Частота отказов элементов скреплений

Тип скрепления	Наработанный тоннаж, млн. т брутто	Металлические элементы						Электроизолирующие и амортизирующие элементы
		подкладки	клеммы	болты клеммные	шайбы клеммных болтов	болты закладные	шайбы закладных болтов	подрельсовые прокладки	нашпальные прокладки	Втулки		резиновые подклеммники
										короткие	удлиненные
КБ-65	300 400 500	0,021 0,065 0,120	0 0 0	0,0008 0,0010 0,0012	0,006 0,009 0,011	0,0005 0,0018 0,0024	0,005 0,008 0,010	0,046 0,066 0,256	0,030 0,042 0,160	– – –	0,032 0,046 0,060	– – –
БП-65	200 300 400	0,026 0,060 0,095	0,016 0,035 0,058	– – –	– – –	0,0015 0,0060 0,0130	0,001 0,002 0,0035	0,052 0,090 0,111	0,018 0,030 0,039	0,042 0,060 0,079	0,025 0,037 0,046	– – –
ЖБР	200 300 400	– – –	0,050 0,080 0,120	– – –	– – –	0,005 0,020 0,070	– – –	0,056 0,110 0,153	– – –	– – –	0,024 0,038 0,054	0,011 0,016 0,021

Таблица 1.5

Параметры распределения

Элементы скрепления	Типы скреплений
	КБ-65		БП-65		ЖБР
	Tcp	t	Tcp	t	Tcp	t
Подкладки Клеммы Болты клеммные Шайбы клеммные Болты закладные Шайбы закладных болтов Втулки короткие Втулки удлиненные Прокладки под рельсовые Прокладки на шпальные Подклеммники резиновые	761 – 5807 2615 1550 2380 – 2106 493 703 –	229 – 1473 926 382 813 – 1029 101 197 –	797 920 – – 979 1783 1276 1602 1018 1397 –	310 335 – – 263 513 623 718 507 571 –	– 896 – – 671 – – 1259 741 – 1858	– 423 – – 183 – – 536 344 – 714

Вероятность безотказной работы узлов рельсовых скреплений определяем в соответствии со структурной схемой (рис. 1.1) по формулам:

для узлов скреплений типа КБ

; (1.41)

для узлов скреплений типа БП

; (1.42)

для узлов скреплений типа ЖБР

. (1.43)

Численные значения вероятности безотказной работы узлов скреплений в зависимости от наработанного тоннажа указаны в таблице 1.6. Однако отказ узла скрепления еще не означает отказ всей системы связей рельса с основанием.

Согласно нормативным документам, поперечная устойчивость рельсовых нитей и всей рельсошпальной решетки обеспечивается, если нет кустов из трех негодных шпал, а рельсовая нить не расшита более чем на трех шпалах подряд. Справедливость этих требований подтверждается результатами проведенных в последнее время исследований поперечной устойчивости пути на железобетонных шпалах под поездной нагрузкой.

В соответствии с этими требованиями рассмотрим систему, состоящую из последовательно соединенных элементов, каждый из которых имеет по два резервных нагруженных элемента. Предположим, что все элементы системы однотипны. Тогда вероятность безотказной работы любого элемента системы и число последовательных элементов на каждом рельсовом звене

, (1.44)

где n – число шпал на рельсовом звене.

Таблица 1.6

Вероятность безотказной работы узлов скреплений

Тоннаж, млн. т брутто	Тип узла скрепленя
	КБ-65	БП-65	ЖБР
100 200 350 500 600	0,9969 0,9838 0,8757 0,6498 0,3962	0,9749 0,9342 0,8262 0,6371 0,4801	0,9404 0,8506 0,6231 0,3025 0,1274

В результате вероятность безотказной работы системы поперечных связей на рельсовом звене

. (1.45)

Значения вероятности безотказной работы поперечных связей рельсов с основанием, определенные по формуле (1.45) для пути с железобетонными шпалами и скреплениями типов КБ, БП, ЖБР, приведены на рисунке 1.2. Из анализа этих данных следует, что наибольшей вероятностью безотказной работы обладают скрепления КБ, наименьшей – скрепления типа ЖБР. Из рисунка 1.2 видно, что если по участкам пути со скреплениями типа КБ можно пропустить до 350 млн. т брутто груза без существенного обновления элементов скрепления, то по пути со скреплениями ЖБР – не более 200 млн. т брутто.

Пример 3. Определить наработку, при которой в узлах скрепления КБ-65 откажут 20% металлических подкладок и резиновых нашпальных прокладок, т. е. необходимо найти t_i, при которой F(t) = 0,2, соответственно P_i = 1–F(t) = 0,8, а T_cp = 761 млн. т брутто, _t = 229 млн. т брутто.

По приложению 2 находим квантиль U_0,8 = 0,842,

млн. т брутто.

Для резиновых прокладок

T_cp = 703 млн. т брутто, _t = 197 млн. т брутто.

млн. т брутто.

Таким образом, после пропуска 500 млн. т брутто груза нужно произвести полную ревизию узлов скрепления КБ-65 с заменой отказавших деталей.

Рис. 1.2 Вероятность безотказной работы скреплений КБ, БП и ЖБР