Разработка алгоритма основных состояний и системы управления надежности бесстыкового пути. Расчетное прогнозирование полных отказов и показателей долговечности рельсов. Износ крестовин и сроки службы стрелочных переводов. Расчет вероятности безотказной работы элементов стрелочного перевода

Введение

Надежность  пути в целом и надежность какого-либо его элемента — это разные понятия, оцениваемые разны­ми неадекватными показателями надежности.

Обусловлено это тем, что путь в целом является ремонтируемым и восстанавливаемым пос­ле отказа в условиях функционирования объектом надежности, а его элементы в отдельности относятся к объектам надежности, которые в условиях функционирования не ремонтируются и не восстанавлива­ются после отказа, а заменяются.

Для таких (неремонтируемых в усло­виях функционирования) объектов основными показателями надеж­ности являются вероятность безотказной работы и средняя.

Практический смысл управления надежностью пути может преследо­вать одну из следующих целей:

0  повышение его надежности за счет увеличения затрат на приме­нение более надежных (более дорогих) конструкций пути;

0  повышение надежности пути вследствие увеличения эксплуата­ционных затрат на его техническое обслуживание с более высоким ка­чеством;

0  повышение надежности пути за счет совершенствования его конструкции без увеличения единовременных и эксплуатационных затрат на его укладку и содержание;

0  разумное уменьшение надежности для существенного снижения еди­новременных и эксплуатационных затрат на укладку и содержание пути.

Управлять надежностью можно только изменением численных зна­чений ее показателей: параметра потока отказов или средней наработ­ки на отказ (показатели безотказности); технического (межремонтно­го) ресурса в млн т брутто или в годах (показатели долговечности) и трудоемкости восстановления работоспособного состояния после от­каза в человеко-часах или машино-часах (показатели ремонтопригод­ности).

Главным (стратегическим) направлением управления надежностью пути является управление его отказами (параметром потока отказов или средней наработкой на отказ, что в принципе одно и то же, так как средняя наработка на отказ — величина, обратная параметру потока отказов). Чтобы управлять отказами, необходимо знать истинную причину их возникновения. Поэтому анализ причин и механизма ос­новных отказов пути лежит в основе управления его надежностью. Чтобы научно обосновать технические решения по управлению отка­зами, необходимо знать причины и механизм отказов.

1. Разработка алгоритма основных состояний бесстыкового пути

Основные состояния надежности пути в процессе эксплуатации

Железнодорожный путь в процессе эксплуатации находится в одном из следующих пяти состояний надежности.

I.  Состояние бесстыкового пути без отступлений от норм и допус­ков его устройства и содержания (исправное состояние) (рис. 1.1).

II.  Состояние бесстыкового пути с отступлениями от норм и (или) допусков его устройства и (или) содержания, но полностью работо­способное (неисправное, но полностью работоспособное состояние).

III.  Состояние бесстыкового пути с отступлениями от норм и (или) допусков его устройства и (или) содержания, но частично работоспо­собное, т. е. с местным ограничением скорости движения поездов (неисправное, но частично работоспособное состояние).

IV.  Неработоспособное, но непредельное состояние бесстыкового пути (местный полный отказ, требующий ограждения сигналами ос­тановки до восстановления работоспособного состояния).

V.  Предельное состояние бесстыкового пути (дальнейшая эксплу­атация небезопасна без сплошного капитального, среднего или подъемочного ремонта).

Каждое из указанных пяти технических состояний бесстыкового пути характеризуется совокупностью количественных значений его параметров и качественных признаков.

Номенклатура этих парамет­ров и признаков, а также пределы их допустимых значений установ­лены действующей нормативно-технической документацией МПС.

Если в процессе эксплуатации состояние I надежности бесстыко­вого пути переходит в состояние II, то это событие называется по­вреждением (см. рис. 1.1). Если состояние I и II переходит в состояние III, т. е. в неисправное, но частично работоспособное (с ограничением скорости движения поездов), то это событие называется частичным отказом. Если же состояние I, II и III переходит в состояние IV, т. е. неработоспособное состояние, то это событие называется полным от­казом.

Примером состояния I надежности бесстыкового пути по со­держанию рельсовой колеи является оценка его вагоном – путеизмерителем ноль баллов.

Состояние II соответствует отступлениям первой, второй и третьей (если число отступлений третьей степени меньше семи на 1 км) степеней, т. е. такое состояние рельсовой колеи выходит за пределы допусков устройства или содержания и штрафуется определенным количеством баллов, но бесстыковой путь при этом является полностью работоспособным (скорость не ограничивается).

Состояние III надежности по содержанию рель­совой колеи соответствует отступлениям: третьей степени при числе отступлений более шести на 1 км, четвертой степени, когда ог­раничивается скорость, а состояние IV — отступлениям, по ко­торым пропуск поездов не допускается.

В предельное состояние надежности V бесстыковой путь перехо­дит, оставаясь частично или полностью работоспособным, т. е. из состояний III и II. Для бесстыкового пути согласно ГОСТ 27.002—89 и методическим указаниям "Надежность техники. Состав и общие правила задания требований к надежности" характерны три предель­ных состояния его надежности: I, при наступлении которого произво­дят подъемочным ремонт, II, при наступлении которого производят средний ремонт и III, при наступлении которого производят капи­тальный ремонт (полную замену рельсошпальной решетки). На незасоряемых грузонапряженных участках в ряде случаев подъемочным и даже средний ремонт не производят, так как I, а иногда и II предель­ное состояние надежности не наступает вследствие возможности обес­печения работоспособности по состоянию балласта, шпал и скрепле­ний между смежными капитальными ремонтами. Изменение состоя­ний надежности бесстыкового пути от худшего к лучшему осу­ществляется с помощью его ремонтов, операций восстановления пол­ностью или частично работоспособного состояния и устранения не­исправностей (повреждений, расстройств) бригадами текущего содер­жания или специальными ремонтными подразделениями.

Индивидуальное задание к пункту 1

Построить алгоритм состояния надежности бесстыкового пути в процессе эксплуатации, используя такие атрибуты структурных связей между пятью состояниями надежности пути как:

0  Накопление повреждений

0  Частичный отказ пути

0  Текущее содержание пути

0  Полный отказ пути

0  Переход в предельное состояние из-за не устраненного (силами и средствами текущего содержания пути) повреждения

0  Снижение эффективности жесткости пути

0  Восстановление работоспособности пути

0  Капитальный, средний, подъемочный ремонты пути.