При анализе надежности вагона в эксплуатации его разглядывают как сложную механическую совокупность, складывающуюся из последовательности последовательно соединенных расчетных узлов либо сборочных единиц, любой из которых со своей стороны складывается из последовательности последовательно соединенных подробностей либо элементов. Отказ каждой подробности вагона ведет к отказу всего узла, а отказ узла — к отказу вагона, т.е. рассматривается совокупность без резервирования. Главными узлами при оценке надежности вагона являются кузов, тележка, автосцепное и автотормозное устройства.
При расчете вагонов по нормам для проектирования и расчёта вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных) предполагается, что отказы узлов либо подробностей вагона являются взаимно свободными.
Для оценки надежности вагона в целом и его элементов в отдельности употребляются следующие количественные характеристики надежности:
— возможность безотказной работы, под которой понимается возможность того, что в заданном промежутке времени и при заданных условиях эксплуатации не случится отказа. Эта черта надежности определяется в следствии опробований громадного количества вагонов с определением количества вагонов, отказавших за какой-то период времени;
— возможность отказа, которая воображает собою понятие, противоположное возможности безотказной работы вагона. По смыслу возможность отказа есть одновременно и интегральной функцией распределения времени до отказа, поскольку характеризует накопление числа отказов во времени;
— интенсивность отказов для невосстанавливаемых вагонов, воображающая собою отношение числа отказов вагонов за определенный временной отрезок к произведению некоего времени и среднего числа вагонов, исправно трудившихся в некоем промежутке времени.
Параметр потоков отказов для восстанавливаемых вагонов, воображающий собой отношение числа отказавших вагонов за некий временной отрезок к произведению числа вагонов в начале некоторого интервала и испытаний времени работы испытываемых вагонов.
Любая подробность вагона может иметь пара отказов, каковые устраняются ремонтом либо заменой подробностей вагона. Последовательность таких отказов, происходящих в случайные моменты времени, именуется потоком отказов. В отличие от невосстанавливаемых подробностей вагона тут неспециализированное число подробностей остается неизменным в течении всех опробований вагонов. Причем любая подробность вагона может иметь пара отказов за время опробования, и появляется поток их отказов.
Любой определенный вид отказа подробностей вагона происходит благодаря сотрудничества в ходе наработки обобщенных параметров эксплуатационной нагруженности подробности и ее несущей способности. К обобщенным параметрам нагруженности несущих подробностей вагона относятся большие значения суммарных напряжений при экстремальной перегрузке, большие значения суммарных квазистатических напряжений сжатия, величина эквивалентной приведенной амплитуды динамических напряжений. Этим обобщенным параметром нагруженности несущих элементов вагона соответствуют такие параметры несущей свойстве для подробности, как предел прочности и предел текучести материала подробности, предел выносливости, значение критических напряжений при оценке устойчивости формы сжатого стержня.
В случае если в эксплуатации вагона несущая свойство подробности вагона выше эксплуатационной нагруженности подробности, то обеспечивается надежная работоспособность данной подробности. Значения параметров эксплуатационной нагруженности и несущей способности подробности вагона являются случайными, а много разнообразных факторов действия разрешает вычислять обоснованной догадку о обычном законе распределения размеров этих параметров.
Средняя наработка до отказа, под которой понимается отношение суммарного времени исправной работы определенного количества подробностей вагона к количеству подробностей вагона в начале применения вагона.
Наработка на отказ либо среднее значение наработки восстановленной подробности между отказами, под которой понимается отношение суммарных отрезков времени исправной работы подробности вагона между ее ремонтом к неспециализированному числу отказов подробности.
Среднее время восстановления либо среднее время вынужденного нерегламентированного простоя, позванного устранением и отысканием одного отказа, которое воображает собою отношение суммарного времени восстановления каждой подробности вагона к неспециализированному числу отказов.
Коэффициент готовности, под которым понимается возможность того, что подробность будет работоспособна в произвольно найденный подходящий 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 подробностей вагона.
Перечисленные в этом разделе количественные характеристики надежности подробностей вагонов возможно определять по представительным статическим данным об отказах, приобретаемым в ходе эксплуатации либо в следствии особых опытов, поставленных с учетом изюминок наличия детали и работы вагона либо отсутствия ремонта подробностей вагона.
Закономерности распределения времени безотказной работы подробностей вагона устанавливаются обработкой умелых данных по известным способам математической статистики.
Среди этих способов самый эргономичен и распространен графический, сущность которого пребывает в том, что эмпирические эти (накопленная частость отказов), наносятся на особую координатную сетку в виде точек, по характеру распределения случайных размеров которых устанавливается закономерность, т.е. устанавливается тот либо другой теоретический закон распределения случайных размеров, к примеру, обычный закон распределения либо распределение Вейбулла. Для каждого закона распределения случайных размеров строится собственная координатная сетка, на которой по оси абсцисс откладывается пробег вагона, а по оси ординат — накопленная частость отказов одного из чаще всего повреждаемых узлов, к примеру, рама тележки, колесная пара с буксами. В случае если проведенная через эмпирические точки линия выясняется прямой, то это подтверждает соответствие распределения умелых данных обычному либо логарифмически обычному закону распределения случайных размеров. Степень согласия умелых данных и теоретического закона комфортно определять по критерию согласия А.Н. Колмогорова. Для примера на рис. 14.2 приведена координатная сетка, на которой нанесены умелые данные в виде кружков и крестиков, 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 показывает на то, что такое распределение умелых данных не подчиняется обычному закону распределения случайных размеров.
Точки в виде крестиков, соответствующие lg S и накопленной частости, расположены фактически на прямой линии, что подтверждает соответствие распределения умелых данных по отказам рамы тележки логарифмически обычному закону распределения случайных размеров.
Для количественной проверки этого соответствия рассчитывается величина критерия согласия А.Н. Колмогорова по формуле:
где D — громаднейшее отклонение экспериментальных точек от интерполяционной прямой линии (возможно измерять конкретно по графику);
п — общее число экспериментальных точек (направляться брать больше 100 точек).
При ?к ? 1,0 при конфиденциальных возможностях больше 0,8 считается, что экспериментальные эти по отказам достаточно прекрасно согласуются с обычным либо логарифмически обычным законом распределения случайных размеров. Для приведенного примера ?к = 0,67, следовательно, имеется достаточная согласованность с логарифмически обычным законом распределения случайных размеров.
Получение статических закономерностей по эксплуатационным отказам узлов и деталей грузовых вагонов значительно осложняется благодаря неосуществимости контроля за каждым вагоном из-за трудности установления места нахождения грузового вагона. Исходя из этого для своевременного определения времени отказа вагона нужна централизованная совокупность информации с анализом отказов, к примеру, в главном вычислительном центре МПС и в вычислительных центрах отдельных железных дорог России.
обработки информации и Методы сбора о надежности грузовых вагонов при эксплуатации в умелых маршрутах и о надежности пассажирских вагонов при регулярной эксплуатации их в пассажирских поездах постоянного формирования регламентируются Гостами и отраслевыми стандартами.
Видеолекция Показатели надежности (2 части) — часть 1
