Об основных системах ремонта подвижного состава

Аннотация: Статья посвящена комплексному исследованию системы ремонта и диагностирования тягового подвижного состава в сервисных локомотивных депо. Актуализированы проблемы внедрения  системы ремонта тягового подвижного состава с учетом его реального технического состояния на современном этапе развития локомотиворемонтного производства.

Ремонт – это технические мероприятия, восстанавливающие первоначальные характеристики технического устройства, утраченные вследствие износа или нештатных ситуаций.

Под нештатной ситуацией следует понимать отклонение от требований по эксплуатации, которые приводят к  значительному увеличению износа и неработоспособности технического устройства. Так, несвоевременная замена масла в месте контакта трущихся поверхностей увеличивает износ деталей вплоть до их разрушения. Внешнее механическое воздействие, например, вследствие аварии, может привести к разрушению отдельных элементов технической системы, без которых она просто неработоспособна. По этим причинам ремонт может быть плановым, то есть предусмотренным техническими требованиями по эксплуатации, и неплановым или аварийным из-за нештатных ситуаций.

Железнодорожный подвижной состав представляет собой сложную многоэлементную техническую систему, в которой отдельные элементы, в свою очередь, объединены в многочисленные узлы и агрегаты. Износ такой системы характеризуется суммарным наложением всех единичных износов отдельных элементов, составляющих узел или агрегат. Такие суммарные износы, имеющие различные продолжительности нормальной эксплуатации, определяют ресурс работы каждого отдельного узла или агрегата по минимальной продолжительности входящих элементов.

Оценка экономической целесообразности ремонта заключается в соотношении суммарной остаточной потребительской стоимости отдельных элементов всей системы с затратами на восстановление требуемых потребительских свойств технической системы.

При оценке экономической целесообразности необходимо учитывать изменение требований, происходящее в период эксплуатации к потребительским свойствам исследуемой технической системы. Изменения определяются уровнем потребления и темпами научно-технического прогресса.

Допустим, что ремонт  восстанавливаемой технической системы требует меньших затрат, по сравнению с изготовлением новой, но при этом ее потребительские свойства не отвечают современным достижениям научно-технического прогресса и достигнутому уровню потребления. Поэтому целесообразно, при более высоких  затратах выпускать новый тип технической системы, отвечающей уровню развития техники и потребления.

Реализация (на практике) новых потребительских свойств, предлагаемых научно-техническим прогрессом, в полной мере зависит от достигнутого уровня экономического  развития отрасли и страны.

Исследования показывают, что отсутствие достаточных темпов роста экономики, даже при наличии различных видов спроса на обновление (технический, социальный спрос и др.),  как правило, не подкрепляется достаточным уровнем платежеспособного спроса. Это обстоятельство становится определяющим при оценках экономической целесообразности ремонта или  обновления. В период экономических затруднений, даже при наличии спроса на результаты научно-технического прогресса,  целесообразней ремонтировать.

Таким образом, чтобы ответить на вопрос, что лучше – ремонтировать или строить (изготавливать) новое, нужно последовательно рассмотреть все перечисленные условия и принимать решение по совокупности положительных результатов.

В оценках экономической эффективности использования однородных (подобных) технических систем учитывается стоимость единицы периода жизненного цикла. В стоимости жизненного цикла весомой составляющей являются затраты на ремонт и техническое обслуживание в период  всего срока эксплуатации. Стоимость единицы периода жизненного цикла определяется отношением всех совокупных затрат на изготовление и поддержание полезности технической системы в течение всего срока эксплуатации на период жизненного цикла. Жизненный цикл технической системы – это период от изготовления и начала эксплуатации до полного износа элементов, определяющих работоспособность технической системы.

На локомотивах и вагонах сосредоточены узлы и агрегаты, имеющие различные конструкционные исполнения и  большой разброс по техническому ресурсу. Поэтому для обеспечения их работоспособности необходимо систематически проводить мероприятия по восстановлению ресурса.

Эти мероприятия проводятся как на этапе эксплуатации  в виде технического обслуживания (ТО) или текущего ремонта (ТР), так и при проведении средних и капитальных ремонтов (СР, КР).

Имеются три основных системных подхода при определении необходимости проведения технических мероприятий по восстановлению ресурса. Все три системы применяются в различных сочетаниях на всех стадиях ТО, ТР и КР.

Ремонт по отказу предусматривает восстановление только в случае перехода технической системы или ее элемента из работоспособного состояния в неработоспособное. Ремонт или замена назначаются при повреждении или выходе из строя узла, т.е. тогда, когда он стал неработоспособным. Это, как правило, применяется к узлам и элементам,  состояние которых оценивается визуально или с помощью простых линейных измерений, а ремонт выполняется только в случае повреждений (например, лобовые и боковые стекла, внутренняя и внешняя обшивка кузова, крыши, двери, лестницы, конструкционные элементы кузова, воздуховоды и т.д.).

Преимущества такой системы ремонта заключаются в оптимизации затрат. Он осуществляется только в случае надобности, а также при отсутствии необходимости в специальном оборудовании для дефектировки и измерений. Такая система не требует обязательной разборки и дефектировки узлов, находящихся в работоспособном состоянии на текущий момент.

Однако данная система имеет существенный недостаток. Она не обеспечивает высокую надежность и не дает гарантию безаварийной работы. Такую систему целесообразно применять там, где заложена высокая конструктивная надежность и гарантия безаварийной работы, а выход из строя не повлечет за собой катастрофических последствий для всей технической системы.

Для поддержания парка электроподвижного состава (ЭПС) железных дорог в исправном техническом состоянии применяется планово-предупредительная система технического обслуживания и ремонта.

Нормативная наработка ЭПС между ТО и ремонтами различных видов регламентируется указаниями, а  требуемый состав работ устанавливается специальными Правилами деповских и заводских ремонтов и инструкциями ОАО «РЖД», регламентирующими выполнение определенных работ в обязательном порядке, вне зависимости от реального технического состояния оборудования конкретной тяговой единицы. Это приводит к  ежесуточному отвлечению из эксплуатации большого количества локомотивов для проведения плановых ТО и ТР.

По этой системе ремонтируются узлы и агрегаты, связанные с обеспечением безопасности движения. Она применяется также, если выход из строя в эксплуатации повлечет значительные повреждения остальных элементов технической системы, что потребует значительных затрат на восстановительный ремонт. Планово-предупредительного подхода  к ремонту требуют, например: автотормоза, автосцепное устройство, автоматическая локомотивная сигнализация непрерывного действия (АЛСН), подшипники ходовых частей, изоляция электрических машин, силовые кабели, электропроводка цепей управления и т.д.

Преимущества системы заключаются в возможности гарантировать ресурс и безопасную эксплуатацию наиболее ответственных элементов технической системы. Основной недостаток – высокий уровень затрат на регламентированный объем работ, необходимость полной разборки и принудительной замены деталей независимо от их  технического состояния. Применение такой дорогостоящей системы целесообразно для обеспечения высокого уровня безопасности и гарантий надежности по ресурсу работоспособности на строго определенный период эксплуатации [1].

Ремонт по техническому состоянию предполагает определение объемов  восстановления на основе данных технической диагностики, проводимой с установленной периодичностью. По результатам диагностики принимают решения об исправном и неисправном состоянии, определяют остаточный ресурс работоспособности, обеспечивающей должную надежность и  безопасность в эксплуатации. Если остаточный ресурс не удовлетворяет требованиям надежности и безопасности, то принимают решение о замене или ремонте, но только в строго требуемых объемах.

Такая система обслуживания охватывает узлы и агрегаты, конструкция которых, а также возможности технических средств неразрушающего контроля, позволяют обеспечить ресурс до следующего регламентирующего диагностирования или ремонта.

Преимущества данной системы состоят в адресности ремонта. Он выполняется только тогда, когда необходим по  техническому заключению. Это позволяет существенно снизить затраты на поддержание работоспособности, т.е. на техническое обслуживание и ремонт. Система обеспечивает возможность прогнозирования ресурса без разборки узлов и агрегатов, гарантированную надежность при повторном использовании деталей с узлов и агрегатов, выработавших ресурс по другим элементам.

 Широкому распространению и  внедрению системы ремонта по  техническому состоянию препятствует отсутствие необходимой базы данных, средств контроля и диагностики с высокой достоверностью технических прогнозов. Уже сложившиеся конструктивные особенности подвижного состава, которые базируются на устаревших технических решениях, также препятствуют широкому применению данной системы ремонта.

Система ремонта по техническому состоянию отличается высокой капиталоемкостью. Необходимы новые технические решения при изготовлении подвижного состава, которые обеспечат ее применение. Надо создавать такие конструкции подвижного  состава, которые обеспечивают применение надежных способов  диагностики и ее доступ к ответственным  узлам.

Эта система требует значительных капиталовложений на разработку способов диагностики, создание, изготовление и приобретение соответствующих технических средств. Также необходимо специальное оборудование рабочих мест и ремонтных цехов, разработка и внедрение системы определения объемов ремонтных работ. Важно также создать банк данных о техническом состоянии практически всех ответственных узлов и деталей подвижного состава для соответствующей корректировки оценок в целях повышения надежности и безопасности движения [2].

Ввиду неоднородности износа в эксплуатации узлов и агрегатов подвижного состава и достаточно высокой величины остаточной потребительской стоимости  ее работоспособной части становится очевидной целесообразность восстановления ресурса за счет  капитального ремонта.

Требуемый уровень обновления инвентарного парка  подвижного состава определяется на основании соотношений между стоимостью изготовления и нормами амортизационных отчислений. Нормальное развитие экономики транспорта и повышение уровня технического состояния подвижного состава требуют увеличения норм амортизационных отчислений и доли нового подвижного  состава в эксплуатируемом парке.                        

Существующие на железнодорожном транспорте способы поддержания подвижного состава в исправном техническом состоянии используют все рассмотренные системы ремонта. Для повышения эффективности работы ведется постоянный поиск оптимального сочетания этих систем  ремонта. Решающие факторы при выборе конкретных объемов работ по каждой из систем – обеспечение требуемой надежности, безопасности движения, уменьшение расходов на ремонт, окупаемость капиталовложений.

Основным направлением работ по совершенствованию системы ТО и ТР локомотивов является увеличение межремонтных периодов при поддержании безопасности движения, эксплуатационной надежности и энергоэкономичности ЭПС на требуемом уровне [3].

Новой системой устанавливаются виды ТО и ТР, нормы их периодичности, а также объем обязательных работ. Такой объем составляет лишь часть мероприятий, предусмотренных в действующей системе планово-предупредительного ремонта. Выполнение другой их части обусловливается либо достижением пороговых (браковочных) значений, либо результатами сопоставления остаточного ресурса узла (прогноза его величины) с минимально допускаемой наработкой данной тяговой единицы до ее постановки на очередной ремонт.

Для каждого контролируемого узла устанавливают сроки и технологию проверок, а также пороговые значения контролируемых параметров. Что касается не диагностируемых узлов, то факторами, определяющими необходимость ремонта, являются величины параметров их работы, а также достижение объема, который соответствует пороговому значению вероятности безотказной работы за заданный период. Пороговая  величина устанавливается на основе технико-экономических расчетов с учетом требований безопасности движения. Наработку, соответствующую указанному значению вероятности безотказности, определяют по статистическим данным.

В отличие от традиционной планово-предупредительной системы ТО и ТР, ремонт по техническому состоянию предполагает одновременное сочетание двух основных принципов технического обслуживания и ремонта ЭПС: адаптации объемов ТО и ТР к фактическому состоянию  и планового регламента работ.

Прогнозирование остаточного ресурса требует накопления большого массива данных, поэтому применяются автоматизированные рабочие места (АРМ) для анализа диагностической информации, выполнения технико-экономических расчетов, необходимых для реализации комплексной системы ТО и ТР, оценки качества диагностирования, периодической корректировки браковочных значений контролируемых параметров, протоколирования результатов диагностирования и выработки рекомендаций по срокам и объемам ТО и ТР каждого локомотива, по срокам очередного контроля состояния элементов каждого локомотива и т.п.

В Правила ремонта различных серий ЭПС включаются требования, регламентирующие применение технических средств диагностирования и соответствующих технологий. Организуется централизованное накопление в базе данных сведений об используемых в локомотивном хозяйстве технических средств диагностирования, корректируются формы документации.

При поступлении тяговой единицы в депо для проведения ТО и ТР осуществляют диагностированием входной контроль технического состояния ее оборудования. Сопоставляя параметры, полученные при контроле, с браковочными нормами, устанавливают исправность или неработоспособность узлов, агрегатов, систем, электрических цепей.

С учетом результатов последних и предшествующих измерений прогнозируется ресурс лимитирующих узлов (с применением АРМ). Осуществляется статистическое прогнозирование остаточного ресурса прочих лимитирующих узлов и групп оборудования. По базе данных, содержащихся в электронных «досье» и «паспортах», просматривают информацию о наработке единиц ЭПС и его оборудования на данный момент от последних ТО, ТР, КР, о наиболее часто повторяющихся неисправностях на данном оборудовании за предшествующий период, о результатах последних измерений его контрольных параметров (в том числе удельного расхода электроэнергии на тягу поездов). С учетом этих сведений предварительно формируют перечень работ, которые необходимо выполнить при ТО или ТР [3].

Основу перечня работ составляют операции, предусмотренные Правилами ремонта и инструкциями по освидетельствованию отдельных узлов. Дополнительно в перечень включаются работы, необходимость выполнения которых установлена с применением  АРМ. По лимитирующим узлам, для которых спрогнозированный остаточный ресурс превышает нормативную наработку тяговой единицы до следующего ТР, принимают решение о возможности отмены на данном ТР работ, предусмотренных действующими Правилами ремонта.

Окончательный объем работ определяют после осмотра локомотива мастером совместно с приемщиком.

В процессе ТО и ТР для проверки деталей ремонтируемых узлов используется структура неразрушающего контроля, предусмотренная технологией планово-предупредительного ремонта, на основе средств дефектоскопии различных видов и специального оборудования для испытаний отремонтированных агрегатов перед их установкой  на тяговую единицу.

В межремонтный период в базу данных вводят сведения об эксплуатационных показателях, наработке тяговой единицы, ее отказах, выявленных в пунктах технического обслуживания локомотивов (ПТОЛ), о средней величине удельных энергозатрат на тягу поездов (подекадно, помесячно). На АРМ планируется срок очередности ТО и ТР, очередного диагностирования.

Для разработки и внедрения усовершенствованной системы планово- предупредительного ремонта формируется целевая программа,  координирующая деятельность привлекаемых организаций и предприятий. Она предусматривает разработку:

-организационно-технологического Положения о реализации системы планово-предупредительного ремонта с учетом технического состояния ЭПС;

-технических требований на новые средства контроля и диагностирования лимитирующих узлов ЭПС (с одновременной оценкой уже применяемых технических средств диагностики, их совершенствованием и сертификацией);

-технических заданий и технических проектов АРМ, их локальных сетей;

-методик прогнозирования остаточного ресурса (лимитирующих узлов), ориентированных на  имеющиеся и проектируемые средства контроля и диагностирования;

-нормативно-технической, технологической документации для данной системы планово-предупредительного ремонта (с корректировкой действующей документации).

Совершенствование системы планово-предупредительного ремонта повышает:

-безотказность оборудования ЭПС, состояние которого влияет на безопасность движения;

-энергоэкономичность за счет обнаружения и устранения неисправностей оборудования, непосредственно влияющего на расход электроэнергии;

-надежность ЭПС, т.е. сокращение числа и суммарной длительности опозданий поездов по проследованию и отправлению из-за неисправностей ЭПС, приводящих к бракам, порчам, ухудшению тяговых свойств.

Таким образом, для эксплуатируемого парка необходимо сохранить существующий порядок периодичности постановки на ТО и ТР, расширив допускаемые отклонения от межремонтных норм для конкретных единиц ЭПС. При этом на каждом ТО и ТР должны выполняться некоторые постоянные (регламентированные) контрольные и восстановительные операции, и переменные, зависящие от результатов дефектации ЭПС (в том числе с использованием технических средств диагностирования) и наработки конкретных узлов.

Список литературы

• Энциклопедия Ж.Д. [электронный ресурс] – 2015 – Режим доступа: http://www.jd-enciklopedia.ru/5-lokomotivy-i-lokomotivnoe-xozyajstvo/5-16-texnicheskaya-diagnostika-lokomotivov/
• Рином, ООО на Allbiz – Омск (Россия). [электронный ресурс] – 2015 – Режим доступа: http://77834.ru.all.biz/
• Рефератный сайт «FreeRef». [электронный ресурс] – 2015 – Режим доступа: http://freeref.ru/wievjob.php?id=507562

Оригинал работы: Об основных системах ремонта подвижного состава