Анализ накопленных данных об износе гребня и бандажа локомотивных колесных пар

Для увеличения ресурса бандажей локомотивных колесных пар на Московской дороге в последние 5 — 7 лет широко используют локальное поверхностное упрочнение, лубрикацию и оптимизацию профиля обточки. Результаты ежемесячных замеров бандажей модернизированных и обычных колесных пар практически со всех депо накапливаются в единой базе данных. Помимо толщины и крутизны гребня, толщины бандажа и проката, в базу вводится информация о пробеге локомотивов между замерами и технологическая история отдельных колесных пар.

Первые результаты анализа данных по этой базе были опубликованы в журнале «Локомотив» № 3 за 1999 г. С тех пор объем информации в ней значительно вырос. К настоящему времени в базе имеются данные по 19,4 тыс. колесным парам, а общее число замеров превышает 370 тыс. Это позволяет оперировать усредненными величинами в условиях достаточной статистики.

В публикуемой статье приведены результаты анализа накопленных данных об износе гребня и бандажа локомотивных колесных пар, количестве обточек на миллион километров пробега и их причинах.

Износ гребня — один из основных факторов снижения ресурса бандажа, поэтому выявление его зависимости от различных модификаций колесных пар имеет большое значение. Но при этом надо иметь в виду, что на износ достаточно сильно влияют и другие объективные факторы. Из контролируемых параметров в качестве таких факторов экспериментально установлены толщина гребня в начале цикла замеров и тип подвижного состава.

Так, если принять начальную толщину гребня 29 мм за границу раздела полной выборки циклов замеров на две части, получаются следующие цифры: при толщине гребня более 29 мм удельный его износ составляет 0,58 мм на 10 тыс. км пробега, а при толщине менее 29 мм — 0,39 мм. То есть колеса, имеющие толщину гребня, например, 33 мм, изнашиваются в полтора раза быстрее по сравнению с имеющими толщину меньше 29 мм.

Что касается типа подвижного состава, то больший удельный износ на 10 тыс. км пробега (число циклов замеров более 43,4 тыс.) имеют тепловозы — 0,6 мм, а электровозы (число циклов замеров 30,3 тыс.) — всего лишь 0,29 мм. Это вполне объяснимо, потому что электровозы — в основном поездные локомотивы, а тепловозы — больше вывозные и маневровые. Разделение выборки на электровозы и тепловозы демонстрирует двукратное различие по удельному износу.

На рис. 1 представлены результаты анализа удельного износа гребня на 10 тыс. км пробега по базе данных в классе колесных пар с толщиной гребня 33 — 29 мм с группировкой по типам локомотивов и видам модернизации. Циф-ры говорят сами за себя: износ упрочненных колесных пар, особенно в комбинации с лубрикацией, почти в два раза ниже по сравнению с обычными колесами.

Причины износа бандажей. Ресурс бандажа зависит от износа и частоты обточки колесных пар. На рис. 2 представлены интенсивности удельного износа бандажа на 10 тыс. км пробега в классе тепловозов и электровозов для уп-рочненных и неупрочненных колесных пар. Аналогично с рис. 1 просматривается различие почти в два раза между значениями интенсивности для тепловозов и электровозов и для упрочненных и неупрочненных колесных пар. По ин-тенсивности суммарной потери толщины бандажа с учетом рабочего диапазона толщины (90 — 45 мм для электровозов и 75 — 40 мм для тепловозов) можно рассчитать предполагаемый пробег до смены бандажа.

Полученные значения пробега в тыс. км приведены на рис. 3. По мере наполнения базы появится возможность ограничиться при анализе только такими колесными парами, которые за контрольное время израсходовали весь ресурс бандажа или, по крайней мере, большую его часть. Это улучшит качество статистики для прогнозов.

Число обточек на 1 млн. км пробега — самый легко вычисляемый критерий эффективности упрочнения рассматриваемого типа модификации колес. Достаточно подсчитать суммарный пробег колесных пар и число обточек в выбранном множестве и поделить одно на другое. При группировке по типам модификации получаются результаты, представленные на рис. 4. Они де-монстрируют преимущество как лубрикации (АГС), так и упрочнения по сравнению с обычными колесными парами.

На рис. 5 представлены те же данные, сгруппированные по классам тепловозов и электровозов для упрочненных и неупрочненных колесных пар.

Результаты ежемесячных замеров бандажей локомотивных колесных пар, собираемые в течение нескольких лет в единой базе данных по Московской дороге, показывают заметный положителыный эффект способов модернизации колесных пар на ресурс бандажа. Этот эффект определяется по удельному износу гребня, числу обточек на 1 млн. км пробега, а также по суммарной удельной потере толщины бандажа вследствие износа и обточки, что является са-мой объективной оценкой ресурса бандажа.

По мере увеличения объема информации в базе данных достоверность оценки с помощью последнего критерия возрастает из-за роста в контрольной выборке доли колесных пар, выдержавших несколько циклов замеров с перепрофилированием между ними.

Следует отметить, что внедренные способы мо-дернизации: плазменное упрочнение, оборудование автоматическим гребнесмазывателем, обточка по профилю ДМетИ — не конкурируют друг с другом и дают хорошие результаты при совместном использовании.