперсии величины имеет следующий вид:
За меру рассеивания принимается среднее квадратичное отклонение (или стандарт), равное квадратному корню из дисперсии, взятому с положительным знаком:
3.2 Оценка надежности конструкции верхнего строения пути
Определяется вероятность безотказной работы рельсошпальной решетки и тоннажа, при котором нужно производить замену ее отдельных элементов в объеме среднего ремонта. Благодаря этому, возможно планирование работ по содержанию бесстыкового пути с целью сокращения эксплуатационных затрат.
Исходными данными для расчета являются: установленная скорость обращающегося подвижного состава по заданному участку пути и грузонапряженность линии.
Порядок определения следующий:
Определяется вероятность отказов рельсов , шпали скрепленийпо формулам:
; ;
где |
|
- |
количество негодных и дефектных элементов верхнего строения пути рельсов на 1 км верхнего строения пути; рельсов - в шт.; шпал и скреплений - в %; |
|
|
- |
общее количество элементов на одном километре; рельсов - в шт.; шпал и скреплений - в %. |
Количество негодных элементов определяется из Положения о системе ведения путевого хозяйства [5] (далее - Положение). Согласно Положению определяется класс пути и вид капитального ремонта. Затем определяются критерии назначения капитального ремонта пути: для путей 1 и 2 класса – на новых материалах, для путей 3, 4 и 5 класса – на старогодных рельсах. Значения критериев применяются для расчета вероятности отказов.
Определяются вероятности безотказной работы рельсов, шпал и скреплений по формулам
;
;
Определяется вероятность безотказной работы рельсошпальной решетки пути:
Для определения параметров нормального распределения наработки рельсошпальной решетки ииспользуются данные вероятностей безотказной работы рельсошпальной решеткив зависимости от наработки тоннажа в млн.т брутто.
Сначала определяется значение в млн. т брутто по формуле:
Разбиение по необходимо сделать с постоянным шагомпо формуле:
Затем определяется значение среднеквадратического отклонения в млн. т брутто по формуле
Определяется тоннаж, при котором необходимо будет производить ремонт, по формуле:
,
где |
|
- |
квантиль функции . |
Согласно расчету из пункта 3 и заданным значениям вероятностей безотказной работы рельсошпальной решеткив зависимости от наработки тоннажа в млн.т брутто определяется величина безотказного пропуска конструкции верхнего строения пути в млн.т брутто методом интерполяции.
По значению определяется квантиль. Значение квантилей берем из приложения.
При такой наработке все негодные детали в рельсошпальной решетки должны быть заменены при выполнении очередного планового ремонта пути.
Сравнив оба значения тоннажа, делаются выводы о планировании сроков проведения работ на заданном участке пути. Затем необходимо построить схемы планирования работ на заданном участке с учетом тоннажа и по Техническим условиям на работы по реконструкции (модернизации) и ремонту железнодорожного пути [3].
Оценка надёжности элементов верхнего строения пути