авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 |

Повышение долговечности бандажей колесных пар электровозов в условиях депо

-- [ Страница 2 ] --

Результаты приведенного анализа показывают, что использование практически всех способов востребовано и функционально возможно в локомотивных депо. Определение влияния различных случайных факторов на процесс изнашивания бандажей путем анализа замеров при осмотрах (ТО) и ремонтах (ТР) электровозов, то есть через определенный промежуток времени (пробега) – задача выполнимая с помощью методов математической статистики и теории вероятностей. Статистическая обработка позволяет рассчитать зависимость значений контролируемых параметров бандажей от пробега и ее экстраполяция в область больших значений пробегов дает возможность построения прогнозной модели.

Если установить математическую форму распределения, соответствующую наблюдениям, и на основе последних вычислить наилучшее из возможных оценок для требуемых параметров, то оставшиеся значения можно отстранить от дальнейших расчетов. Так, для получения достоверных результатов при обработке выборки требуется следующее: выбор математической формы генеральной совокупности; определение способа вычисления, пригодного для оценки контролируемого параметра и вывод точной математической формы распределения.

Исходная информация для определения действенности каждого из способов, направленных на повышение долговечности бандажей, получены из зависимостей «износ–пробег», где каждому определенному пробегу соответствует определенное значение износа. Для упрощения расчетов и получения большего количества информации для изучения, следует объединить значения с близким пробегом в одну выборочную совокупность. Игнорировать разницу пробега нам позволяют погрешность измерительного инструмента, а также инертность износа, то есть малое отклонение значения износа при небольшом изменении пробега. Принцип формирования выборочных совокупностей приведен в таблице 2.

Таблица 2 – Формирование выборочных совокупностей для проведения расчета

Значение пробега в конкретной точке замера Значение пробега для конкретной выборочной совокупности Значение износа, соответствующее конкретной точке замера
L1.1 L1 1.1
L1.2 1.2
L1.i 1.i
L2.1 L2 2.1
L2.2 2.2
L2.i 2.i
Ln.i Ln n.i

На основании собранной статистической информации по изнашиванию бандажей колесных пар можно построить зависимости математического ожидания и среднеквадратического отклонения контролируемого параметра от пробега. Полученные зависимости экстраполируются в область больших значений пробегов, в зависимости от вида теоретического распределения рассчитывается вероятность безотказной работы. Зависимости математического ожидания износа бандажей от пробега и вероятности безотказной работы бандажей колесных пар с профилем поверхности катания ДМетИ (ЛР) в качестве примера приведены на рисунках 3 и 4. Для других контролируемых параметров приведенные зависимости носят аналогичный характер.

  Зависимость -4   Зависимость -5

Рисунок 3 – Зависимость математического ожидания износа бандажей электровозов ВЛ11

Рисунок 4 – Зависимость вероятности отказа бандажей электровозов ВЛ11

На рисунке 3: Mx – значения, построенные с помощью уравнения регрессии; Mx' – экспериментальные значения.

Определив вид теоретического распределения в каждой группе можно получить уравнение кривой, ограничивающей область значений одной выборочной совокупности, а, следовательно, и вычислить вероятность отказа при пробегах близких к «критическим».

(4)

где Хдоп., Хном. – допускаемое и номинальное значения контролируемого параметра объекта исследования; f(x) – значение функции распределения случайной величины в конкретном диапазоне выборочной совокупности.

Применительно к определению вероятности безотказной работы бандажей колесных пар при нормальном типе распределения уравнение (4) будет иметь следующий вид:

, (5)

где х – среднеквадратическое отклонение контролируемого параметра; Мх – математическое ожидание контролируемого параметра; Хдоп. – допускаемое значение контролируемого параметра; L – пробег, соответствующий моменту замера; P – вероятность безотказной работы.

Если производить восстановление изношенного бандажа, его замену при наработке (пробеге), не превышающей 90%-ного ресурса (Р = 0,1), то вероятность отказа бандажа в межремонтном периоде не превысит 10 %, а отклонение межремонтного пробега от установленной величины также окажется в пределах ±10 %, то есть находится в соответствии с относительной погрешностью применяемого в локомотивных депо измерительного инструмента. Поэтому, целесообразно ограничить межремонтные пробеги 90%-ым ресурсом. На основании выполненных расчетов строятся зависимости P(L), и по ним определяется %-ый ресурс колесных пар, то есть такой пробег, которому соответствует вероятность безотказной работы или вероятность отказа Р = 1 – .

В третьей главе исследована значимость способов повышения долговечности бандажей и описана разработанная методика оценки влияния наплавки гребней на долговечность бандажей колесных пар электровозов. Автором диссертации производился отбор способов повышения ресурса бандажей в условиях локомотивных депо. Выбор способов осуществлялся по трем критериям, приведенным во второй главе. Если хотя бы один критерий отвергался, способ исключался из дальнейшего рассмотрения. Таким образом, было выбрано шесть способов повышения долговечности бандажей колесных пар электровозов: обточка по наилучшему профилю поверхности катания бандажей; упрочнение гребней бандажей колесных пар; применение триботехнического состава; наплавка гребней бандажей; увеличение начальной толщины бандажа и своевременная замена резинометаллических элементов буксовых узлов электровозов ВЛ11 и ВЛ11М.

Получить зависимость значений контролируемых параметров колесных пар от пробега при применении наплавки затруднительно, однако, чтобы получить ориентировочные значения, можно воспользоваться «идеальным случаем»: интенсивность износа – величина постоянная и обточка бандажей колесных пар производится только по предельному износу гребня через одинаковые значения пробегов (90%-ный ресурс до обточки). Используя эти допущения, можно рассчитать технологический износ (или экономию бандажной стали при каждой обточке), а, следовательно, и ресурс бандажей колесных пар при использовании наплавки. Величина экономии материала бандажа (в мм) определяется:

, (6)

где ТО-4 – средняя толщина бандажа снимаемая при проведении технического обслуживания ТО-4; 2 – величина расхода бандажа при обточке после наплавки.

Тогда математическое ожидание износа бандажа при использовании наплавки можно определить:

, (7)

где Mх(L)i – значение математического ожидания износа гребня на период запланированной обточки.

Схема оценки влияния наплавки гребней на долговечность бандажей колесных пар электровозов приведена на рисунке 5.

  Диаграмма влияния наплавки-10

Рисунок 5 – Диаграмма влияния наплавки гребней на ресурс бандажей

Обобщение результатов исследования показывает эффективность применения каждого из шести выбранных способов. Для заключительно этапа моделирования определены значения первоначальной функции многих переменных:

(8)

В этом случае воздействие каждого слагаемого на систему в целом можно определить с помощью функции полных дифференциалов. Определить степень влияния каждого способа можно исходя из условия:

R = F (f, h, c, t, d, b) = 1. (9)

При представлении выражения (9) в процентном соотношении получаем уровень влияния каждого способов. Результаты расчета показаны на рисунке 6 и сведены в таблицу 3.

Рисунок 6 – Долевое распределение значимости способов повышения

долговечности бандажей колесных пар электровозов, %

Таблица 3 – Значения частных производных каждого элемента

функции R = F(x)

№ способа Применяемый способ Значение производной функции / 10-5, мм/км Значение производной функции, % Прогнозируемый ресурс, тыс. км
1 Обточка бандажей по профилю ГОСТ 11018 5,991 13,36 678
2 Упрочнение гребней бандажей 7,080 17,44 668
3 Применение триботехнического состава 7,821 17,45 660
4 Наплавка гребней 7,821 17,45 638
5 Увеличение начальной толщины бандажа 7,821 17,45 650
6 Своевременная замена резинометаллических элементов 8,298 18,51 688

Как видно из диаграмм (см. рисунок 6), наибольшую роль в повышении долговечности бандажей играют: применение обточки колесных пар по профилю ГОСТ 11018; своевременная замена резинометаллических элементов; наплавка гребней; применение триботехнического состава; упрочнение гребней; увеличение начальной толщины бандажей колесных пар. Средняя долговечность бандажа при применении предложенных способов в условиях депо составляет:

(10)

где Lисх.(i) – значение ресурса бандажа до внедрения i-го способа; Li – значение ресурса при применении i-го способа; kэф. – коэффициент, учитывающий неравномерность эффективности способов, направленных на повышение долговечности бандажей колесных пар, kэф. = 0,9.

Согласно (10), средняя долговечность бандажа при применении предложенных способов в условиях депо составляет 597,3 тыс. км.

В четвертой главе рассмотрено влияние проката на тяговые свойства электровозов. Коэффициент сцепления, по которому определяют расчетную силу тяги локомотива, зависит от многих случайных факторов, в том числе от состояния поверхности колес и рельсов, равномерности нагрузок на колеса, жесткости характеристик тяговых двигателей, формы поверхности катания бандажа, определяемой прежде всего величиной проката, и ряда других.

Исследования влияния проката на тяговые свойства электровозов ВЛ10 и ВЛ11 ранее были выполнены в Уральском отделении ВНИИЖТ на Свердловской и Южно-Уральской железных дорогах. Полученные в результате этих исследований номограммы в настоящее время неудобны в использовании, потому как требуют большой доли «ручного труда» и предусмотрены лишь для массы поезда ограниченной 6000 т. Для удобства работы с этой методикой необходимо ее усовершенствование и переработка номограмм для использования на ПЭВМ на основе разработанной математической модели. Представление кривых в виде уравнений позволяют использовать методику в различных программных средах. Кроме того, имея зависимости устойчиво реализуемого веса состава от величины проката на участках пути с радиусом кривых до и более 500 м можно заменить их одной кривой для каждого случая путем их обработки в соответствии с алгоритмом (рисунок 7).

  Алгоритм замены номограмм-14

Рисунок 7 – Алгоритм замены номограмм одной кривой

При замене номограмм одной кривой погрешность не должна превышать 50 т. Результаты замены в табличной форме приведены в таблице 4.

Таблица 4 – Результаты замены номограмм одной кривой

Отклонение массы поезда от расчетной (при радиусе кривых до 500 м)
Прокат 0 1 2 3 4 5 6 7
Отклонение, % –0,064 0,128 9,09·10-5 –0,887 –3,026 –5,788 –9,178 –13,749
Максимальная погрешность (по модулю) 13 13 15 22 26 25 31 16
Отклонение массы поезда от расчетной (при радиусе кривых более 500 м)
Отклонение, % –0,119 1,087 1,357 0,850 –0,739 –3,205 –5,990 –9,132
Максимальная погрешность (по модулю) 21 22 29 24 24 22 22 36


Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.