Расчеты верхнего строения пути. Расчеты пути на прочность. Классификация рельсов по длине. Расчеты бесстыкового пути, страница 25

При укладке бесстыкового пути в тоннелях с электрической тягой и высокой влажностью необходимо предусматривать меры защиты рельсов и скреплений от коррозии; осушать тоннели; устанавливать вентильные устройства, снижающие утечку тяговых токов при постоянном токе; наносить антикоррозионные покрытия; улучшать изоляцию рельсов и скреплений. При поражении подошвы рельсов коррозией необходимо, кроме обычных мер для устранения подтекания воды через тоннельную обделку, улучшить отвод воды от подрельсового основания и нанести на пораженное коррозией место антикоррозионное покрытие.

5.8 Надежность верхнего строения пути

5.8.1 Основные понятия, термины и показатели надежности пути

Обычно в теории надежности все термины и определения даны применительно к техническим объектам.

Объект — предмет определенного целевого назначения. Объектами могут быть системы и их элементы.

Система — это техническое устройство, состоящее из конструктивно и функционально объединенных элементов, предназначенных для выполнения практических задач. Элементы как часть системы не имеют самостоятельного (вне системы) эксплуатационного назначения и выполняют в ней заданные функции.

Различают два основных состояния объектов: работоспособное и неработоспособное.

Работоспособное состояние (работоспособность) — состояние объекта, при котором он способен выполнять заданные функции, сохраняя значения заданных параметров в пределах, установленных нормативно-технической документацией.

Исправное состояние (исправность) — состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям, установленным нормативно-технической документацией.

Противоположными понятиями являются неработоспособность и неисправность. Неисправность может не оказывать влияния на работоспособность объекта (например, нарушение окраски объекта). Между тем потеря работоспособности всегда связана с его неисправностью. Неисправность по мере ее нарастания может привести к нарушению работоспособности (например, слабая затяжка стыковых болтов).

Отказ — событие, заключающееся в нарушении работоспособности. Понятие отказа является одним из важнейших в теории надежности.

При частичном отказе изделие перестает выполнять какую-либо одну или несколько функций или выполняет свои функции, но с пониженными параметрами (пропуск поездов осуществляется с пониженными скоростями).

При полном отказе объект перестает выполнять все функции. Так, излом рельса приводит к остановке движения поездов, т. е. к полному отказу.

Постепенный отказ проявляется в постепенном изменении одного или нескольких заданных параметров объекта. Причинами его обычно бывают износ, коррозия, усталость и другие постепенно нарастающие изменения в деталях и узлах конструкции пути.

Внезапный отказ возникает неожиданно и проявляется в скачкообразном изменении параметров пути. В зависимости от назначения и характера функционирования объекты подразделяются на невосстанавливаемые и восстанавливаемые в процессе эксплуатации. В качестве невосстанавливаемых объектов принимают такие, работа которых после отказа считается невозможной или нецелесообразной (лопнувший рельс стандартной длины). В качестве восстанавливаемых — такие, работа которых после отказа может быть возобновлена в результате проведения необходимых восстановительных работ (лопнувшая бесстыковая рельсовая плеть).

Надежность есть свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемых промежутков времени или наработки. Надежность включает в себя понятия безотказности, долговечности и ремонтопригодности.

Наработкой называется продолжительность или объем работы объекта. Для железнодорожного пути это количество пропущенного тоннажа в миллионах тонн брутто.

Безотказность — свойство объекта или системы непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого времени или некоторой наработки.

Долговечность — свойство объекта или системы сохранять работоспособность до наступления предельного состояния приостановленной системе текущего содержания и ремонтов.

Ремонтопригодность — свойство объекта, заключающееся в приспособленности к выполнению его ремонта и текущего содержания.

Для неремонтируемых изделий свойства безотказности и долговечности совпадают, так как их предельным состоянием является первый отказ.

Показатели надежности — это количественная характеристика одного или нескольких свойств, составляющих надежность объекта. Численные значения показателей могут быть выражены размерными или безразмерными величинами. Формулировка показателя обычно отражает и способ определения его численного значения расчетным или опытным путем.

Для оценки надежности невосстанавливаемых объектов используют вероятностные характеристики случайной величины — наработки Т объекта от начала его эксплуатации до первого отказа. Критериями надежности невосстанавливаемых объектов являются:

вероятность безотказной работы P(t)\

плотность распределения наработки до отказа f(t)\

интенсивность отказов λ(t);

средняя наработка до первого отказа Тср.

Вероятностью безотказной работы называется вероятность того, что при определенных условиях эксплуатации в заданном интервале времени или в пределах заданной наработки не произойдет ни одного отказа.

Согласно определению

,                                                       ( )

где t — время или наработка, в течение которой определяется вероятность безотказной работы;

Т — время или наработка от начала до первого отказа.

Вероятность безотказной работы по статистическим данным об отказах оценивается выражением

,                                                       ( )

где N0 — число объектов в начале испытаний;

N(ti) — число безотказно проработавших объектов к моменту времени ti.

При большом числе, объектов N0 статистическая оценка практически совпадает с вероятностью безотказной работы P(t). На практике иногда более удобной характеристикой является вероятность отказа F(t).