Повысить надежность железнодорожного подвижного состава

Подвижной состав железных дорог, к которому относятся самоходные и несамоходные транспортные средства, в процессе эксплуатации подвергается действию различных сил (собственный вес, вес пассажиров или вес перевозимых грузов, силы взаимодействия «путь – подвижной состав», продольные силы в поезде, силы возникающие в процессе загрузки выгрузки грузов, технологии применяемые при изготовлении и ремонте, воздействия внешней среды и др.).

Подвижной состав находится в регламентных условиях эксплуатации, однако время работы каждого из них до первого отказа или между отказами оказывается различным. Это свидетельствует о неоднородности прочностных свойств единиц подвижного состава и неравномерностях нагрузок которые на них действуют. В России аналитики отметили подобную тенденцию при анализе работы поездов, осуществляющих железнодорожные перевозки из Москвы в Екатеринбург. Таким образом, неясными остаются вопросы, касающиеся вероятности безотказной работы изделия в течение заданного времени эксплуатации.

Сейчас нужно признать, что этим важнейшим вопросам, без которых не может быть ни обоснованной теории надежности, ни уверенной работы по обеспечению надежности при изготовлении изделий, а также при их эксплуатации, уделяется неоправданно малое внимание.

Надежность – обширнейшая область, связанная с изучением изменения свойств материалов, их внутренней структуры, не только с течением времени, но и в зависимости от тех условий, в которых приходится работать изделию.

Совершенно очевидно, что высокие качества подвижного состава должны включать не только высокие показатели таких их свойств, как производительность, комфортность, низкую стоимость и др., но и высокую надежность. Эти составляющие качества органически взаимосвязаны, имеют значение только во взаимосвязи друг с другом.

Способность любого изделия сохранять свои первоначальные технические характеристики в процессе эксплуатации (использования) и определяется его надежностью. Следовательно, физический смысл надежности состоит в способности, свойстве изделия сохранять свои эксплуатационные характеристики во времени.

Наука о вероятности ставит своей целью установить статистические закономерности появления отказов изделий серийного или массового производства, изучить причины отказов и научно обосновывать общие принципы, обеспечения высокой надежности изделий.

Основным математическим аппаратом этой науки является теория вероятностей. Надежность изделия закладывается на этапе его конструирования и обеспечивается в процессе его изготовления и эксплуатации.

На базе этих теоретических выкладок и проводятся работы в части повышения надежности подвижного состава вновь создающегося подвижного состава.

Сегодня промышленностью Украины создается целая серия грузовых вагонов нового поколения с повышенными показателями, которые непосредственно влияют на показатели надежности.

Среди наиболее значимых это увеличение пробега между плановыми ремонтами со 180 тыс.км до 800 тыс.км., увеличение грузоподъемности на 8 т., для осуществления этого промышленными предприятиями интенсивно проводятся работы в следующих направлениях:

• освоение новых конструкционных сталей;
• освоение новых литейных сталей, которые имеют коэффициент запаса прочности на усталость, 2,0 и уменьшение веса тележки на 15 %;
• освоение отечественных конических подшипников;
• освоение современного производства износостойких элементов тележки, фрикционных клиньев и ползунов из термически обработанного высокопрочностного чугуна;
• производство полиуретановых деталей тележек;
• производство высокостойких полимерных втулок рычажной передачи с межремонтным пробегом 800 тыс. км;
• разработка и освоение производства поглощающих аппаратов;
• разработка и освоение производства новых тормозных систем;
• разработка семейства тележек для различных типов вагонов;
• увеличение скорости доставки грузов;
• увеличения транспортной и экологической безопасности;
• повышение производительности на 18-20%;
• увеличение осевой нагрузки – не менее чем на 7 %;
• уменьшение металлоемкости конструкции на 10%;
• экономия энергозатрат на эксплуатацию надо 20;
• повышение надежности конструкций, широкое использование средств технической диагностики и неразрушающего контроля, увеличение моторессурса.

Для тягового подвижного состава проводятся работы по усовершенствованию конструкции экипажной части, которые обеспечивали бы пробег бандажей колес до 1 млн.км.

В Украине впервые созданы конструкции пассажирских вагонов рассчитанных на эксплуатацию со скоростями 200 км/ч. С целью повышения их надежности с момента постройки до первого деповского ремонта пробег должен составлять не менее 900 000 км, сегодня 450 000 км. За счет внедрения изготовления кузовов из нержавеющей стали минимальный срок службы составит 40 лет вместо 30 лет. Коэффициент плавности хода не выше 2,8 вместо 3,25. За счет внедрения пневматического рессорного подвешивания значительно улучшаются показатели надежности всех без исключения узлов и деталей пассажирского вагона. Аналогичные новшества с целью повышения показателей надежности вводятся и в конструкции вновь создаваемых электропоездов отечественного производства.

Большая работа проводится по повышению надежности литых деталей Кременчугским сталелитейным заводом и Мариупольским заводом «Електросталь». Внедряется новые конструкции надрессорных балок и боковых рам с пределом усталостной прочности равному 2. Статистика свидетельствует, что литье Кременчугского сталелитейного завода в 5 и более раз меньше отбраковывается в эксплуатации по причине отказов в процентном отношении до общего выпуска изделий по отношению к другим предприятиям на пространстве стран СНГ,

Управление надежностью подвижного состава в настоящее время осуществляется с помощью автоматизированных комплексов на основе стационарных и бортовых систем диагностики тягового и прицепного подвижного состава.

С целью единого подхода до положений определяющих надежность в железнодорожной отрасли разрабатывается проект межгосударственного стандарта «Надежность в железнодорожной технике. Основные понятия. Термины и определения», который устанавливает основные понятия, термины и определения понятий в области надежности железнодорожной техники.

В машиностроении для железнодорожного транспорта задачи надежности решаются очень трудно, главным образом из-за сложности проведения массовых экспериментальных исследований. Однако благодаря титаническому труду ученных – экспериментаторов Украины поставленные задачи по повышению надежности будут успешно решены, а перспективный подвижной состав будет соответствовать лучшим мировым образцам.