автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Совершенствование контроля технического состояния деталей буксовых узлов при ремонте вагонов

МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ РОССИИ ОМСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

РГБ ОД

На правах рукописи • • УДК 629.4.027.115

БЕСПРОЗВАННЫХ Евгений Викторович

СОВЕ РШЕНСТВОВ АННЕ КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ДЕТАЛЕЙ БУКСОВЫХ УЗЛОВ ПРИ РЕМОНТЕ ВАГОНОВ

Специальность 05.22.07 — Подвижной состав железных дорог и тяга поездов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ОМСК 1994

Работа выполнена на кафедре «Вагоны и нагонное хозяйство» Омской государственной академии путей сообщения.

Н а у ч н и и ]) у к о в о дв т е л ь —

академик АТ РФ, доктор технических паук, профессор ЛУКИН Бикюр Васильевич.

О 4» и ц и а л ь п не оппоненты —

доктор технических наук, профессор ЛПСОВСКНП Александр Сергеевич;

кандидат технических паук, доцент КАЛМПН Борис Иванович.

Ведущее предприятие-—

Восточно-Сибирская железная дорога.

Защита диссертации состоится _1994 г.

в 9 часов минут на заседании специализированного совета

Д 114.06.01 при Омской государственной академии путей сообщения (ОмИИТа) по адресу: 644046, г. Омск, пр. Маркса, 35, зал заседаний.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан /4" 1994 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу совета академии.

Ученый секретарь специализированного совета, академик АТ РФ, доктор технических паук, профессор

В. К. ОКИШЕВ

Омская государственная академия путей сообщения (ОмИИТ), 1994 г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. В период перехода экономики страны к рыночным отношениям перед железнодорожным транспортом стоит задача удовлетворения потребностей народного хозяйства и населения в перевозках при минимальных эксплуатационных расходах на содержание средств транспорта.

Решение этоЯ задачи в значительной мере зависит от качества работы отдельных структурных звеньев транспорта, в том числе вагонного хозяйства, включающего в себя вагоноремонтное производство, призванное служить для поддержания вагонов в-технически исправном состоянии.

Результаты исследования технического состояние вагонов за период о 1975 по 1992 гг, показывают, что не- в полной мере обеспечивается надежная эксплуатация одного из ответственных узлов вагонов - буксового узла, например, на буксовые рзлы вооьмиосных цистерн, эксплуатирующихся на Веоточных полигонах страны, приходится до 47 % от всех видов отказов цистерн, при этом особое место занимают отказы подшипников по дефектам колец, сепараторов и роликов» Свыше 50 5? ртпх отизров происходят в первые пятнадцать месяцев после плановых видов ремонта вагонов, что свйдетальствует о недостаточной качестве копт- ' роля я ремонта деталей букоовых узлов.

Результата анализа применения технических оредста нерзз-рушаюшего контроля деталей подотишкей при ремонте буксовых узлоп на вагоноремонтных предприятиях Сибири я Дальнего Востока покаэвлй, что приборному диагностировании подвергавтоя только кольца подшипников, г контроль сепараторов я ролйков (ва-за отсутствия технических оредств для его проведения} изменяется визуалбпви осмотром - это уменьшает вероятность обнаружения дефектов, а такав увеличивает длительность коятро-ля, приводит к ухудшении качества ремонта вагоноа в, &ай • - ; следствие, нарушении безо*та<у|оотйляввябявя поездов.

Все ото свидетельствует о йеобходитт^еоверигкотвойания йонтроля Технического о'остсяипя деталей буйббвау, уййЬй прй рв-

монте вагонов, что является весьма актуальной задачей.

Цвлыр работы является разработка способов и сречств контроля технического состояния деталей подшипников буксовых узлов - сепараторов, роликов, колен - при ремонте вагонов на основе акустического вида неразрушвюшего контроля и его методов.

. Методы исследовании. Для реализации поставленных задач в работе использованы теории вероятностей, статистических решений, планирования экспериментов, корреляционно-регрессионного анализа, экспертных оценок,

Научная новизна определяется оледумдами результатами:

1. На основе статистических денных исследовано техническое состо жие деталей буксовых узлов и установлены места локализации дефектов в отдельных ветвлях подшипников.

2. Дана оценка эффективности применения отдельных видов неразрушашего контроля для определения технического состояния деталей подшипников, на основе которой выбран акустический вид как более рациональный,

3. Определены условия проведения экспериментальных исследований при контроле сепараторов, роликов и колец подшипников на основе анализов их технического состояния и применения методов акустического вида неразрушашего контроля.

4. Рвзработана методика и установлен обобщенный показатель, характеризующий размер дефекта сепаратора.

Б. На основе результатов стендовых и теоретических исследований выявлены закономерности изменения наиболее информативных параметров акустического контроля в зависимости от характера дефектов и выбраны для:

а) сепараторов я наручных колец подшипников - метол свободных колебаний;

/ б) роликов - метод вынужденных колебаний.

6. Безработен^ способы и уотройотва, реализующие принципиально новнч технические решения и иопользуешие рациональные критерии контроля при диагностировании:

а) сепараторов и наружных колец подшипников - по отношение максимальных амплитуд двух рядом расположенных периодов

биепий и периоду биений и его огибавшей соответственно;

б) роликов по отношению частот возмугащей силы не границах резонансной зоны.

7. На каждый из способов контроля получено авторское свидетельство на изобретение,

0. Рассмотрены возможности акустического контроля технического состояния колеи подшипников.

Практическая ценность и гезлизапия результатов работы. Результаты теоретических и экспериментальных исследований позволили ра зря бота тт, два опытных образца устройств яфетического контроля роликог. (УКР и УКР-1), которые внедрены в вагонных депо _от.Иркутск-Сортировочный и ст.Слюдянкв Восточно-Сибирской железной дороги:

- применение УКР при контроле роликов в вагонных депо позволит сократить количество отказов вагонов на 3-5

- на основе результатов исследований разработан и изготовлен опытный образец устройства акустического контроля сепараторов и колец подшипников, который испытан в лабораторных и производственных условиях;

- применение разработанных способов и уотройотв для выявления дефектов деталей подшипников в условиях вагоноремонтных предприятий позволит обеспечить стабильную работоспособность бутетвых узлев и бег'огвсность даташя тоездоБ, е 70-бГ раз (огобонно по сравнению с визуальным осмотром) сократить время и трудоемкость оценки технического состояния деталей, улучшить условия труда дефектпекопистов и ритмичность работы роликовых отделений;

- на основе положительных результатов исследований службой вагонного хозяйства ПС.ТЩ принято решение о внедрении устройств контроля ¡юликов во ясох вагонных депо дороги;

- отдел;.! не разработки мггут быть использованы для конт-гоял технического состояния других деталей подвижного состава: колес, осей, ряликов, тяг, роликовых подегипяиков, применяемых в мп1ютострое:':;|\

¿ортовоунготь научных положений. Научные результаты обоо-

нованы теоретически и подтверждены данными экспериментальных исследований, выполненных в лабораторных условиях и вагонных депо ст. Иркутск-Сортировочный и ст.Слюдянкэ ВОТ!, а также результатами испытаний опытных образцов устройств контроля роликов (УКР и УКР-1) и устройства контроля колец подшипников. ' Расхождение теоретических и экспериментальных данных не превышает б Я.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку на: "Научно-технических конференциях кафедр Омского института инженеров железнодорожного транспорта" (Омск, 1984, 1986 тт.), на заседаниях научно-технич' окого семинара кафедры "Вагоны и вагонное хозяйство" (Омск, 1986-1994 гг.); Всесоюзной научно-практической конференции."Повышение надежности средств контроля в ебгазивкой промышленности" (Ленинград, 1989 г.), Всесоюзной научно-технической конференции "Метода и средства диагностирования технических средств железнодорожного транспорта" (Омск,

1989 г.); техническом совете службы вагонного хозяйства ВосточноСибирской железной дорога с участием главных специалистов вагонных депо (Иркутск, 1989 г.); совещании специалистов вагонного хозяйства Восточно-Сибирской железной дороги (Иркутск,

1990 г.); технических советах вагонных депо от.Иркутск-Сортировочный, ст.Слюдянкв (Иркутск, Г990 г., С ледянка, 1992 г.); Ш Всесоюзной научно-технической конференции "Автоматизированные системы испытаний объектов железнодорожного транспорта (Омск, 1991 г.); из научно-техническом семинаре кафедр механического факультета (Омск, 1994 г.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано: научных отатей - 4, тегисов докладов - 6, отчетов по научно-исследовательской работе, зарегистрированных в ВНТИЦ • 2; получено авторских свидетельств - И, положительных решений по заявке на изобретение - I.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения* пяти разделов, заключения, списка использованных источников и приложений; содержит 132 страницы машинописного текста, Г>7 рисунков, 29 таблиц, описок попользованных источников из

114 наименований и 4 страницы приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение отражает актуальность теш и направление выбранных исследований.

В первом разделе приводятся обзор п вналит; результатов исследований технического состояния деталей буксовых узлов в процессе эксплуатации вагонов, проведенных в период о 1975 по 1992 гг. Показана необходимость повышения надежности работы деталей ггодшитшков буксовых узлов вагонов, от состояния которых во многом зависят обеспечение необходимых показателей по использованию вагонов и безопасность движения поездов.

Одним из путей обеспечения требуемой современным уровнем эксплуатации надежности и работоспособного состояния деталей буксовых узлов является проведение качественных диагностирований и ремонта в вагоноремонтных предприятвях. Отмечается, что применяемые при атом метода диагностики деталей подшипников имеют малую эффективность и низкую производительность обнаружения дефектов и поэтому но удовлетворяют современным требованиям, предъявляемым к технологии процесса ремонта деталей буксовых узлов вагонов,

Значительный вклад в иоолвдованйе комплекса проблем, связанных о диагностированием подшипников качения различных механизмов, внесли Б.В.Павлов, К.М.Рвгульокис, А«Ю.Юркауокао, .

A.К.Явленский, О.К.Постников, разработка средств диагностирования подшипников подвижного состава производятся за рубеяои и в нашей стране во ВНИИВТ, МГУ ПСц РТУ ПС, НаиИИГ, ВЗИИТ под руководством А.Д.Грущенко, II.В.Бирюкова, Н.А.Малоземпевз,

B.А.Гамловэ и других исследователей.

На оснований анализа научно-технической я патентяой литературы дана краткая характеристика видов яераэрушащвгг контроля, рассмотрена их основные недостатки и преимущества применительно к контроле деталей подапнякоа (колец, оеяярэ- .' торов, роликов). Приведена факторы, опроделящае эффектна-

ность каждого из видов контроля при выявлении дефектов, характерных для исследуемых деталей подшипников. Для количественной; оценки эффективности видов контроля ксподьаована обобщенная функция желательности л

Г ¿=4

где /I - количество факторов;

(¿1 - ехр[~ехр(-ЛГ1)] - функция желательности

для ¿-го фактора; - ранговая' оценка I -го фактора.

Показано, что акустический вид может быть принят за основу комплекса способов в средств неразрушающего контроля деталей подшипников буксовкх узлов при вх полных ревизиях в вагоноремонтных предприятиях.

Краткий обзор и анализ работ по теории и лрвктике методов акустического вида неразрраюаето контроля показали, что, наряду с достигнутыми в этой области результатами, до сих пор оотаетоя актуальной проблема поиска и ваборв информативных параметров и технических решений для контроля деталей подшипников (сепараторов, роликов, колец). Отмечено, что недостаточно полно изучены вопросы выбора определенных методов для исследования параметров контроля применительно к названным деталям буксовых узлов, е также отсутствуют исчерпывающие сведения о локализации дефектов в влемантах сепаратора и о показателе' , характеризующем размер этих дефектов.

Во втордм .разделу приводятся результаты статистического еяелззг по видам дефектов,их количеству и местах локализации в элементах сепараторов цплиндричеоких роликовых подшипников буксовых уалоэ вагонов.

Для анализа били использованы данные, полученные при непосредственном уаотяи авторе в Результате натурных обследований сепараторов в колеоно-рояаковых цехах при полных ревизиях буксовых увлоз. Они предотавяяют собой результаты обследования сепараторов в период с 1983 по 1990 гг. в семи гшгон-ншс депо трех «левных дорог Сибири; Восточно-Сибирской,

Красноярской и Западно-Сибирской. В течение этого времени обследовано 55023 сепаратора. Установлено, что количество дефектных сепараторов составляет 4,3 % от общего количества осмотренных. У сепараторов, зэ0рвковзн;гах по гарутгенто тделостнооти их элементов 98,33 t дефектов возникает в их кольцах, при этом 93,56 % дефектов локализовано в сочленении перекачек с кольцами. Ток™ обрэвот, результата анализа показали, что основная необходимость в контроле сепаратора ввзвана потребностью в контроля его колец.

Рассмотрена проблемы акустического контроля сепараторов как изделий сложной форма.

На осгтотге анализа тгаучло-технической я патентной литература, в твкйе с учетом потребности в контроле тготазано, что для оценки технического состояния сепараторов тяокно использовать тетод свободная колебаний {ИСК), пвк обеспечттоашшй наиболее тголнай в^фехт контроля. Для этого рекомендуется реалч- ■ ■зоввтъ плоские колебания сепаратора, часто прямевяемне для тгаделя?! с формой толец наружным диаметром от 200-1100 мм, для чего требуется расположить сепаратор определении!.! образом от-тгоеттельно опор и приемо-излучаюпей аппаратура (рис. I).

Рис.1. Схема размещения сепаратора относительно опор и

приемо-иэлучатеЯ системы: I - сепаратор, 2 - нить полвеса, 3 - задатчик удара, 4 - микрофон

Предполагается, что плоские колебания каждого из колец сепараторе (из-за близости их частот) при сложении образуют результирующие колебания, характеризуемые биениями, с рядом информативных параметров (рис.2)

.шах

Рис.2. Параметры контроля сепаратора МСК

В качестве названных параметров контроля выбрвны: Тц- период биений результирующих колебаний

Те - Т' * Те , <2)

- ТА - Т/ '

где 7*/ и Т£ - периоды колебаний соответственно первого и второго колец сепаратора; максимальная амплитуда результирующих колебаний, в также ее огибающая в контролируемом периоде биений; Апотношение максимальных амплитуд предыдущего и последующего периодов биений колец сепаратора; £ - длительность результирующих колебаний колец сепара-• . торя.

11а рис.3 показаны осциллограммы контроля сепараторов методом свободных колебания.

Для исследования информативности параметров контроля,

10

шаг

Рио.З. Осциллограмма контроля сепараторов ШК а) испр&впого, б) дефектного

И

на основе разработанной методики, произведен выбор обобщенного показателя, характеризующего размер трещин в элементах сепароторв. В качестве обобщенного показателя использована величина площади трещины. Предложен метод определения этой площади, соответствующей площади £ прямоугольного треугольника

£ = £ а.$ 9 (3)

где а и § размеры трещины на горизонтальной к вертикальной поверхностях кольца сепарвтора.

На основе статистического материала, полученного пси измерениях параметров контроля сепараторов, построены эмпирические зависимости, которые аппроксимированы регрессионными уравнениями и приведены в табл.Т.

Таблица I

Параметры контроля : Уравнения регрессии параметров

: контроля в зависимости от величины

: обобщенного показателя трещины

7> о, 9А* е-0'**

' ' 4 гт 0

Используя уравнения регрессии (табл.1), установлены граничные значения величин параметров контроля, а для сравнения их информативности получены критерии оценки, осяовоннне на применения вероятностей ошибок первого а второго рода (табл.2).

Кроме того, про сравнении информативности парэметрбв

контроля сепараторов притенены также методы распознавания, базирующиеся на основных результатах теория статистических решений. Для получения минимума среднего риска при контроле сепараторов использован признак X 0 . позволяющий разделить признаковое пространство на области, для которых сепаратор

будет признан исправным при условии XI ^ Xс

и дефект-

ным при Х£ > X 0 , где X£ - фактическое значение параметра. Значение признака X г> находится по Формуле

_ «¿V е',к± (<£-

Х=

& - <5ч*

(4)

где

(П

т, - штематические ожидания признака каждого из ' классов объекта (при нормальных законах его распределения); - среднеквадрзтические отклонения признака каждого из классов объекта; «Яр - коэффициент правдоподобия. По статистическим данным, полученным по результатам экс-периментвльннх исследований, определены нормальные•распределения каждого из параметров контроля для исправных и дефектных сепараторов с плотностями вида

Численные значения этих параметров с критериями их оценки приведены в табл.2. Таблица 2

Параметр: Показатели оценки контроля

контроля"

теория корреляционного _рнялизд_

Хо

Ж

теория статистических решений

Хо

в*

Тз (С) 0,940 0,0601 О.ОСМО

Л 47 •960 0,0048 0,0017

¿ГЖ?1'™ 0,0013 0,0010

<Г (С) 15,022 0.0С45 0,0С12

0,950 0,0770 0,0027

46,500 0,0040 0,0010

1,085 0,0014 0,0014

15,001 0,0040 0,0012

Анализ показателей опенки контроля показывает» что в качестве наиболее информативного может быть применен при контроле сепараторов параметр-отношение максимальных амплитуд предыдущего и последующего рядом расположенных периодов биений колец сепаратора,'достаточно просто реализуемый и не зависящий от величины ударного возбуждения.

На основе проведенных исследований разработан принципиально новый способ контроля сепараторов, реализуемый при помощи вновь разработанного устройства контроля, который позволит заменить трудоемкую и неэффективную операцию визуального контроля ссчшраторов в вагоноремонтных предприятиях.

. В .третьем разделе рассмотрены пути решения проблемы вкусг тического контроля роликов. Показано, что часто при необходимости контроля целого ряда изделий (например, малогабаритных, такого типе гсак ролик подшипника) возникает задача выбора рабочей моды колебаний и измерение ее характеристик без существенных искажений, влияющих на оценку физико-механических . свойств изделия.

При соизмеримости размеров и массы изделия с размерами и »дассой приемо-излучающей системы и опор не удается без внесения существенных искажений в частотный спектр обеспечить надежный контакт пзделия с опоре ми только в области узлов колебаний выбранной моды и выделить из него какой-либо один вид колебаний. В этих случаях амплитуда выбранной моды после окончания переходного процесса незначительно превосходит амплитуды других мод-колебаний, составляющих частотный спектр, и является недостаточной для срабатывания частотомерного устройства. В связи с этим для измерения параметров собственных колебаний такпх изделий, как ролики подшипников," учитывая, что надежное выделение определенной моды колебаний частотного спектра мало эффективно методом свободных колебаний, был применен метод вынувденных колебаний.

Для проведения исследований определена схема расположения ролика в приемо-излучашей системе и расшифрован его частотный спектр. В качестве рабочих приняты изгибные колебания ролига, как наиболее просто, удобно и достаточно надежно реа-

лпзуемые при помоши известных устройств, например, серийно выпускаемого прибора "Звук-107". На основе анализа научных трудов и патентных исследований выбраны следующие параметры контроля роликов: частота собственных изгибных колебаний, максимальная амплитуда этой, частоты, добротность и отношение частот возмущающей силы на границах резонансной зоны..

.В работе описана методика проведения.экспериментальных исследований. Показано, что ввиду большого разнообразия дефектов в роликах, в также случайных мест их локализации (особенно трещин)- не представляется, возможным произвести выбор обобщенного показателя размера дефекта, поэтому за дефект, приводящий к.браковке роликов, принят любой из дефектов, запрещенный нормативно-технической' документацией при ремонте.

По результатам экспериментальных исследований получены статистические закономерности параметров контроля. Установлены закономерности параметров при исправном и дефектном состояниях роликов, имеющие нормальные'распределения.

Произведена оценка этих параметров и определены граничные значения браковки, для чего применена теория статистических решений. Численные значения параметров контроля с критериями их оценки приведены в табл.3.

Таблица 3

Па ра метр контроля

Показатели оценки контроля

1 а,*»- : а?^

fc.lt 33700 (Гц) 0,022 0,51

А "7а* 31,5 (мВ) - 0,015 0,26

;£//> 1,0042 0,012 0,024 1,0061

Результаты сравнительного анализа параметров контроля по критериям оценки роликов покязывают (табл.3), что наиболее информативным из нгх является отношение частот возмущающей силы на границах резонансной зоны.

На основе проведенных исследований разработаны способы контроля роликов с использованием в качестве параметра контроля уаиболее информативного - отношения частот возмущающей силы на границах резонансной зоны, который реализован в устройствах контроля роликов УКР и УКР-Г, изготовленных в ОмГАЧС и внедренных в двух вагонных депо ЗС2СД. Общий вид устройства контроля роликов (УКР) представлен на рис.4.

Б четвертом разделе на основе анализов публикаций по исследованию отквзов деталей подгаипников буксовых узлов, статистических данных по отцепкам вагонов и браковке деталей подшипников при полных ревизиях буксолых узлов установлено, что одним из основных видов отказов этих узлов является нарушение целостности нвружгых колец подшипников. Пр:; этом основное количество этих отказов происходит в первые 10-15 месяцев после Плановых видов ремонта, что свидетельствует о недостаточном качестве диагностирования колец в колеоко-роликовых цехах вагоноремонтных предприятий. Как показано в разделах I, 2, в связи с тем, что наиболее эффективный контроль монет быть реализован при применении метода свободных колебвней, он был пспользоввн применительно к контролю наружных колец

подшипников.

Показано, что в качестве рабочей мода можно использовать такке плоские колебания колец, применяя способ их установки относительно опор и приемо- излучающей системы, показанный не рис.1. Определен также частотный диапазон из выражения

•V - Се '

где - частота собственных плоских колебаний кольца с

_ двумя узловыми диаметрами ( /г =2); Л - безразмерный параметр, запиоотий от соотношения

размеров Ы/СО и коэффициента Пуассона; й{ - диаметр отверстия;

- наружный диаметр кольца;

- скорость распространения упругих продольных колебаний в стертгае, материал которого идентичен материалу кольца.

В диссертационной работе исследоввнь* частоты собственных плоских колебаний колец для оценки кх технического состояния с использованием прибора "Звук-202", широко применяемого для определения частот собственных колебаний изделий.

Результаты исследований показали, что частота собственных плоских колебаний колец ^ изменяется в зависимости от дефектов в них (она уменьшается при наличии дефекте), варьирование ее для исправных колец выявлено в узком диапазоне частот. Однако проводимый контроль обладает рядом недостатков, например,'значительной неточностью в повыоеняой продолжительностью из-за неоднократной повторяемости операций контроля.

Показано, что для повышения тбчности и результативности контроля может бнтв'применен в исследоханиях при оценке технического состояния колец аналогичный способ, приведенный в разд.2 с видоизмененной схемой и использованием в ней для реализации биений эталонного гольце с частотой собствегаых плоских колебаний, ровно?

"; тех . / с г (rtit.ii

т

* Г/А

у г 3\лгак /гя]ШУ

где ) - соответственно максимально и мини-

мально возможные частоты собственных плоских колебаний исправных колец подшипников

л контролируемого кольца подшипника (рис.5).

1

Рис.5. Схема контроля дефектнооти наружных колец подшипников МСК:

I - задатчик удара, 2 - эталонное кольцо, 3 - контролируемое кольцо, 4 - микрофон, 5 - усилитель, 6 - осциллограф

В качестве параметров контроля колеи выбраны: - период биений результирующих колебаний; Ап - максимальная амплитуда результирующих колебаний эталонного и контролируе-

1 ЯЮХ / л /7ТСГХ

мого колец; _ /»а** ~ отношение максимальных амплитуд рядом находящихся последовательных периодов биений; ¿Г -длительность колебаний контролируемого кольца.

На рис.б показаны осциллограммы контроля наружных колец методом свободных колебаний.

По результатам экспериментальных исследований получены статистические закономерности параметров контроля по основным видам дефектов наружных колец подшипников, а также при их исправном состоянии, которые инчют нормальные распределения.

Произведена оценка этих параметров и установлены граничные значения бракпвки, для чего использована теория статистических решений.

Чясленные значения зтих параметров с критериями их оцеп-

г

ки приведены в табл.4.

.....

а

Рис.6. Осциллограммы контроля наружных колец подшипников а) исправного, б) дефектного

Результат« сравнительного анализа параметров контроля нзрутнкх колец подшипников (табл.4) показывают, что наиболее информативным из них /шляется период биений собственных результирующих колебания колеи.

Таблица 4

Параметры контроля

Показателя оценки контроля

Ко

г?;

Ап

Л тс0</А тгп> /нг»1

0,16 (с) 33,20 ЩВ) 1,40 7,8 <с)

0,027 0,03? '0,033 0,064

0,0059 0,0096 0,0071 0,0092

. На основе проведенных «сояейовввйй предложен способ и устройство контроля наружных колец подшипников -с применением при диагностике этого информативного параметра.

Устройство контроля наруюых колец и сепараторов тгстгвюто в лабораторных и производственник условиях, результата встт-таний дали положительные результаты. Общий вид "этого устройства предотавлен на рис.7.

Рио.7. Общий вид устройства контроля колеи сепараторов подшипников ИСК

В диссертация обоснованы возможности акустического контроля колец подшипников.. Показано, что а дальнейших исследованиях возникает необходимость, оценки технического состояния колец о использованием неексдаадх мод «оле<5аний» Двд целей разработав способ дезгйоотизд кояец с применением ваь-даижной опоры --коисоля, !»?ор5гп яра контроле МСК непальауя? Емеото эталонного кольца, В этом о луч а о ддя пог/чения той ИДЯ иной моды колебаний меняют ее длину (ро,8)«

Рис.8. Схема контроля колец МСК о использованием неокольцах мод колебаний:

I - кольцо, 2 - аадатчия удара, 3 - «якрофов,

4 - осциллограф, 6. --^вдвртаая опора, 7 - фикоа-

тор опоры» 8 - нить подвеса

В пятом разделе выполнена оценке технико-экономической эффективности результатов внедрений исследований. Годовой экономический аффект»)- приходящийся не одно устройство контроля, внедренное в ттроцесо ремонта деталей яодшшшинсд Н9 Восточно-Сибирской железной дороге (о учетом корректировки цен на 1.01.1994 г.),оостйвил 46885,3 р. в рзочете на полную ревизию 4800 колесннг пар в год,

Ожидаемый экономический эффект от применения устройства контроля колец подшипников, роализувшвго пранцяпкалъно новчй

способ контроля, в расчете на полную ревизию 3000 колесных тар в год,составит 22000,5 т. р. (по результатам производственных испытаний устройства контроля колец в вагонном депо V с учетом корректировки цен не 1.01,1994 г.).

Годовой экономический эффект подтвержден управлением Восточно-Сибирской железной дорогI, и руководством вагонного депо.

В качестве исходных данных для рвечетв использованы результаты сравнительных испытаний средств контроля (разработанных с существующими), при атом не учитывались затрата на ликвидацию возможных аварий и крушений при отказе деталей в процессе экоплувтации.

Полученные результаты подтверждают высокую эффективность разработанных мероприятий по совершенствованию контроля технического состояния деталей буксовых узлов при ремонте вагонов в вагоноремонтных предприятиях.

ОСНОЕИЫЕ ВЫВОД! И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. Исследовано техническое соотояние буксовых узлов вагонов и установлена, необходимость в совершенствовании контроля деталей подшипников, как наиболее подверженных отказам в процессе эксплуатации.

2. Произведен сравнительный анализ эффективности видов нерезрушаюшего контроля, на основе которого показэно, что

•акустический вид обладает достаточно высокими возможностями ддя контроля роликов, сепараторов й колец подзкпников.

3. На основе известных и разработанных методик проведены стендовые в теоретические исследования информативности параметров контроля роликов, сепараторов и колец подшипников.

й результате для контроля технического состояния выбрвны метода:

, а) для сепараторов - свободных колебаний в ревработан спопоб контроля по анализу отношения максимальных амплитуд двух рядом находяпюхоя периодов биений колец сепаратора;

б) для роликов - вынужденных колебаний и разработаны способы контроля по анализу отношений частот возмупввщей силн на границах резонансной зоны*,

в) для нвружных колец - свободных колебаний и разработаны способы контроля по анализу периода биений результирующих колебаний эталонного и контролируемого колец и его огибающей,

4. Разработаны и испытаны в условиях лаборатории и производства устройство контроля роликов (УКР) и устройство контроля колец и сепараторов, использующие принципиально новые технические решения.

5. Устройство контроля роликов и его кодификация внедрены в двух вагонных депо Восточно-Сибирской железной дороги. Службой вагонного хозяйства принято решение о внедрении УКР во всех вагонных депо дороги. •

6. Произведена оценка экономической эффективности устройства контроля роликов (УКР), которая показала, что при годовой программе рекйнта 4800 колесных пар полной ревизии экономический эффект состввляет 46885,3 т.р.

7. По результатам сравнительных гспытаний, проведенных

в вагонном депо ВСЯД, ожидаемый экономический эффект от применения устройства контроля наружных колец подшипников в расчете на полную ревизию 3000 колесных пар в год составит 22000,5 т.р. в год, за счет'снижения отказов вагонов по нарушению целостности наружных колец. При этом не учитывались затрата на ликвидацию возможных Крушений из-за отказов деталей буксовых узлов.

8. Проведенные исследования показали, что акустический вид неразрушашего контроля может быть успешно применен при диагностике деталей подшипников и устранит недостатки, связанные с применением трудоемких традиционных видов контроля, применяемых в вагонном хозяйстве.

25

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. Беспрозванных Е.В. Комплексное техническое диагностирование буксовых узлов большегрузных вагонов на пунктах подготовки их к перевозкам. //Повышение эффективности ремонте и технического обслуживания большегрузных вагонов в условиях Сибири. Омский ин-т инж. ж.-д. транспорта. Омск. 1985. С.34-37,

2. Беспрозванных Е.В., Алексеев A.M. Исследование процесса работы буксовых узлов восьмяосных цистерн при обретении последних в кольцевых замкнутых маршрутах Сибири и Дальнего Востока // Повышение эффективности средств технического обслуживания и ремонта вагонов в условиях Сибири. /Омский ин-т инж, ж.-д. транспорта. Омск. 1987. С.51-54.

3. A.c. 1446552 СССР, МКИ6 Ol ff 29/00. Способ контроля дефектности изделия /Е.В.Беспрозванных, Е.Ю. Салите, Н.М. Ла-пенко.

4. A.c. I4533I6 СССР, МКИ б Ol V 29/04. Способ определения дефектности изделия /Е.В.Беспгюзванннх, A.M.Алексеев,

В. Ю. Ca ли та, Н. М. Лв ппнко.

5. A.c. I7I2806 СССР, МКИ6ШМ 13/04. Способ контроля дефектности сепараторе цилиндрического роликого подшипника /Е.В.Беспрозввнных, В.В.Лукин, А.П.Беспрозванных, В.В.Ннко-лаев.

6. A.c. 1552091 СССР, Ш'601 ff 29/04. Способ контроля дефектности изделия /Е.В.Беспгозванных.

7. A.c. I7I4492 СССР, МКИСгРГ У 29/04. Способ контроля дсфектиости изделея /Е.'.Геспрозвягннт, Н.М.Лапенко, A.M. Алексеев, Л.Е.Беспрозввнных.

' !,. Беспрозванных Е.В. Совсгиенствованге контроля технического состояния деталей буксовых узлов при ремонте вагонов //Тезисы Исесорзьой нвучио-тегш-ческоП конференции /Омский . гн-т инж. к.-д.тронспортр. Омск. 1989. C.I88.

9. Гчспрозванных Е. Результаты анализа данных по бра-

ковка сепараторов и распределение их по видам неисправностей для целей диагностики //Тезисы Всесоюзной научно-технической конференции / Омский ин-т кнж. к.-д.транспорта. Омск. 1989. С. 191.

10. Беспрозванных Е.В. Совершенствование контроля деталей подшипников буксовых узлов при плановых видах ремонта вагонов //'Повышение эффективности ремонта и технического обслуживания большегрузных вагонов в условиях Сибири. /Омский ин-т игж. ж.-д. транспорта. Омск. 1990. С.61-64,

11. Беспрозванных Е.В, I. Исследование динамических процессов в сепараторах для целей их акустической диагностики.

2. Разработка способа акустического контроля наружных колец подшипников /Дезисы Ш Всесоюзной научно- технической конференции "Автоматизированные системы испытаний объектов железнодорожного транспорта". /Омский ин-т инн, ж.-д. транспорта,. Омск. 19914 СЛ31-132.

12. Разработка устройства контроля роликов цялиндричео-ких роликовых подшипников буксовых узлов в процесса ремонта восьмиосных цистерн: Отчет о НИР /Омский ин-т инк, я»-д. транспорта. Руководитель В.В.Лукин» № ГР 01,89.0028056; Илв.»655. Омск. 1989. 107 о.

13. Исследование работа деталей будсовых узлов восьми-осных цистерн нр'ВСЖЛ; Отчет о НИР /Омский ин-т иня, ж.-д. транспорта. Руководитель В.В.Лукин. Я ГЗ? 01.90»ОС/28983; Инв.Д 738. Омск. 1990. 59 с.

14. Лукин В.З., Беспрозввнных Е.В», Брендель И.Е, Совершенствование способов контроля деталей подшипников буксовых узлов при плановых видах ремонта вагонов, /А1овшенив качества ремонта и технического обслуживания подвитого состава. /ОмокиЙ ин-т и па. транспорта. Омов. 1994. С, 5-8.