Влияние условий эксплуатации на надежность оборудования электроподвижного состава тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.22.07, кандидат технических наук Постников, Роман Анатольевич

• Постников, Роман Анатольевич
• кандидат технических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат технических наук Постников, Роман Анатольевич

ВВЕДЕНИЕ.

1. ЦЕЛЬ, ЗАДАЧИ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ СИСТЕМЫ РЕМОНТА.

1.1. Анализ методов оценки надежности и определения оптимальных сроков восстановления узлов и деталей тягового подвижного состава.

1.2. Постановка задачи и методика исследований.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ УЗЛОВ И ДЕТАЛЕЙ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА.

2.1. Методика сбора и систематизации информации об отказах и износе оборудования электроподвижного состава.

2.2. Расчет показателей надежности изнашиваемого оборудования.

2.2.1. Определение законов распределения контролируемых параметров, расчет коэффициентов уравнений регрессии числовых характеристик распределений.

2.2.2. Расчет функций распределения ресурса изнашиваемого оборудования.

2.3. Расчет показателей надежности оборудования, не имеющего контролируемых параметров.

2.3.1. Оценка параметра потока отказов оборудования в пределах межремонтного периода.

2.3.2. Расчет усеченных функций распределения наработок на отказ.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ СРОКОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ ПО УСЕЧЕННОЙ ФУНКЦИИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАРАБОТОК НА ОТКАЗ.

3.1. Критерий оптимальности сроков восстановления.

3.2. Определение вида и параметров распределения наработок на отказ по усеченной выборке.

3.2.1. Метод выбора закона распределения по усеченной выборке.

3.2.2. Определение законов распределения наработок на отказ оборудования в различных условиях эксплуатации.

3.3. Оценка точности определения оптимального пробега до ремонта оборудования по усеченной выборке наработок на отказ.

3.3.1. Выбор целевой функции и критерия оценки точности.

3.3.2. Экспериментальное определение значений целевой функции оценки точности расчета оптимального межремонтного пробега.

3.3.3. Установление зависимостей относительной ошибки определения оптимального межремонтного пробега от объема усеченной выборки наработок на отказ.

3.3.4. Оценка точности определения оптимальных межремонтных пробегов оборудования электровозов ВЛ80С.

4. РАСЧЕТ ОПТИМАЛЬНЫХ СРОКОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА В РАЗЛИЧНЫХ УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ.

4.1. Оптимальные сроки восстановления изнашиваемого оборудования.

4.2. Оптимальные сроки восстановления оборудования с непараметрическими отказами.

4.3. Оптимальные сроки восстановления оборудования с учетом параметрической и непараметрической надежности.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние условий эксплуатации на надежность оборудования электроподвижного состава»

Развитие и нормальное функционирование экономики нашей страны невозможно без транспорта, задачей которого является удовлетворение народного хозяйства и населения в перевозках. Эффективность и качество работы железнодорожной транспортной системы существенным образом зависит от совершенства системы эксплуатации, надежности и организации ремонта локомотивов.

Для выполнения задач, стоящих перед железнодорожным транспортом, необходимо повышать эффективность и качество работы всех его звеньев и, в первую очередь, локомотивного хозяйства, на долю которого приходится около пятой части основных фондов и почти 11% из них расходуется на техническое обслуживание и ремонт (ТОР) локомотивов.

Повышая надежность локомотивов можно повысить технико-экономические показатели использования локомотивного парка и эффективность работы железнодорожного транспорта.

В локомотивном хозяйстве железных дорог нашей страны принята в 1940г. и используется по сей день планово-предупредительная система ремонта локомотивов, задача которой - предупреждение отказов оборудования в эксплуатации и восстановление его работоспособности. На всем протяжении истории применения данной системы ТОР наблюдалась тенденция увеличения межремонтных пробегов, которые регулярно пересматривались и закреплялись приказами МПС.

Был и используется до сих пор основополагающий принцип планово-предупредительной системы ремонта - локомотивы и электропоезда через определенное время или после выполнения определенного пробега подвергаются ремонту независимо от их технического состояния. При этом межремонтные пробеги локомотивов однотипных серий регламентированы едиными для всей сети железных дорог России. Планово-предупредительная система ремонта не учитывает случайного характера изменений условий эксплуатации и не отражает стохастической природы процессов изнашивания и выхода из строя узлов и деталей локомотивов. В результате этого велика вероятность введения локомотивов в ТОР с различной степенью износа: одни поступают, не израсходовав свой запланированный ресурс, другие поступают в состоянии, не позволяющем проводить восстановительные работы. Результатом обобщения межремонтных пробегов является увеличение числа неплановых ремонтов и восстановлений, что приводит к увеличению задержек поездов. Убытки от этого во много раз превышают стоимость устранения самой неисправности, а иногда сопровождаются человеческими жертвами.

Одинаково высоконадежную работу локомотивов в различных условиях эксплуатации может обеспечить применение рациональной (гибкой) системы ТОР с учетом фактического технического состояния. Оптимальные для конкретных условий эксплуатации сроки ремонта должны быть установлены на основе применяющихся методов и средств технической диагностики и оценки показателей надежности узлов и деталей локомотивов. Наиболее эффективным способом получения информации о техническом состоянии оборудования локомотивов является техническое диагностирование. Однако таким способом можно получить лишь часть требуемой информации. Для полной оценки надежности требуется также использование достаточной и достоверной информации об отказах оборудования в процессе эксплуатации.

В данной работе на примере электровозов BJ180C рассматривается модель оценки технического состояния оборудования локомотивов и определения оптимальных сроков его восстановления по информации об отказах и износе в процессе эксплуатации в конкретных условиях в рамках установленной в настоящее время планово-предупредительной системы ремонтов.

Заключение диссертации по теме «Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация», Постников, Роман Анатольевич

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Большой объем информации о техническом состоянии оборудования электроподвижного состава, накапливаемый в учетной документации локомотивного хозяйства в процессе эксплуатации, необходимо использовать для анализа надежности оборудования и, что наиболее важно, для определения оптимальных сроков его восстановления.

2. В качестве целевой функции для определения оптимальных сроков восстановления оборудования электроподвижного состава выбраны суммарные удельные затраты на выполнение ремонтов.

3. Функция распределения ресурса (наработки на отказ) является наиболее информативным показателем для расчета оптимальных сроков восстановления оборудования электроподвижного состава.

4. Показатели надежности и оптимальные сроки восстановления колесных пар электровозов ВЛ80С депо Тимашевск, Лиски и Брянск-2 рассчитаны на основе анализа выборок контролируемых параметров.

5. Выборки наработок на отказ оборудования электровозов, накопленные в процессе их эксплуатации, усечены регламентированными межремонтными пробегами.

6. Критерием определения полной функции распределения наработок на отказ оборудования по усеченной выборке выбран минимум суммы квадратов отклонений эмпирической и теоретической функций распределения.

7. Методика определения необходимого объема выборки наработок на отказ оборудования позволяет на основе иммитационного эксперимента на ЭВМ определять достоверные оценки показателей безотказности и оптимальных межремонтных пробегов.

8. Целевой функцией определения минимально необходимого объема усеченных выборок наработок до отказа для достоверного расчета оптимального пробега выбрана относительная ошибка расчета оптимального пробега до ремонта по полной и усеченной выборкам.

9. Расчет оптимальных сроков восстановления оборудования электровозов BJI80C выполнен на основе функции параметра потока отказов, полученной решением интегрального уравнения по функции плотности распределения наработок на отказ.

10. Анализ ресурса бандажей колесных пар электровозов ВЛ80С локомотивных депо Тимашевская, Брянск-2 и Лиски показывает, что ресурсы (и оптимальные межремонтные пробеги) до обточки бандажа и до смены бандажа по износу значительно отличаются.

11.Оптимальные пробеги до ремонта буксовых узлов, моторно-якорных подшипников, изоляции якоря тяговых электродвигателей, изоляции мотор-вентиляторов, бандажей колесных пар электровозов ВЛ80С, определенные на основе усеченных выборок наработок до отказа, значительно отличаются от регламентированных. Это свидетельствует о неэффективном использовании ресурса оборудования.

12. Предложенная методика определения оптимального межремонтного пробега узлов и деталей электроподвижного состава на основе усеченных выборок наработок до отказа позволяет прогнозировать техническое состояние оборудования по информации, полученной в конкретных условиях эксплуатации.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Постников, Роман Анатольевич, 2004 год

1. Айзинбург С.Я., Кельперис П.И. Эксплуатация локомотивов. 2-е изд. Перер. и доп. -М.: Транспорт, 1990. 261с.

2. Анализ надежности технических систем по цензурированным выборкам. В.М. Скрипник, Е.А. Назин, Ю.Г. Приходько, Ю.К. Благовещенский. М.: Радио и связь, 1988. 261 с.

3. Аронов И.З., Бурдасов Е.И. Методы обработки цензурированных данных по надежности. М.: Знание, 1983. 40 с.

4. Аронов И.З., Бурдасов Е.И. оценка надежности по результатам сокращенных испытаний. М.: Стандарты, 1988. - 184с.

5. Барышников О.П. Разработка метода определения периодичности и объемов технического обслуживания и ремонта электрических машин специализированными предприятиями черной металлургии. Дисс. . к-та. техн. наук: 05.09.03, Моск. энерг. ин-т, 1991г.

6. Беликов А.А. Разработка оптимальной стратегии технического обслуживания и ремонта пневмоколесных транспортных машин на основе оценки их текущего состояния. Дисс. . к-та. техн. наук: 05.05.06, Спб. гос. гор. ун-т им.Плеханова, 2002г.

7. Беляев Ю.К. Вероятностные методы выборочного контроля. М.: Знание, 1975. - 383с.

8. Беляев Ю.К. Непараметрические методы в задачах обработки результатов испытаний и эксплуатации. М.: Знание, 1984, 114 с.

9. Беляев Ю.К. Статистические методы обработки неполных данных о надежности изделий. М.: Знание, 1987, 55 с.

10. Ю.Богуславский А.Б. и др. О показателях надежности тепловозов и их зависимости от интенсивности эксплуатации. Тр. ВНИТИ, 1986; Вып.64. Повышение эксплуатационной надежности тепловозов и путевых машин. с.41-46.

11. Болотин В.В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. М.: Наука, 1984. 312 с.

12. Болыиев JT.H., Смирнов Н.В. Таблицы математической статистики. -М.: Наука, 1968.-464с.

13. Босов А.А. Теоретические основы и методика расчета рациональных плановых восстановлений локомотивов и вагонов. Дисс. . док-ра тех. наук. 05.22.07, Днепропетровск, 1986.

14. Вентцель Е.С. Исследование операций. М.: Сов. Радио, 1972. 551 с.

15. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М: Наука, 1969. 576 с.

16. Вентцель Е.С., Овчаров J1.A. Теория случайных процессов и ее инженерные приложения. М.: Наука, 1991, 384 с.

17. П.Виноградов Ю.Н., Левитский В.М. Совершенствование периодичности ремонтов грузовых электровозов. Тр.ВНИИЖТ, 1983, вып.671, с.3-16.

18. Виноградов Ю.Н., Левитский В.М. Совершенствование периодичности ремонтов грузовых электровозов. Тр. ВНИИЖТ, 1983, вып. 671, с.3-16.

19. Воробьев А.А. Оптимизация периодичности и объемов плановых ремонтов электроподвижного состава и прогнозирование его технического состояния. Дисс. . д-ра. техн. наук: 05.22.07, МИИТ, 1992г.

20. Воробьев А.А. Оптимизация системы ремонта локомотивов. Вестник ВНИИЖТ. 1990. - №1. - с.16-19.

21. Гайсинский А.А., Антонов B.C., Лобанов О.М. Определение рациональных межремонтных пробегов службы деталей и узлов магистральных тепловозов. Вестник ВНИИЖТ. №5. - 1989. - с.24-26.

22. Гайский А.А. Совершенствование системы ремонта тепловозов с учетом эксплуатационных факторов. Дисс. . к-та. техн. наук: 05.22.07, ВНИИЖТ, 1990г.

23. Галкин В.Г., Парамзин В.П., Четвергов В.А. Надежность тягового подвижного состава. М.: Транспорт, 1981, 184 с.

24. Герцбах И.Б. Модели профилактики. М.: Сов.радио, 1969. - 216 с.

25. Герцбах И.Б., Кордонский Х.Б. Модели отказов. М.: Сов. радио, 1966.- 186 с.

26. Гнеденко Б.В., Беляев Ю.К., Соловьев А.Д. Математические методы в теории надежности. М.: Наука, 1965, 524 с.

27. Гнеденко Б.В., Беляев Ю.К., Соловьев А.Д. Математические методы в теории надежности. М.: Наука, 1965. - 524 с.

28. Горский А.В. Методы оптимизации системы планово-предупредительных ремонтов электровозов. Дис. . докт. техн. наук: 05.22.07, МИИТ, 1985г.

29. Горский А.В., Воробьев А.А. Оптимизация системы ремонта локомотивов. М.: Транспорт, 1994.-208 с.

30. Горский А.В., Воробьев А.А. Построение оптимальной системы планово-предупредительных ремонтов электровозов BJI80K и BJ180C. ЦНИИ ТЭИ МПС. Серия «Локомотивы и локомотивное хозяйство». Ремонт локомотивов, вып.5, 1989, с. 15-37.

31. Горский А.В., Воробьев А.А. Прогнозирование технического состояния оборудования локомотивов. Надежность и контроль качества. №10. 1990. с 51-58.

32. ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. Термины и определения. Взамен ГОСТ 27.002-83; Введ. 01.01.90 М.: Изд-во стандартов, 1989. - 25 с.

33. ГОСТ 27.502-83. Надежность в технике. Система сбора и обработки информации. Планирование наблюдений. Взамен ГОСТ 17510-79; Введ. 01.07.83 М.: Изд-во стандартов, 1984. - 23 с.

34. Деповской ремонт электровозов переменного тока. С.Г. Бутенко, А.Т. Головатый, Г.М. Коренько, А.С. Магда, К.А. Марютин, Ю.Г. Солопанов, Л.Я. Филькенштейн; Под ред. А.Т. Головатого. М.: Транспорт, 1976. 440 с.

35. Дмитриев А.В. Моделирование процесса постановки локомотивов в плановые ремонты с учетом их технического состояния. Ростов-на-Дону, 1987, 15 с. Деп. В ТЭИ МПС 20.08.87, №4160, ж.д. 87.

36. Дмитриенко И.В. Совершенствование системы технического обслуживания и ремонта локомотивов. Дисс. . к-та. техн. наук: 05.22.07, Академия тр-та России, 1996г.

37. Дрейпер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. М.: Статистика, 1973. 383 с.

38. Евпаков В.В. Оценка влияния технической эксплуатации (при обслуживании и ремонте) на надежность локомотивов. Тр. ИКТП. -1984. Вып. 102: Развитие и планирование технических средств транспорта. - с. 130-141.

39. Езекиэл И., Фокс К. Методы анализа корреляций и регрессий. М.: Статистика, 1976. - 557 с.40.3акс JI. Статистическое оценивание. М.: Статистика, 1976, 599 с.

40. Ионов А.В. Разработка стратегии технического обслуживания и ремонта стальных вертикальных резервуаров на основании прогноза индивидуального остаточного ресурса. Дисс. . к-та. техн. наук: 05.15.13, Уфимский гос. нефтяной ун-т, 1997г.

41. Исаев И.П., Горский А.В., Воробьев А.А. Выбор измерителя наработки электровозов для определения ресурса изнашиваемых деталей. Вестник ВНИИЖТ. 1980. №2. - с. 19-22.

42. Кеян Э.Г. Повышение ремонтопригодности двигателей на основе разработки оптимальной стратегии текущего ремонта. Дисс. . к-та. техн. наук: 05.22.10, Оренбург, гос. ун-т, 2000г.

43. Киприянов Ф.А. Повышение надежности тракторного парка путем проведения предупредительного ремонта на основании индивидуальных показателей надежности. Дисс. . к-та. техн. наук: 05.20.03, Спб гос. аграр. ун-т, 2001г.

44. Ковалева Т.И. Оптимизация периодичности технического обслуживания и ремонта эскалаторов метрополитена. Дисс. . к-та. техн. наук: ЛИИЖТ, 1990г.

45. Козырев В.А. Оптимизация системы эксплуатации и организации ремонта грузовых электровозов. Дисс. . д-ра. техн. наук: 05.22.07, МИИТ, 1996г.

46. Колегаев Р.Н. Определение оптимальной долговечности технических систем. М.: Сов.радио, 1967. 113 с.

47. Кузнецов Т.Ф., Федорец В.А. Адаптивное прогнозирование вероятности отказа тепловозов в эксплуатации. Межвуз. сб. науч. тр. ДИИТ-1987: Пути повышения надежности и экономичности тепловозов. Днепропетровск - с.4-7.

48. Лугинин Н.Г., Домбровский К.И., Подшивалов А.Б. и др. Система ремонта тепловозов и надежность работы их агрегатов. Сб. научн. тр. ВНИИЖТ 1971 - вып. 427: Исследование системы ремонта ина-дежности узлов тепловозов. С. 38-78.

49. Мания Г.М. Статистическое оценивание распределений. Тбилиси: Изд-во ТГУ, 1974. - 32 с.

50. Надежность в технике. Система сбора и обработки информации. Методы оценки показателей надежности в случае многократно усеченных выборок. Методические рекомендации. М.: ВНИИНМАШ, 1980. 96 с.

51. Надежность и эффективность тягового подвижного состава. Межвуз. сб. науч. тр.: ВЗИИТ. вып. 136. - М.: 1987. - 82с.

52. Павлович Е.С. Теоретические основы оценки эксплуатационной надежности тепловозных дизелей. Дисс. . д-ра. техн. наук: 05.22.07, ОмИИТ, 1968г.

53. Павлович Е.С., Серегин А.А., Четвергов В.А. Определение оптимальных пробегов тепловозов между ремонтами. Тр. ОМИИТ, 1968. Т. 84, ч. 1, 102 с.

54. Павлович Е.С., Четвергов В.А. и др. К оптимизации межремонтных сроков деталей и узлов тепловозов // Сб. науч. тр. / ОмИИТ, 1970. т III: Исследование надежности деталей и узлов тепловозов. С.9-17.

55. Подшивалов А.Б., Слободянюк А.П. Автоматизация анализа надежности локомотивов // Вестник ВНИИЖТ. 1989. №6 с.29-32.

56. Подшивалов А.Б., Шанченко П.А. О корректировке межремонтных пробегов тепловозов // Вестник ВНИИЖТ. 1985. №1. с.30-33.

57. Правила текущего ремонта и технического обслуживания электровозов переменного тока. ЦТ/ 3745. М.: Транспорт, 1975. 270 с.

58. Самосейко В.Ф., Висленев Ю.С. Надежность судового электрооборудования. М.: Транспорт, 1986. - 168 с.

59. Смирнов Н.В., Дунин-Барковский Н.В. Курс теории вероятностей и математической статистики. М.: Наука, 1965. 511 с.

60. Сулейманов А.Г. Эксплуатационный контроль и прогнозирование технического состояния центробежных насосов в системах водоснабжения. Дисс. . к-та. техн. наук: 05.23.04, ЛИИЖТ, 1990г.

61. Тартаковский Э.Д. Совершенствование технологии технического обслуживания локомотивов // Ж.д. трансп. 1981. №9. с.52-54.

62. Хастингс Н., Пикон Дж. Справочник по статистическим распределениям. М.: Статистика, 1980. 96 с.

63. Хруцкий О.В. Прогнозирование технического состояния функционально-самостоятельных элементов судовой энергетической установки. Дисс. . к-та. техн. наук: 05.08.05, Спб. Морской техн. ун-т, 1996г.

64. Шокор Шокор Али. Разработка системы технического обслуживания и ремонта печатных машин по техническому состоянию. На примере П-26, П-46. Дисс. . к-та. техн. наук: 05.02.02 Моск. гос. ун-т печати, 1997г.

65. Шторм Р. Теория вероятностей. Математическая статистика. Статистический контроль качества. М.: Мир, 1970, 380 с.

66. Электровоз BJ180C: Руководство по эксплуатации. Н.М. Васько, А.С. Девятков, А.Ф. Кучеров и др. 2-е изд., переработ, и доп. - М.: Транспорт, 1990. - 454 с.

67. Электроподвижной состав. Эксплуатация, надежность, ремонт. Под ред. А.Т. Головатого и А.П. Борцова. М.: Транспорт, 1983. 352 с.