ВВЕДЕНИЕ

Железнодорожный транспорт представляет собой сложную техническую систему, составной частью которой является электроснабжение.

Эффективность функционирования технической системы зависит от показателей качества, одним из которых является надежность.

Надежность является одним из показателей качества, в состав которых входят в том числе показатели назначения, эргономичности, эстетические, технологичности, транспортабельности, унификации и стандартизации, патентно-правовые, экологические, безопасности, экономичности

Надежность техники всегда была одной из основных инженерных проблем, которой всегда уделялось большое внимание, однако в последнее время проблема надежности приобрела значительную актуальность по следующим причинам:

1. Увеличение сложности техники закономерно приводит к снижению ее надежности (чем больше элементов, тем больше вероятность отказа).

2. Усиление интенсивности режимов работы (например, увеличение скоростей).

3. Сложность условий эксплуатации (широкий диапазон температур, влажности, сильная вибрация).

4. Повышение требований к качеству, точности и долговечности (на ремонт и восстановление затрачиваются большие материальные и рудовые ресурсы, превышающие за весь период эксплуатации стоимость нового оборудования).

5. Усиление ответственности выполняемых функций (отказы многих технических систем может привести к катастрофическим последствиям, крупным техническим и экономическим потерям).

6. Автоматизация процессов производства предполагает отсутствие постоянного непосредственного наблюдения.

7. Недостаток финансовых ресурсов для обновления техники приводит к необходимости продлять ресурс и эффективнее использовать имеющиеся оборудование.

Актуальность и сложность этих проблем постоянно увеличивается: одно их основных противоречий в развитии техники заключается в том, что увеличение сложности сопровождается повышением требованиям к надежности.

Эта задача решается, в том числе на этапе эксплуатации применением средств технического диагностирования, дающей возможность выявлять зарождающиеся дефекты и обслуживать оборудование по техническому состоянию.

Основы теории надежности

НАДЕЖНОСТЬ. Свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования. Надежность является комплексным свойством, которое в зависимости от назначения объекта и условий его применения может включать безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость или определенные сочетания этих свойств.

БЕЗОТКАЗНОСТЬ. Свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки.

ДОЛГОВЕЧНОСТЬ. Свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

РЕМОНТОПРИГОДНОСТЬ. Свойство объекта, заключающееся в приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем технического обслуживания и ремонта.

СОХРАНЯЕМОСТЬ. Свойство объекта сохранять в заданных пределах значения параметров, характеризующих способность объекта выполнять требуемые функции в течении и после хранения и (или) транспортирования.

Этапы формирования надежности

Различают три стадии формирования надежности:

1. Проектирование (проектно-научные исследования, моделирование, изготовление и исследование экспериментальных и опытных образцов, разработка технических требований, технической и технологической документации).

2. Изготовление (материально-техническое снабжение, подготовка производственных процессов, производство, контроль, проведение испытаний, упаковка и хранение, реализация, распределение, монтаж, наладка).

3. Эксплуатация (использование по назначению, техническое обслуживание, ремонт).

Стоимость неустраненной ошибки в 1 $ на этапе исследований, увеличивается на этапе проектирования до 10 $, изготовления – 100 $, эксплуатации – 1000 $.

Допущенные ошибки на этапе проектирования принципиальные просчеты не могут быть компенсированы на стадии производства.

Например, в одном из туннелей электрифицированной ж. д. неверно рассчитали подвеску контактных проводов. Это привело к тому, что при температуре воздуха +30 ⁰С, при проходе поезда возникла дуга и пожар. Состав поезда остановился в туннеле, сгорели семь платформ с дорогостоящим грузом. За три месяца до аварии проходил вагон-лаборатория, при температуре воздуха - 30 ⁰С высота подвески была в норме.

При проектировании необходимо учитывать особенности изготовления, монтажа, уделять внимание контроле- и ремонтопригодности.

При изготовлении надежность зависит т качества применяемых материалов и деталей, технологии, качества испытаний и т. п.

Ошибки, допущенные при изготовлении и монтаже, приводят к преждевременным отказам.

Например, в течение продолжительного времени встречался дефект литья (раковины в металле) струновых зажимов. Зажимы часто ломались, струны провисали, что приводило к поломке токоприемников.

На этапе эксплуатации на надежность влияют следующие факторы:

1. Условия эксплуатации (природно-климатические факторы, запыленность, загрязненность, агрессивность окружающей среды, радиация, электрические и магнитные поля, вибрационные нагрузки, биологические воздействия).

2. Характер нагрузки (наработка, наличие циклических режимов, электрические и механические перегрузки).

3. Качество эксплуатации (квалификация обслуживающего персонала, качество, порядок и периодичность технического обслуживания и ремонта, диагностирования, качество применяемых материалов, анализ информации).