Повышение долговечности бандажей колесных пар электровозов в условиях депо

Размещено на http://www.allbest.ru/

На правах рукописи

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

повышение долговечности бандажей колесных пар электровозов в условиях депо

Специальность 05.22.07 - Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация

Худояров Дмитрий Леонидович

Екатеринбург - 2010

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Уральский государственный университет путей сообщения» (УрГУПС).

Научный руководитель кандидат технических наук, доцент

БУЙНОСОВ Александр Петрович.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

ПРОСВИРОВ Юрий Евгеньевич;

кандидат технических наук, профессор

ЗЫКОВ Юрий Валентинович.

Ведущее предприятие государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Петербургский государственный университет путей сообщения».

Защита диссертации состоится «____» ____________ 2010 г. в 14-00 на заседании Диссертационного совета Д 218.013.01 при Уральском государственном университете путей сообщения (УрГУПС) по адресу: 620034, г. Екатеринбург, ул. Колмогорова, 66, ауд. 283.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета и в сети Интернет на сайте www.usurt.ru.

Автореферат разослан «____» ______________ 2010 г.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный гербовой печатью организации, просим направлять в адрес Диссертационного совета по почте и по факсу (343) 245-31-88.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор технических наук, профессор В. Р. Асадченко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Бандажи колесных пар являются одним из самых ответственных элементов механической части электровозов. Величина ресурса бандажей определяет периодичность технического обслуживания ТО-4 (обточка бандажей с целью восстановления конфигурации их профиля), ремонта ТР-3, СР и КР для замены полностью изношенных бандажей колесных пар.

По оценке экспертов, в России в начале 80-х гг. срок службы бандажей колесных пар локомотивов составлял 6-7 лет, а в 90-е гг. ХХ века он сократился уже до 2-3 лет. Отказы по износу колес занимают «ведущее место» среди других технических отказов в эксплуатации локомотивов.

Проблемой износа колесных пар прямо или косвенно занимались многие ученые и практики в России и за рубежом. На основе натурных наблюдений делались выводы о влиянии тех или иных факторов на интенсивность износа, на основе теоретических разработок строились модели.

Рисунок 1 - Распределение обточек по причинам за 2009 г. в локомотивном депо Свердловск-сортировочный

Статистический анализ причин износа бандажей колесных пар показывает, что основная доля износов поверхности бандажа приходится на гребень бандажей колесных пар (рисунок 1). Поэтому большинство обточек производят по износу гребня, причины остальных обточек распределяются примерно в равном соотношении.

Интенсивность износа гребня напрямую влияет на долговечность бандажей колесных пар. От долговечности бандажей зависит срок службы всей колесной пары электровоза, так как при предельном износе бандажей необходимо производить выкатку колесно-моторного блока, что не только оставляет эксплуатационные депо ОАО «РЖД» без работоспособного электровоза, но и добавляет работы ремонтным локомотивным депо, а значит, приводит к росту себестоимости перевозок и снижению конкурентоспособности железнодорожного транспорта.

Ресурс бандажей колесных пар является одним из определяющих факторов величины межремонтных пробегов - не увеличив ресурс бандажей, невозможно продлить межремонтный период между текущими ремонтами ТР-3, что сдерживает увеличение пробегов между ремонтами во всей системе технического обслуживания и текущего ремонта электровозов.

Объект исследования - бандажи колесных пар электровозов.

Предмет исследования - способы повышения ресурса бандажей колесных пар.

Целью диссертационной работы является увеличение долговечности бандажей колесных пар электровозов в условиях депо. В соответствии с поставленной целью сформулированы следующие задачи:

- выполнить анализ причин изнашивания бандажей колесных пар и способов, существенно повышающих долговечность бандажей электровозов;

- разработать математическую модель многофакторного анализа повышения долговечности бандажей колесных пар;

- разработать методику оценки влияния наплавки гребней на долговечность бандажей колесных пар электровозов;

- усовершенствовать методику определения проката на основе разработанной математической модели.

Методы исследования. В ходе исследования применялись методы теории вероятности и математической статистики. Общая методика исследований построена на использовании численных методов анализа, построении прогнозных моделей, натурных испытаниях.

Достоверность научных положений и результатов диссертационной работы подтверждается корректным использованием теоретических и экспериментальных методов обоснования полученных результатов, выводов и рекомендаций, а также положительным опытом внедрения предложений автора работы на Свердловской железной дороге.

На защиту выносятся:

- способы, повышающие долговечность бандажей колесных пар электровозов в условиях депо;

- математическая модель многофакторного анализа комплексного влияния способов повышения долговечности бандажей колесных пар;

- методика оценки влияния наплавки гребней на долговечность бандажей колесных пар электровозов;

- усовершенствованная методика определения величины проката бандажей колесных пар.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- разработана математическая модель многофакторного анализа комплексного влияния способов повышения долговечности бандажей колесных пар электровозов;

- разработана методика оценки влияния наплавки гребней на долговечность бандажей колесных пар электровозов;

- усовершенствована методика определения проката бандажей колесных пар электровозов ВЛ10 и ВЛ11.

Практическая ценность. Выполненные исследования позволили выявить степень влияния исследуемых способов на снижение интенсивности износа бандажей колесных пар. Даны практические рекомендации о целесообразности применения каждого из исследуемых способов повышения долговечности бандажей колесных пар, которые могут найти свое применение на предприятиях, осуществляющих эксплуатацию и ремонт электровозов.

Реализация результатов работы. Материалы, представленные в диссертации, являются составной частью научно-исследовательских работ УрГУПС по разработке способов повышения ресурса бандажей колесных пар тягового подвижного состава железных дорог.

Результаты исследования и практические предложения внедрены в локомотивных депо Свердловской железной дороги.

Апробация работы. Основные результаты работы опубликованы в открытой печати, докладывались и одобрены на: Межвузовской научно-технической конференции «Молодые ученые - транспорту» (Екатеринбург, УрГУПС, 2005-2010 гг.); научно-технической конференции, посвященной юбилею электромеханического факультета УрГУПС (Екатеринбург, 2008 г.); заседаниях кафедры «Электрическая тяга» УрГУПС (2006-2010 гг.).

Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 10 статьях (из них четыре - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ). Общий объем публикаций 5,63 п.л., из которых автору принадлежит 3,55 п.л. Статьи опубликованы в журналах «Железнодорожный транспорт», «Транспорт Урала», «Известия Петербургского университета путей сообщения», «Локомотив», «Вестник УрГУПС», в сборниках научных трудов УрГУПС.

Структура и объем диссертации. Диссертация включает в себя введение, пять глав, заключение, библиографический список из 121 наименований и три приложения. Основное содержание изложено на 129 страницах машинописного текста, в том числе 22 таблиц, 45 рисунков.

износ бандаж колесный пара

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цели и задачи исследований, изложены основные результаты и практическое значение работы.

В первой главе выполнен анализ причин изнашивания бандажей колесных пар локомотивов, приведен обзор научных работ, посвященных проблеме повышенного износа бандажей колесных пар. Рассмотрены основные способы повышения долговечности и износостойкости бандажей.

Проблемы износа пары «колесо-рельс» всегда находились в центре внимания отраслевой и академической науки. Значительный вклад в решение этой проблемы внесли и вносят ученые и специалисты Всероссийского научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (ОАО «ВНИИЖТ»), Научно-исследовательского и конструкторско-технологического института подвижного состава (ОАО «ВНИКТИ»), Дальневосточного (ДВГУПС), Московского (МГУПС), Петербургского (ПГУПС), Омского (ОмГУПС), Сибирского (СГУПС), Уральского (УрГУПС) государственных университетов путей сообщения, Брянского государственного технического университета, института проблем механики РАН и ряда других организаций.

Этой проблеме посвятили целый ряд работ российские и зарубежные ученые: С. М. Андриевский, В. М. Богданов, А. П. Буйносов, Ю. Н. Виноградов, А. А. Воробьев, А. В. Горский, А. Т. Головатый, А. Л. Голубенко, М. П. Гребенюк, В. Г. Григоренко, Ю. А. Евдокимов, С. М. Захаров, Ю. В. Зыков, И. А. Иванов, С. Г. Иванов, И. П. Исаев, А. И. Карамзин, В. Н. Кашников, А. Я. Коган, А. С. Космодамианский, С. М. Куценко, Т. В. Ларин, М. А. Левинзон, Ю. Н. Ликратов, М. М. Машнев, И. А. Майба, Н. Ф. Медведев, В. С. Наговицын, Ю. Е. Просвиров, Ю. С. Ромен, А. Н. Савоськин, А. В. Смольянинов, К. А. Стаценко, М. Н. Трофимов, А. А. Хохлов, И. С. Цихалевский, В. Н. Цюренко, В. В. Шаповалов, В. Н. Шестаков, Л. М. Школьник, Н. П. Щапов, Д. Калкер и другие.

Исходя из исследований, посвященных износу бандажей, износ является следствием механического зацепления неровностей трущихся поверхностей и разрушения их за счет этих зацеплений при трении; износ происходит за счет развития усталостных процессов разрушения трущихся поверхностей при истирании; истирание поверхности обусловлено изменением механических свойств металла при наклепе; истирание возникает вследствие взаимодействия трущихся металлов с окружающей газовой средой, что приводит к образованию пленок, легко удаляемых при трении; при истирании происходят местные схватывания и вырывы металла в отдельных точках поверхностей, которые при скольжении разрушаются; процесс истирания связан со свариванием металлов в точках контакта в результате воздействия высоких температур, развивающихся в контактной зоне и доходящих до температур плавления; узлы сваривания разрушаются при перемещении поверхностей.

При зарождении теории и практики тяги поездов детально рассматривались вопросы снижения износа колеса и рельса. Формировалась экспериментальная база по определению коэффициента сцепления, создавались математические модели. Несмотря на напряженные усилия ученых всего мира, модели взаимодействия колеса и рельса иногда давали прямо противоположные результаты. Модели, описывающие движение системы «колесные пары-рельсы», описанные в трудах отечественных и зарубежных ученых, не способны учесть сложный комплекс взаимосвязанных физико-химических явлений, происходящих на поверхностях колесных пар и рельсов, и приводящих к изменению физико-механических свойств материалов в пятнах фактического контакта, действие температурных градиентов и других факторов.

Существующая программа действий по снижению износа гребней предусматривает следующее: применение гребне- и рельсосмазывания; подбор профилей катания бандажа; упрочение гребней бандажей колесных пар; применение своевременного разворота локомотива; контроль качества производства ремонта колесных пар; подбор по жесткости поводков буксовых узлов; подбор диаметров колесных пар.

Несмотря на достигнутые результаты, проблема не потеряла актуальности и требует усиленного внимания. Проведенные исследования в области повышения ресурса бандажей колесных пар позволяют в той или иной мере судить об эффективности отдельных способов, направленных на повышение долговечности элементов катания бандажей, однако совместно эти способы еще не исследовались.

Таким образом, для достижения поставленной цели и решения сопутствующих задач необходимо разработать математическую модель, позволяющую выявить степень влияния каждого из способов на долговечность бандажей колесных пар электровозов. Структура организации исследования и решения задачи приведена на рисунке 2.



Рисунок 2 - Структура исследования и решения задачи

Вторая глава посвящена математической обработке статистической информации и построению вероятностно-статистической модели, отражающей зависимость ресурса бандажей от внедряемых способов.

Степень влияния способов, направленных на снижение износа бандажей колесных пар, можно представить в виде функции многих переменных:

R = (f, e, h, l, b, d, o, t, k, r, c, j, g, w), (1)

где f - обточка бандажей по наилучшему профилю поверхности катания бандажей колесных пар; e - применение современного технологического оборудования в ремонтном процессе; h - упрочнение гребней бандажей; l - применение лубрикации; b - применение триботехнического состава НИОД; d - наплавка гребней бандажей; o - обточка с сохранением остаточного проката; t - увеличение начальной толщины бандажей; k - климатические условия; r - поддержание в эксплуатации нормируемых параметров верхнего строения пути; c - своевременная замена резинометаллических элементов; j - разворот электровоза; g - подбор диаметров колесных пар; w - подбор поводков по жесткости.

Если по каким-либо причинам эта функция получает достаточно малые случайные приращения f?, e?, h?, l?, b?, d?, o?, t?, k?, r?, c?, j?, g?, w?, то ее новое значение можно представить в виде ряда Тейлора:

(2)

Ограничиваясь первой степенью малых приращений переменных, получаем следующее выражение:

(3)

Таким образом, можно в комплексе прогнозировать эффект от внедрения в условиях депо рассматриваемых основных способов, направленных на повышение долговечности бандажей колесных пар.

Выбор основных способов можно произвести по следующим критериям: 1) потребность в применении; 2) наличие разработанных технологий; 3) техническая возможность локомотивных депо. Сопоставление основных способов с критериями выбора приведено в таблице 1.

Таблица 1 - Сопоставление способов повышения долговечности бандажей в условиях депо с критериями выбора

Исследуемые способы	№ критерия
	1	2	3
Обточка по наилучшему профилю поверхности катания бандажей колесных пар	+	+	+
Применение современного технологического оборудования в ремонтном процессе	+	+	-
Упрочнение гребней бандажей	+	+	+
Применение лубрикации	+	-	+
Применение триботехнического состава НИОД	+	+	+
Наплавка гребней бандажей	+	+	+
Обточка с сохранением остаточного проката	+	-	+
Увеличение начальной толщины бандажа	+	+	+
Климатические условия	+	-	-
Поддержание в эксплуатации нормируемых параметров верхнего строения пути	+	+	-
Своевременная замена резинометаллических элементов	+	+	+
Разворот электровоза	-	-	-
Подбор диаметров колесных пар	+	-	+
Подбор поводков по жесткости	+	-	+

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	Д1.1
L1.2		Д 1.2
…		…
L1.i		Д 1.i
L2.1	L2	Д2.1
L2.2		Д 2.2
…		…
L2.i		Д 2.i
…	…	…
Ln.i	Ln	Д 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.



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 ух - 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 ДТО-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.

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).

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

В пятой главе приведена оценка экономической эффективности повышения ресурса бандажей колесных пар электровозов за счет применения триботехнического состава НИОД. Использование этого способа повышения долговечности бандажей колесных пар позволяет получить годовой экономический эффект более 600 тыс. руб. в одном ремонтном локомотивном депо.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. На основе разработанной математической модели многофакторного анализа, используя методы теории вероятности и математической статистики, а также критерии отбора, выбраны наиболее эффективные способы, направленные на повышение долговечности бандажей колесных пар электровозов. Установлено долевое распределение значимости способов повышения долговечности бандажей: обточка бандажей колесных пар по профилю ГОСТ 11018 (13 %); упрочнение гребней (17 %); применение триботехнического состава (17 %); наплавка гребней (17 %); увеличение начальной толщины бандажей колесных пар (17 %) и своевременная замена резинометаллических элементов (19 %).

2. Произведено ранжирование способов повышения долговечности бандажей по их эффективности. Установлена долговечность бандажей колесных пар электровозов при использовании рассмотренных способов в условиях депо: обточка бандажей по наилучшему профилю позволяет увеличить ресурс колесных пар до 678 тыс. км; упрочнение гребней - до 668 тыс. км; применение триботехнического состава - до 660 тыс. км; наплавка гребней - до 638 тыс. км; увеличение начальной толщины бандажей колесных пар - до 650 тыс. км; своевременная замена резинометаллических элементов - до 688 тыс. км.

Средняя долговечность бандажа при применении предложенных способов в условиях депо составляет 597,3 тыс. км. Таким образом, есть возможность выполнить требование стратегии развития железнодорожного транспорта России о повышении ресурса бандажей колесных пар к 2015 году до 600 тыс. км.

3. Разработана методика оценки влияния наплавки гребней на долговечность бандажей колесных пар электровозов. Наплавка гребней позволяет увеличить ресурс бандажей электровозов ВЛ11 и ВЛ11М на 14 %.

4. На основе разработанной математической модели усовершенствована методика определения проката бандажей колесных пар электровозов для участков пути с радиусом до 500 м и более.

5. Расчетный годовой экономический эффект от внедрения триботехнического состава НИОД в одном ремонтном локомотивном депо составляет более 600 тыс. руб.

Основные положения диссертации опубликованы в работах

1. Худояров Д. Л. Повышение ресурса бандажей колесных пар электровозов ВЛ11 [Текст] / А. П. Буйносов, Д.Л. Худояров // Железнодорожный транспорт. - 2010. - № 9 - С. 47-48. - входит в перечень ВАК.

2. Худояров Д. Л. Влияние упрочнения на ресурс бандажей колесных пар [Текст] / А. П. Буйносов, Д. Л. Худояров // Транспорт Урала. - 2010. - № 1 (24). - С. 63-68. входит в перечень ВАК.

3. Худояров Д. Л. Организация текущего ремонта ТР-1 электровозов серии ВЛ11 на Свердловской железной дороге [Текст] / И.С. Цихалевский, О.И. Ветлугина, Д. Л. Худояров // Транспорт Урала. - 2005. - № 4 (7). - С. 16-19.- входит в перечень ВАК.

4. Худояров Д. Л. Совершенствование пунктов технического обслуживания электровозов [Текст] / Ю. Н. Виноградов, И. С. Цихалевский, Д. Л. Худояров // Железнодорожный транспорт. - 2007. - № 4 - С. 59-61. - входит в перечень ВАК.

5. Худояров Д. Л. Совершенствование системы ремонта механической части электровозов серии ЧС на Свердловской железной дороге [Текст] / Д. Л. Худояров // Совершенствование конструкции, системы ремонта и эксплуатации электрического подвижного состава: Сб. науч. тр. - Екатеринбург: УрГУПС, 2006. - С. 101-110.

6. Худояров Д. Л. Оптимизация процесса ремонта колесных пар локомотивов со сменой элементов в условиях депо [Текст] / И. С. Цихалевский, Д. Л. Худояров // Известия Петербургского университета путей сообщения. - СПб.: Петербургский гос. ун-т путей сообщения, 2007. - Вып. 2(11). - С. 102-108.

7. Худояров Д. Л. Моделирование процесса восстановления работоспособности оборудования электроподвижного состава [Текст] / И. С. Цихалевский, В. Я. Шамаева, И. Н. Пампурин, Д. Л. Худояров // Известия Петербургского университета путей сообщения. - СПб.: Петербургский гос. ун-т путей сообщения, 2007. - Вып. 2(11). - С. 109-115.

8. Худояров Д. Л. Зависимость ресурса бандажей колесных пар от состояния резинометаллических элементов буксовых узлов [Текст] / Д. Л. Худояров // Молодые ученые - транспорту 2009: Сб. науч. тр.: в 3-х ч. Ч.1. - Екатеринбург: Изд-во УрГУПС, 2009. - С. 104-109.

9. Худояров Д. Л. Увеличение ресурса бандажей колесных пар с помощью наплавки [Текст] / Д. Л. Худояров // Вестник УрГУПС. - 2010. - № 1 (5). - С.64-67.

10. Худояров Д. Л. Срок службы бандажей продлевает упрочнение [Текст] / А. С. Космодамианский, Д. Л. Худояров // Локомотив. - 2010 - № 5 - С. 39-40.

Личный вклад автора в работах, опубликованных в соавторстве, заключается в следующем: [1] - определено влияние состояния резинометаллических элементов на ресурс бандажей колесных пар, [2, 10] - определено влияние упрочнения гребней на долговечность бандажей колесных пар; [3, 7] - разработан алгоритм оптимизации ремонтного процесса оборудования локомотивов для повышения ресурса деталей, [4] - предложения по организации контроля геометрических параметров колесных пар при проведении технического обслуживания ТО-2, [6] - произведено обобщение причин интенсивного износа бандажей и изучены способы повышения ресурса бандажей колесных пар в условиях локомотивного депо.

Худояров Дмитрий Леонидович

ПОВЫШЕНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ БАНДАЖЕЙ КОЛЕСНЫХ ПАР ЭЛЕКТРОВОЗОВ В УСЛОВИЯХ ДЕПО

Специальность 05.22.07 - Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация

620034, г. Екатеринбург, ул. Колмогорова, 66

Издательство УрГУПС

Формат бумаги 6084 1/16 Подписано к печати 12.09.10 г. Объем 1,1 п.л.

Тираж 100 экз. Заказ № 654

Размещено на Allbest.ru