Известия Транссиба №2(22), 2015

В данной статье представлен анализ надежности асинхронных вспомогательных машин (АВМ) типа НВА-55 электровозов серии «Ермак» по депо ст. Вихоревка (ВСЖД) и ст. Смоляниново (ДВЖД) за 2009 - 2011 гг. Выявлены наиболее слабые с точки зрения надежности узлы и проанализированы основные виды и причины неисправностей данных типов АВМ. Одной из целей исследования надежности АВМ типа НВА-55 является определение средней наработки на отказ, позволяющей предотвратить отказы в работе при организации обслуживания и ремонта, а также продлить ресурс машины. Определение объективного математического ожидания отказа АВМ для эффективного корректирования межремонтных пробегов не представляется возможным, так как отказы имеют во многом случайный и непостоянный характер.

В статье рассмотрен наиболее эффективный способ выявления тепловых потерь, связанных с неплот-ностью ограждающих конструкций. Предлагается метод по использованию аэродинамических и термодинамических исследований с возможностью применения на железнодорожном транспорте.

Показано, что в процессе эксплуатации под воздействием повышенных знакопеременных нагрузок происходит изменение физико-механических свойств металлов, которое приводит к снижению ударной вязкости. Предлагается новый подход для оценки остаточного ресурса тяжелонагруженных деталей и узлов грузовых вагонов железнодорожного транспорта на основе изучения структурных изменений металлов в процессе их эксплуатации. На основе контроля структурных изменений металлов в процессе их эксплуатации может быть создана эффективная система оценки остаточного ресурса.

В данной статье предлагается динамическая модель для численных исследований колебаний главной рамы электровоза с учетом воздействия продольных усилий, возникающих в автосцепке.

Сформирована методика исследования оценки влияния импульсного воздействия со стороны стыков рельсового пути на показатели динамических качеств железнодорожного экипажа. Получена зависимость коэффициента влияния повторности импульса от уровня диссипации энергии в системе и скорости движения экипажа.

Надежность работы тепловозного дизеля в основном определяется надежностью работы деталей цилиндро-поршневой группы и кривошипно-шатунного механизма. Качественная очистка моторного масла в процессе эксплуатации от механических примесей, обеспечиваемая фильтрами грубой и тонкой очистки и центробежными фильтрами, снижает скорость износа деталей. В статье приведены результаты моделирования работы центробежного фильтра, позволяющие оценить эффективность его работы и качество отсева частиц разных размеров в процессе эксплуатации.

Целью работы, результаты которой приведены в данной статье, является установление пригодности метода волнового отклика для диагностирования межвитковой изоляции якорной обмотки тягового электродвигателя постоянного тока, а также разработка адекватной модели тестируемой обмотки для последующего исследования сложных физических процессов, происходящих в процессе диагностирования. В статье приведена методика фиксации волновой затухающей характеристики (отклика) в якорной обмотке электродвигателя постоянного тока. Предложена схема замещения якорной обмотки применительно к рассматриваемому методу диагностирования. Приведен волновой отклик, полученный экспериментально при испытаниях на физической модели. Представлен волновой отклик, полученный при моделировании эксперимента в программной среде MatLab. Выполнен анализ результатов реального и имитационного моделирования, который позволяет судить об адекватности предложенной схемы замещения якорной обмотки. Впоследствии данная схема замещения будет использована для имитационного моделирования повреждений изоляции тягового электродвигателя применительно к методу волнового отклика.

Целью работы, результаты которой приведены в данной статье, является выявление эффективного диагностического параметра процесса нагрева в зоне коллекторно-щеточного узла тягового электродвигателя подвижного состава. В статье предложена развернутая эквивалентная тепловая схема замещения коллекторно-щеточного узла тягового электродвигателя. Проведен эксперимент на лабораторной установке согласно теории планирования эксперимента при центральном ротатабельном плане второго порядка с анализом полученных результатов. Предложена методика обработки результатов термографического исследования машины. Составлены уравнения регрессии, отражающие степень влияния параметров режимов работы машины на интенсивность нагрева в зоне коллекторно-щеточного узла тягового электродвигателя. Корректность использования математического аппарата подтверждается количественным расчетом t-критерия Стьюдента при оценке значимости коэффициентов уравнений и F-критерия Фишера для 5 % уровня значимости. Результаты исследования могут быть использованы для дополнения методики диагностирования технического состояния коллекторно-щеточного узла тягового электродвигателя.

Работа коллекторно-щеточного узла во многом влияет на эксплуатационную надежность тяговых электродвигателей постоянного тока. В статье приведены результаты моделирования контактного взаимодействия «щетка - коллектор» в тяговом электродвигателе электровоза 2ЭС6. Рассмотрено влияние конструктивных особенностей щеткодержателя, условий и режимов эксплуатации на качество коммутации ТЭД. На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований предложены рекомендации по повышению качества контакта «щетка - коллектор» и обеспечению к эсплуатационной надежности тяговых электродвигателей.

Выполнен анализ способов расчета топливоподачи в дизелях, учитывающих свойства топлива. Предложена методика, позволяющая расчетом оценить влияние физических и энергетических свойств на мощность и экономические показатели дизельного двигателя. Сформулированы условия эффективной работы дизеля на маловязких сортах и марках топлива, включающие в себя как регулировочные, так и конструктивные изменения в системах топливоподачи.

В настоящее время нечеткие нейронные сети нашли широкое применение при моделировании сложных производственных процессов. В статье рассмотрено применение нечеткой логики для формирования математической модели электропотребления на железнодорожном транспорте на примере тяговой подстанции Дорогино. Представлен алгоритм выбора структуры нечеткой нейронной сети, в том числе вида и коли-чества функций принадлежности на входе и количества циклов обучения. Выполнен сравнительный анализ полученных структур путем оценки средней квадратической ошибки.

Контактная сеть и линии электропередачи, являющиеся составными частями системы электроснабжения железных дорог, с точки зрения электротехнических расчетов представляют собой цепи с распределенными параметрами. Волновые процессы в контактной сети оказывают отрицательное влияние на электрические линии передачи энергии, проложенные вблизи от железной дороги, увеличивают потери электроэнергии в системе тягового электроснабжения. Для исследования волновых процессов предложен способ математического моделирования прохождения несинусоидальных сигналов по однородной двухпроводной линии с распределенными параметрами. Математическая модель построена на основе известных дифференциальных уравнений линии (телеграфных уравнений) с использованием рядов Фурье. Линия электропередачи представляет собой трехпроводную линию. В статье представлен алгоритм приведения уравнений линии электропередачи к виду уравнений двухпроводной линии. Для оценки корректности математической модели проведены исследования на физической модели линии. Приведены результаты исследования различных режимов работы цепей с распределенными параметрами с помощью математической модели. Предложенный способ математического моделирования прохождения сигналов различной формы по линии с распределенными параметрами адекватно отражает явления, происходящие в линии, и может применяться для анализа электромагнитных процессов в контактной сети и линиях электропередачи.

Крупномасштабные инвестиционные проекты ОАО «РЖД» по увеличению грузооборота предполагают увеличение нагрузки на существующие участки электрифицированных железных дорог, в связи с чем актуальной является проблема обеспечения пропуска требуемого количества пар поездов по участкам железных дорог. Электропотребление на железных дорогах переменного тока характеризуется достаточно высоким потреблением реактивной мощности, обусловленным спецификой электроподвижного состава переменного тока, что приводит к повышенному уровню потерь напряжения и мощности и, как следствие, к снижению энергетической эффективности и потенциальной пропускной и провозной способности железных дорог. Одним из наименее капиталоемких, а в некоторых случаях и единственно возможным рациональным способом усиления системы тягового электроснабжения переменного тока является использование устройств поперечной компенсации реактивной мощности. В статье рассмотрена методика определения мощности и выбора места размещения на участке железной дороги регулируемых и нерегулируемых устройств поперечной компенсации реактивной мощности в системах тягового электроснабжения 25 кВ и 2×25 кВ. Приведены расчет входного индуктивного сопротивления системы внешнего и тягового электроснабжения, основные варианты схем питания и секционирования тяговой сети и размещения устройств поперечной компенсации реактивной мощности, проверка обеспечения минимального уровня напряжения на токоприемнике электроподвижного состава. Результаты работы могут быть использованы как при проектировании новых участков железной дороги, так и при решении вопросов увеличения пропускной способности участков, находящихся в эксплуатации.

В статье рассматривается проблема повышения эффективности рекуперативного торможения на участках железных дорог постоянного тока. Для выявления причин снижения уровня удельной рекуперации на участке предлагается алгоритм, позволяющий определять причины снижения уровня удельной рекуперации на произвольном участке мониторинга с учетом определения работоспособности локомотива, параметров работы системы тягового электроснабжения и исполненного графика движения поездов. Рассмотрены основные этапы работы алгоритма на примере одного из участков железной дороги.

В настоящее время при капитальном ремонте железнодорожного полотна используются новые материалы, которые вносят существенные изменения в электрическую структуру балластной призмы, существенно повышая переходное сопротивление «рельс - земля» и, как следствие, потенциал рельсов относительно удаленной земли. В статье предложена методика оценки условий электробезопасности заземления на рельс устройств тяговой сети при капитальном ремонте железнодорожного полотна, подтверждена высокая опасность поражения электрическим током устройств, присоединенных к тяговому рельсу.

В статье рассмотрены мероприятия по повышению энергоэффективности перевозочного процесса. Обоснована необходимость создания автоматизированной системы мониторинга энергетической эффективности работы электроподвижного состава. Приведен алгоритм, позволяющий определять причины невыполнения локомотивной бригадой удельной нормы электроэнергии на поездку. Разработаны формы протоколов, отражающих информацию по потерям электроэнергии по итогам поездки с указанием времени и места их возникновения.

В статье рассмотрен программный модуль обработки изображений, позволяющий повысить качество контурного анализа изображения, распознавания и оценки графических образов, неоднородностей различного вида. Применение программного модуля позволит повысить достоверность оценки состояния внутренней поверхности замкнутых емкостей в условиях отсутствия доступа для контроля.

Разработаны модели комплексных организационно-технологических показателей эксплуатации выправочно-подбивочно-рихтовочных машин циклического действия на примере ВПР-02 и ВПРС-02 с использованием вероятностной оценки надежности их работы. Для ее обоснования проводились два этапа проверки: логическая и математическая. После формирования выборки в соответствии с ГОСТ 8.207-76 проверялась ее принадлежность закону нормального распределения с помощью критерия согласия Пирсона. Далее рассчитывались надежность и риск незавершения запланированного объема работ машинными системами, комплексами, комплектами и отдельными машинами в планируемый промежуток времени.

Данная статья посвящена вопросам, касающимся производственно-профессионального риска воздействия «биологического фактора» на работников железнодорожного транспорта. В статье приведены результаты работы, цель которой заключалась в совершенствовании системы охраны труда на железнодорожном транспорте при воздействии на работников патогенных микро- и макроорганизмов. На основании материала, полученного в ходе изучения нормативных документов существующей системы санитарно-гигиенической оценки условий труда и многолетней практической деятельности в этой области, представлены основные методологические трудности при оценке «биологического фактора». Сформулирован термин «биологический фактор», обоснована необходимость оценки риска воздействия этого вредного фактора, расширен перечень источников и профессиональных групп работников железнодорожного транспорта, потенциально подверженных воздействию «биологического фактора». Применительно к железнодорожному транспорту, обоснована необходимость разработки дополнительных средств защиты и профилактики для снижения риска воздействия этого вредного производственного фактора, представлено устройство, разработанное для этих целей. Принцип действия устройства основан на комплексном использовании способов ультразвукового воздействия и ионизации с целью обеззараживания атмосферного воздуха в помещениях железнодорожных вокзалов, автовокзалов, станций метрополитена. По результатам детального изучения нормативной документации в области перевозки опасных грузов железнодорожным транспортом, действующей на территории Российской Федерации, выявлены основные существующие проблемы и пути их решения, с точки зрения биологической безопасности. Сформулирован термин «биологически опасные грузы», обоснована необходимость дополнения действующих классификаций опасных грузов «биологически опасными грузами», представлен примерный перечень таких грузов, неучтенных ранее, обоснована возможность воздействия этих грузов на работников железнодорожного транспорта.