Визначення технічного стану бандажів колісних пар рухомого складу залізниці шляхом застосування інерційної системи вимірювань

Abstract

Значна кількість рухомого складу АТ «Укрзалізниця», яка знаходиться в експлуатації, потребує різного виду ремонтів. Це пов’язано, як із терміном служби рухомого складу (велика кількість рухомого складу експлуатується більше нормативного терміну служби), так і з особливостями взаємодії системи «колесо-рейка». Одними із важливих елементів рухомого складу є колісні пари, бандажі яких найбільш часто зношуються, що потребує періодичного ремонту. Однак, собівартість та трудомісткість ремонту колісних пар рухомого складу, в сьогоднішніх умовах функціонування залізниці, виросла в декілька разів. Для забезпечення безперебійності та безпеки руху виконується капітальний ремонт із подовження терміну експлуатації (КРП). Отже, підвищення довговічності та зносостійкості бандажів колісних пар рухомого складу є актуальною задачею досліджень. Тому у кваліфікаційній роботі проведено дослідження, щодо підвищення терміну служби бандажів колісних пар рухомого складу залізниці шляхом удосконалення системи контролю їх технічного стану. Об’єкт дослідження – бандажі колісних пар рухомого складу залізниці. Предмет дослідження – системи діагностики технічного стану бандажів колісних пар рухомого складу залізниці. Мета дослідження – розробити методику оцінювання технічного стану бандажів колісних пар рухомого складу залізниці шляхом застосування інерційних вимірювальних технологій. За результатами кваліфікаційної роботи виконано такі задачі досліджень: -проведено аналіз дефектів та пошкоджень бандажів колісних пар рухомого складу, які виникають в експлуатаційних умовах; -наведено системи діагностики технічного стану бандажів колісних пар з метою раннього виявлення їх несправностей; -запропоновано метод оцінювання технічного стану бандажів колісних пар рухомого складу залізниці шляхом застосування інерційної системи вимірювань; -отримано результати записів прискорень при проїздів рухомим складом певної ділянки залізничної колії, що дозволило визначити дефектні колісні пари рухомого складу. Встановлено, що одним із методів продовження терміну експлуатації бандажів колісних пар рухомого складу залізниці є використання технологій контролю їх технічного стану в експлуатаційних умовах. Застосування таких технологій дозволить вчасно виявити за запобігти розвитку дефектів колісних пар рухомого складу. Встановлено, що за допомогою інерційного методу (вимірювання прискорень), які виникають при проїзді рухомого складу певною ділянкою залізничної колії, можна встановити технічний стан бандажів колісних пар рухомого складу. У результаті проведених експериментальних досліджень із оцінки технічного стану бандажів колісних пар рухомого складу встановлено, що від окремих колісних пар спостерігаються пікові значення прискорень, які становлять 20 м/с2 і більше. Це є ознакою дефектності бандажів колісних пар, що вимагає проведення більш детальної оцінки технічного стану таких колісних пар на спеціалізованих підприємствах залізниці. У результаті це призведе до підвищення терміну служби бандажів колісних пар рухомого складу.A significant portion of the rolling stock of JSC «Ukrzaliznytsia» currently in operation requires various types of repairs. This is due both to the service life of the rolling stock (a large number of units have been in operation beyond their standard service period) and to the specific interactions within the «wheel-rail» system. One of the critical components of the rolling stock is wheelsets, whose tires are among the most frequently worn-out parts, necessitating periodic repairs. However, in the current railway operation conditions, the cost and labour intensity of wheelset repairs have increased several times. To ensure uninterrupted and safe railway operations, capital repairs with extended service life (KRP) are carried out. Therefore, increasing the durability and wear resistance of wheelset tires is a relevant research task. In this qualification work, a study has been conducted on extending the service life of railway rolling stock wheelset tires by improving the system for monitoring their technical condition. Object of the Study – Wheelset tires of railway rolling stock. Subject of the Study – Diagnostic systems for assessing the technical condition of wheelset tires in railway rolling stock. Purpose of the Study – To develop a methodology for evaluating the technical condition of railway rolling stock wheelset tires by applying inertial measurement technologies. Based on the results of the qualification work, the following research tasks have been completed: -Analyzed defects and damages of wheelset tires in railway rolling stock that occur under operational conditions. -Presented diagnostic systems for assessing the technical condition of wheelset tires to enable early fault detection. -A method for assessing the technical condition of wheelset tyres of railway rolling stock has been proposed using an inertial measurement system; -Acceleration data were recorded during the passage of rolling stock over a specific section of railway track, which made it possible to identify defective wheelsets. It has been established that one of the methods for extending the service life of railway rolling stock wheelset tires is the use of condition monitoring technologies under operational conditions. The application of such technologies will allow for timely detection and prevention of defect development in railway rolling stock wheelsets. It has been determined that by using the inertial method (measuring accelerations) occurring when rolling stock passes a specific section of the railway track, the technical condition of the wheelset tires can be assessed. As a result of experimental studies evaluating the technical condition of railway rolling stock wheelset tires, it has been found that certain wheelsets exhibit peak acceleration values of 20 m/s? or higher. This is an indication of defective wheelset tires, requiring a more detailed technical assessment at specialized railway enterprises. Ultimately, this will contribute to extending the service life of railway rolling stock wheelset tires.