Разработка методики предиктивного анализа ресурса щеток тяговых электродвигателей подвижного состава по условиям эксплуатации

В настоящее время актуальным направлением развития сферы железнодорожного транспорта является снижение эксплуатационных затрат на обслуживание и ремонт коллекторных тяговых электродвигателей (ТЭД). Анализ данных мониторинга работы нового подвижного состава показывает, что одним из элементов, влияющих на надежность работы ТЭД, является коллекторно-щеточный узел (КЩУ). Отказы, связанные с неудовлетворительной работой элементов КЩУ, достигают 30 % от общего числа отказов ТЭД. При работе ТЭД происходит непрерывный процесс механического, электрического и химического взаимодействия электрических щеток с коллектором, ведущий к износу электрических щеток. При проведении исследований авторами предложена математическая модель для определения интенсивности изнашивания электрических щеток. В статье приводятся сведения по разработке подхода, позволяющего использовать данные эксплуатации, фиксируемые бортовой системой мониторинга параметров локомотива, для определения ресурса щеток ТЭД. Для устранения проблем, связанных с обработкой больших массивов значений параметров для расчета, предложено в математической модели интенсивности изнашивания электрических щеток производить разбиение получаемых данных на интервалы с определением средних значений и вероятности попадания по каждому из них, а также приводится методика по реализации предложенного решения. Разработанный подход позволяет исключить необходимость проведения длительных износовых испытаний на ТЭД в эксплуатации и снизить не только временные, но и финансовые затраты. Оценка достоверности разработанного способа осуществлялась путем сопоставления значений величины износа разных типов электрических щеток, установленных на ТЭД локомотивов в эксплуатации, и расчетными значениями.