Введение. Актуальность проблемы определяется большими эксплуатационными расходами, связанными с износом колесных пар подвижного состава

Актуальность проблемы определяется большими эксплуатационными расходами, связанными с износом колесных пар подвижного состава. По оценке экспертов, в России в начале 80-х гг. срок службы бандажей колесных пар локомотивов составлял 6–7 лет, а в 90-е гг. ХХ века он сократился уже до 2–3 лет; в 2014 г. ремонту обточкой подвергалось более 3 млн. колесных пар.

Если существующее использование ресурса бандажей (по толщине) сохранится и на последующие годы, то потребность в них в ближайшее время возрастет на 65–70 %. Износ гребней с неплановыми обточками колес значительно сокращает срок их службы до замены по предельной толщине бандажа (200–300 тыс. км пробега). При умеренном износе гребней (с интенсивностью 0, 3–0, 4 мм/10 тыс. км) ресурс бандажа должен обеспечить пробеги не менее 600 тыс. км.

Анализ неисправностей колесных пар тягового подвижного состава (ТПС) на железнодорожном транспорте показывает, что бандажи существенно влияют на безопасность движения. Совершенствование методов контроля и предупреждение параметрических и непараметрических отказов колесных пар в пути следования являются одним из самых важных факторов обеспечения безопасности движения поездов.

Колесные пары являются одним из самых ответственных узлов тягового подвижного состава (ТПС), от состояния которых зависит безопасность движения поездов. Величиной ресурса бандажей колесных пар определяются периодичность обслуживания ТО-4, на котором производится обточка бандажей колесных пар с целью восстановления профиля катания, а также периодичность среднего СР и капитального КР ремонтов, на которых производится замена полностью изношенных бандажей. В настоящий момент проблема износа бандажей колесных пар встала особо остро.

Интенсивный износ гребней колес подвижного состава и боковой грани рельсов, наблюдаемый в последние годы на железных дорогах России, является следствием многофакторного изменения в течение достаточно длительного времени условий взаимодействия подвижного состава и пути, происходящего главным образом, в связи с ростом объема перевозок и повышением грузонапряженности железных дорог.

Решающую роль в повышении износа в зоне контакта колесо - рельс играют следующие основные причины:

- рост вертикальной и, особенно, горизонтальной жесткости пути (внедрение мощных рельсов тяжелых типов, железобетонных шпал и жестких скреплений);

- сужение колеи;

- замена на подвижном составе буксовых подшипников скольжения на роликовые (помимо устранения естественного смазывания рельса подтекающей смазкой, это привело к резкому увеличению сопротивления повороту тележек подвижного состава в кривых);

Увеличение в 2009 г минимально допустимой в эксплуатации толщины гребня профиля ДМеТИ ЛР (с 23 мм до 25 мм) с целью повышения безопасности движения еще больше усложнило ситуацию и, как следствие, в локомотивных депо возросли объемы ремонтных работ и затраты по содержанию колесных пар ТПС. Поэтому проблема снижения износа бандажей колесных пар, поддержание их в работоспособном состоянии, своевременного планирования и определения рациональных объемов их ремонтов является одной из важнейших технико-экономических задач.

Существуют два главных направления уменьшения износа как результата работы сил трения:

- снижение абсолютных значений сил трения в контакте;

- снижение продолжительности контакта гребней колес и боковой поверхности рельсов.

Объект исследования – ОАО (ПАО) РЖД.

Предмет исследования - применение ресурсосберегающих технологий эксплуатации при ремонте колесных пар локомотивов.

Целью данного дипломного проекта является разработка мероприятий по применению ресурсосберегающих технологий эксплуатации при ремонте колесных пар локомотивов.

Первая задача является преимущественно трибологической, вторая затрагивает главным образом, конструктивные параметры пути и ходовых частей подвижного состава, определяющие величину и продолжительность проскальзывания гребня колеса по боковой поверхности рельса.

Изучение фундаментальных закономерностей, обуславливающих характер и интенсивность износа в зоне контакта, показывает, что снижение коэффициента трения наиболее эффективно влияет практически на все трибологические и силовые параметры, формируемые в зоне контакта гребней колес и боковой грани рельса в кривых участках пути.

Наиболее прогрессивным в достижении данной цели является применение лубрикаторов систем подачи специальных смазочных материалов в зону трения гребень колеса - головка рельса.

Методы исследования. Базовые положения теории надежности технических систем, технического контроля, вероятностно-статистических методов исследования: теории вероятностей, надежности, проверки статистических гипотез, регрессионного и дисперсионного анализов, элементы теорий моделирования, ситуационного планирования и прогнозирования, а также исследование физических явлений, лежащих на стыке ряда областей прикладных наук.

Глава 1. Обзор известных методов ресурсосбережения колёсных пар локомотивов