Главная / 14 Общие понятия о надежности и принципы обеспечения безопасности вагонов / 14.1.1. Количественные характеристики надежности
Навигация
Форум
Главная
Карта сайта
Реклама на железнодорожных сайтах!


Здесь, и на двадцати других железнодорожных сайтах может быть Ваша реклама.

                                   Контакты:
                                   site1a@yandex.ru
                                   8 (921) 55-0000-5
Содержание
1 Общие сведения о ж.д. транспорте
2 Общие сведения о вагонном парке ж.д.
3 Общие принципы устройства вагонов
4 Грузовые вагоны
5 Пассажирские вагоны
6 Общие сведения о локомотивах и тяге поездов
7 Общие сведения об автотормозах и безопасности движения
8 Электроснабжение ж.д.
9 Железнодорожный путь и искусственные сооружения
10 Раздельные пункты
11 Организация движения поездов
12 Общие сведения об организации технического обслуживания вагонов
13 Технология вагоностроения и ремонта вагонов
14 Общие понятия о надежности и принципы обеспечения безопасности вагонов в эксплуатации

Количественные характеристики надежности

           При анализе надежности вагона в эксплуатации его рассматривают как сложную механическую систему, состоящую из ряда последовательно соединенных расчетных узлов или сборочных единиц, каждый из которых в свою очередь состоит из ряда последовательно соединенных деталей или элементов. Отказ каждой детали вагона ведет к отказу всего узла, а отказ узла — к отказу вагона, т.е. рассматривается система без резервирования. Основными узлами при оценке надежности вагона являются кузов, тележка, автосцепное и автотормозное устройства.
           При расчете вагонов по нормам для расчета и проектирования вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных) предполагается, что отказы узлов или деталей вагона являются взаимно независимыми.
           Для оценки надежности вагона в целом и его элементов в отдельности используются следующие количественные характеристики надежности:
           — вероятность безотказной работы, под которой понимается вероятность того, что в заданном интервале времени и при заданных условиях эксплуатации не произойдет отказа. Эта характеристика надежности определяется в результате испытаний большого количества вагонов с определением количества вагонов, отказавших за какой-то период времени;
           — вероятность отказа, которая представляет собою понятие, противоположное вероятности безотказной работы вагона. По смыслу вероятность отказа является одновременно и интегральной функцией распределения времени до отказа, так как характеризует накопление числа отказов во времени;
           — интенсивность отказов для невосстанавливаемых вагонов, представляющая собою отношение числа отказов вагонов за определенный промежуток времени к произведению некоторого времени и среднего числа вагонов, исправно работавших в некотором интервале времени.
           Параметр потоков отказов для восстанавливаемых вагонов, представляющий собой отношение числа отказавших вагонов за некоторый промежуток времени к произведению числа вагонов в начале испытаний и некоторого интервала времени работы испытываемых вагонов.
           Каждая деталь вагона может иметь несколько отказов, которые устраняются ремонтом или заменой деталей вагона. Последовательность таких отказов, происходящих в случайные моменты времени, называется потоком отказов. В отличие от невосстанавливаемых деталей вагона здесь общее число деталей остается неизменным на протяжении всех испытаний вагонов. Причем каждая деталь вагона может иметь несколько отказов за время испытания, и возникает поток их отказов.
           Каждый определенный вид отказа деталей вагона происходит вследствие взаимодействия в процессе наработки обобщенных параметров эксплуатационной нагруженности детали и ее несущей способности. К обобщенным параметрам нагруженности несущих де¬талей вагона относятся максимальные значения суммарных напряжений при экстремальной перегрузке, максимальные значения суммарных квазистатических напряжений сжатия, величина эквивалентной приведенной амплитуды динамических напряжений. Этим обобщенным параметром нагруженности несущих элементов вагона соответствуют такие параметры несущей способности для детали, как предел текучести и предел прочности материала детали, предел выносливости, значение критических напряжений при оценке устойчивости формы сжатого стержня.
           Если в эксплуатации вагона несущая способность детали вагона выше эксплуатационной нагруженности детали, то обеспечивается надежная работоспособность данной де¬тали. Значения параметров эксплуатационной нагруженности и несущей способности детали вагона являются случайными, а большое число разнообразных факторов воздействия позволяет считать обоснованной гипотезу о нормальном законе распределения величин этих параметров.
           Средняя наработка до отказа, под которой понимается отношение суммарного времени исправной работы определенного количества деталей вагона к количеству деталей вагона в начале использования вагона.
           Наработка на отказ или среднее значение наработки восстановленной детали между отказами, под которой понимается отношение суммарных отрезков времени исправной работы детали вагона между ее ремонтом к общему числу отказов детали.
           Среднее время восстановления или среднее время вынужденного нерегламентированного простоя, вызванного отысканием и устранением одного отказа, которое представляет собою отношение суммарного времени восстановления каждой детали вагона к общему числу отказов.
           Коэффициент готовности, под которым понимается вероятность того, что деталь будет работоспособна в произвольно выбранный момент времени в промежутках между проведениями плановых технических обслуживаний. Определяется как отношение наработки на отказ к сумме наработки времени на отказ и среднего времени восстановления деталей вагона.
           Перечисленные в этом разделе количественные характеристики надежности деталей вагонов можно определять по представительным статическим данным об отказах, получаемым в процессе эксплуатации или в результате специальных опытов, поставленных с учетом особенностей работы детали вагона и наличия или отсутствия ремонта деталей вагона.
           Закономерности распределения времени безотказной работы деталей вагона устанавливаются обработкой опытных данных по известным методам математической статистики.
           Среди этих методов наиболее удобен и распространен графический, сущность которого состоит в том, что эмпирические данные (накопленная частость отказов), наносятся на специальную координатную сетку в виде точек, по характеру распределения случайных величин которых устанавливается закономерность, т.е. устанавливается тот или иной теоретический закон распределения случайных величин, например, нормальный закон распределения или распределение Вейбулла. Для каждого закона распределения случайных величин строится своя координатная сетка, на которой по оси абсцисс откладывается пробег вагона, а по оси ординат - накопленная частость отказов одного из наиболее часто повреждаемых узлов, например, рама тележки, колесная пара с буксами. Если проведенная через эмпирические точки линия оказывается прямой, то это подтверждает соответствие распределения опытных данных нормальному или логарифмически нормальному закону распределения случайных величин. Степень согласия опытных данных и теоретического закона удобно определять по критерию согласия А.Н. Колмогорова. Для примера на рис. 14.2 приведена координатная сетка, на которой нанесены опытные данные в виде крестиков и кружков, соответствующие пробегу вагона S и накопленной частости отказов (появление трещин усталости) рамы тележки пассажирского вагона. Точки в виде кружков не лежат на прямой линии, что указывает на то, что такое распределение опытных данных не подчиняется нормальному закону распределения случайных величин.
           Точки в виде крестиков, соответствующие lg S и накопленной частости, расположены практически на прямой линии, что подтверждает соответствие распределения опытных данных по отказам рамы тележки логарифмически нормальному закону распределения случайных величин.
           Для количественной проверки этого соответствия рассчитывается величина критерия согласия А.Н. Колмогорова по формуле:
           где D — наибольшее отклонение экспериментальных точек от интерполяционной прямой линии (можно измерять непосредственно по графику);
           п — общее количество экспериментальных точек (следует брать больше 100 точек).
           При λк ≤ 1,0 при доверительных вероятностях больше 0,8 считается, что экспериментальные данные по отказам достаточно хорошо согласуются с нормальным или логарифмически нормальным законом распределения случайных величин. Для приведенного примера λк = 0,67, следовательно, имеется достаточная согласованность с логарифмически нормальным законом распределения случайных величин.
           Получение статических закономерностей по эксплуатационным отказам деталей и узлов грузовых вагонов существенно осложняется вследствие невозможности контроля за каждым вагоном из-за трудности установления места нахождения грузового вагона. Поэтому для своевременного определения времени отказа вагона необходима централизованная система информации с анализом отказов, например, в главном вычислительном центре МПС и в вычислительных центрах отдельных железных дорог России.
           Методы сбора и обработки информации о надежности грузовых вагонов при эксплуатации в опытных маршрутах и о надежности пассажирских вагонов при регулярной эксплуатации их в пассажирских поездах постоянного формирования регламентируются отраслевыми стандартами и ГОСТами.

           Вас также может заинтересовать:
           14.1 Оценка надежности вагонов
           14.1.2 Параметры потока отказов вагонов
           14.1.3 Расчет показателей надежности вагонов при проектировании
           14.2 Испытания вагонов и методики их проведения
           14.2.1 Лабораторные и стендовые испытания
           14.2.2 Динамические поездные испытания
           14.2.3 Статические прочностные испытания вагонов
           14.2.4 Вибрационные испытания
           14.2.5 Измерительно-регистрирующие приборы, применяемые при испытании вагонов
           14.3 Общие сведения о гарантийном сроке службы вагонов
           14.4 Грузовые вагоны нового технического уровня
           14.5 Пассажирские вагоны нового поколения
Rambler's Top100 Анализ веб сайтов