Условия целесообразного применения алюминиевых сплавов в вагоностроении: На примере полувагонов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.22.07, кандидат технических наук Иванов, Александр Анатольевич

• Иванов, Александр Анатольевич
• кандидат технических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат технических наук Иванов, Александр Анатольевич

Содержание

Принятые сокращения

Ведение

1. Состояние вопроса. Задачи и цель диссертации

1.1. Опыт эксплуатации и проектирования полувагонов

1.2. Применение алюминиевых сплавов в конструкции вагонов

1.3. Проблема обоснования срока службы и системы текущего обслуживания и ремонта вагонов из алюминиевых сплавов и постановка задачи исследования

2. Методологическая основа проектирования системы вагон-среда

2.1. Выбор и обоснование целевой функции оптимизации системы 38 вагон-среда.

2.1.1. Влияние возраста вагона на его выработку. 3

2.1.2. Составляющие целевой функции

2.1.3. Техническая реализация необходимых условий экстремума целевой функции

2.2. Параметры безопасности системы вагон-среда

2.2.1. Параметры безопасности системы вагон-среда

2.2.2. Способ оптимизации параметров безопасности системы вагон- 52 среда.

2.3. Формулировка оптимизационной задачи

2.4. Выводы по главе

3. Формирование базы исходных данных для решения оптимизационной задачи

3.1. Зависимость эксплуатационных расходов от срока службы 59 вагона.

3.1.1. Цена и ликвидная стоимость вагона

3.1.2. Затраты на капитальные ремонты

3.1.3. Затраты на деповские ремонты

3.1.4. Затраты на текущие ремонты и техническое обслуживание

3.2. Определение критерия ограничения межремонтного пробега по безопасности движения (1бд)- Расчет 1щ

3.2.1. Выбор логико-математического обоснования функции распределения случайных величин с,,С и ц

3.2.1.1. Вид функций распределения наработок до обнаружения и наработок между появлением и обнаружением опасного отказа

3.2.1.2. Вид функции распределения наработок до появления опасного 73 отказа.

3.2.2. Оценка параметров закона распределения наработок вагонов до опасного отказа

3.2.3. Расчет 1БД, анализ результатов

4. Определение целесообразной периодичности глубоких диагностик полувагонов с кузовом из алюминиевых сплавов и их 102 срока службы.

4.1. Решение оптимизационной задачи

4.2. Определение оптимальной системы постгарантийного обслуживания для полувагонов с кузовом из алюминиевых 105 сплавов.

4.3. Определение (оценка) уровня удельных расходов на текущее обслуживание и ремонты для стальных конструкций

полувагонов по действующей системе ТОР

4.4. Оценка уровня удельных расходов алюминиевых конструкций

по действующей системе ТОР

4.5. Определение рациональной (экономически выгодной) системы ТОР для полувагона с кузовом из алюминиевых сплавов

4.6. Оптимизация системы ТОР для полувагона с кузовом из алюминиевых сплавов при изменении экономических условий

Заключение

Список литературы

Приложение

Принятые сокращения

LCC - (Live Cycle Cost) затраты на жизненный цикл;

АРМ - автоматизированное рабочее место;

ВБР - вероятность безотказной работы;

ВНИИЖТ - Всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта

ВРЗ - вагоноремонтный завод;

вез - вагоностроительный завод;

ВУ - вагонная учетная форма

вчд - вагонное депо;

ГВЦ МПС - Главный вычислительный центр Министерства путей сообщения

др - деповской ремонт;

жтсв - Журнал технического состояния вагонов;

КР - капитальный ремонт;

МПС - Министерство путей сообщения

нее - нормативный срок службы;

ПР - плановый ремонт;

пто - пункт технического обслуживания;

то - техническое обслуживание

ТОР - техническое обслуживание и ремонт;

TP - текущий ремонт

ТР-1 - текущий ремонт без отцепки от состава;

ТР-2 - текущий ремонт с отцепкой вагона от состава;

УВЗ - Уральский вагоностроительный завод;

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Условия целесообразного применения алюминиевых сплавов в вагоностроении: На примере полувагонов»

Введение

В условиях резкого спада объема грузоперевозок железные дороги России оказались в сложном экономическом положении. Для повышения рентабельности отрасли МПС проводит новую экономическую политику.

Сегодня железные дороги стоят с одной стороны в условиях свободных рыночных цен на потребляемую ими продукцию других производств, а с другой - в условиях государственного регулирования тарифов на свою продукцию.

В настоящее время основой политики МПС становится сокращение эксплуатационных расходов. Снижение расходов на перевозки при одновременном повышении их безопасности, поиск путей привлечения новых клиентов - эти направления одобрены на Всероссийском съезде железнодорожников, состоявшемся в 1995 г. Ряд научных трудов посвящены поиску резервов снижения этих расходов.

Проблема повышения конкурентоспособности железнодорожного транспорта стоит перед железными дорогами во всем мире. В условиях жесткой конкуренции зарубежные железнодорожные компании также особое внимание уделяют разработке способов снижения расходов на эксплуатацию.

В настоящее время на железных дорогах мира в грузовых перевозках эксплуатируется большой спектр вагонов. Одним из самых массовых типов вагонов являются полувагоны, на долю которых в России приходится свыше 45% общего грузооборота. Снижение эксплуатационных затрат при использовании этого типа вагона позволит значительно снизить эксплуатационные расходы железных дорог в целом. Поэтому в качестве объекта исследований в данной работе выбран четырехосный универсальный полувагон.

Полувагоны работают в сложных условиях: загрузка экскаваторами с ковшом большой емкости, разгрузка с помощью грейферных кранов, вагоноопрокидывателий или открытием люков, размораживание грузов в тепляках и разрыхление грузов вибраторами, бурорыхлительными установками. Кроме того, кузов вагона подвергается сильному рас-

пору при перевозке труб большого диаметра и леса. Для них характерны большой абразивный и коррозионный износы. В сочетании с малоэффективной, с точки зрения ремонта, обезличенной системой технического обслуживания и ремонта эти вагоны являются наиболее повреждаемым и часто списываются досрочно.

В структуре эксплуатационных расходов большую долю занимают энергорасходы на тягу поездов (железнодорожный транспорт является одним из основных массовых потребителей электроэнергии). Экономии электроэнергии можно достичь облегчением вагонных конструкций за счет применения новых высокопрочных материалов. Такими перспективными материалами являются алюминиевые сплавы.

Затраты на текущее содержание подвижного состава также составляют значительную часть эксплуатационных расходов. На сегодняшний день самым повреждаемым видом является полувагон. В среднем каждый полувагон попадает в ремонт до 17 раз ежегодно, а затраты на техническое обслуживание и ремонт в течение срока службы превышают стоимость самого вагона в несколько раз. Причем, чем старее вагон, тем дороже обходится его обслуживание и ремонт. На состояние вагонного парка, а, следовательно, и на безопасность перевозок, существенное влияние оказывает как организация и периодичность технического обслуживания и ремонтов, так и возраст самого вагона. Эти параметры системы ремонта и срок службы вагона определяются в МПС директивно, так как на данный момент нет ясной общепринятой методики их расчетного обоснования.

Поэтому на первый план выходит проблема рационализации системы технического обслуживания и ремонта, ее расчетное теоретическое обоснование, а также обоснование срока службы в свете новой экономической политики МПС и концепции безопасности железнодорожного транспорта. Величина эксплуатационных затрат в значительной степени зависит от материалов, применяемых в вагоностроении.

С учетом вышесказанного в вагоностроении вновь наметилась перспектива применения алюминия. Ранее этому вопросу уже были посвящены многие исследования, науч-

ные и опытно-конструкторские разработки. Были работы, связанные с применением алюминиевых сплавов в конструкции полувагона, исследовавшие его прочностные и динамические качества. Однако недостаток этих работ на сегодняшний день в том, что в современных экономических условиях, с изменением соотношения цен на конструкционные материалы необходимо дополнительно исследовать экономическую сторону вопроса о целесообразности применения алюминиевых сплавов в вагоностроении.

Кроме того, ни одна работа не ставила перед собой задачи расчетным образом определить оптимальные срок службы и параметры системы ремонта вновь проектируемого вагона при серийном выпуске. Технико-экономические расчеты и практические исследования опытных конструкций полувагонов с кузовами из алюминиевых сплавов показали возможность снижение эксплуатационных расходов, при этом параметры системы технического обслуживания и ремонта принимались аналогичными стальным конструкциям. Учет свойств алюминиевых сплавов может дать существенный экономический эффект при введении рациональной для данного материала системы технического обслуживания и ремонта.

Оценке возможности применения алюминиевых сплавов в вагонных конструкциях, определению целесообразности их внедрения, поиску и обоснованию оптимального срока службы алюминиевых вагонов, составлению рациональной для данного вида конструкции системы технического обслуживания и ремонта посвящается данная работа. Задача, которая ставится в настоящем исследовании, - определить условия, при которых (с точки зрения тех или иных критериев) целесообразно использование алюминиевых сплавов в конструкции полувагона.

1. Состояние вопроса. Задачи и цель диссертации.

1.1. Опыт эксплуатации и проектирования полувагонов.

Парк полувагонов является самым многочисленным. На их долю приходится 45% грузооборота [1]. Из-за спада потребности в грузовых перевозках в последние годы парк оказался избыточным. Это позволило списать старые, не отвечающие требованиям по сохранности грузов и долго простаивающие вагоны. Однако при этом прекратилось обновление стареющего парка. Более чем в 12 раз уменьшился объем закупок нового подвижного состава по сравнению с 80-ми гг. [2].

В этих условиях вагонный парк интенсивно стареет, увеличивается средний возраст вагонов, ухудшается их техническое состояние. По данным Центрального ревизорского аппарата МПС растет число случаев нарушения безопасности движения, источником которых являются неисправные вагоны.

Ухудшение состояния вагонного парка является следствием воздействия множества эксплуатационных факторов на подвижной состав. Растет доля вагонов, поврежденных клиентами при погрузке и выгрузке, службой движения при маневровой и сортировочной работе на станциях. Причинами этого часто являются нарушения технологии проведения работ. Однако большинство нарушений (45%) происходит из-за низкого качества ремонтных работ. Согласно отчетам ВНИИЖТа и ВНИИВа основной причиной является недостаточный уровень диагностики и неразрушающего контроля [3], низкий уровень трудовой и технологической дисциплины. По статистике в настоящее время полувагон в среднем попадает в текущий отцепочный ремонт (ТР-2) 17 раз в год.

Растет доля вагонов с просроченными деповскими (ДР) и капитальными (КР) ремонтами, при этом более 30% вагонов проходят плановые ремонты досрочно (данные анализа ГВЦ МПС). Все это свидетельствует о том, что сложившаяся система позволяет на законных основаниях ставить в ремонт вагоны, менее всего нуждающиеся в нем.

Отсутствие как контроля над своевременностью проведения ремонта, так и слежения за техническим состоянием вагонов способствуют ухудшению состояния вагонного парка. Ряд проблем можно решить организационными мероприятиями, например, введением штрафных санкций за повреждение вагонов и некачественный ремонт, слежением за техническим состоянием вагонов, недопущением курсирования вагонов с просроченными плановыми ремонтами, контролем над остатком неисправных вагонов на станциях и т.д.

Действующая система технического обслуживания (ТО) и эксплуатации поддерживает работоспособное состояние конструкции в эксплуатации. Вводя понятие «среды», ученые предлагают осуществлять проектирование системы «вагон-среда» и закладывать ее параметры при разработке новых конструкций [4]. На параметры эксплуатационной среды наиболее сильно влияет клиент, формулируя требования к условиям перевозки, сохранности груза, к погрузке и выгрузке, а также служба движения, которая осуществляет "использование вагона по назначению" и вагонная служба, обеспечивающая техническое обслуживание и ремонт (ТОР).

Стоимость существующей инфраструктуры вагонного хозяйства сопоставима с балансовой стоимостью подвижного состава. Поэтому при проектировании новых конструкций необходимо согласовывать параметры конструкций и существующей инфраструктуры вагонной службы. В работах [5,6] предлагается вести поиск в рамках единой математической модели системы "вагон-среда".

Традиционно при разработке новых конструкций учитывались лишь требования клиентуры (в виде технического задания) и служб МПС (движения, пути) в виде норм расчетов вагонов на прочность. Целью проектирования было создание экономичной конструкции за счет уменьшения коэффициента тары вагона, что непосредственно связано с увеличением пропускной способности железных дорог.

Основными направлениями облегчения конструкции были: • подбор наиболее рационального сечения узла;

• уменьшение припусков на изготовление и коррозию за счет уточнения методик расчетов;

• снижение коэффициентов запаса, обусловленных погрешностями расчетов.

В настоящее время возможность облегчения стальных элементов конструкций, из которых в основном состоит вагон, традиционными методами ограничена. Кроме того, эти методы уже не могут дать значительного эффекта без снижения надежности.

К наиболее перспективным методам относят облегчение элементов ходовых частей за счет создания полых осей колесных пар, разработки облегченных колес с алюминиевыми центрами, рам тележек и надрессорных балок с использованием углепластиков.

Работы по модернизации ходовых частей вагона весьма ответственны, т.к. их надежная работа связана с безопасностью вагона в эксплуатации. Поэтому затраты времени и средств на исследования по применению новых материалов в этих элементах велики и почти в 10 раз превышают затраты на разработку элементов из традиционных материалов. Кроме того, стоимость изготовления конструктивных элементов подвижного состава из стали, алюминия, стеклопластиков, композита на арамидных волокнах и углепластика имеют следующие соотношения 1:5:10:100:500 соответственно [7]. Все это делает подобные разработки пока малоэффективными. Так, внедрение в эксплуатацию алюминиевого корпуса буксы, несмотря на доказанность преимуществ данного конструктивного решения именно для этого узла, у нас в стране потребовало 25 лет. Корпус буксы с крепительной крышкой из алюминиевого сплава стал весить 30,6 вместо 45 кг в прежних конструкциях, а облегчение составило 32% [8].

Наибольшую нагрузку на путь создают кузов и рама (вместе 49 %), колесные пары, боковая рама и надрессорная балка (рис. 1.1). Перспективным, по-видимому, является облегчение таких элементов вагона, как рама, кузов, обшивка кузова, ибо исполнение их из легких материалов наиболее реально. Основным способом облегчения кузовов вагонов становится применение новых конструкционных материалов. Кроме того, исследования ВНИИЖТа по-

казали, что для кузовов полувагонов коррозионные процессы сильно влияют на состояние конструкции и потребность в ремонтах (в затратах на ремонт) [9]. Для полувагонов доля изъятого по коррозии металла составляет 60% общего количества снятого металла, еще 10% приходится на металл, изымаемый из эксплуатации вследствие совместного действия механических и коррозионных повреждений.

Проблеме развития коррозионных процессов, исследованию влияния агрессивных сред и их классификации посвящено много научных и научно-исследовательских работ, в частности, Г.В.Акимова, Я.М.Колотырского, Н.Б.Томашева, А.Д. Фрумкина, И.Л.Розен-фельда, Ю.Н.Михайловсого, Ю.Р. Эванса, Г.Г.Улига, Ф.Мансфельда, Дж. Ньюкмена и др. Коррозионные процессы в вагонных конструкциях исследовали в отделе Металлов ВНИ-ИЖТа А.Д.Конюхов, Г.И.Осадчук и др.

Динамическое воздействие на путь элементов вагона

Пруж.ресс. компл. 4 %

Буксы 4%

22% Колесные пары

7%

5% 2%

2%

1%3% .

49% Рама, кузов

В Рама, кузов 0 Колесные пары И Буксы

□ Пруж. ресс. компл. ш Боковая рама ННадрессорн. балка Я ТРП тележки Ш Автосцепка И Поглощ. аппарат ш Тяговый механизм И Тормозное оборуд.

Рис. 1.1

Наиболее повреждаемыми элементами кузовов полувагонов являются двутавр хребтовой балки, вертикальные листы (диафрагмы) поперечных и шкворневых балок, крышки лю-

ков, нижние листы концевых балок и обшивы [10,11]. Причинами этого являются образив-ный износ и повреждение защитных покрытий при перевозке навалочных грузов, длительное соприкосновение незащищенного металла с влажными остатками грузов, а также неэффективность последующего восстановления защитных покрытий.

Защитные покрытия крышек люков сохраняются в течение 1-3 месяцев, что ведет к необходимости частой замены этих элементов при плановых ремонтах. За период до второго капитального ремонта (КР) коэффициент сменяемости крышек люков составляет 1,2 (рис. 1.2). Двутавр (5) имеет максимальную скорость коррозии, защитные покрытия сохраняются 2-3 года, коэффициент сменяемости равен 0,9. В зоне приварки диафрагм идет активное разрушение сварных швов. Часто возникает щелевая коррозия, что снижает несу-

Зоны и частота коррозионных повреждений

Рис. 1.2

1 - зона сварки металлической обшивки нижней обвязки; 2 - уголок нижней обвязки кузова; 3 - горизонтальная полка 2-образного профиля хребтовой балки; 4 - вертикальная стенка 2-образного профиля хребтовой балки; 5 - двутавр хребтовой балки

щую способность сварных соединений в зонах заделок стоек, нижнего обвязочного угольника. В зонах соединения двутавра хребтовой балки с поперечными (4) скорость коррозии составляет 0,4-0,5 мм/год, что за срок службы приводит к сквозным повреждениям.

Почти 85% досрочно снятых с эксплуатации вагонов имеют коррозию, не подлежащую восстановлению; 91% - имеют изломы несущих элементов. Традиционно используемая антикоррозионная защита (нанесение защитных покрытий) не решают всех проблем. Одним из путей решения этой проблемы является применение новых материалов с повышенной коррозионной стойкостью, например, алюминия и его сплавов. 1.2. Применение алюминиевых сплавов в конструкции вагонов.

Идея создания вагонов с применением алюминиевых сплавов возникла давно. С развитием науки, техники, технологии материалов менялись задачи, решаемые с помощью нового материала. Можно отметить несколько этапов внедрения алюминия в вагоностроение.

Еще в начале XX в. предлагалось применить алюминий для облегчения конструкции. Однако в условиях недостаточного уровня развития технологии получения алюминия, не изученности свойств сплавов, проблем, возникающих при сборке алюминиевых конструкций, идея не получила распространения. Кроме того, в то время не исчерпали себя такие методы снижения массы, как проведение более точных расчетов при проектировании, применение новых конструктивных решений и схем, переход от деревянных к стальным конструкциям. К настоящему времени огромный опыт использования алюминиевых конструкций накоплен в авиастроении, где уже давно были исчерпаны возможности облегчения конструкций летательных аппаратов из традиционных материалов.

Среди вагоностроительных фирм мира наибольший опыт по изготовлению алюминиевого подвижного состава имеет швейцарская фирма Alusuis Road & Rail в Цюрихе [12]. Работы и испытания начались в 1930 г. [13]. Фирма поставляет широкую гамму изделий из алюминия, включая экструдированные панели и профили, многослойные конструктивные элементы, выполняет технико-экономические исследования, разрабатывает проекты, про-

водит усталостные и приемочные испытания, изготавливает прототипы вагонов.

Наибольший интерес к новому материалу проявили компании, связанные с пассажирскими перевозками. Одним из первых в 1959 г. был изготовлен из алюминия состав TEEZUG железных дорог ФРГ.

Если для пассажирского вагоностроения основным побуждающим мотивом применения алюминиевых сплавов было снижение затрат на тягу поездов, повышение скоростей движения за счет снижения тары вагона, то компании, занимающиеся грузовыми перевозками, предпочитали нести дополнительные расходы по перевозке завышенной (по коэффициентам запаса) тары, но не расходовать средства на частые ремонты. Для этих фирм алюминий на данном этапе представлял интерес как материал с повышенной коррозионной стойкостью, не требующий нанесения лакокрасочных покрытий. Вагон за нормативный срок службы 25-30 лет мог не ремонтироваться вообще или проходить только один KP.

Фирма Aluminium Company (Канада) серийно изготавливала для железных дорог США и Канады открытые вагоны хопперы. Фирма Megor Car Corporey выполняла заказы на вагоны-гандолы с глухим кузовом из алюминиевого сплава [14].

На этом этапе технология производства алюминия была развита недостаточно, не было высокопрочных сплавов, алюминий применялся в основном в комбинированных конструкциях: стальные несущие рамы с обшивкой из коррозионностойкого алюминиевого сплава системы Al-Mg-Si (магналии).

С появлением новых алюминиевых высокопрочных сплавов и с возникновением технологии экструдирования (позволившей производить профили необходимой длины и сечения) в 70-гг. начался второй этап в применении алюминиевых сплавов за рубежом. В этот период стали придавать большое значение фактору суммарных затрат на эксплуатацию подвижного состава в расчете на весь срок службы, куда входили и покупная цена, расходы на эксплуатацию, обслуживание, ремонт и пр.

Использование алюминиевых сплавов не только позволяло снижать тару и затраты на защиту от коррозии, но и уменьшало трудоемкость изготовления кузова. Внедрение экструзии крупноразмерных конструкций, типа двойных оболочек, позволило в 80-гг. свести к минимуму потребность в поперечных элементах крепления (стали применяться крупноразмерные экструдированные панели). Затраты времени на сборку алюминиевых кузовов сократились в 2 раза по сравнению со сборкой стальных. Сегодня перспективным считается использование экструдированных и многослойных- панелей, что еще на 20% сокращает время сборки конструкции. По данным фирмы Alusuis Road & Rail, несмотря на более высокую стоимость конструкционного материала, полная стоимость типового алюминиевого кузова составляет 85% стоимости стального кузова и существует возможность дальнейшего ее снижения [12].

В настоящее время за рубежом вагоны из алюминия уже не являются чем-то исключительным. Все чаще собственники подвижного состава отдают предпочтение вагонам из алюминиевых сплавов. По данным 1995 г. около 60% объема наличных заказов европейских фирм-изготовителей подвижного состава связано с постройкой вагонов с алюминиевыми кузовами, хотя еще 20 лет назад этот показатель составлял 2-3% [12]. Алюминиевые сплавы широко распространены в конструкциях скоростного подвижного состава [15].

Пассажирские перевозки и создание новых конструкций для них во многих странах дотируется государством. В ином положении находятся грузовые перевозки. Их осуществляют частные фирмы, которые проводят научные исследования и заказывают новые конструкции вагонов, оплачивая работы из прибыли. Для европейских грузовых транспортных компаний, испытывающих не лучшие времена из-за конкуренции автотранспортных перевозок, проблема повышения пропускной способности железных дорог не стоит сегодня так остро, как для пассажирских сообщений проблема повышения скоростей. Основной тенденцией развития грузовых перевозок в Европе является ускорение процесса перевозки, изменение технологии работы на грузовой станции, организация рациональных маршрутов и

сокращение расходов на ТО и ремонт и т.д. Однако алюминиевый подвижной состав существует на линиях Европы (табл. 1.1).

Таблица 1.1

Алюминиевые грузовые вагоны европейских железных дорог

Тип подвижного состава Примененный материал Вид сборки Год Род груза Заказ

Крытый двухосный Hbis частично А1Г^81 профили, обшивка сварка, точечная 1994 - DB

Платформа четырехосная. Res частично А11\^81 профили, обшивка сварка, точечная 1994 - DB

Шестиосный вагон Faalsl50 частично А1М£81 профили, обшивка сварка, точечная 1994 Сыпучие DB

Вагон-ледник внутренние поверхности 1994 - DB

Цистерна защитный кожух - 1994 - DB

Полувагон с люками в полу алюминиевый кузов Сварка 1984 известняк Великобритания

Сочлененный бункерный вагон алюминиевый кузов, рама стальная. - 1990 сыпучие DB

В отличие от железных дорог Европы в США и Канаде сложились особые условия. Здесь перевозки угля составляют более 60% всего грузооборота. Негосударственные железнодорожные компании осуществляют перевозки маршрутными поездами повышенной массой (до 8 тыс. т) между угольными бассейнами и ТЭС (допустимая осевая нагрузка до 35т). Эти особенности во многом определили характеристики парка подвижного состава. Фирмы используют в основном полувагоны бункерного типа и вагоны-гондолы, при этом алюминиевые сплавы нашли применение в модульных конструкциях (табл. 1.2). Существует пример переоборудования стальных вагонов-хопперов компании Norfolk Southern, когда на стальную раму устанавливали алюминиевый кузов.

Для грузовых компаний вагоны из алюминия, прежде всего, позволяют экономить средства на окраске конструкции и на восстановлении повреждений.

Ускоренное внедрение алюминия началось после энергетического кризиса 1972 г., парализовавшего экономику развитых стран. В это время появился (и сохраняется до настоящего времени) интерес к энергосберегающим технологиям. Использование алюминия по-

зволило облегчить конструкцию и снизить затраты энергии на тягу поездов. Был проведен большой объем научных исследований и сейчас в США и Канаде, странах, наиболее пострадавших от кризиса, эксплуатируется самый большой парк вагонов из алюминия [15] (табл. 1.2).

Определенный опыт применения алюминиевых сплавов существует и в отечественном вагоностроении. В 60-80-гг. в бывш. СССР проводились НИОКР по созданию вагонов с кузовами из алюминиевых сплавов. С применением этого материала связывали возможность увеличения пропускной способности максимально нагруженных участков железных дорог. Использование алюминия могло дать снижение массы вагона, а, следовательно, повысить грузоподъемность вагонов.

Исследования в этой области велись многими научными институтами совместно с вагоностроительными заводами, как в СССР, так и в социалистических странах. Проводились выбор марки сплава, оценка сварных соединений и способов сборки, моделирование процессов разрушения, исследование коррозионных процессов, обоснование целесообразных форм конструкций, а также обоснование экономической целесообразности применения алюминиевых сплавов в конструкциях вагонов. Так, в 1971 г. В.П.Макаровым исследовались сварные соединения сплавов 1915, В.В.Васильевым - структура и механические свойства, а В.С.Синявским в 1958 г. коррозионно-механическая прочность сцлавов. В 1980 г. Р.Ф.Канивец исследовала применение алюминиевых сплавов для котлов большегрузных вагонов. Ранее, в 1964 г. А.Л.Спиваковский изучал пути снижения веса кузовов вагонов за счет применения алюминиевых сплавов. Последней работой по вопросу проектирования вагонов с кузовами из алюминиевых сплавов была работа Уральского Вагоностроительного Завода и Уральского отделения ВНИИЖТа. В 80-гг. проводилось проектирование и исследование конструкции полувагона с кузовом из алюминиевого сплава. Был проведен расчет прочностных и динамических характеристик, изготовлена и испытана опытная партия 4-осных полувагонов [16]. Рассматривалась возможность использования сплава в обшивке

Современные конструкции алюминиевых вагонов железных дорог США и Канады.

Подвижной состава Примененный материал Год Род груза Количество Изготовитель Заказчик

Полувагон Алюминиевый кузов, стальная рама 1975 уголь 7500 США

Полувагон Крупные алюминиевые профили, А1Мд81 0.7 1981 уголь США

Хоппер Алюминиевый кузов и поперечные балки 1985 уголь Bethlehem Steel США США

Хоппер Алюминиевый кузов и поперечные балки 1985 уголь Ortner Freight Car США

Полувагон Aluminator Алюминиевый кузов, стальная рама 1991 сыпучие грузы 258 Trinity Inda stries INC Norflok Southern

Крытый бункерный Алюминиевый кузов 1991 сыпучие грузы США

Сочлененная бункерн. секция Алюминиевый кузов 1991 зерно 3 Thrall Car. США

Сочлененный полувагон Алюминиевый кузов, стальная рама 1991 уголь Johnstown America Burlington Northerm

Полувагон Алюминиевый кузов, стальная рама 1992 уголь 240 Burligton Northern США

Полувагон BethGon, 2 емк. Алюминиевый кузов, стальная рама 1992 уголь 234 Johnstown America Oklahoma Gas&Electric

Полувагон BethGon, 2 емк. Алюминиевый кузов, стальная рама 1992 уголь 331 Johnstown America Norflok Southern

Полувагон BethGon, 2 емк. Алюминиевый кузов, стальная рама 1992 уголь 430 Johnstown America Northern IP Service

Полувагон BethGon, 2 емк. Алюминиевый кузов, стальная рама 1992 уголь 630 Johnstown America Kansas Power&Light

Полувагон BethGon, 2 емк. Алюминиевый кузов, стальная рама 1992 уголь 1433 Johnstown America ommonwealt h Edison

Полувагон Aeroflo, 2 емк. Алюминиевый кузов, гладкие стены 1992 уголь 370 Johnstown America Burlington Northerm

Полувагон Aeroflo, 2 емк. Алюминиевый, кузов, гладкие стены 1992 уголь 10 Johnstown America Burlington Northerm

Хоппер переоборудов. Алюминиевый кузов, стальная рама 1993 уголь 10 Johnstown America Norflok Southern

Полувагон для перевозки угля Алюминиевый кузов, стальная рама 1994 уголь 966 Detroit Weight Edis.

Бункерный Quad Hopper Алюминиевый кузов, стальная рама 1995 уголь 230 Johnstown America Southern Pacific

Хоппер Avalanche Алюминиевый кузов, с люками 1995 уголь 360 Thrall Car Electric Energy

Хоппер Avalanche Алюминиевый кузов, с люками 1995 уголь 50 Thrall Car Electric Fuels

Хоппер Super Avalanche Алюминиевый кузов, стальная рама 1995 солод 1000 Thrall Car Chicago & North West.

Хоппер Super Avalanche Алюминиевый кузов, стальная рама 1995 цемент 300 Thrall Car Chicago & North West.

кузова и для изготовления крышек люков [17].Опыт показал, что элементы из алюминиевых сплавов практически не подвержены коррозионному и образивному износу. Отмечено существенное преимущество алюминиевых крышек люков перед стальными.

Были спроектированы и изготовлены опытные партии ряда конструкций вагонов. Одним из самых первых был вагон Калининского завода выпуска 1961-63 гг. для межобластного сообщения. Сварной кузов был выполнен из сплава системы А1-М^-Мп (АМгб). Серия этих вагонов эксплуатировалась в сообщении Ленинград-Таллинн. В процессе эксплуатации были выявлены ряд недостатков, в том числе, недостаточная жесткость; повышенная температура в салоне летом, из-за высокой теплопроводности материала; растрескивание сварных швов в отдельных элементах [18].

В 1961 г. на Рижском вагоностроительном заводе был изготовлен опытный кузов вагона электропоезда пригородного сообщения ЭР-23 из сплава системы А1-№^-Мп (АМгб), хребтовая и шкворневая балка которого были выполнены из сплава АМвб. После необходимой доводки и усиления кузов состав успешно прошел прочностные испытания. С учетом дополнительных исследований на Рижском заводе изготовили вагоны скоростного поезда ЭР200, состав которого эксплуатируется до сих пор на направлении Санкт-Петербург - Москва. Вагоны имеют цельнометаллическую конструкцию с несущим кузовом, в конструкции использовался сплав системы Al-Zn-Mg для несущих элементов и балок рамы (каркаса) (сплав 1915) и сплав системы Al-Mg-Mn для остальных. Продольные элементы были выполнены из прессованных профилей сплава 1915, шкворневые балки коробчатого сечения и обшивка - из сплава АМгб и АМг5 соответственно.

Калининский вагоностроительный завод в 1965 г. изготовил вагон открытого типа с кузовом комбинированной конструкции (из стали и алюминия). Рама вагона была выполнена из стали 09Г2, а стены и крыша из сплава системы Al-Mg-Mn (АМгб). При вскрытии кузова после 10 лет эксплуатации при деповском ремонте не было обнаружено коррозионных процессов и повреждений защитных покрытий. В 1969 г. на этом заводе был выпущен цель-

неметаллический вагон открытого типа ЦМВОА-69. Несущие элементы выполнены из сплава системы (1915), а обшивка из АМгб (системы А1-М^-Мп). Вагон прошел испытания и эксплуатировался на линии Москва - Мурманск. После 10 лет эксплуатации конструкция была в хорошем состоянии, что подтвердил проведенный комиссионный осмотр. В 1970 г. было выпущено 8 вагонов для скоростного поезда "Русская Тройка" РТ200. Каркас вагонов изготовлен из сплава 1915, обшивка из АМгб, только шкворневые и консольные балки были стальные. Прессованные профили применялись в ограниченном масштабе из-за ограничения их выделения для вагоностроения. Сейчас состав этого поезда не эксплуатируется из-за проектных недостатков систем, связанных с высокой скоростью движения.

В грузовом вагоностроении алюминий пытались использовать в конструкции крытого вагона, полувагона, бортов платформ и для специализированных цистерн.

Конструкции крытых вагонов из алюминиевого сплава, изготовленные Алтайским вагоностроительным заводом, после всесторонних испытаний были доработаны. Было выпущено два вагона, один из которых проходил эксплуатационные испытания в опытном маршруте ПКБ ЦВ с 1968 по 1973 гг. [19]. Вагон был изготовлен из прессованных профилей сплава АМгб, обшивка боковых и торцевых стен, а так же крыши выполнены из гофрированного штампованного алюминиевого листа толщиной 3,4 и 2 мм соответственно. Снижение тары составило 4,6 т.

Большой комплекс работ был проведен Уральским вагоностроительным заводом, в частности, по применению алюминия в конструкции полувагона. Первым опытом на заводе было создание обшивки четырехосного полувагона из листов сплава АМгб с болтовым креплением к стальному каркасу. Вагон эксплуатировался 9 лет в опытном составе поезда УВЗ-ВНИИВ и на момент отцепки практически не имел значительных абразивных износов и коррозионных повреждений обшивки. По аналогичной технологии был выпущен и шести-осный полувагон. Одновременно был изготовлен шестиосный полувагон с кузовом из алюминиевого сплава АМгб. В конструкции использовались гнутые, сварные профили открыто-

го и закрытого сечений. Облегчение конструкции составило 10% (3,4 т). При эксплуатации в опытном составе в конструкции возникли трещины в коротких сварных швах заделок стоек с поперечными балками. Позднее был изготовлен шестиосный полувагон из АМгб, в конструкции которого были использованы специальные профили для шкворневых и промежуточных балок вместо традиционно сварной конструкции коробчатого сечения в стальном исполнении. Из-за отсутствия поставок специальных прессованных панелей обшивка была выполнена из листов АМгб. С 1973 г. вагон находился в опытном маршруте ПКБ ЦВ. Крышки люков были выполнены из стали. Облегчение конструкции составляло 3 т. После трех лет эксплуатации крышки люков, накладки усилений хребтовой балки под упорами автосцепки были подвержены интенсивной коррозии. Другие элементы из алюминия не имели повреждений и следов коррозии, хотя на хребтовой балке в местах скопления остатков перевозимых грузов отмечено значительные отложения солей. В 1973 г. завод изготовил четырехосный универсальный полувагон с кузовом из сплава АМгб. В конструкции использовались профили и прессованные панели для рамы и листовой прокат для обшивки. Крышки люков были стальные. Внутренняя поверхность кузова не имела защитного покрытия. После опытной эксплуатации кузов практически не имел коррозионных повреждений. Хорошие результаты дали испытания алюминиевых крышек люков. На УВЗ изучались сплавы В95, А19, АМгб. Благодаря значительной энергоемкости, абразивной и коррозионной стойкости крышки из сплава АМгб оказались долговечнее стальных в 2-3 раза, а так же более стойки и надежны в эксплуатации. Отсутствие опыта работы с новым материалом, а также квалифицированных специалистов в вагонных депо считалось основными причинами, из-за которой крышки из алюминиевых сплавов, да и сами вагоны с алюминиевыми кузовами не были введены в серийную эксплуатацию. Многие проекты были опробованы. Однако лимит на выделяемые для вагоностроения ресурсы, усложнение и удорожание ремонта (из-за отсутствия возможности полного перехода на такие вагоны), проявившаяся по тем же причинам ограниченность в обращении таких вагонов не позволили внедрить алюминиевые кон-

струкции. При этом высокая стоимость производства алюминиевых сплавов сводила к минимуму экономический эффект от его применения.

В настоящее время только специализированные вагоны, такие как некоторые виды цистерн для кислот и молочных продуктов, изготавливаются серийно из алюминиевых сплавов и широко используются на железных дорогих стран бывш. СССР. Эти конструкции имели перед остальными существенные преимущества: для кислотных цистерн — химическая стойкость алюминиевого котла, для молочных - коррозионная стойкость при одновременном отсутствии вредного влияния материала котла на пищевые продукты. Вагоны выпускались на Мариупольском вагоностроительном заводе.

Совместно с Днепропетровским вагоностроительным заводом во ВНИИВе были разработаны опытные образцы специализированных вагонов для перевозки муки и гранулированных полимеров с емкостями из алюминиевых сплавов.

Многочисленные исследования были проведены по выбору марок сплавов. Материал конструкции должен обладать высокими механическими характеристиками (прочностью, пластичностью), технологичностью при изготовлении и ремонте (иметь хорошую свариваемость) и др. По сравнению со стальными алюминиевые сплавы имеют определенные преимущества [20]:

• высокая удельная прочность. Плотность этого материала в три раза меньше, чем стали, при относительно высоких механических характеристиках;

• высокая коррозионная стойкость к воздействию атмосферы и ряда химических веществ. В алюминиевых конструкциях необязательны защитные покрытия (грунтовка, окраска), что снижает стоимость изготовления и ремонта вагонов;

• модуль упругости ниже в 3 раза, что, с одной стороны, требует дополнительных мер по обеспечению жесткости, но с другой - повышается энергоемкость, т.е. способность поглощать энергию удара без деформации;

• при низких температурах сохраняются прочность и пластичность. Так,

е+20°с = 72000 МПа е "50°с = 78500 Мпа.

Постоянная величина ударной вязкости с понижением температуры свидетельствуют о том, что сплавы менее чувствительны к ударным изгибным нагрузкам; прочность сварных соединений гораздо выше при низких температурах и сварочные напряжения не являются опасными для хрупкого разрушения;

• сплавы хорошо свариваются. Основная проблема при этом заключается в разрушении оксидной тугоплавкой пленки, препятствующей соединению частиц металла. Поэтому для сварки используют аргоно-дуговой способ, который является наиболее дешевым для алюминиевых сплавов, но гораздо дороже, чем способы, применяемые для сварки стали;

• более широкие возможности получения проката, профилей, панелей сложной формы и различных размеров. Метод экструзии (прессования) сегодня позволяет получать панели крупных размеров [21-23]. С развитием технологии эти возможности постоянно расширяются [24]. В настоящее время технология прессования позволяет получать панели площадью сечения 1000 мм х 250 см2.(табл. 1.3)

Таблица 1.3

Размеры экструдированных профилей из алюминиевых сплавов

Площадь, см2 Толщина, мм Максимальная ширина, мм Длина, м

30-70 3-5 1000 7-10

90-300 5-12 2000 <15

120-450 5-12 25000 <40

Распространению алюминиевых сплавов в вагоностроении препятствует, в основном, их высокая стоимость. С развитием технологии производства алюминиевых сплавов можно

ожидать, что стоимость их будет снижаться. Так, темпы роста цен на алюминий с 1967 по 1982 гг. почти в два раза ниже, чем на сталь за этот же период (табл. 1.4) [16].

Таблица 1.4

Динамика роста цен на сталь и алюминий, %%.

Материал 1967-1973 гг. 1973-1976 гг. 1976-1982 гг. 1982-1967 гг.

Сталь 4,4 6,5 29,6 49,7

Алюминий 3,8 0 15,7 20,1

Цены на международных биржах в течение 1998 г. на чистый и вторичный алюминий несколько снизились (в пределах 18%) (табл. 1.5), что, несомненно, повышает экономическую эффективность алюминиевых конструкций.

Существенно и то обстоятельство, что алюминий больше не является стратегическим сырьем, о чем свидетельствует приватизация предприятий алюминиевой промышленности. Россия начала экспортировать алюминий. В условиях отсутствия централизованного государственного распределения материалов по отраслям промышленности, а также в результате снижения потребности в этом материале он стал более доступным для изготовления вагонных конструкций.

Таблица 1.5

Динамика цен на чистый и вторичный алюминий в 1998 г., долл./т

I квартал II квартал III квартал IV квартал

Чистый Вторичный Чистый Вторичный Чистый Вторичный Чистый Вторичный

1575-1633 1460-1528 1522-1609 1423-1517 1331-1420 1250-1420 1340-1450 1250-1420

Существующие алюминиевые сплавы можно разделить на несколько групп (табл. 1.6). Зарубежные исследования показали наибольшую целесообразность применения сплавов

системы для изготовления несущих элементов (табл. 1.7). Все это свидетельствует

о большой специфике материала. Поэтому при проектировании конструкций нельзя копировать стальные конструкции, требуется разработка, учитывающая все особенности выбранных алюминиевых сплавов.

Таблица 1.6

Наиболее распространенные алюминиевые сплавы в конструкциях

подвижного состава.

Система сплава А1-гп- м§ А1-М§-Мп А1-Си- мё А1-Мв-81 А1- мё- БьСи Al-Mn Al-Zn-Mg-Cu А1-Мё-Ы

Марка 1915 АМгб Д1-Д16 АД31, АВ АК6, АК8 Амц В93, В95 1412, 1420, 1460

Название - магналии дуралю-мины авиали силумины - высокопрочные -

5,% 10-15 15-20 15-17 10-25 10-13 20-21 10-12 10-24

Коррозионная стойкость ыс окая высокая пониженная высокая хорошая очень высокая высокая высокая

<гвтах, МПа 450-500 340-360 420-46 320-340 420-470 165-170 750-800 480-520

оо2тах, МПа 350-450 200-240 280-300 270-280 330-430 100 635-690 320-380

<г.,тах, МПа 140 100-250 140-190 140 310 - 150-170 -

Свариваемост хорошая хорошая неудовлетворительная удовлетворительная удовлетворительная хорошая неудовлетворительная удовлетворительная

Скорость экструзии, м/мин 5-20 5-20 0,5-5 • 50-100 - 50-70 0,5-5 -

Термическое упрочнение + - + + + - + +

Прочие свойства требует спец. обработки после сварки нагар-товка повышает прочность на 10% прессованные профили ¿клонны |с расслаивающей коррозии при сварке идет образование кристаллизационных трещин высокие литейные свойства сильная анизотропия свойств высокая чувствительность к вибронагрузкам; требует высоких технологий при сварке

Область применения разных марок алюминиевых сплавов в вагоностроении

Материал Удельный вес, г/см Область применения

А1-Мв-81 2,7 Каркас кузова, дуги крыши

2,8 Каркас кузова

Al-Mg-Mn 2,65 Обшивка

А1-Мп 2,65 Обшивка

1.3. Проблема обоснования срока службы и системы текущего обслуживания и ремонта вагонов из алюминиевых сплавов и постановка задачи исследования.

Несмотря на накопленный опыт эксплуатации вагонов с кузовами из алюминиевых

сплавов остаются открытыми следующие вопросы:

• величина и расчетное обоснование срока службы вагона;

• структура системы ТОР и количество ремонтных циклов вагона.

Оценка срока службы создаваемой техники является одной из основных задач проектирования. При проектировании выбираются наиболее целесообразные конструктивные решения, определяющим факторов при этом является экономический.

В СССР действовала методика оценки сравнительной экономической эффективности по приведенным народно-хозяйственным затратам на перевозку грузов. Для определения капитальной составляющей расходов (амортизационные отчисления) использовался нормативный коэффициент окупаемости. По нему определялся «экономический» нормативный срок службы, в соответствии с которым осуществлялось фактическое списание конструкций. Коэффициент устанавливался Министерством экономики и обосновывался нормами возврата металла. Затраты на ТО и ремонты включались в виде условно постоянных затрат. Из-за нестабильности экономической ситуации в стране, децентрализации управления этот

подход сегодня не позволяет производить экономические оценки. Любые экономические расчеты в условиях нестабильности связаны с большими неточностями.

В последние годы широкое распространение за рубежом получила методика анализа инвестиционных проектов (методика ЬСС), в которой учитываются расходы всего жизненного цикла конструкции: затраты на проектирование, испытания, изготовление, на ТО и ремонт, на утилизацию материалов после снятия с эксплуатации [25]. Сравнение этих разновременных затрат проводится для различных конкурирующих конструкций. При этом методика не ограничена жесткими рамками срока службы конструкции, а учитывает изменение расходов на ТО, ремонт и др. разных вариантов.

В методике ЬСС рассматривается большое число составляющих расходов с учетом их неоднородности по времени. Для алюминиевых конструкций высказываются предположения, что в течение всего срока службы (25-30 лет) такие конструкции могут эксплуатироваться без КР, т.е. их можно отнести к вагонам с укороченным сроком службы, эксплуатирующимся без КР [26]. Однако обоснование экономически целесообразного срока службы и системы организации ТОР до сих пор не проводилось.

Именно в расходах на ТОР заложена возможность осуществления проектирования системы «вагон-среда», поскольку эти составляющие непосредственно связаны с уровнем существующих технологий диагностики и ремонт, организацией ремонтных работ (системой технического обслуживания и ремонта «в узком смысле»). Непосредственно с этим связан вопрос о нормативном сроке службы.

Нормативный срок службы изделия - важная характеристика, определяющая техническую политику любого индустриального общества. С одной стороны, важно обновлять (заменять) устаревающее оборудование или машину, а с другой - следить за окупаемостью всех затрат на ее приобретение и эксплуатацию. Именно определение оптимальных сроков службы является важнейшим фактором, влияющим на инвестиции в промышленности и на транспор-

те. Эту задачу традиционно решали экономисты. Проблемы эксплуатации техники решались без учета ресурса конструкций.

Первые работы по определению экономически целесообразных сроков службы техники появились еще с 20-гг [5]. Так, в 1925 г. Васильев О.В. предложил определять нормативный срок службы паровоза, учитывая рост суммарных затрат на различные ремонты, с одной стороны, и уменьшение размера амортизационных отчислений - с другой. За оптимальный принимался срок, при котором сумма затрат на ремонт и амортизационные отчисления минимальна [27].

В 1939 г. Буянов А.И. предложил определять срок службы как период, в течение которого себестоимость выполняемых машиной работ минимальна. Позднее в 1953 г. Кабенин Н.Г. разработал аналогичную методику для определения срока службы паровоза [28].

В 1961 г. Бронштейн JI.A. и Лейдерман С.Р. предложили выделить затраты на KP из эксплуатационных расходов (для автотранспорта), тем самым была высказана гипотеза о прерывистости зависимости эксплуатационных расходов от срока службы [29]. В 1962 г. Токарев Г.Г. впервые предложил оптимизировать срок службы не только по физическому, но и моральному износу [30]

В 1958 г. Селиванов Л.И. предложил универсальную аналитическую зависимость для оптимизации срока службы, исходя из минимизации затрат потребителя. Эти затраты представлялись в виде трех составляющих: разовые (цена), пропорциональные времени эксплуатации и прогрессирующие. Практически была определена нелинейная зависимость затрат от срока службы.

Наибольшей прогресс был достигнут в 70-80-гг., когда стали использоваться идеи и методы теории надежности технических систем. Основоположниками разработок были Гнеденко Б.В., Соловьев A.A., Каштанов В.А., Дружинин Г.В., Райкин А.Л., Ушанов H.A. и др.

В 1980 г. Колегаев Р.Н., учитывая некоторые недостатки ранее разработанных методик оптимизации, предложил определять срок службы изделия, исходя из суммы оптимальных продолжительностей межремонтных периодов [31]. Тем самым нормативный срок службы определялся оптимизацией параметров системы ремонтов. Такой подход представляет наибольшей интерес в рамках системного проектирования (проектирование системы «вагон-среда»).

В 80-90-гг. некоторые принципы проектирования и оптимизации системы ТОР применительно к вагонному хозяйству были разработаны Устичем П.А. [5, 6, 32]. Были предложены методики учета специфики вагонного хозяйства в системе ТОР, классификация стратегий и возможных систем ремонта вагонов.

Система ТОР подвижного состава должна определять:

1. периодичность ремонтов;

2. сроки проведения;

3. количество ремонтов;

4. объем и технологию восстановительных работ.

Содержание вагонов в исправном состоянии, повышение безопасности всегда будут важнейшими задачами вагонного хозяйства. В первые же годы существования железных дорог в России 1842-1843 гг. возник вопрос о строительстве мастерских для ремонта подвижного состава. По мере развития дорог и увеличения численности вагонного парка ужесточались требования к его содержанию. Правила проведения ТОР и в России, и в СССР утверждались на самом высоком уровне (Министерствами).

На первом этапе становления вагонного хозяйства система ТОР устанавливалась на основе опыта, отсутствовало научное обоснование ее организации. Одними из первых были разработаны и утверждены в 1895 г. «Правила осмотра вагонов», согласно которым периодический ремонт положено было производить раз в три года [33]. Первое упоминание о системе ремонтов в послереволюционной России относится к 1920 г. В Приказе 1157 НПС

(Наркомата путей сообщений) установлена система, предусматривающая проведение конвенционных осмотров (ремонтов вагонов) один раз в пять лет.

В последствии оказалось, что установленный межремонтный период требовал корректировки в сторону его уменьшения. Приказом № 1745 от 25.11.20 г. был установлен период в 4 года с производством ревизии букс через 2 года. В 1922 г. введена новая система (Приказ № 3870 от 19.10.22 г.), в которой период между ремонтами был снижен до 3 лет.

Пополнение парка более надежными вагонами, оснащенными хребтовой балкой, позволило вновь увеличить до 4 лет межремонтный период (Приказ № 519 от 7.09.28 г.)

В 1931 г. на коллегии НКПС было принято постановление о реконструкции железнодорожного транспорта. Поднимались вопросы о необходимости упрочнения двухосных вагонов для повышения грузоподъемности, о переводе на автосцепное устройство, о переходе на выпуск четырехосных вагонов.

На втором этапе 1933-1955 гг. были заложены материальные и организационные основы работы вагонного хозяйства, позволившие значительно повысить грузооборот. С ростом грузооборота проблема технического состояния вагонного парка обострилась. В 1933 г. из единого центра управления тяги НКПС осуществлялось управление паровозным и вагонным хозяйством (Приказ № 340 Ц от 15.07.33 г.). Создание Управления вагонным хозяйством послужило толчком не только к развитию вагоноремонтной базы, но и разработки правил ремонта вагонов. В Приказе № 483 Ц от1933 г. вместо конвенционного осмотра был введен капитальный ремонт. Приказом № 489Ц в 1933 г. была сделана попытка изменить «обезличенную» форму ремонта цистерн и других специализированных вагонов и введена ответственность дорог-собственников этих вагонов за проведение ремонта.

В 1934 г. была введена новая система ТОР (Приказ № 4Ц от 4.01.34 г.), в которой предусматривался дифференцированный подход к межремонтным срокам в зависимости от конструкции вагона. Были введены средние ремонты: для двухосных вагонов КР через 6

лет, СР через 3 года после КР; для четырехосных - КР через 8 лет, СР через 4 года. Сформировавшаяся на этом этапе организация ТОР во многом сохранилась до сих пор.

На следующем этапе развития системы ТОР (50-е - 90-е гг.) значительно выросло вагонное хозяйство, переходили на новые виды тяги, на буксы с подшипниками качения, завершен переход на автосцепку. Парк был насыщен большегрузными вагонами, специализированным подвижным составом.

В этот период почти через каждые 10 лет обновлялась система ремонта. Были четко установлены межремонтные сроки в зависимости от предшествующего вида ремонта, от типа и модификации вагона. Приказом №4ЦЗ от 6.01.55 г. впервые регламентировалась периодичность капитального, среднего и годового ремонтов, оговаривался механизм постановки вагонов в плановые ремонты.

Приказом № 40Ц от 29.07.61 г. были введены новые названия ремонтов (без обоснования необходимости): капитальные ремонты стали называться заводскими, а годовые - деповскими. В Приказе № 36Ц от 13.08.71 г. были введены такие компоненты системы ТОР, как текущие безотцепочный и отцепочный ремонты, технический осмотр, техническая ревизия. Здесь же впервые поднимается вопрос о необходимости постановки в деповской ремонт, исходя из технического состояния вагонов. Однако уже в начале 80-гг. вновь вернулись к проведению ремонтов по календарной наработке (Приказы № 8Ц от 19.03.82 г. и № 30Ц от 18.07.85 г.).

Проводившаяся в то время политика закупки нового подвижного состава привела к перегрузке действовавшей ремонтной базы, и как следствие, в 1990 г. была разрешена отсрочка в проведении плановых ремонтов (на срок не более двух месяцев) вагонов в хорошем состоянии (Приказ № 4Ц от 19.01.90 г.).

До 1985 г. численность вагонного парка была недостаточной для удовлетворения потребности в грузоперевозках страны. В это время актуальными были снижение порожних пробегов вагонов, организация выгодных вагонопотоков, сокращение времени простоев ва-

гонов в ремонтах. При этом загрузка вагонов приближалась к равномерной, таков же был характер доходов от перевозок и расходов на ремонты. В этих условиях предлагавшаяся еще в 70-е гг. идея проведения плановых ремонтов по техническому состоянию не была реализована и до сих пор действует упрощенная система ТОР, определяющая временные наработки вагонов между плановыми ремонтами.

В условиях спада объемов перевозок, увеличения простоев вагонов, избыточности вагонного парка такая система обременяет экономический баланс МПС. Пересмотреть систему ремонта вагонов, сделать ее экономически оправданной стало в настоящее время одной из приоритетных задач. Переход к системе ремонта вагона по техническому состоянию, но на более высоком уровне обоснованности, в нынешних условиях способен решить эту проблему. В условиях отсутствия разработанной экономической и организационной модели такой системы целесообразно, по-видимому, поэтапное изменение действующей системы.

Первым шагом является переход на систему ремонта по пробегу, вводимую «Дополнением к Приказу № 7ЦЗ о системе ТОР грузовых вагонов от 15.01.99 г». В ней предусматривается постановка в ремонт по выполненному пробегу при ограничении максимально допустимого времени с момента проведения предыдущего планового ремонта, который увеличен примерно в два раза (по сравнению с системой «Приказ № 7ЦЗ»), Система ориентирована на централизованное слежение за работой вагона (его пробегом). В ней значительно уменьшается потребность в плановых ремонтах, однако не решается вопрос рационализации ремонтов, так как общий пробег (груженый и порожний в сумме) лишь косвенно характеризует действительное техническое состояние вагона. При этом объем проводимых ремонтных работ одинаков как для интенсивно используемых, так и для неиспользуемых (порожних) вагонов.

Система ТОР за рубежом претерпевала изменения в зависимости от ситуации на железных дорогах.

На железных дорогах США в условиях, сильно отличающихся от российских, систему ТОР формируют Американская ассоциация железных дорог и Федеральная железнодорожная администрация. Ремонт грузовых вагонов до 1975 г. производился по техническому состоянию, по рост числа крушений и аварий привел к постепенному переходу на планово-предупредительную систему ремонтов. Федеральная администрация выпустила проект стандартов по осмотру и ремонту вагонов. Все вагоны были разделены на две категории -мало и интенсивно эксплуатируемые. Для мало эксплуатируемых устанавливали первый ремонт через 7 лет, последующие - через 2 года. Для интенсивно эксплуатируемых вагонов первый ремонт проводился через 240 тыс. км пробега, последующие через 80 тыс. [34,35].

В 80-гг. федеральной администрацией отменяются периодические осмотры вагонов и переводятся осмотры перед поездками [36]. Для грузовых вагонов установлено два вида периодических ремонтов в зависимости от конструкции и технического состояния: малый ремонт, проводимый через 1 -3 года, и капитальный ремонт - через 4-20 лет.

В Германии, согласно промышленному стандарту, система ТОР включает: технический осмотр, техническое обслуживание и ремонт. Текущее содержание вагонов осуществляется на планово-предупредительной основе. Межремонтные периоды устанавливаются по методу минимума затрат. Периодичность ремонтов определяется по срокам эксплуатации и пробегу вагона. Единая автоматизированная система управления железнодорожным транспортом позволяет регистрировать пробег каждого вагона, количество загрузок и выгрузок и тем самым межремонтные циклы могут быть увеличены [36].

Стратегия ТОР, принятая в Великобритании, направлена на повышение коэффициента готовности вагонов и снижение расходов на текущее содержание и ремонт. Система ремонтов носит профилактический характер и отличается от действовавших ранее тем, что ремонт и замена частей не определяются строгими временными рамками, а осуществляются по мере необходимости. Новая система ремонта предполагает сокращение его продолжительности. Непригодные к работе узлы не ремонтируются, а заменяются полностью. Со-

вершенствование системы ТОР основано на использовании информационных баз данных АСУ. Решение о постановке вагона в ремонт принимается на основе анализа информации по ТОР [37]. Предполагается, что эта система позволит минимизировать расходы на ремонт подвижного состава.

Все чаще фирмы-изготовители предлагают услуги по постгарантийному техническому обслуживанию вагонов, что является привлекательным для заказчика подвижного состава. Для фирм это надежный способ сбора статистической информации по надежности выпускаемого подвижного состава для ведения управления качеством продукции. Наиболее перспективные системы ремонта вагонов учитывают не только экономические факторы. Информационные технологии позволяют связать обоснование системы ремонтов подвижного состава с его надежностью (например, коэффициентом оперативной готовности) и безопасностью.

В настоящее время при проектировании встает необходимость учета не только экономических, технических и эксплуатационных параметров, но и социально значимых аспектов. Особое место среди них занимает безопасность. Задача учитывать требования безопасности встает и перед инженерами-практиками, разрабатывающими методы оптимизации сложных и ответственных систем (например, при оптимизации коэффициента запаса прочности).

Особенно остро проблема безопасности в различных областях техники встала в последние годы. Существует много публикаций и научных работ по этой тематике. В ядерной энергетике, где проблемы безопасности особенно обострились после крупных техногенных катастроф, таких как аварии на АЭС ТМ1 в США и на ЧАЭС в СССР, разработаны и используются ряд систем анализа безопасности работающих установок. Одним из наиболее углубленных методов является вероятностный анализ безопасности (ВАБ), который в перспективе предполагается проводить на всех типах АЭС [38]. В основе анализа лежит определение максимально возможного риска крупной аварии с расплавлением активной зоны.

При этом используются математические модели, содержащие деревья цели и событий, вероятности отказов оборудования и пр. Кроме того, ежегодно на всех АЭС для всех эксплуатационных событий (отказов и нарушений) определяется вероятность риска крупной «проектной аварии». По результаты оценки безопасности энергоблоков делают заключения о возможности продолжения эксплуатации станции, необходимости ее модернизации или снятия с эксплуатации.

На железнодорожном транспорте концепция безопасности находится в стадии формирования. Отсутствуют как единая, общепризнанная методология оценки безопасности и, так и концепция ее учета при проектировании. Научными исследованиями в этой области занимается отдел безопасности ВНИИЖТа под руководством Косарева Л.Н., и др.

Таким образом, в мире накоплен определенный опыт по применению алюминиевых сплавов в конструкциях кузовов вагонов. Среди грузовых вагонов наиболее часто алюминиевые сплавы используются для полувагонов. Хорошо себя зарекомендовали сплавы системы А1-гп-Мп в несущих конструкциях и А1-]У^-Мп и А1-Мп в элементах обшивки.

Опыт эксплуатации показывает, что экономический эффект от применения этих материалов можно получить в результате уменьшении затрат на техническое обслуживание и ремонт кузовов, что обусловлено высокой коррозионной стойкостью и энергоемкостью конструкционного материала. Кроме того, в результате снижения тары вагона уменьшаются расходы на тягу поездов и возможно увеличение грузоподъемности.

Использование экструдированных профилей и панелей позволяет уменьшить трудоемкость сборки по сравнению с традиционными конструкциями, частично компенсируя высокую стоимость материала. Развитие технологии производства алюминия, тенденция снижения цен на мировом рынке на этот материал позволяют надеяться на повышение в перспективе привлекательности материала для вагоностроения.

Из-за специфических особенностей алюминиевых сплавов необходима детальная проработка конструктивных решений элементов кузовов, которые должны значительно отличаться от традиционных стальных.

Основными препятствиями для внедрения алюминиевых сплавов в вагоностроение в СССР были высокая стоимость и государственное регулирование расхода материала, ограниченность выделяемых лимитов.

Первая отечественная конструкция полувагона с кузовом из алюминиевого сплава была выпущена в 1982 г. Однако в то время оказалось невозможным обосновать ее конкурентоспособность по сравнению с традиционными стальными. Из-за специфики экономических расчетов, несоответствия действовавшей ремонтной базы не был определен оптимальный срок службы, не разработана экономически обоснованная система ТОР и т.д., т.е. параметры «вагон-среда» не были оптимальными для новой техники, не удалось реализовать основные преимущества вагонов из алюминиевых сплавов.

При определении параметров системы «вагон-среда» на этапе проектирования новых конструкций главным показателем должен стать критерий безопасности в эксплуатации, который вместе с расчетно обоснованным сроком службы и параметрами постгарантийного обслуживания завода-изготовителя (эталонной системой ТОР) должны стать паспортными характеристиками конструкции наравне с существующими (габаритом, моделью, грузоподъемностью и др.).

Поэтому работа посвящена определению оптимальной системы постгарантийного технического обслуживания и ремонта, нормативного срока службы, установлению критерия безопасности в рамках системного проектирования параметров конструкции и вагонной среды для рассчитанной опытной конструкции полувагона с кузовом из алюминиевого сплава (образца 1982 г.). Сравнение этих параметров с аналогичными, рассчитанными для традиционных стальных конструкций, позволяет охарактеризовать условия целесообразного применения алюминиевых сплавов в вагоностроении на современном этапе.

2. Методологическая основа проектирования системы вагон - среда.

При проектировании новых конструкций вагонов в последние годы встает вопрос о системном подходе. В отечественном вагоностроении пока мало внимания уделяется разработке принципов и критериев системного проектирования подвижного состава.

Грузовой вагон (изделие транспортного машиностроения) имеет ряд особенностей: долговременное использование, массовое производство, огромный полигон эксплуатации, ТО и ремонт требуют сложной структурной системы. Поэтому с годами сложилась громадная по фондоемкости и географической рассосредоточенности инфраструктура вагонной службы. Стоимость ее основных фондов сопоставима с балансовой стоимостью подвижного состава. Это обстоятельство нельзя не учитывать при принятии решения о закупке нового подвижного состава, особенно нетрадиционной конструкции, а также при разработке системы ТОР.

Инфраструктуру вагонной службы составляют вагоноремонтные предприятия, средства связи, органы управления, нормативно-техническая документация, объекты производственного и социального назначения, система материально-технического снабжения и т.д.

2.1. Выбор и обоснование целевой функции оптимизации системы вагон - среда.

Под системным проектированием будем понимать процесс поиска соответствия между параметрами конструкции вагона и инфраструктуры вагонной службы, т.е. в качестве объекта анализа рассмотрим систему «вагон-среда». Под инфраструктурой того или иного объекта понимаем средства, обеспечивающие нормальное функционирование объекта. В данном случае это «среда», в которой эксплуатируется вагон. Частично «среда» эксплуатации при проектировании конструкции учитывается в Нормах расчета вагонов [40], в которых отражены некоторые параметры (действующие нагрузки, режимы и др.). Для более масштабного рассмотрения системы «вагон-среда», согласования параметров конструкции с параметрами инфраструктуры вагонного хозяйства используем формально-математический

аналог системы ремонта. Он имеет вид матрицы (/,у), элементом которой является j-й межремонтный пробег вагона в пределах /-го ремонтного цикла.

Под ремонтным циклом понимается интервал времени между постройкой и КР, КР -КР, КР - списанием. Число строк в матрице равно количеству ремонтных циклов за срок службы вагона; число элементов в строке соответствует структуре у-го ремонтного цикла. Сумма всех элементов матрицы является нормативным сроком службы (НСС) вагона. Заметим, что методика определения НСС является системообразующим элементом при расчетном обосновании параметров организации работы вагонного хозяйства. Упомянутая матрица, которая в принципе должна быть определена на стадии проектирования вагона, может дать НСС конструкции или гарантированный срок службы. При закупке подвижного состава этот параметр может стать одним из определяющих.

2.1.1. Влияние возраста вагона на его выработку.

В эксплуатации расходуется заложенный при изготовлении ресурс. Уменьшение ресурса (уменьшение надежности) ведет к увеличению времени простоя подвижного состава, уменьшению выработки (рис.2.1).

Изменение выработки вагона в зависимости от его возраста

Выработка

Возраст

А .. А

вагона

Рис. 2.1

Темп падения выработки не постоянен. Существуют периоды с равномерным сокращением и с резким падением. Цель ремонта - максимально восстановить ресурс конструкции. Однако старение конструкционных материалов, накопление повреждений приводят к появлению неустранимых повреждений в материале. Поэтому полное восстановление ресурса невозможно. Учитывая характер изменения выработки вагона в межремонтный период, можно говорить об уменьшении выработки в пределах каждого межремонтного цикла.

Проводимое исследование условий целесообразного применения алюминиевых сплавов в вагоностроении на примере полувагона основано на выборе из бесконечного множества «матриц систем ремонта» наиболее целесообразной относительно некоторого критерия / (У//)—>тш и сравнении ее с матрицей системы ремонтов вагона-аналога (традиционной конструкции полувагона). При выборе целевой функции /(/,у) было учтено принятое в системном анализе требование: функция / (/,у) должна отражать качество функционирования системы, на ранг выше вагонного хозяйства. Поэтому под / (/у) будем понимать себестоимость единицы пробега вагона.

2.1.2. Составляющие целевой функции.

В современных зарубежных работах, связанных с анализом направлений увеличения производительности и прибыльности (перевозок), сокращения единовременных и текущих расходов, а также при утверждении инвестиционных проектов учитывают затраты, начиная с момента создания вагона, т.е. стоимость жизненного цикла (ЬСС) [25]. Анализ ЬСС требует определения затрат по трем категориям:

1. на исследовательские, опытно-конструкторские и проектные работы,

2. на ТО и ремонт,

3. на утилизацию конструкционных материалов вагона.

В наших расчетах в целевой функции учитывались следующие затраты жизненного цикла:

1. на приобретение вагона (амортизационные отчисления);

гее »А*-

тегл.

2. на КР;

3. наДР;

4. наТОиТР;

5. на утилизацию.

Связь между затратами жизненного цикла и сроком службы вагона (длительность жизненного цикла) характеризует себестоимость единицы пробега.

В условиях экономической нестабильности проведение подобных расчетов затруднено из-за большой неопределенности коэффициентов приведения разновозрастных затрат к одному году (коэффициенты дисконтирования). В данной работе не ставится задача решить эту проблему и считается, что экономические условия стационарны, т.е. коэффициент дисконтирования равен 1.

Для рассматриваемых затрат жизненного цикла приняты следующие упрощения:

1. Затраты на приобретение вагона равны его себестоимости. Эти затраты входят в себестоимость единицы пробега вагона как амортизационные отчисления. Зависимость размера отчислений от срока службы определяется как:

где £ - стоимость вагона, Ь - срок службы - искомая величина. Эта составляющая не изменяется по мере старения вагона.

2. Затраты на КР являются затратами -на восстановление ресурса конструкции, который расходуется в течение всего последующего цикла. Поэтому изменение удельных затрат в отдельном цикле составляет:

1+ !

где Якрг затраты на /-й ремонт: продолжительность (/+1)-го ремонтного цикла. Для всего срока службы удельные затраты на КР можно записать в виде:

(2.1)

(2.2)

п - 1

& КП

(2.3)

Лр (0 = ^ГТ

где r¡ - затраты на /-й КР.

Удельные затраты возрастают от цикла к циклу из-за необратимого старения конструкции. Кроме того, затраты на /-й ремонт зависят не только от возраста вагона, но и продолжительности предшествующего ремонтного цикла.

3. Затраты на ДР имеют ту же специфику, что и затраты на КР:

f (i Л= R т (2.4)

j др V j + 1 / 7 '

1 1 +1

где пдр] - затраты нау-й ДР; /^/-продолжительность 0+1)-го межремонтного периода. Удельные затраты на ДР можно определить как:

п т ,

Е Е й пру

f цр (0= 1=1 -» (2.5)

X I

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Иванов, Александр Анатольевич, 1999 год

Литература:

1. Железнодорожный транспорт в 1996 году: цифры и факты//Железнодорожный транспорт. 1997. № 4. С. 28-36.

2. Доклад министра путей сообщения Российской Федерации Фадеева Г.М. //Железнодорожный транспорт. 1996. № 6. С. 6-15.

3. Справка-анализ по случаям разрушения надрессорных балок и боковых рам тележек ЦНИИ ХЗ-0 (мод. 18-100) грузовых вагонов на ходу поезда, повлекшим за собой крушения, аварии и особые случаи брака в 1986-1988 гг. НВ/ПКБ ЦВ. М.: Проектно-конструкторское бюро Главного управления вагонного хозяйства. 1989 г.

4. Устич П.А., Иванов A.A. Некоторые принципы системного проектирования грузового вагона//Автоматизация и современные технологии. 1998. № 9. С. 12-16.

5. Устич П.А. Научные основы проектирования системы «вагон-среда». Москва: МПС МГУПС, 1996 г.

6. Аверин В.Н., Карелина М.В., Иванов A.A., Устич П.А. Оценка нормативного срока службы и параметров системы ремонта полувагонов. МИИТ. М.:1996. -13 с. -Деп. в ЦНИИТЭИ МПС. 14.10.96. № 6070.

7. Снижение массы железнодорожного подвижного состава//Железные дороги мира. 1996. № 12. С. 29-30.

8. Новиков В.В., Шоташвили Я.М. и др. Совершенствование корпуса буксы из алюминиевого сплава. Вопросы совершенствования конструкции и техническое содержание вагонов. ДИИТ 1991.-с.58-60.

9. Ред. Конюхов А.Д. Коррозия и надежность железнодорожной техники. М.: Транспорт. 1995. 173 с.

10. Конюхов А.Д., Осадчук Г.И. Коррозионностойкие материалы для кузовов вагонов. М.: Транспорт, 1987. 143 с.

11. Конюхов А.Д. Предупреждение коррозионных повреждений вагонов// Железнодорожный транспорт. 1979. № 11. С. 58-61.

12. Иванов A.A. Использование алюминия в вагоностроении// Железнодорожный транспорт. 1998. №8. С.30-37.

13. Исследование рациональности создания комбинированных кузовов пассажирских вагонов из металлов /сталь, алюминий/, имеющих различные модули упругости и коэффициенты линейного расширения. Отчет. Калинин: Калининский филиал ВНИИВ, 1964.

14. Кузнецов A.B. Основные параметры и технико-экономические показатели вагонов СССР и зарубежных стран. ГОСИНТИ М.: 1959. с.50.

15. Интегральные алюминиевые конструкции для подвижного состава.// Железные дороги мира. 1997. № 1. С. 27-31.

16. Речкалов А.И. Исследование прочности и динамики четырехосного полувагона из алюминиевых сплавов. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. М.:-1982.

17. Речкалов А.И. Применение алюминиевых сплавов в вагоностроении. М.: Транспортное оборудование. 1982. 38 с.

18. Изучение технологии изготовления и исследование прочности отдельных сварных узлов и кузова вагона, изготовленного из высокопрочных Al-Mg сплавов. Отчет. Раздел 3. Калининское отделение ВНИИВ. Калинин. 1973.

19. Применение алюминиевых сплавов в вагоностроении. Обзор. М.: ЦНИИТЯЖ-МАШ. 1981. №37. 37 с.

20. Конструкция, динамика и прочность большегрузных вагонов. Труды МИИТА. 1978. Вып. № 610. М.: МИИТ.

21. Алюминиевые сплавы. Справочник. Ред. Квасов Ф.И., Фриндляндер М., М. 1984.370 с.

22. Журавлева A.B. Железнодорожный транспорт за рубежом. 1978. Вып. № 1. М.: ЦНИИТЭИ МПС.

23. Речкалов А.И. Опыт использования алюминиевых сплавов в зарубежном вагоностроении. // Железнодорожный транспорт за рубежом. 1980. № 6. С.8-10.

24. Белов А.Ф., Квасов Ф.Н. Производство полуфабрикатов из алюминиевых сплавов. Справочное руководство. М.: Металлургия. 1971. 250 с.

25. Н.Kellere/ Lebenszyklis Kosten in der Bahntechnik//ETR. 1995. № 44. Р. 11 в //Железные дороги мира. 1997. № 6. С. 14.

26. Подвижной состав, рассчитанный на непродолжительный срок эксплуата-ции//Желзонътен транспорт. Болгария. 1996. № 9-10. С. 19.

27. Васильев О.В. Отчисления и расходы на возобновление имущества в железнодорожном предприятии. М.: Экономическое бюро НКПС. 1925. С. 71-85.

28. Кабенин Н.Г. Аналитический метод расчета срока службы паровоза. // Техника железных дорог. 1953. № 6. С. 7-10.

29. Бронштейн JI.A., Лейдерман С.Р. Определение оптимального срока службы подвижного состава автомобильного транспорта. Труды Московского инженерно-экономического института. Вып. XY1. М.: Автотрансиздат. 1961. С. 144-157.

30. Токарев Г.Г. Рациональные сроки службы автомобилей. М.: Автотрансиздат. 1962. С.79.

31. Колегаев Р.Н. Экономическая оценка качества и оптимизация системы ремонта машин. М.: Машиностроение. 1980. 240 С. ВС 16

32. Аверина В.Н., Карелина М.В., Иванов A.A., Устич П.А. Методика оценки межремонтных пробегов вагонов и потребности их в ремонте. МИИТ. М.: 1996. - 6 с. Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 14.10.96. № 6073.

33. Карелина М.В. Обоснование параметров организации ремонта грузовых вагонов (на примере полувагонов). Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. М. 1997. 135 с.

34. Середина H.A. Ремонт и ТО грузовых вагонов железнодорожного транспорта в СССР и за рубежом. М.: ЦНИИТЭИ МПС. 1978. Вып. 1. С. 20-25.

35.Головачев Г.К., Коростелева З.И. Железнодорожный транспорт в СССР и за . рубежом. М.: ЦНИИТЭИ МПС. 1981. Вып. 1. С. 22-25.

36. Мазуров Е.А. Система технического содержания и ремонта вагонов некоторых европейских стран. Железнодорожный транспорт в СССР и за рубежом. М.: ЦНИИТЭИ МПС. 1981. Вып. 2. С. 14-16.

37. Пивоварова E.H. Совершенствование технического обслуживания и ремонта подвижного состава на транспорте. Э.И. Железнодорожный транспорт за рубежом. Сер. 2. П/С. Локомотивы и вагонное хозяйство. М.: ЦНИИТЭИ МПС. 1977. Вып. 1. С. 78-81.

38. Вероятностный анализ безопасности АС. М.: Ядерное общество. 1992. 266 С.

39. Белов П.Г. Теоретические основы системной инженерии безопасности. Киев: КМУГА. 1997. 360 с.

40. Нормы расчета и проектирования новых и модернизируемых вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных). М.: ВНИИВ - ВНИИЖТ. 1997. 184 с.

41. Методические рекомендации по определению ставок арендной платы за грузовые вагоны и контейнеры. М.: МПС. 1996. - 16 с.

42. Железнодорожный транспорт в 1995 году: цифры и факты. // Жеклез но дорожный транспорт. 1996. № 4. С14-20.

43. Колегаев Р.Н. Экономическая оценка качества и оптимизация системы ремонта машин. М.: Машиностроение. 1980. 240 с.

44. Чупейкина Л.Г., Валуева Т.В. Анализ финансово-экономических показателей работы вагонного хозяйства. М.: ЦНИИТЭИ МПС. 1996. 53 с.

45. Сендеров Г.К., Поздина Е.А., Ступин А.П., Вологдина Л.Б., Ступин Д.А. Причины отцепок вагонов в текущий ремонт. // Железнодорожный транспорт. 1998. № 12. С. 37-42.

46. Повышение надежности и совершенствование ремонта вагонов. Сб. науч. трудов ВНИИЖТ под ред. Г.К.Сендерова, М.В.Орлова. Вып. 652. М.: Транспорт. 1982. 144 с.

47. Инструктивные указания о порядке составления отчетных и учетных форм по вагонному хозяйству. М.: Транспорт. 1980. 117 с.

48. Справочник. Надежность и эффективность техники. Т. № 6. Экспериментальная обработка и испытания. Под ред. Р.С.Судакова, О.Н.Тескина. М.: Машиностроение. 1989. 642 с.

49. Болыпев А.Н., Смирнов Н.В. Таблицы математической статистики. М.: Наука. 1968. 175 с.

50. Safety pools for the operations of nuclear power plants. Policy statement. 10 CFR, Part 50 Federal register. Rules and Regulations. Part Ш, USA, Washington: NRC. 1986.

51. Справочник под ред. Авдуевского B.C. Надежность и эффективность в технике. М.: Машиностроение. 1989. 12 томов.