Единое окно доступа к образовательным ресурсам

Техническая диагностика подвижного состава: Методические указания к выполнению курсовой работы

Голосов: 1

Методические указания предназначены для выполнения курсовой работы по дисциплине "Техническая диагностика подвижного состава", в которой студенты должны ознакомиться с существующими методами диагностики механизмов и узлов подвижного состава, приобрести навыки проектирования систем диагностирования, изучить организационные основы дефектоскопии и принцип действия дефектоскопов, ознакомится с основными требованиями к системам диагностики и дефектоскопии при адоптации их в технологическом процессе ремонта и обслуживания вагонов.

Приведенный ниже текст получен путем автоматического извлечения из оригинального PDF-документа и предназначен для предварительного просмотра.
Изображения (картинки, формулы, графики) отсутствуют.
    i - неисправных состояниях представляют косвенно, через множество S
возможных неисправностей (неявная модель объекта).
     Показатели динамики изменения параметров деталей и сборочных
единиц вагонов в эксплуатации находят по результатам измерения и
статистической обработки полученных данных. Отклонение значения
структурного параметра (параметра состояния объекта) от номинала
выражается случайной функцией
                          S (t ) = vc t α + b1 + z i ,                      (3)
где   vc - показатель случайной скорости отклонения параметра при
             наработке t = 1 , уменьшенной в α раз (ед. параметра/ед.
             наработки α );
          t - наработка ( ч, км, ткм и т.д.);
        α - показатель степени, характеризующий кривизну реализаций
             на всем диапазоне их изменения;
        b1 - показатель приработки детали (в ед. параметра);
       z i - стационарная случайная функция отклонения параметра с
           нулевым математическим ожиданием (в ед. параметра).
    При выборе диагностических параметров деталей и сборочных
единиц вагонов в результате анализа статистических рядов значений
структурных и диагностических параметров находят по каждому
структурному параметру функцию его математического ожидания
                        П = f ( П дj ) ( j = 1, 2, K, k ) ,    (4)
где   П,   П дj   - величины структурного и              j -го диагностического
параметров.
    Затем с помощью критерия тесности связи - коэффициента r
устанавливают   корреляционную    зависимость    между     j -м
диагностическим  параметром   и  структурным.  Диагностические
параметры для которых r мал, исключают. Для остальных рассчитывает
значение обобщающего показателя связи
                                   r
                          ρ=             ( j = 1, 2, K , l )                (5)
                                дf дП дj
где дf дП дj - частная производная функции в точке, ордината которой
                  равна допускаемому, значению параметра.;

                                       11


         l   -   число оставшихся исследуемых диагностических
               параметров.
    Большие значения обобщающего показателя связи служат в пользу
выбора данного диагностического параметра.




                               12


            3. ВАГОН, КАК ОБЪЕКТ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ.

     При эксплуатации вагонов детали и сопряжения изнашиваются.
Трущиеся и посадочные поверхности изменяют свои форму. В
сопряжениях деталей увеличиваются зазоры, уменьшается натяги;
между деталями нарушаются межцентровые расстояния, возникают их
перекосы, изменяется ориентация в пространстве и крепление деталей.
     По мере увеличения зазоров, уменьшения натягов, изменения
формы поверхностей трущихся деталей улучшается функционирование
деталей, сопряжении, сборочных единиц: падает мощность двигателей,
увеличивается расход топлива и масла, нарушается управляемость
машин в рефрижераторном подвижном составе, взаимодействие
элементов тормозной рычажной передачи и соответствующих приборов и
т.д.
     Техническое состояние вагона - это совокупность подверженных
изменению в процесса эксплуатации их качественных признаков и
параметров, установленных технической документацией.
     Различают структурные и диагностические параметры состояния
вагонов.
     Структурные параметры (размер детали, износ, зазор, натяг в
сопряжении, физико-химические свойства материала) непосредственно
обуславливают техническое состояние вагонов. Диагностические
параметры, которые используются для определения технического состоя.
гая вагонов (температура, дум, вибрация, степень герметичности,
давление, расход топлива, масла и др.), косвенно характеризуют
структурные параметры, а следовательно и техническое состояние
вагонов, их сборочных единиц и деталей.
     При разработке методов, средств и технологии диагностирования
трудно обойтись без описания наиболее характерных свойств вагона.
     Функциональное описание заключается в определении главных
функций вагона, как системы, которая характеризуется целью его
создания и эффективностью использования.
     Морфологическое описание содержит сведения об элементном
составе, структуре и характере связей между элементами вагона.
     Информационное описание вагона, его сборочных единиц и деталей
представляет собой энтропию, т.е. меру неопределенности информации
о состоянии рассматриваемых объектов.

    Согласно исследованиям К. Шеннона энтропия


                                 13


                                   n
                           H = ∑ Pi log 2 Pi ,                               (6)
                                  i =1

где   Pi - вероятность нахождения объекта в i -м состоянии;
        n - число возможных состояний объекта.
      Вагон .может находиться в следующих состояниях:
      1) исправен и работоспособен, параметры z i , характеризующие
состояние его сборочных, единиц и деталей находятся в пределах
номинального поля допусков:
                           z iHmin ≤ z i ≤ z iHmax                           (7)
    2) неисправен, но работоспособен, что обусловлено выходом
параметров из поля допусков, но не выше предельных значении:
                           ziПР ≤ zi < ziHmin
                              min                                            (8)
                              ziПР ≥ zi > ziHmax
                                 max
    3) неисправен и неработоспособен, следовательно, параметры
основных узлов и систем вышли, за пределы допустимых значений:
                           z i < z iПР , z i > z iПР
                                     min           max                       (9)
    В качестве объекта диагностирования могут быть как отдельные
детали, сборочные единицы так и вагон в целом. Следовательно.,
информация, являясь неотъемлемым атрибутом материи, отражает ее
разнообразие. Теоретико-инфорнационные методы анализа и синтеза
сложных систем основываются, обычно, на количестве информации как
меры разнообразия.
    Физическая и математическая характеристики элементов системы
диагностирования вагонов могут быть представлены следующим
образом.
                                                        Таблица 1
                     Модели диагностирования

 № п/п       Физические характеристики                  Математические модели
  1                      2                                        3
  1          Объект диагностирования.                Структура, функционирование,
                                                     надёжность,
                                                     контролепригодность объекта



                                         14


                                                Продолжение табл. 1

   1                   2                              3
   2        Изменения параметров        Описание     дискретных     и
            технического состояния      непрерывных        изменений
           объекта диагностирования     параметров       технического
                                        состояния
   3       Изменения диагностических    Описание     дискретных     и
                  параметров            непрерывных        изменений
                                        диагностических параметров и
                                        связей    между     ними    и
                                        параметрами      технического
                                        состояния
   4        Нормативные показатели      Определение      нормативных
                                        величин       диагностических
                                        параметров и прогнозирование
                                        ресурса
   5       Средства диагностирования    Оценка технико-экономических
                                        качеств               средств
                                        диагностирования
   6      Технология диагностирования   Алгоритмы диагностирования


Первое включает в себя характеристику механизмов и агрегатов вагона
по назначению, устройству и специфическим признакам, технико-
экономическую     характеристику   неисправностей,    характеристику
структурных и диагностических параметров и процессов их изменения,
характеристику нормативных показателей, процесс, средства и
технологию диагностирования, а также приспособленность вагона к
определению его состояния.
    Второе отражает формализованное описание объекта и его технико-
экономические критерии, математические модели закономерностей
изменения структурных и диагностических параметров объекта, описание
законов распределения отказов и неисправностей; модели связей между
структурными и диагностическими параметрами объекта; критерии
количественной     оценки   диагностических   параметров;     модели
определения нормативных показателей и модели прогнозирования;
модели оценки средств; алгоритм постановки диагноза и процедуры
диагностирования.


                                 15


 4. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНИЧЕСКОГО
             ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ВАГОНОВ (ТДВ)

   Экономическая целесообразность разработки и внедрения ТДВ
может быть определена из следующего неравенства:
                                      ∑C   2   ≤ ∑ C1 ,               (10)
где   ∑C  2   - суммарные затрата на единицу полезного эффекта ТДВ;

      ∑C  1    - то же без ТДВ.
      Общая условно-годовая экономия от разработки и внедрения ТДВ:
                            ЭТДВ = (∑ С1 − ∑ С 2 )∑ Ql бр ,           (11)
где   ∑ Ql    бр   - годовое количество ткм брутто, выработанное после
                 внедрения ТДВ;
      Срок окупаемости дополнительных вложений:
                                            K 2 − K1
                            T ДОП =
                                      (∑ С1 − ∑ С 2 )∑ Qlбр ,         (12)

где K 2 - общие капиталовложения в вагонное хозяйство с ТДВ;
      K 1 - капиталовложения в вагонное хозяйство без ТДВ.




                                         16


       5. СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ

    Во введении необходимо дать краткую характеристику состояния
проблемы надежности вагонов на сети железных дорог России, на
Куйбышевской железной дороге, в общем, и в частности по
рассматриваемому элементу вагона.
    Необходимо привести статистические данные по надежности
вагонов и их узлов за последние 2÷3 года. Отметить тенденции к
улучшению или ухудшению технического состояния парка вагонов,
отдельных их узлов. Ставится проблема, которую необходимо решить по
данному узлу с использованием различных мероприятий, направленных
на повышение надежности различными методами: технологическими,
организационно-техническими, в том числе на основе методов
неразрушающего контроля, дефектоскопии.
    В первом разделе подробно рассматривается конструкция узла
вагона, для которого проектируется средство диагностики его
технического состояния. Указывается, в каких условиях работает узел,
конкретно указывается диапазон нагрузок, скоростей, усилий и т.д.
Описывается система технического обслуживания и ремонта,
межремонтные сроки и объемы ремонта, технические средства
используемые при ремонте. Подробно описываются все неисправности,
все дефекты, которые могут встречаться при эксплуатации
используемого узла, оценивается последствие отказов, произошедших в
процессе движения поезда.
    Во втором разделе проводится обзор методов неразрушающего
контроля, дефектоскопии и диагностики, описываются виды технического
состояния вагонов, их узлов. Рассматриваются критерии состояния
вагонов    –   технический,   функциональный,    экономический    для
исследуемого узла, системы вагона. При оценке технического состояния
элемента, узла, системы, вагона в целом рассматриваются 3 задачи:
     -      диагноз;
     -      прогноз;
     -      генезис.
    Подчеркивается важность решения каждой из этих задач.
    В третьем разделе выбирается и обосновывается вид технической
диагностики данного узла, системы, вагона (виброакустический,
ультразвуковой, феррозондовой и т.д.). Выбирается структурная схема
диагностики, анализируются параметры, характеризующие техническое
состояние узла. Классифицируются эти параметры, как количественные
или качественные, определяются структурные параметры — физические

                                 17


величины (напряжение, сила тока, сопротивление, частота вращения,
амплитуда колебаний и т.д.), которые количественно характеризуют
техническое состояние. Оцениваются значения этих параметров как
начальные, допустимые и предельные.
      В четвертом разделе на основании предыдущих разделов по
выбранному методу диагностики проектируется измерительная система.
Первичной задачей любой измерительной системы является восприятие
физической величины. Эта функция выполняется чувствительным
элементом первичного преобразователя — датчиком. Измерительный
преобразователь — это средство измерений для получения сигнала
измерительной информации в форме удобной для передачи,
дальнейшего         преобразования,    обработки,    хранения,   но   для
непосредственного наблюдения специалиста не пригодного. Основная
характеристика датчика — зависимость выходной величины y от
выходной x – контролируемого параметра и определяется функцией
 y = f ( x ) , которая чаще всего нелинейная. Измерительная информация,
поступающая от датчиков, часто требует усиления мощности сигнала,
преобразования и защиты от помех. Для этой цели могут использоваться
аналого-цифровые преобразователи (АЦП), которые обеспечивают
преобразование аналоговых сигналов (непрерывно поступающих с
измерительных преобразователей) в эквивалентные значения цифрового
кода для последующей обработки и завершения операций контроля.
      К основным элементам аналоговой части АЦП относятся:
    -          операционные усилители;
    -          компараторы напряжения;
    -          аналоговые ключи и коммутаторы;
    -          схема выборки и хранения;
    -          резисторные матрицы.
      Для        анализа     диагностического     сигнала    используются
вычислительные устройства. Измерить диагностические параметры
абсолютно точно невозможно, т. к. всякое измерение содержит
некоторую ошибку – погрешность. Поэтому важной задачей при
диагностировании является не только определить измеряемую величину,
но и оценить допущенную погрешность. Далее в этом разделе
проводится анализ полученной информации с целью определить
состояние узла - исправное/неисправное, прогнозирование остаточного
ресурса и назначения объема технического обслуживания и ремонта.




                                   18


                           ЗАКЛЮЧЕНИЕ

    Рост объёма перевозок на железных дорогах страны, повышение
массы и длины поездов, увеличение скоростей движения предъявляют
все более высокие требования к качеству технического обслуживания и
ремонта вагонов и в первую очередь таких ответственных узлов, как
буксовый, автосцепное оборудование и автотормоза. Дальнейшее
повышение надежности их работы за счёт своевременного выявления и
высококачественного устранения неисправностей будет способствовать
обеспечению бесперебойного, безопасного движения поездов по
удлиненным гарантийным участкам. В то же время в связи с
усложнением конструкции и увеличением количества вагонов резко
возрастают затраты на их содержание, обслуживание и ремонт. Поэтому
создание новых и совершенствование существующих средств
механизации и автоматизации процессов обслуживания - непременное
условие высококачественного и своевременного выполнения работ. Без
этих средств (агрегатов технического обслуживания, моечных установок,
диагностического оборудования, ремонтно-технологических, разборочно-
сборочних механизмов и приспособлений и т.д.) в настоящее время
невозможно обеспечить повышенную работоспособность вагонного
парка.
    В последнее время работа в области диагностирования вагонов
активизируется. Совершенствование на их основе системы технического
обслуживания и ремонта вагонов, безусловно, будет способствовать
улучшению состояния вагонного парка.




                                 19


              СПИСОК ОБЯЗАТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.        Инструкция осмотрщику вагонов, - М.: Транспорт, 1992. – 109
     с.
2.     Соколов М.М., Варава В.И.” Левит Г.М. Измерения и
   контроль при ремонте и эксплуатации вагонов. – М.: Транспорт,
   1991. – 157 с.
3.     Воинов К. Н. Надежность вагонов, - М.: Транспорт, 1980. –
   110 c.
4.     Соколов М.М. Диагностирование вагонов. - М.: Транспорт,
   1990. - 197с.
5.     Методические указания к выполнению практических занятий
   по дисциплине “Строительная механика и надежность вагонов” /
   Фомкин К.Н. – Днепропетровск: ДИИТ, 1988. – 15 с.

            СПИСОК ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.     Управление техническим состоянием вагонов на базе
   диагностики. В.В. Савельев, М.М. Соколов, В.А. Дубинский. М.:
   Железнодорожный транспорт, 1981, №8, с.43-46.
2.     Диагностика ходовых частей. М.М. Соколов, Г.М. Левит, Б.А.
   Юревич. М.: Железнодорожный транспорт, 1982, №10, с. 47-48.
3.     Прогрессивные методы технического обслуживания вагонов.
   Н.И. Ракитин, П.В. Ирхин, М.: Железнодорожный транспорт, 1982,
   №10, с. 35-41.
4.     Техническому обслуживанию вагонов - современные
   методы. М.В. Орлов, Ю.В. Зыков. М.: Железнодорожный
   транспорт, 1982. № 11, с. 40-44.




                                20



    
Яндекс цитирования Яндекс.Метрика