4.3 Нова технологія перетягування бандажів колісних пар

Комплекс заходів, пов'язаних із створенням відділення перетяжки бандажів колісних пар, включає постачання карусельного верстата 1Е516ПФ2Н для розточування внутрішньої порожнини бандажа, токарного верстата ДІП-500 для вирізки бандажного кільця, преса для загортання буртів бандажа ПБ-7730, дефектоскопів для магнітного і ультразвукового контролю, приладів контролю температури нагріву бандажів, а також перелік вимірювальних, перевірочних інструментів і приладів[7].

Устаткування розміщене по ретельній схемі (рисунок 4.7). Одночасно створені додаткові засоби механізації - виготовлений індукційний нагрівач для нагріву бандажів перед їх зняттям і насадкою, прес для зняття бандажів, вальцювальний верстат для виготовлення бандажного кільця.

На кільці магнітодроти закріплені спеціальними захопленнями. На нижніх плитах магнітодрота розташована електромагнітна котушка, що є бухтою з 26 витків ізольованого дроту. Нагрівається бандаж до необхідної температури струмами Фуко. Верхні плити магнітодрота переміщаються щодо центру нагрівача при установці бандажа для нагріву і потім його зняття.

Переміщення верхніх плит здійснюється по тих, що направляють з використанням 12 пневмоциліндрів, які працюють від цехової мережі стислого повітря. Управляють пневмоциліндрами від розподільного крана. Час нагріву бандажа складає 40 хв.

1 – позиція накопичення колісних пар; 2- мийна машина; 3 – позиція розбирання буксових вузлів; 4 – роликове відділення (ремонт підшипників); 5 – позиція огляду колісних пар, визначення обсягу робіт, дефектоскопії; 6 – позиція розточування бандажного кільця; 7 – індукційний нагрівач для бандажа; 8 – позиція зняття старого бандажа; 9 – позиція огляду колісного центра, дифектоскопії внутрішньої площини нового бандажа; 10 – розточування внутрішньої площини нового бандажа; 11 – позиція виготовлення бандажного кільця; 12 – прес для закатки бурта бандажа; 13 – позиція розточування зовнішньої поверхні бандажа; 14 – позиція обробки шейок колісних пар.

Рисунок 4.7 – Схема механізованих позицій ділянки для зміни бандажів колісних пар

Замість типового станка для радіального вигину бандажних кілець, створено пристосування власної конструкції. Воно виконане на базі листогибкого верстата, що вийшов з ладу, точніше за його робочий орган — вальців. Заздалегідь провели ревізію верстата, а також замінили його робочі деталі. Зношені валяння з верстата прибрали і замість них встановили нові завдовжки не 1600 мм, а 200, на яких насадили вали із струмками для розміщення і вальцювання бандажного кільця.

При проведенні контролю технічного стану бандажів після механічної обробки їх доводиться повертати на певний кут щодо дефектоскопа.

Виготовлений стенд дефектоскопії бандажів. Він є основою, на якій змонтовані два опорних ролика —ведучий і ведений. Ролики обертаються на осях, встановлених в опорах з підшипниками ковзання.

Бандаж розташовують на роликах у вертикальному положенні. Щоб попередити його випадкове перекидання, навколо бандажа змонтовані дві підтримуючі стійки, зварені з труб. Як привід ведучого ролика використовується привід пристосування для вальцювання бандажних кілець. З цією метою підставу стенду приварили к рамі пристосування, а передачу моменту, що крутить, здійснили за допомогою клиноременної передачі.

Провідним шківом є один з валів пристосування для вальцювання. Ведений шків змонтований в опорах, закріплених на загальній рамі, і сполучений торсіонним валом з провідним роликом стенду для дефектоскопії. Управління приводом проводиться кнопковою станцією. Таким чином, відпадає необхідність у виготовленні і монтажі приводу стенду, значно спрощується конструкція, знижуються витрати на його виготовлення.

Контроль бандажів на стенді ведуть з використанням сідлоподібного дефектоскопа. В процесі зняття і установки чергового бандажа на стенд доводиться відповідно прибирати і встановлювати дефектоскоп в робочу зону уручну (його маса 22 кг). Щоб полегшити працю оператора, механізували переміщення дефектоскопа ДГС-М-53. Механізм є стійкою 3 (рисунок 4.8) з консоллю, на якій встановлені кронштейни з роликами і противагою 4, сполученим за допомогою троса 2 з дефектоскопом 1.

1 – дефектоскоп ДГС-М-53; 2 – трос діаметром 4 мм; 3 – противажель;

5 – каретка; 6 – напрямні.

Рисунок 4.8 – Пристосування для переміщення дефектоскопа

Противага переміщається усередині стійкі вгору-вниз. Безпосередньо стійка кріпиться зваркою до каретки 5, яка переміщається в направляючих 6 за допомогою роликів на підшипниках. Переміщення стійкі з кареткою, опускання і підйом дефектоскопа проводяться незначним зусиллям руки.

На механізованих позиціях колісного цеху перетяжку бандажів колісних пар ведуть спеціально підготовлені слюсарі по перетяжці, токарі по розточуванню і обточуванню бандажів, а також обробці шийок моторно-осьових підшипників. У операції по перетяжці бандажів задіяні також слюсар колісного цеху, технік і змінний майстер. Роботи ведуть при однозмінному режимі.

Технологічний процес перетяжки бандажів колісних пар наступний. Колісну пару, що поступила для зміни бандажа, ретельно очищують від бруду, іржи і пропускають через мийну машину. Майстер, приймальник і технік, використовуючи зубомер, мікрометр та дефектоскоп, уважно оглядають колісну пару по циклу звичайного огляду, визначають всі допуски і розміри по правилах ремонту в об'ємі ПР-3. Діаметр осі моторно-осьового підшипника повинен бути не менше 205 мм, знос зуба зубчатого колеса — не більше 1,5 мм.

Далі розбирають і знімають букси з обох боків. Технік під контролем майстра, дотримуючи правил техніки безпеки, проводить дефектоскопію осі колісної пари, зубчатого вінця шестерні. Потім колісну пару мостовим краном переносять на рейковий шлях, підкочують її під кран-балку, за допомогою якої встановлюють у верстат ДІП-500 для вирізки бандажного бурту.

Слюсар після вирізки бандажного кільця встановлює колісну пару кран-балкою на кантувач для виведення її у вертикальне положення і подальшої подачі в індукційний нагрівач. Колесо нагрівають до температури 300 °С і кран-балкою доставляють на прес для зняття бандажа. Тут колісну пару повторно укладають в кантує для виводу у вертикальне положення і спресовують другий бандаж, який прибирають на місце складування.

Наступні операції — обробка металевою щіткою до металу посадочної поверхні обода на кантувачі і підбір нових бандажів. Перед розточуванням бандажі підбирають за твердістю, користуючись даними сертифікату. Різниця твердості бандажів на одній колісній парі локомотива допускається не більше НВ 24[7].

Потім слюсар готує стопорне .кільце бандажа на вальцювальному верстаті із заготовок, не допускаючи задирку, ретельно очищаючи іржу і окалини. Токар встановлює на карусельний верстат бандаж для проточки внутрішньої поверхні і виконує розточування його внутрішньої порожнини. Внутрішню поверхню бандажа розточують із забезпеченням шорсткості R < 20 мкм, дотриманням розмірів упорного бурта і виточки згідно кресленню. При цьому висоту бурта дозволяється зменшувати не більш, ніж на 2 мм проти креслярського розміру.

Для забезпечення необхідної щільності насадки (натягу) на обід, а також при перетяжці внутрішній діаметр нового і старого бандажів повинен бути менше діаметру обода центру на 1,2 — 1,6 мм на кожних 1000 мм діаметру обода колісного центру. Кут між поверхнею упорного бурта і внутрішньою поверхнею бандажа повинен мати при вершині закруглення радіусом 1,5 мм.

На кромках наполегливого бурті та виточці роблять фаски (1,5 — 2) х 45 мм. Конусообразність внутрішньої поверхні бандажа допускається не більше 0,2 мм. На обробленій внутрішній поверхні бандажа у бурту і виточці на ширині до 10 мм не повинно бути черновин. На решті частини цієї поверхні не допускаються черновини площею більше 16 см (найбільша довжина черновини 40 мм). Черновин з площею до 16 см² повинно бути не більше двох.

При виявленні в процесі розточування внутрішніх дефектів металу розшарувань, раковин, тріщин, неметалічних включень, які не будуть видалені при остаточній обробці поверхні, новий бандаж забраковують з складанням акту для пред'явлення рекламації заводу - виробнику. Щоб раціонально використовувати старопридатні бандажі, дозволяється розточувати їх для насадки на нові центри із збільшенням проти креслярських розмірів діаметру обода на 3 мм і ширину його на 2 мм. Глибина виточки під бандажне кільце не повинна перевищувати 10 мм, а її ширина — 11 мм.

Далі виконують дефектоскопію колісного центру і обміри посадочної поверхні, а після проточки внутрішньої порожнини бандажа — дефектоскопію бандажа на відсутність тріщин, полон, раковин на внутрішній площині. Після закінчення цих операцій бандаж за допомогою візка і кран-балки транспортують до індукційного нагрівача. Очищають внутрішню поверхню бандажа і закладають його в індукційний нагрівач. Він повинен забезпечувати рівномірний нагрів всіх ділянок до температури 250 — 300 °С.

Різниця температур різних ділянок бандажа при нагріві допускається не більше 50 °С. Забороняється запресовувати на колісні центри нерівномірно нагріті бандажі. Вимірювання проводять при вимкненому індукційному нагрівач, щоб уникнути помилки при вимірах. Насаджують бандаж так, щоб діаметри його внутрішньої і зовнішньої поверхонь співпали за напрямом.

При насадці колісного центру в бандажі у виточку останнього встановлюють запобіжні планки для транспортування колісної пари на стелаж пресування бандажного кільця. Заводять підготовлене, зігнуте і очищене бандажне кільце в паз виточки бандажа для подальшого впресування кільця. Бандажне кільце необхідно заводити у виточку бандажа відразу після насадки колісного центру і лише потовщеною стороною. Заклад кільця при бандажі, що остигнув до температури нижче 200 °С, забороняється. Зазор між кінцями кільця більше 2 мм не допускається.

Далі виконують впресування кінців бандажного кільця. Кінці, заведені у виточку бандажного кільця, повинні враспор підходити один до іншого. Забороняється обрубувати надлишок зміцнюючого кільця на бандажі (центрі) без прокладок. Зазор між кінцями кільця більше 2 мм не допускається.

Далі переміщають колісну пару кран балкою на верстат для завальцовки притискного бурту бандажа. При завальцовці кільце відбортовують і щільно притискують до бічної внутрішньої грані обода колісного центру. Зусилля преса повинно бути не більше 50 тс. Після цього роблять 3 — 4 обороти під повним тиском. Бандажне кільце після повного обжимання бурту повинне щільно сидіти у виточці бандажа, що визначають по звуку від ударів слюсарного молотка. Звук повинен бути чисто металевий без ознак ослаблення.

Роблять запис результатів обміру в цеховий журнал. Ретельно фіксують результати виміру температур нагріву бандажа, знаків заводу - виробника насаджуваного бандажа і осі колісної пари, завіряють підписами виконавця і майстра. В тій же послідовності насаджують другий бандаж колісної пари. Наносять контрольні позначки на зовнішній грані бандажа і на ободі. Позначки повинні розташовуватися по радіусу на одній прямій лінії у вигляді 4 — 5 кернів, завглибшки 1 — 1,5 мм по довжині 25 мм з рівними проміжками між ними. Крайній керн розташовується не ближче 10 мм від кромки упорного бурта бандажа. На ободі ставлять мітку у вигляді риски завглибшки до 1 мм притупленим зубилом. Всі старі мітки забивають хрестоподібно (х).

Бандажі колісної пари після закладу і завальцовки бандажного кільця повинні поволі остигати. Забороняється застосування штучного охолоджування до температури навколишнього повітря. Насадка повинна бути перевірена по звуку ударами слюсарного молотка по поверхні катання в різних точках. Звук повинен бути чисто металевий. Переміщають кран-балкою колісну пару до місця обточування бандажа і обробки шийок осі моторно-осьового підшипника.

Далі слідують операції: обточування бандажа після перетяжки; обміри бандажів після обточування на колісно-токарному верстаті; обробка шийок осі моторно-осьових підшипників; підбірка самшитових підшипників, збірка букс; установка букс на вісь колісної пари після перетяжки бандажів; транспортування готової колісної пари на позицію збірки КМБ.

Всі передбачені технологією операції виконують потоковим методом. Для зручності переміщення колісних пар передбачено дві кран-балки і прокладено два рейкові шляхи — один для операцій розбирання, інший — для магнітного контролю і збірки. Є також мийна машина для промивки самшитових підшипників, відділення для ремонту підшипників кочення, верстат УБЦ-150 "Рафамет" для обточування колісних пар, шиєчно - накатний верстат для накатки осей моторно-осьових підшипників.

Така технологія рекомендуеться для застосування в крупних локомотивах депо, де е можливість її виконання на базі існуючого обладнання або дообладнання необхідними механізмами.

4.4 Технологія і устаткування для відновлення колісних центрів

Одним з напрямів зниження витрат на залізничному транспорті є впровадження ресурсозбергаючих технологій при відновнлювальому ремонті зношених деталей і продовження тим самим їх терміну служби. При відновленні колісного центру необхідно компенсувати знос не тільки зовнішнього діаметру і двох поверхонь торців під посадку бандажа, але і внутрішнього діаметру отвору маточини для створення натягу при посадці її на вісь.

Найбільш перспективним є спосіб автоматичного наплавлення під шаром флюсу, оскільки він забезпечує необхідну якість наплавленого металу і високу продуктивність, а також стабільність технологічного процесу.

Відновлення зовнішнього діаметру і двох поверхонь торців колісного центру краще треба проводити на одній наплавлювальній установці, обладнаній відповідними пристроями, які дозволяють вести три незалежні технологічні процеси.

Перед наплавленням зовнішньої поверхні колісного центру з колісної пари знімають бандажі і поверхні, що підлягають наплавленню, проточують для видалення іржі, слідів мастила та інших забруднень. На поверхні торців, з метою запобігання стіканню і надійному формуванню наплавленого металу, приварюють кільця, виконані з профілів замкових кілець. Кільця приварюють з відступом від циліндрової частини колісного центру на 15 — 20 мм, як показано на рисунок 4.9. Причому, прихватки кілець здійснюють по зовнішньому їх діаметру для того, щоб при подальшому наплавленні ці прихватки повністю переплавлялися.

При наплавленні торців зварювальна головка ставиться під кутом 45 - 70° до горизонту для забезпечення гарантованого сплаву основного і наплавленого металів. Наплавлення здійснюють з покроковим переміщенням електроду вгору на кожен повний оборот до підняття наплавленого металу вище за циліндрову поверхню на необхідну товщину наплавлення. Після наплавлення поверхонь

Рисунок 4.9 – Приварювання кільців на торці колісного центра

торців з двох сторін наплавляють циліндрову частину колісного центру, що виконується при вертикальному положенні зварювального пальника в автоматичному режимі по спіралі з певним кроком, що забезпечує необхідну товщину і якість наплавленого шару.

Внутрішню поверхню отвору маточини колісного центру відновлюють (при випресованій осі колісної пари) автоматичним наплавленням під шаром флюсу по спіралі з певним кроком. При необхідності можна наплавити більше одного шару для компенсації зносу в парі вісь — колісний центр. При цьому діаметр отвору маточини після механічної обробки зменшується не менше, чим на 4 мм.

Для задовільного формування наплавленого шару на краях отвору маточини, на її торці приварюють кільця, виконані з профілю замкових кілець. Прихватки ставляться з внутрішньої сторони отвору і при наплавленні переплавляються.

Відповідно до розроблених технологічних процесів фірмою «Дірект» було спроектоване і виготовлене спеціалізоване устаткування. Так, для автоматичного наплавлення під шаром флюсу зовнішньої і двох поверхонь торців застосовують установку СТ-013. Вона забезпечує наплавлення всіх типів колісних центрів з постійною лінійною швидкістю. Фіксовані положення зварювального пальника дозволяють якісно наплавляти торці і зовнішню циліндрову частині колісного центру. Зварювальна головка оснащена електроприводом тиристора постійного струму і забезпечує безступінчасте регулювання швидкості подачі електродного дроту, тим самим — стабілізацію режиму наплавлення по зварювальному струму.

При наплавленні поверхонь торців використовуються спеціальні підпружинені флюсоутримуючі пристрої, які забезпечують гарантоване утримання необхідного шару флюсу.

Наплавлення циліндрової поверхні колісного центру здійснюється з автоматичною подачею зварювальної головки по спіралі з певним кроком. Останній встановлюють один раз при пусконалагоджувальних роботах шляхом підбору парозмінних шестерень і потім він не змінюється.

Для наплавлення внутрішньої поверхні отвору маточини застосовують установку СТ-018 виробництва фірми «Дірект», оснащену регульованими приводами обертання виробу і зварювальної головки. Крім того, для забезпечення безперебійної подачі зварювального флюсу в зону горіння дуги в даній установці застосований спеціальний лоток з вібратором, який забезпечує автоматичну подачу флюсу в зону наплавлення. Для забезпечення якісного наплавлення на краях отвору маточини, безпосередньо на колісному центрі, що наплавляється, закріплюються флюсоутримуваючі пристрої, які підтримують рівень флюсу необхідної висоти.

Характерною особливістю даного технологічного процесу є те, що шлакова кірка віддаляється лише після закінчення проходу, а в процесі наплавлення кірка попереднього валу не заважає накладенню подальшого.

Такий технологічний процес можна застосовувати в тих депо, де за допомогою служб локомотивного господарства управлінь залізниць придбане та встановлене відповідне обладнання.

Досвід експлуатації жвавого складу показує, що однією з причин нестабільності його роботи протягом останніх років є різке зростання темпів зношування бандажів колісних пар. Це приводить до необхідності проведення частих обточувань колісних пар для відновлення зношеного профілю бандажа і, як наслідок, переформовувань ^тесних пар, перетяжок бандажів, що мають недостатню товщину.

Слід зазначити, що останнім часом значно змінився характер зношування бандажів на сіті доріг. Якщо раніше їх обточували головним чином через досягнення граничного прокату (зносу по кругу катання), то тепер в основному унаслідок високих темпів зношування гребенів. Воно є найсприятливішим унаслідок значного технологічного зносу бандажа, тобто зменшення його товщини при вимушеному відновленні товщини гребеня.

Проведені дослідження, направлені на зниження інтенсивності зношування гребенів колісних пар в експлуатації. В результаті намітився ряд напрямів, які сталі визначальними для досягнення поставленої мети. До них передусім відноситься поліпшення умов контакту колеса з рейкою (особливо при проходженні кривих ділянок колії), зниження силової взаємодії колеса і рейки, введення розділового змащувального шару між контактуючими поверхнями бічних граней головок рейок і гребенів бандажів, зниження взаємного прослизання контактуючих поверхонь, питомого тиску в зоні контакту і т. д.

Реалізація результатів досліджень навела до створення пристроїв доячи змазування місця контакту колеса з рейкою (застосування локомотивних і путніх лубрикаторів, пересувних пристроїв для змазування бічних поверхонь рейок в кривих), експлуатація яких на сіті доріг продемонструвала певну ефективність.

Іншим перспективним напрямом можна вважати зниження інтенсивності зношування гребенів за рахунок вибору оптимальної макро геометрії профілю бандажа при відновленні його робочих поверхонь в умовах депо (при обточуваннях).

При виконанні цього комплексу робіт досліджений вплив ряду чинників (товщина гребенів і бандажів, величина прокату, способи відновлення зношеного профілю) на темпи зношування гребенів бандажів в умовах експлуатації. Вивчалися як парні кореляційні залежності, що пов'язують зміну темпів зносу з профілем, так і залежності, отримані за допомогою регресійного аналізу (методом множинних регресій).

Для можливості проведення розрахунків формувався банк даних, що включає наступну інформацію: депо приписки, номер локомотива і розташування колісної пари в екіпажі, дата фіксації поточного стану бандажа колісної пари, напрацювання від попереднього обточування (переподкатки) колісної пари, геометричні параметри, що характеризують стан бандажів (прокат, товщина гребеня і бандажа).

Особливий практичний інтерес представляють залежності інтенсивності зношування від початкової товщини гребенів бандажів колісних пар, отриманих в результаті обточувань. Ці залежності однозначно указують, що відновлення повного профілю (з товщиною гребеня 33 мм) при обточуванні є недоцільним. Характер наведених кривих указує на наявність оптимальної товщини гребеня (значно менших альбомного розміру), при якій досягаються мінімальні темні зношування гребенів в експлуатації. Зіставлення кривих, аналогічних представленим для різних полігонів експлуатації і серій локомотивів, указує на те, що по кожної - конкретній серії локомотива і конкретному депо, до якого вони приписані, оптимум в загальному випадку розрізняються між собою.

Потрібно помітити, що в загальному випадку оптимальне значення, визначене але залежностям, аналогічним показаним на мал. би, може не бути найефективнішим, забезпечуючим максимальний ресурс бандажа до його зміни. Вибір ефективної товщини гребеня, що забезпечує максимальний ресурс бандажа до переформовування колісної пари при мінімальних витратах на його відновлення (переточування) в умовах депо, є предметом особливої техніко-економічної задачі. Вона повинна ураховувати способи відновлення зношеного профілю бандажа (наявність черновин на бічній поверхні гребеня тієї або іншої величини) і норми бракування бандажів але їхнім геометричним параметрам в експлуатації (товщині гребеня, прокату) .

Розроблені методи розв'язання подібних задач для будь-якого конкретного депо. Ці методи дозволяють на підставі інформації, що є в депо (результати щомісячних обмірів бандажів, пробіги локомотивів, способи відновлення при ремонті), визначити оптимальні параметри відновлення зношених бандажів, що забезпечують для даного депо збільшення їхнього ресурсу до переформовування. При цьому очікуване підвищення ресурсу, як показують розрахунки, лежить в межах від 40 до 185 % залежно від ділянок.

а) електровозів ВЛ80, їхня товщина після обточування (б) і від сумарної товщини гребенів з колісної пари (у)

Рисунок 4.10 - Залежність інтенсивності зношування гребенів Х від прокату а бандажів

4.5 Нові шаблони і прибори для вимірювання геометричних параметрів колісних пар

В основу нового прогресивного методу вимірювань для оцінки геометричних параметрів гребенів коліс, розробленого ВНДЗТом, закладений принцип вимірювання товщини гребеня в перетині на заданій відстані від поверхні катання колеса (точки контакту колеса і рейки), а також оцінки крутизни нахилу гребеня — параметра q_R, що визначає безпечне проходження колесом стрілочних переводів в противошерстному русі [8].

В абсолютному шаблоні, що традиційно застосовоється на залізницях для вимірювання параметрів гребенів коліс вагонних колісних пар, не враховується розмір скосу в 1 мм на тильній частині гребеня колеса. Вимірювання товщини гребеня абсолютним шаблоном при цьому виконують в перетині гребеня на відстані 18 мм від вершини гребеня. Для локомотивного ж профілю колеса товщина гребеня контролюється на відстані 20 м від вершини гребеня (рисунок 4.11).

В експлуатаційній документації по застосуванню нового універсального шаблону визначення товщини гребеня інше — відстань, зміряне по горизонталі на висоті 13 мм від круга катання колеса між двома точками, що лежать по різні сторони від вершини гребеня, одна з яких в площині внутрішньої грані обода колеса, інша — на поверхні гребеня (у поясі, в якому контролюється бічний знос головки рейки).

Відповідно до технічного завдання на шаблон для контролю параметрів зони (поверхні) катання коліс вагонних і локомотивних колісних пар діапазони вимірювань наступні:

висота гребеня, мм........................................................25 – 40;

товщина гребеня, мм....................................................20 — 35;

крутизна гребеня, мм.....................................................0 — 13;

межа похибки, що припускається мм, не більш................0,2.

Рисунок 4.11 – Встановлення універсального шаблона для контролю параметрів поверхні катання колісних пар тягового рухомого складу (модель УТ1) на контршаблоні

На шкалі, що оцінює параметр крутизни гребеня q_R, нанесена додаткова риска (штрих) з цифровим позначенням допустимого значення, яке на сьогоднішній день складає 6,5 мм.

На відміну від вимог технічного завдання реальний шаблон У1 для вимірювань колісних пар має на вертикальній лінійці (контроль висоти гребеня) замість шкали вимірювання висоти гребеня п шкалу вимірювання прокату П:

П = h — 28, мм. (4.1)

Наприклад, висоті гребеня 32 мм відповідає прокат розміром 4 мм, а висоті 26 мм — прокат мінус 2 мм.

Вимога про необхідність наявності шкали вимірювання висоти гребеня реалізована в конструкції шаблону для вимірювання параметрів зони катання коліс локомотивних колісних пар (УТ1).

При використанні універсальних шаблонів У1 і УТ1 рівень вимірювання товщини гребеня віддаляється від вершини гребеня у міру збільшення прокату, тоді як при використанні абсолютного шаблону рівень залишається один і той же (18 мм для вагонних і 20 мм для локомотивних коліс). При певному значенні прокату, яке складає 3 мм, рівень або лінії вимірювання товщини гребеня абсолютним і універсальним шаблонами співпадають.

Зсув рівня вимірювань на новому колесі з вагонним гребенем при куті утворюючої 60° дає зміну результату вимірювання товщини гребеня на 1,73 мм. Отже, з урахуванням зсуву шкали універсального шаблону У1 щодо шкали абсолютного шаблону на 1 мм при нульовому прокаті спостерігається різниця їх свідчень, рівна 0,73 мм, або закруглено — 0,7мм.

Конструктивно шаблоном типу У1 є збірний каркас у вигляді металевих лінійок, сполучених між собою під прямим кутом, виконаний як комбінований штангенциркульний пристрій. Згідно РД 50-98-86, стандартні штангенциркулі типу ШЦ-1 з відліком по ноніусу 0,1 мм для діапазону розмірів контрольованого параметра 0 — 50 мм дозволяють виконувати вимірювання з граничною погрішністю 150 мкм. При цьому мається на увазі, що вимірювальний засіб відповідає вимогам, що пред'являються, і використовується оператором, що має навик в роботі з ним. Вказана гранична погрішність вимірювання отримана без урахування методичної погрішності вимірювання.

У шаблонах типів У1 і Ут1 ноніусами з відліком 0,1 мм оснащено рамки лінійок для вимірювання висоти і товщини гребеня, що дозволяє виконувати вимірювання в умовах, вказаних вище для ШЦ-1, з погрішністю не більше 200 мкм.

Відсутність в шаблонах типу У1 і Ут1 ноніуса рамки лінійки для вимірювання параметра крутизни гребеня по метрологічних характеристиках ставить її в ряд з вимірювальною металевою лінійкою з ціною ділення 1 мм і граничною погрішністю вимірювання 500 мкм.

Як показала практика експлуатаційних випробувань абсолютних і універсальних шаблонів типу У1 при масових вимірюваннях однакових гребенів коліс, різниця значень товщини гребені при нульовому прокаті склала біля 0,5 мм (в окремих випадках 1,2— 1 мм). Результат був у бік збільшення для універсального шаблону.

Залежність зміни різниці показань А універсального і абсолютного шаблонів від прокату П в інтервалі про 0 до 7 мм носить лінійний характер:

А = 0,34(П—1,6) мм. (4.2)

Вимірювання прокату П одних і тих же коліс універсальним і абсолютним шаблонами повинні давати близькі значення внаслідок ідентичності методів. і це в більшості випадків спостерігалося.

Проте у ряді випадків при прокату: від 0 до 5 мм виходила різниця в результатах вимірювань в 0,5 мм і більш, же що має систематичний характер. Однієї з причин такої різниці (розкиду) є погана фіксація шаблонів на гребені в радіальному направленні. У разі шаблону У1 це визвано конструктивними особливостями і розумінням оператора: шаблон вимагає навиків в роботі, акуратного (без завалів базування на гребені колеса.

На відміну від шаблону типу У1 для вимірювання геометричних параметрів зони катання колісних пар тягового рухомого складу розроблено і випускається шаблон типу УТ1. У цьому шаблоні для більшої стійкості на гребені коліс використовується широка циліндрична опора, а пластина рукоятки, що прикладається до внутрішньої грані колеса, розширена і забезпечена спеціальним магнітом. В результаті показання універсального і абсолютного шаблонів при вимірюванні прокату; стали стабільнішими: у 90 % всіх випадків різниця свідчень не перевищувала 0,5 мм.

Необхідно продовжувати дослідження по випробуваннях і розробці нових шаблонів для вимірювання параметрів гребенів ТРС.

Для оперативного, високоточного контролю елементів профілю катання колісних пар в Уральському державному університеті шляхів сполучення (УрГУПС) спільно з фахівцями Інституту інформаційних датчиків і технологій (м. Єкатеринбург) був розроблений новий прилад [7].

Він призначений для вимірювання прокату, товщини гребеня і діаметру колісних пар локомотивів. З його допомогою проводять також допусковий контроль і розбраковування коліс при технічному обслуговуванні локомотивів, огляді і ремонті.

Перераховані параметри можна вимірювати безпосередньо на рухомому складі, без виктки колісних пар. Це забезпечує оперативність контролю і економічну ефективність.

Вимірником параметрів колісних пар є переносний малогабаритний пристрій, що має модульну конструкцію. Загальна маса приладу — не більше 2 кг, габарити - 220х140х147 мм. Функціональна схема вимірника представлена на рисунку 4.12. До складу приладу входять обчислювач і вимірювальна скоба зі встановленими на ній датчиками.

Рисунок 4.12 – Функціональна схема вимірювача

Обчислювач виконаний на базі мікропроцесора "Intel” 80С51. З його допомогою проводяться вимірювання, обробка і індикація параметрів безпосередньо на місці вимірів. Всі зафіксовані параметри зберігаються в незалежній пам'яті приладу протягом однієї або декількох робочих змін. Їх можна оперативно проглянути на блоці індикації. Об'єм оперативної пам'яті мікропроцесорного блока — 32 кілобайти.

Прилад має дві модифікації: ІД — для вимірювання діаметру колісних пар і КІП — для вимірів величини прокату і товщини гребеня. Вони відрізняються розташуванням вимірювальних датчиків.

У першому варіанті використовують два резистивних датчика. Основний встановлюють на гребінь і по ньому вимірюють величину діаметру. Другим датчиком контролюють висоту гребеня, і набутого значення віднімають з величини діаметру колеса. Це було зроблено для зменшення помилки, що вноситься при вимірюваннях по кругу катання із-за неоднорідності поверхні.

У другому варіанті резистивні датчики використовують у вимірювальній скобі. Напруга, що знімається з них, перетвориться восьмирозрядними аналоговими цифровими приладами (АЦП) і передається по шині даних у відповідь на запит центрального процесора.

Зв'язок з комп'ютером налагоджений через послідовний порт стандарту В5-232, оптичну розв'язку і стандартний кабель. Блок живлення представляє собою акумулятор або звичайну батарею типу "Крона", розташовану в корпусі обчислювача.

Живлення подається вимикачем, розташованим на корпусі обчислювального блоку. Як функціональна клавіатура використані мікрокнопки ЛКН-159-3.

Принцип вимірювання діаметру колісних пар заснований на визначенні величини стріли сегменту, що утворюється при установці вимірювальної скоби на колесо.

Технічні характеристики прибору для вимірювання діаметру

Діапазон вимірювання прокату, мм..................................0 — 8

Діапазон вимірювання товщини гребеня, мм...................22 - 34

Діапазон вимірювання діаметру колеса, мм................910- /3/0

Погрішність вимірювання прокату і товщини гребеня, мм.............±0,2

Погрішність вимірювання діаметру колеса, мм.........................0,5

Дискретність індикації параметрів, мм............... ±0.01

Час вимірювання, не більш, с...................0,5

Параметри конфігурації профілю гребеня визначають з урахуванням номінального значення висоти гребеня (30 мм). Величина прокату — це різниця між зміряною і номінальною висотами гребеня. Товщину гребеня вимірюють на рівні 20 мм від його вершини при номінальній висоті 30 мм, а також на рівні 18 мм при номінальній висоті 28 мм. Датчик вимірювання висоти гребеня і прокату повинен розташовуватися на відстані 70 мм від торця обода колеса (рисунок 4.13).

Рисунок 4.13 - Схема зміни параметрів колісних пар

Товщину гребеня в цьому варіанті обчислюють таким чином:

, (4.3)

де у — довжина вимірювального крюка.

При використанні датчика з вимірювальним крюком за базові розміри можна прийняти величини, показані на рисунок 4.14.

Величину прокату визначають з наступного виразу:

(L-Lопор)+h-30. (4.4)

Рисунок 4.14 - Базові розміри при вимірювання

z – відстань від центру повороту крюка до крапки на гребені;

x – зсув опори в мм;

у – зсув датчика щодо приладу, y=x/2.

Результати тестування приладу свідчать, що необхідно строго витримувати кути установки (рисунок 4.15) і не перевищувати відхилення більш, ніж на 0,5°. Повний кут повороту вимірювального крюка може досягати 25° при базовій точці повороту крюка, розташованій на відстані 45 мм від торця обода колеса.

Повний поворот резистивного датчика складає 300°. Для забезпечення точності вимірювання товщини обода і величини прокату, рівної ±0,5 мм, необхідно використовувати коефіцієнт передачі (300° : 25°). Чутливість резистивного датчика складає 16,6 Ом при повному опорі 10 кОм, тобто датчик відчуває поворот на 0,5°.

Опори приладу, прилеглі до торця колеса, повинні бути зроблені у вигляді двох рейок, одна з яких завдовжки не більше 10 мм. Це дозволить встановлювати прилад впритул до торця колеса, і тим самим, зменшити помилку вимірювань.

Відповідно до «Інструкції з формування, ремонту й утримання колісних пар тягового рухомого складу вимірювання параметрів зносу поверхонь кочення за годину технічного складу здійснюється гребеневимірювачем ГУ1.

Вимірювання проводяться безпосередньо на рухомому складі без викочування колісних пар.

Профілометр складається із прибудові цифрової індикації (ПЦІ) і скануючого модуля.

Вимірювання профілів поверхонь кочення коліс базується на лазерному скануванні, при якому скануючий модуль встановлюється на колесі. Головнім елементом скануючого модуля є тріангуляційний лазерний датчик, схема та принцип роботи якого показані на малюнку 4. Тріангуляційні лазерні датчики призначені для безконтактного вимірювання та контролю положення, переміщення, розмірів, профілю поверхні, деформацій, вібрацій, сортування, розпізнавання технологічних об'єктів, вимірювання рівня рідини чи сипучого матеріалу.

Рисунок 4.15– Схема та принцип роботи тріангуляційного лазерного

датчика

В основу роботи датчика покладено принцип оптичної тріангуляції. Випромінювання напівпровідникового лазера (1) направляється за допомогою об'єктива (2) на об'єкт (6). Розсіюючись на об'єкті, випромінювання збирається об'єктивом (3) на cmos - лінійці (4). Відрізок 6-6* — переміщення об'єкту. Процесор сигналів (5) обчислює відстань до об'єкта, спираючись на положення зображення світлової плями на лінійці (4).

На передній панелі ПЦІ розташовано цифровий дисплей, а на її верхній кришці знаходиться клавіатура. На задній панелі встановлено гнізда для підключення ПЦІ до скануючого модуля й комунікаційного порту.

Параметрі, що вимірюються, відповідають вимогам «Інструкції з формування, ремонту й утримання колісних пар тягового рухомого складу. Параметрі гребеня розраховуються автоматично зі знятого профілю.

Одним із недоліків профілометра ІКП «РИФТЕК» є необхідність перед кожним вимірюванням вводити в пам'ять прибудові цифрової індикації номер локомотива (4-значне число) й оригінальний номер колісної парі (до 12 знаків). Також системою введення даних не враховується можливість збігу номерів одиниць рухомого складу різних серій.

Рисунок 4.16 – Ілюстрація непристосованості ІКП для вимірювання

показників зношування коліс на електровозі

Рисунок 4.17 - Приклад можливого розташування кабелю з'єднання

сканувального блоку та ПЦІ

Для усунення зазначених недоліків пропонується використовувати такий порядок операцій уведення даних у пристрій цифрової індикації перед вимірюванням.

Операція 1. Вводитися однозначне число номера оператора, наприклад, ОР.ОООІ, причому нулі попереду чисел з'являються автоматично та їх указувати не потрібно.

Операція 2. Вводитися умовний номер локомотива, присвоєний йому в депо, наприклад, пі.00000035 — для локомотива з умовним номером 35.

Операція 3. Вводитися умовний номер колісної парі, присвоєний їй у депо, який складається з порядкового номера колісної парі локомотива і умовного номера локомотива, наприклад, для 12-ї колісної парі тепловоза ТЕП60 із умовним номером 35 відвести пР.0000000001235. • Операція 4. Обирається позначення боку колісної парі: ліве колесо — знак«[», праві колесо —«]».

Збереження інформації в ПЦІ та її передача до бази даних персонального комп'ютера здійснюється згідно з інструкцією, наданою заводом - виробником [2].

Аналіз придатності профілометра ІКП для використання в програмно-технічній системі моніторингу зношування бандажів як засобу вимірювання та збору первинної інформації базується на результатах його випробної експлуатації в депо Дебальцеве-Пас. Донецької залізниці в період із січня до вересня 2008 г. Під година експлуатації приладу було виявлено наступні недоліки.

- За габаритами профілометр ІКП не пристосований для вимірювання профілів коліс електровозів ВЛ8. На рисунку 4.18, а показано, що наявність невеликого зазору між колесом і корпусом редуктора не дозволяє встановити профілометр для виконання вимірювання в жодному з можливих положень.

а — новий бандаж; б —товщина бандажа

Рисунок 4.18 - Варіант компонованого рішення конструкційного

виконання профілями

- Розташування кабелю з'єднання профілометра з пристроєм цифрової індикації (ПЦІ) на кінці рукоятки є досить незручним.

- Профілометр ІКП не пристосований для вимірювання товщини бандажа, що, як і раніше, визначається за допомогою шаблона И372.01 (рисунок 4.18). Це істотно зменшує переваги системи моніторингу зношування бандажів.

- Ємність акумуляторних батарей, які входять до комплекту ІКП, недостатня, тому неможливою є безперервна робота ІКП під година робочого вимірювання.

- Процедура введення ідентифікаційних даних перед кожним вимірюванням є доладною та досить незручною. Невиправданім є введення 12-значного числа ідентифікаційного номери колісної парі та повного номери одиниці рухомого складу для кожної колісної парі.

Таким чином, спираючись на аналіз недоліків приладу ІКП, визначених під година його адаптації, та на досвід експлуатації в депо Дебальцеве-Пас. Донецької залізниці, пропонується ввести деякі зміни до конструкції та інформаційного забезпечення.

Доцільно було б закріпляти кабель не на кінцівці рукоятки, а на її кутовій частині. Вдалою була б також конструкція приладу з бездротовим з'єднанням скануючого блоку й ПЦІ, наприклад, за технологією Bluetooth.

4.6 Гребнезмащувачі і рейкозмащувачі нових систем

Дослідження поверхні зношених гребенів коліс і рейок на найбільш несприятливих ділянках мережі, показали, що ми зіткнулися з якісно новим явищем — переходом від упругопластичних деформацій металу контактуючих поверхонь до їх схоплюванню з виникненням процесу мікро різання [8].

Основним засобом запобігання мікрорізанню є змащування контактуючих поверхонь.

Розглянемо експлуатаційні характеристики гребнезмащувачів «Тракмастер» фірми КЛС (США). Їх відмітна особливість — подача змащувального матеріалу до форсунок під тиском (лубрикатори плунжерного типу).

Система дозволяє використовувати як рідкі, так і консистентні мастила. Після .монтажу і програмувань не вимагається втручання локомотивної бригади. Система мастила має самодіагностику як для контролю функціонування, так і для контролю витоків. Частота вприскування програмується по прохідній локомотивом дистанції в широких межах (максимум 3 уприскування в секунду, мінімум — 1 уприскування на кожних 32 км).

Гіроскопічний датчик, що є складовою частиною системи, визначає криві любого радіусу на будь-якій швидкості і дає команду на контролер для перерозподілу частоти подачі мастила (велика частина) для зовнішньої рейки. Система припиняє подачу мастила при механічному, рекуперативному гальмуванні і при застосуванні піску.

Щоб уникнути забруднення станцій, контролер подає мастило в діапазоні швидкостей від 4,8 до 32,8 км/ч. При об'ємі вприскування 0,1 см³ і середньому пробігу 800 км/сут ємкості резервуару досить, щоб забезпечити роботу системи протягом трьох місяців, після чого вона може бути поповнена за допомогою звичайного насоса для мастила. Вприскування відбувається в повітряному рукаві, що забезпечує попадання мастила тільки на гребінь, а не на поверхню катання колеса, вона не забруднює шлях і днище локомотива. Використання незамерзаючого мастила забезпечує функціонування в будь-якому температурному діапазоні.

За даними Латвійської залізниці, що вже більше півтора років працює з бортовими лубрикаторами фірми КЛС на тепловозах М62 і дизель-поїздах ДР1А, знос гребенів понижений в середньому в 2,5 разів, витрата палива — на 6 — 7 %. Споживання електроенергії електропоїздами ЕР-2Т після установки бортових лубрикаторів скоротилося на 18%.

Таким чином, установка лубрикаторов фірми КЛС може виявитися вирішальним чинником для зниження підвищеного зносу колісних пар і рейок.

Гребнесмащувачі «Тракмастер» американської фірми КЛС встановлені на локомотивах. Виконані розрахунки дозволяють зробити вивід, що застосування пристроїв «Тракмастер» дозволяє зменшити знос гребенів колісних пар і збільшити їх ресурс до обточування. Проте спостерігається розкид результатів ефективності застосування системи гребнезмащування (від 13 до 180 %). Це пояснюється різним рівнем надійності лубрикаторів, загальним зниженням технологічною і виконавською дисципліною в депо. Виникає потреба проаналізувати працездатність гребнезмазувача в цілому і його окремих вузлів [8].

По даним про відмови розраховані показники надійності вузлів системи гребнезмащування в цілому. В початковий період, експлуатації гребнезмащувача до 16,6 тис. км спостерігається велика кількість відмов (до 8) у всіх депо із-за засмічення форсунок, трубопроводів, несправності насоса.

Сумарне число таких відмов складає 18. або 58 % від загальної кількості. Випробування, проведені в депо Єгоршино Свердловської залізниці РФ, показали, що мастило «ПУМА» погано поєднується з гребнезмащувачем КЛС. Річ у тому, що лубрикатор має очисний гофрований фільтр великої пропускної спроможності з величиною осередків 250 мікрон, і пастоподібна суміш «ПУМА» досить швидко забиває його. В результаті фільтрує не сам фільтр, а щільний осад дісульфіда молібдену. На вході фільтру тиск підвищується, а на виході — знижується, мастило не поступає, тиск падає нижче за робочого, форсунки не працюють, і лубрикатор періодично виходить з ладу.

При проведенні ТО-2 і ТО-3 доводиться розбирати і чистити фільтр або замінювати його. На підставі виконаних випробувань можна зробити вивід про принципову несумісність пастоподібних, як мастило «ПУМА», змащуючих матеріалів для лубрикатора КЛС.

Можливі два шляхи:

- подрібнити Моs2 до дрібніших частинок, в технологічному ланцюжку виробництва мастила поставити фільтри з такими ж характеристиками, як в лубрикаторі КЛС;

- використовувати мастило «СПЛ».

Надійність системи «Тракмастер» оцінюється як задовільна. Середня питома витрата електроенергії при застосуванні лубрикатора КЛС зменшилася на 16,9 % (з 18,197 до 15,564 кВт-ч на 1000 т-км. брутто). Недоліки — численні пошкодження взимку від льоду і снігу низько розташованих форсунок і шлангів, поганий доступ до форсунок при техобслуговуванні і ремонті.

Вивчення впливу лубрикації на тягові властивості електровоза на основі проведених випробувань з динамометрическим вагоном на дослідній ділянці показало:

- система гребнезмащування «Тракмастер» не впливає на величину гальмівного шляху складу;

- коефіцієнт зчеплення і максимальна сила тяги залишаються незмінними в прямих ділянках шляху, в кривих — зменшуються на 8 — 10 %.

Щоб понизити інтенсивність зносу гребенів колісних пар за рахунок застосування лубрикации, рекомендується забезпечити надійну роботу гребнезмащувача системи «Тракмастер». Щоб уникнути засмічення очисного фільтру подрібнювати МоS2 до дрібнішого стану, мастило «ПУМА» замінити на «СПЛ». При масі складу більше 2500 т на локомотивах треба відключати систему гребнезмащування «Тракмастер», щоб уникнути спрацьовування РБ і подачі великої кількості піску.

Для попередження інтенсивного підрізу гребнів застосували рельсозмащування. Але лубрикатори на практиці себе не виправдали. Виявилося ненадійним електронне управління. Постійно розрегулювувалося положення сопла форсунки щодо гребеня бандажа.

Застосування осьового мастила для нанесення її на рейки приводило до збільшення вибраковування бандажів по підрізу. Зрештою від цього способу довелося відмовитися.

Другою спробою впровадження рельсозмазщвання було використання для цієї мети автомотриси, де зручність управління процесом опинилася більш прийнятна. Це дало деякі позитивні результати. Знос гребенів почав зменшуватися. Але операторам із-за конструктивних особливостей автомотриси не завжди вдавалося добиватися потрібної якості і контролю нанесення мастила. Тому і від цього методу довелося відмовитися.

Досвід привів до виводу: треба встановити систему рейкозмащування на основі проекту ПКБ ВНДЗТу в спеціально переобладнаному службово-технічному вагоні рефрижераторної секції В ньому розмістили дві дизель-генераторні установки ДГА 06-8020 потужністю 20 кВт кожна. Система управління (шафи, основний і додатковий пульти, інше устаткування) і переговорний пристрій поміщені в спеціальний відсік.

У такому вагоні персоналу забезпечується зручний доступ до робочих органів, що створює хороші умови для відпочинку і приготування їжи під час поїздки.

На внутрішню бічну поверхню головок рейок наноситься спеціальне пастоподібне змащувальне покриття (РП ТУ-32 ЦТ 2133 — - 89), використовувана при цьому конструкція забезпечує витрату мастила біля 0,5 см³ на 1 погонний метр.

Устаткування вагону наступне. На двовісному вагонному візку розташовується рійкозмащуваий пристрій у вигляді підрамника і змащуючого механизма. У підрамника є ліва і права паралельні балки. Вони встановлені на спеціально перероблені кришки букс обох осей.

Для змащування гребенів колісних пар встановили гребнезмащувач АГС-8 фірми «Фромір» (м. Ростов-на-Дону).

Гребнезмащувач представляє собою дві форсунки плунжерного типа, які періодично, по команді блоку управління, подають мастило на гребені бандажів колісних пар локомотива. Кожна форсунка має трубопровід, який направляє мастило з бака в дозуючу канавку плунжера, а також повітрявод, по якому через электропневмовентиль (ЕПВ) подається команда на вприскування мастила. Бак має заправний люк. В верхню полость цього бака нагнітається стиснене повітря від мережі локомотива тиском (8+1) кгс/см^. Повітря продавлює мастило по трубопроводу та шлангам до форсунок.

Вентиль ЕПВ за допомогою монтажних трубок з'єднується з повітряною мережею локомотива, що має тиск (5 + 0,5) кгс/см, а також до форсунок.

Гребнезмащувачем управляє електронний блок управління (ЕБУ), що одержує живлення від бортової мережі локомотива. До одного з блоків ЕБУ підключений датчик шляху, який спрацьовує від спеціального магніту, закріпленого на валу швидкостеміра. До виходу блоку ЕБУ приєднується котушка управлінні ЕПВ.

В процесі експлуатації і обслуговування системи управлення АГС-8 на локомотивах виявили, що одним із слабких місць виявляється вузол установки герконо-магнітного датчика. Магнітний датчик монтується в місці зчленовування валу швидкостеміра з валом приводу. При заміні швидкостемірів доводиться додатково здійснювати кріплення і регулювання магніта-геркона. Крім того, самокріплення магнитів не забезпечує їх надійної установки, відповідної технічним вимогам.

Оскільки включати АГС-8 повинна локомотивна бригада, а фіксація цього процесу відсутня, то немає і гарантії спрацьовування пристрою на шляху слідування. Для усунення відмічених недоліків системи управління АГС-8 в депо Бекасово-сортувальне зробив ряд удосконалень, для чого виключили з системи блок геокон - магніта і ввели автоматичне включення гребнезмащувачів при початку руху.

Виходячи з приведених параметрів, виходить, що на даному етапі ефективність від впровадження пристроїв АГС-8 є, але вона невелика.

Один з недоліків локомотивних гребнезмащувачів виявляється при роботі форсунок і подачі мастила. Зокрема, іноді відбуваються закупорювання і вигин форсунок, виникають проблеми із заправкою бака і подачею мастила по трубопроводу. Відмічені також випадки відключення гребнезмащувачів під час руху із-за сильного забруднення деталей ходової частини локомотивів. Тому доводиться модернізувати гребнезмащувачі власними силами. Крім того, на сучасному етапі потрібне мастило, що володіє підвищеною довговічністю і утримуючою здатністю. Змащується бічна поверхня рейок в кривих ділянках шляху за допомогою вмонтовуваних на локомотиви пристроїв.

Основні технічні дані рейкозмащувача: швидкість руху — транспортна, без обмеження, встановлена для локомотива, який ним оснащений. Робочі швидкості проходження: мінімальна 30 км/ч, максимальна 60 км/ч. Мінімальний радіус змащуваної кривої складає 200 м. Тип змащувальної речовини — графітизовані змащувальні речовини текучої консистенції. Ємкість бака для мастила 2х250 л. Джерела живлення приладів управління — бортова мережа локомотива. Управління дистанційне ручне з кабіни. Робочі органи управління — електропневматичні вмикаючі вентилі, пневматичні циліндри з ходом 140 мм.

До складу рейкозмащувача входять 4 модулі, що попарно навішуються через спеціальних кронштейни і рами на зовнішні частини візків електровоза. Кожен модуль включає гребневой ролик діаметром 250 мм, шарнірно-ричажний механізм його підвіски до рами, пневмопружиний механізм підняття і опускання ролика на рейку, пристроїв стопоріння модуля в транспортному стані, а також безконтактну форсунку з системою мастила і пневмопроводів.

Управляють рейкозмащувачем за допомогою пультів, передбачених окремо для кожної кабіни локомотива. Підготовку рейкозмащувачів до роботи і їх технічне обслуговування здійснюють спеціально підготовлені локомотивні бригади. Перед введенням в експлуатацію рейкозмащувача в депо видається наказ, яким регламентується порядок їх експлуатації і відповідальність обслуговуючого персоналу.

При під'їзді локомотива за 50 — 70 м до кривої, належній обробці мастилом (воно наноситься тільки на рейки зовнішньої нитки), помічник машиніста на пульті управління ставить вимикач модуля, розташованого над зовнішньою рейковою ниткою, в положення "Ролик опущений». Коли локомотив виїжджає з кривої, вимикач повертають в положення «Ролик піднятий»[9].

Можна однозначно відзначити позитивну сторону роботи рейкозмазувателей. Це виражається, перш за все, різким зниженням кількості обточувань колісних пар по зносу гребенів, збільшенням ресурсу бандажів.

Крім того, за рахунок нанесення мастила на рейки досягнута істотна економія електроенергії на тягу поїздів [9].

Самозмащувані матеріали міцно увійшли до сучасної техніки. Їх широко застосовують у вузлах тертя в машинобудуванні і приладобудуванні. Це новий клас матеріалів для вузлів тертя, що володіє здатністю створювати на поверхні контртіла орієнтовані плівки, що мають малу міцність на зріз в поверхневому шарі і що витримують велике число циклів без руйнування. В процесі тертя плівка безперервно створюється і підтримується, а виникаючі деформації локалізуються в тонкому поверхневому шарі.

Однією з великих переваг самозмащуваючих матеріалів є їх мала швидкість газовиділення. Температурний режим роботи цих матеріалів залежно від службового призначення коливається в межах 200 — 1100 °С.

В результаті досліджень закономірностей виникнення і накопичення місцевих залишкових деформацій при контактному напруженні встановлено, що вже при напрузі порядку 3 ГПа навіть у загартованих на високу твердість (НRC 60 — 62) бандажів або рейок з'являються порушення початкової їх форми. Значення деформації ростуть пропорційно четвертому ступеню розрахункової напруги і при першому навантаженні складають 50 — 85 % такого рівня, якого вона досягає при вельми великому (порядку 106) числі навантаження.

Депо Свердловськ – Пассажирський Свердловської дороги за своєю ініціативою придбало устаткування для нанесення на гребені бандажів колісних пар електровозів ЧС2 і ЧС7 самозмащуючого складу НІОД. Зараз оснащено по 7 електровозів обох серій.

Після обробки складом НІОД досягають наступного:

- забезпечується висока адгезія покриття до підкладки за рахунок хорошого очищення і високої енергії частинок, що конденсуються (сприяючи необхідній активації поверхневого шару);

- не потрібне підвищення температури підкладки до високих значень, завдяки чому зберігаються структура і властивості основного матеріалу і виключаються викривлення деталей і втрата ними геометричної форми;

- забезпечується можливість нанесення дуже тонких рівномірних по товщині покриттів на остаточно оброблені поверхні деталей без погіршення геометричної якості поверхні;

- в процесі осадження здійснюється - залікування поверхневих дефектів (мікротріщин, зон передруйнування і т.д.), що неминуче утворюються при процесах механічної обробки;

- є можливість варіювання складу і властивостей покриттів в щонайширших межах;

- при нікчемній витраті матеріалів забезпечується вельми істотне підвищення зносостійкості і надійності сполучень колесо— рейка.

Щоб визначити інтенсивність зношування бандажів колісних пар електровозів, оброблених і необроблених складом НІОД, в депо провели порівняльний аналіз зношування бандажів колісних пар пасажирських електровозів ЧС2 і ЧС7. Контрольованими параметрами, що характеризують зношування бандажів колісних пар електровозів, були прокат, товщина гребеня бандажів. Їх зміни розглядали залежно від пробігу, який відлічували від моменту повного відновлення (обточування) профілю бандажів.

Відомо, що на зношування бандажів колісних пар впливає велике число випадкових чинників; хімічний склад матеріалу і фізичні властивості бандажа, якість його виготовлення, характеристики міцності, кліматичні і метеорологічні умови експлуатації.

Крім того, позначаються режими навантажень і частота їх повторюваності (число пусків і зупинок, режими пуску і гальмування, тривалість руху з максимальним навантаженням і так далі), температурні умови експлуатації, ступінь вологості атмосфери і її запилення, насиченість поверхні тертя абразивними частинками, залежними від інтенсивності пескоподачі, стан шляху і залежні від нього динамічні навантаження, а також багато інших чинників.

Серед перерахованого не можна виділити переважаючий чинник. Кожен з них робить приблизно однаковий вплив на зношування бандажів колісних пар. Тому їх контрольовані параметри при фіксованому значенні пробігу розподіляються по нормальному закону.

Завищення або заниження контрольованого параметра спотворює залежність його від пробігу, оскільки стрибкоподібні зміни параметра, будучи раптовими відмовами, порушують процес природного зносу. Тому уникнути спотворень можна, виключивши із загального числа початкових даних значення, які різко відрізняються від основної сукупності. Щоб не відкинути ті, що мають випадковий характер, застосовується критерій грубих помилок.

При проведенні експериментів в депо встановили, що знос елементів пари «колесо — рейка» відображає прироботочний період, нормальну роботу і старіння (інтенсивний знос). За допомогою стратегії ремонтів (переточувань) коліс попадання їх в третій етап — старіння — як правило, не допускається.

Проте специфіка роботи пари така, що при одному фіксованому елементі пари, другий завжди змінний. Не включаючи в розгляд зміни, що відбуваються в поверхневому шарі елементів пари (наклеп, гуркіт і ін.), вказаний факт повинен приводити до регулярної зміни етапів: прироблення — нормальна робота, до тих пір, поки на деякому інтервалі часу поверхні пар не стануть еквидистантними.

В даному випадку інтенсивність зносу робочих поверхонь значно зменшується і для цього інтервалу стає практично постійною. У таких умовах відбуваються сприятливі зміни в поверхневому шарі елементів пари: гуркіт, наклеп, шліфовка, що в деякий момент часу помітно зменшує інтенсивність зносу, яка на тривалий час залишається практично постійною.

Коефіцієнти аналітичних залежностей від пробігу числових характеристик знаходять методом найменших квадратів, згідно якому згладжуюча лінія проводиться так, щоб сума квадратів відхилень експериментальних точок від неї перетворювалось в мінімум. При цьому вірогідність того, що вибрана теоретична лінія дійсно відображає отриману в експерименті закономірність, виявляється максимальною, тобто ця лінія, є найбільш вірогідною.

Залежності М(L) і s(L) шукаємо у вигляді:

У = А+L·B. (4.5)

З результатів розрахунків видно, що значення всіх коефіцієнтів кореляції близькі до 1, що свідчить про достатньо тісний зв'язок контрольованих параметрів з величиною пробігу L в депо.

На підставі отриманих залежностей М(L) і s(L) можна прогнозувати процес зношування і визначити ресурс бандажів колісних пар електровозів.

Якщо відновлювати зношений бандаж, його заміну при напрацюванні (пробігу), що не перевищує 90% ресурсу (Р = 0,1), то вірогідність відмови бандажа в міжремонтному періоді не перевищить 10 %. Відхилення міжремонтного пробігу від встановленої величини також опиниться в межах ±10 %, тобто знаходитиметься відповідно до відносної погрішності вимірювального інструменту, що застосовується в депо. Тому доцільно обмежити міжремонтні пробіги 90% ресурсом бандажа.

На основі проведених досліджень зробили вивід про те, що із зменшенням товщини бандажа збільшується інтенсивність його зношування, особливо гребенів.

Таким чином, можна узагальнити результати випробувань:

- НІОД — матеріал, що самозмащується, дозволяє змінювати кристалічну решітку поверхневої структури бандажа на товщині до 2 мм, стирання олівця НІОДу завдовжки 100 мм за короткий проміжок часу дозволяє експлуатувати електровози ЧС2 і ЧС7 депо Свердловськ - Пассажирський до наступного обточування колісних пар без додаткової установки НІОДу;

- обробка гребенів колісних пар складом ефективна для колісних пар електровозів ЧС2 з товщиною бандажа 90 мм і більш (32,4 %), при товщині бандажів 80 мм — ефект скорочується і складає 12,8 %, а при товщині бандажів 60 мм обробка гребенів колісних пар складом НІОД неефективна, що пояснюється зростанням інтенсивності зносу при зменшенні товщини бандажів колісних пар;

- застосування складу НІОД ефективно для гребенів колісних пар електровозів ЧС7 при початковій товщині 70 мм (близько 35 %), при повній товщині бандажів (90 мм і більш) ефект значно зросте [9].

4.7 Діагностування колісно-редукторних блоків (КРБ)

Для обстеження КРБ широко застосовують методи вибродіагностики. Вони припускають вивчення вібраційних сигналів, що знімаються з корпусу блоків колісних редукторів при контрольних прокрутках в депо. Якщо точно дотримувати технологію вимірювань і ретельно аналізувати отримані дані, то несправності КРБ виявляють з необхідною достовірністю.

Загальний вид самшитового вузла КРБ електропоїзда зі встановленими на нім вибродатчиками приведений на рисунку 4.20.

В процесі діагностики виявляють пошкодження наступних вузлів КРБ:

- зубчатого зачеплення;

- вузла валу малої шестерні;

- опорного підшипника (опорного стакана) тягового редуктора;

- підвіски редуктора; резинокордной муфти.

Вібродіагностичний комплекс включає наступне устаткування:

- вибродатчики ВК-31 (або будь-які інші високоимпедансні);

- складальник даних — аналізатор сигналів СМ-3001;

- ручний оптичний або лазерний тахометр;

- персональний комп'ютер;

- програмне забезпечення управлінням базою даних АРМІД (автоматизоване робоче місце інженера-діагноста) для системного зберігання і обробки даних, експертна система діагностики «Експерт» для автоматизованої діагностики стану і відробітку діагностичних алгоритмів.

Загальний вид комплексу приведений на плакаті.

1 – вертикальний напрям; датчик 2 – повздовжній напрям

Рисунок 4.20 – Загальний вид буксового вузла КРБ електропоїзда з встаноленими на ньому вібродатчиками

Складальник даних СМ-3001 — це мініатюрний трьохканальний вібровимірювальний пристрій масою менше 1 кг, розраховано для застосування персоналом, що не має спеціальних знань по виброметрії. Режими роботи приладу і маршрути обстеження завантажуються в прилад з бази даних АРМІД, встановленої на комп'ютері в лабораторії діагностики депо.

Прилад має частотний діапазон до 20 кГц. Він забезпечує максимальний дозвіл спектрів 0,0625 Гц і спектрів тієї, що згинає 0,5 Гц. За один сеанс вимірювання можна отримати більше 700 спектрів по 400 ліній. Вимірювання і занесення вибросигналу з КРБ при прокрутці займають декілька секунд. Вібродатчики встановлюють на корпусі блоку за допомогою магнітів. СМ-3001 може безперервно працювати від внутрішніх акумуляторних батарей до6 годин.

Програмне забезпечення АРМІД призначене для зберігання і аналізу вібраційних даних і даних параметрів. Воно дозволяє управляти даними, що зберігаються, забезпечує процедури створення, вибору і обміну даними між базами, злиття і розділення баз.

У базі даних можуть зберігатися як тимчасові значення сигналів, так і інші їх параметри, отримані за допомогою швидкого перетворення Фурьє (спектри, і фазові спектри тощо.), всього біля 20 характеристик.

Принципова відмінність АРМІД від табличних баз даних - оптимізований формат файлів зберігання даних (вибірок змінної довжини).

Його основні особливості:

- трьохрівнева структура бази даних формується користувачем під свої завдання при установці;

- можливість створення до 300 баз даних;

- різні види перегляду (таблиці, спектри, діаграми, каскадні спектри, ін.);

- побудова трендів по параметрах і конкретних несправностях для прогнозування стану;

- створення необмеженого числа маршрутів обстежень по типах устаткування, що вивчається;

- автоматизоване формування звітів по проведених вимірюваннях;

- автоматичне прочитування даних з бази для автоматизованої діагностики.

Програмне забезпечення експертної системи діагностики «Експерт» призначено для проведення автоматизованої діагностики несправностей різного енергомеханічного устаткування. Воно включає програму автоматизованої діагностики технічного стану устаткування по заданих алгоритмах, а також спеціальну программу - редактор діагностичних методик

За допомогою пакету «Експерт» фахівці депо і фірми-виробника розробили програмні модулі для автоматизованої діагностики КРБ основних типів електропоїздів і електровозів змінного струму.

Діагностування з використанням даного комплексу здійснюють таким чином. У базі даних визначають об'єкти, що підлягають діагностуванню відповідно до графіка ремонту. У прилад СМ-3001 завантажують маршрути їх обстеження. Датчики підключають до приладу і встановлюють на об'єкт.

Для запису вибросигнала електропоїзда при ремонті ПР-1 або ПР-3 ^: корпус букси встановлюють два датчики (рисунок 4.25) — один вертикальний, інший поперечний. Колісна пара вивішується гідравлічними домкратами. Далі до моторного вагону підключають джерело зовнішнього живлення напругою 110 В постійного струму, розкручують КРБ.

Частоту обертання контролюють за допомогою ручного тахометометра ДО-01Р. Досягши рівномірної частоти обертання, записують вібросигнал. Частота обертання колеса при прокрутці змінюється від 50 до 130 хв . Для діагностики КРБ електропоїздів в прилад записують спектри виброускорення в діапазоні до 500 Гц з дозволом 0,31Гц (1600 ліній).

Всі режими запису сигналу і спектрального аналізу встановлюються приладом СМ-3001 автоматично для кожної точки відповідно до завантаженого маршруту.

Після запису сигналів зі всіх КРБ поїзда дані з приладу СМ-3001 завантажуються в базу даних автоматизованого робочого місця інженера-діагноста. При цьому дані по об'єктах сортуються автоматично. Далі, для кожного об'єкту запускається програма діагностики, яка здійснює пошук несправностей.

Програма автоматизованої діагностики працює з мінімальною участю оператора (він може при необхідності вручну відкоригувати опорну частоту для правильного розрахунку характерних частот). Програма виділять з отриманих спектрів потрібні спектральні смуги, визначає їх амплітуди, загальні рівні, аналізує їх співвідношення заданому алгоритму, формує діагностичні табло і технічні висновки.

За запитом оператора автоматично формуються історії різних пошкоджень, описаних в методиці. Результати всіх діагностувань автоматично зберігаються. Є можливість будувати тренди розвитку несправностей і зміни характерних спектральних смуг. За наслідками діагностування автоматично формується звіт.

Програма розраховує щодо опорної частоти всіх характерних гармонік, необхідних для діагностики. Їх значення виводяться на дисплеї. Далі програма автоматично формує діагностичне повідомлення (рисунок 4.21) і тренди розвитку несправності по всіх проведених обстеженнях (рисунок 4.22). Потім програма формує технічний звіт (рисунок 4.23). Результати діагностики і технічні звіти автоматично записуються в базу даних АРМІД. Є можливість проглядання історії кожного виду дефекту по всій базі даних агрегатів конкретного типу. Інформація в таблиці історії відсортована по агрегатах (в даному випадку по КРБ) і по датах проведення діагностики.

Таблицю історії дефекту можна імпортувати з формату АРМІД в текстовий формат для обробки в інших застосуваннях, наприклад в «Ехсе1». Це буває потрібно для формування нестандартних довідок і аналізів.

Рисунок 4.21- Результати автоматизованної діагностики КРБ

Рисунок 4.22 – Тренд розвитку несправності опорного стакана

Рисунок 4.23 – Технічний звіт, сформовани по результатам автоматизованної діагностики

Найпоширенішою конструкцією КМБ, наприклад, тепловоза 2ТЭ10Л, є вузол, що складається з колісної пари з буксами, на осі якої за допомогою моторно-осьових підшипників (МОП) підвішений тяговий електродвигун. Інша його бічна сторона через пружинну підвіску взаємозв'язана з рамою візка тепловоза. Істотним недоліком такої схеми підвіски ТЕД є той, що в умовах експлуатації унаслідок зносу МОП порушується міжосевої відстань зубчатого зачіпляє шестерні ТЕД і зубчатого колеса, встановленого на осі колісної пари.

Підвищений знос МОП відбувається часто через недостатньо ефективну подачу змащування в зону їхнього тертя і особливо цей дефект спостерігається при низьких оточуючих температурах повітря, коли конденсат попадав в польстер і там нагромаджується. В результаті такого зносу, а, отже, недосконалість конструкції КМБ, локомотиви значний час простоюють в ремонті.

Ефективною, на наш погляд, є конструкція пристрою, описана в патенті SU906761, яка упроваджена в депо Сургут Свердловської дороги.

Така конструкція, так само як і серійна, містить корпус, що є резервуаром для змащування, в якому встановлений пристрій для подачі змащування. Воно включає змонтований на подпружиненої відносно корпусу підвісці гніт, що контактує одним кінцем з шийкою осі колісної пари. Пристрій також має розміщений на поверхні змащування ролик-поплавець, забезпечений всередині нього пружиною кручення і встановлений з можливістю обертання на осі. Остання пов'язана з важелями, що гойдаються, у вертикальній площині, шарнірно закріпленими на стіні корпусу. Інший же кінець гніту жорстко закріплений на ролику - поплавці і укладений на його зовнішній поверхні спіральний.

Робота пристрою для змащування МОП відбувається таким чином. При нормальному рівні змащування в резервуарі ролик - поплавець знаходиться у верхній його частині. Це сприяє тому, що гніт просочується тільки чистим змащуванням, в якому відсутня волога через те, що вона, має більший по величині питома вага, ніж змащування, скоплюється в нижній частині резервуара. При витраті змащування, а, отже, і зниженні її рівня, ролик-поплавець переміщається у вертикальній площині спільно з несучими його важелями. При цьому він ще одержує кутовий поворот відносно своєї осі обертання і тим самим змотує з себе частину гніту, закручувавши одночасно свою пружину кручення.

1 — тяговий електродвигун, шестерня якого взаємозв'язана із зубчатим колесом; 2 — горизонтальна ділянка додаткової балки; 3 — вертикальні ділянки додаткової балки; 4 — болти; 5 — букси; 6 — колісна пара

Рисунок 4.24 - Розрахункова схема елементної бази перспективного

КМБ

Завдяки своїй позитивній плавучості ролик-поплавець завжди розташований у верхніх шарах змащування, виключаючи тим самим попадання на гніт як можливих знаходяться небажаних в ній різних механічних включень, так і вологи, освіченої конденсатом. У разі, коли змащування доливають в резервуар, під дією пружини кручення гніт намотується на ролик-поплавець, і останній, спливаючи, забезпечує просочення гніту тільки чистим змащуванням, виключаючи попадання на нього вологи і тим самим його «замерзание» у разі експлуатації локомотива при низьких температурах.

Не дивлячись на ефективність використання описаного пристрою і його порівняльну конструктивну простоту, в процесі експлуатації локомотивів з моторно-осьовим підвішуванням ТЕД із тих або інших причин все одно може відбутися нерівномірний знос МОП. Тоді проблема відновлення оптимальної міжосевого відстані зубчатої передачі знову стає актуальною.

Мікрометричним нутроміром з сіделком визначають відстань від осі валу якоря (від труби) до поверхонь, на яких встановлені головні і додаткові полюси ТЕД. Якщо якір ТЕД вмонтований в остов, то аналогічну перевірку виконують мікрометричним нутроміром з використанням труби із зірочками, встановленими в моторно-осьову горловину, і втулки, що надягає на вал якоря. Видно, що такі роботи достатньо трудомісткі і вимагають достатньо високої кваліфікації.

Фахівцями кафедри «Локомотиви і локомотивне хазяйство» Московського державного університету колій повідомлення (МГУПС) проводять дослідження, направлені на вдосконалення конструкції КМБ тепловозів і електровозів.

Такий колісно-моторний блок локомотива (Рисунок 4.24) складається з тягового електродвигуна 1, шестерня якого взаємозв'язана із зубчатим колесом, жорстко закріпленим на осі колісної пари 6, забезпеченою буксами 5. До букс 5 за допомогою болтів 4 приєднані вертикальні ділянки додаткової балки 3, які одночасно служать кришками букс. Горизонтальна ділянка 2 додаткової балки жорстко приєднаний за допомогою болтів до кронштейнів тягового електродвигуна 1, причому останній також своїм приливом, виконаним на остові, встановлений в пружинній підвісці, розміщеній на рамі візка, як це має місце у відомих конструкціях КМБ локомотивів з моторно - осьовим підвішуванням ТЕД.

Робота КМБ відбувається таким чином. При подачі напруги на ТЕД шестерня передає обертаючий момент на зубчате колесо, а так як його жорстко пов'язано з віссю колісної пари, то остання перекочується по рейках, забезпечуючи рух локомотива в ту або іншу сторону.

В процесі руху візок локомотива піддається дії нерівностей колії, і його екіпажна частина скоює складні просторові коливання, у тому числі і вертикальні. А так як ТЕД зв'язаний через відповідні деталі з рамою візка, то, здавалося б, можливе порушення міжосевого відстані зубчатої пари шестерня — зубчате колесо. Проте цього не відбувається з огляду на те, що ТЕД жорстко закріплений на горизонтальній ділянці 2 додаткової балки, а остання своїми вертикальними ділянками 3 також жорстко сполучена з буксами 5.

В результаті колісна пара скоює переміщення у вертикальній площині рами візка спільно з ТЕД, і таке з'єднання надійно забезпечує незмінність міжосевого відстані зубчатої кінематичної пари. В той же час, через те, що між приливом, виконаному на остові ТЕД, і рамою візка є пружний зв'язок у вигляді пружинної підвіски, просторові переміщення КМБ не викликають жорсткої нагруженість рами, створюючи сприятливі умови роботи останнього.

Для оцінки міцності запропонованої конструкції КМБ стосовно тепловоза 2ТЭ10Л розроблена розрахункова схема, на підставі якої виконаний розрахунок на міцність конструкційних елементів підвіски ТЕД. Результати розрахунків показали високу надійність запропонованого з'єднання.

5 Економічна ефективність пропозиції

Величина річного економічного ефекту визначається як різниця приведених витрат по базовій (що існує) і новій техніці.

Приведені витрати з розрахунку на одиницю продукції визначаються так:

3=С + Е_НК;

де С - собівартість одиниці продукції (роботи), грн.;

Е_Н - нормативний коефіцієнт ефективності капітальних вкладень, який приймається рівним 0,15;

К - питомі капітальні вкладення і виробничі фонди, грн.

Річний економічний ефект від застосування нової техніки, що відноситься до першої групи

Е=(С₁-С₂) А₂;

де С₁ і С₂ - приведені витрати на виробництво одиниці продукції (перевезень, робіт), вироблюваної відповідно за допомогою базової і нової техніки, грн.

У розгорненому вигляді:

Е=[(С₁+Е_НК₁)-(С₂+Е_НК₂)]А₂;

де С1 і С2 - собівартість одиниці продукції (перевезень, робіт), що виробляється за допомогою базової і нової техніки, грн., С₂ приймається в розрахунковому році, а коливання значення собівартості (збільшення і зниження) в період освоєння нової техніки враховують у складі капітальних вкладень як збитки (економію);

К₁, К₂, - питомі капітальні вкладення до виробничих фондів при базовій і новій техніці, грн.;

А₂ - об'єм виробництва продукції (перевезень, робіт) за допомогою нової техніки в розрахунковому році, натуральні одиниці.

Річний економічний ефект від впровадження механізованої потокової лінії на поточному ПР-3 ремонті колісних пар тепловозів визначається згідно даних.

Початкові дані:

- капітальні вкладення, пов'язані з проектуванням, будівництвом і освоєнням механізованої потокової лінії, розподіляються по роках таким чином:

К₁ = 20 тис. грн.; К₂= 100 тис. грн., К₃ =150 тис. грн.

- термін освоєння механізованої потокової лінії після закінчення її споруди - один рік; розрахунковим роком, таким чином, є п'ятий рік від початку проектування;

- річна програма ремонта КП локомотивів, одиниць, при технології:

• базовій А₁ 130;

• новій А₂ 200;

- трудомісткість одиниці ремонту, чол-год, при технології:

базовій t₁ 2600;

новій в розрахунковому році t₂ 2100;

- собівартість ремонту локомотива, грн. при технології

базовій С₁ 4500;

новій в розрахунком року С₂ 4000.

Для визначення економічного ефекту від впровадження нової технології необхідно показники базової технології привести до порівнянного вигляду з показниками нової технології в розрахунковому році.

Наведення показників базового варіанту до порівнянного вигляду з показниками нової технології в розрахунковому році виконується таким чином.

Аналіз продуктивності праці показує, що рівень її на ремонті локомотивів за попередній період зростав на 1 % у рік; частка заробітної плати в собівартості ремонту локомотивів з урахуванням інших витрат, пропорційних заробітній платі (відрахування на соціальне страхування і ін.) складає 57 %.

За чотири роки проектування, будівництва і освоєння механізованої потокової лінії продуктивність праці по базовому варіанту зросла б на [(1 +0,01)^4- 1]х100=4,06%.

Отже, скорегована трудомісткість ремонту склала б

t_1ск=2600:1,0406=2498,6 чол-год.

Собівартість одиниці ремонту за цих умов склала б

С_1кс=4500х0,57(1 +0,0406-0,6): 1,0406+4500-0,43 =4460 грн.;

де 0,6 - зростання заробітної плати при збільшенні продуктивності праці на 1 %.

Доведення програми ремонту локомотивів при базовій технології до рівня, передбаченого на розрахунковий рік, може бути забезпечено збільшенням коефіцієнта змінності роботи цеху поточного ремонту ПР-3, що не потребує додаткових капітальних вкладень.

У зв'язку із збільшенням програми ремонту собівартість по базовому варіанту повинна бути скорегована і по цьому чиннику.

Аналіз витрат, що включаються в собівартість ремонту локомотивів, дозволяє виділити ту частину витрат, яка із зміною програми ремонту не міняється. В даному випадку це загальногосподарські витрати депо і частина витрат, загальних для всіх галузей господарства. У складі собівартості поточного ремонту ТР-3 вказані витрати при базовій технології в даному депо складає 50 грн. на одиницю ремонту.

Зіставна собівартість ремонту локомотива по базовому варіанту у зв'язку із зростанням продуктивності праці і доведенням програми ремонту до 200 одиниць складе

С_1ск=[4460х130 + (4460 - 50)х70] : 200 =4442,5 грн.

Матеріаломісткість ремонту локомотивів не міняється.

Приведені капітальні вкладення в створення механізованої потокової лінії на початок розрахункового року складають

де Кn - капітальні вкладення n-го року, тис. грн.; Т- загальна тривалість створення і освоєння нової техніки, роки; п - порядковий рік створення і освоєння нової технології.

В період будівництва потокової лінії собівартість ремонту зростає:

- у другому році від початку її проектування на ΔС = 40 грн./ КП локомотивів при програмі ремонту 130 КП? локомотивів;

- у третьому році - на ΔС = 25 грн/ КП локомотивів при тій же програмі ремонту;

- у четвертому році в період освоєння потокової лінії і випуску з ремонту 180 КП локомотивів собівартість одиниці ремонту буде нижча, ніж в базовому році, на ΔС = - 10 грн.

Перевитрата, як і зменшення поточних витрат, в період будівництва і освоєння нової технології повинен бути приведений на початок розрахункового року і віднесений до одноразових витрат:

=(40х130х1,21+25х130х1,1 – 10х180х1) 10^-3= + 8,07 тис. грн.

Загальна сума одноразових витрат, приведених на початок розрахункового року

К_Т=К_Т+ = 312,62 + 8,07 = 320,69 тис. грн.

Питомі капітальні вкладення, що враховуються у складі річних приведених витрат

К₂ = К_Т : А₂ =320,69 : 200 = 1,603 тис. грн.