Основы технического обслуживания и ремонтов
локомотивов
Техническое состояние локомотивов в процессе эксплуатации изменяется.
Оно ухудшается вследствие изнашивания деталей и механизмов, нарушения
регулировок, ослабления креплений, поломок и других неисправностей. В
электрических машинах изменяются (ухудшаются) физические и механические
свойства электроизоляции. Понижается надежность локомотива.
Ресурс надежности, заложенный в конструкции локомотива при
проектировании и постройке, постепенно расходуется, и при его значении
ниже определенного уровня может произойти порча (отказ) локомотива, что
может стать причиной аварии, чаще - нарушения графика движения поездов,
перерасхода топлива или электроэнергии, остановки на железнодорожном
участке и т. п. Подобные явления могут возникнуть и внезапно.
Для предупреждения этих недопустимых явлений создана и функционирует
система технического обслуживания (ТО) и текущих ремонтов (ТР). Система
ТО и ТР включает комплекс работ для поддержания и восстановления
исправности или только работоспособности локомотива и МВПС.
Техническое обслуживание отличается от ремонтов объемом и содержанием
работ. Большинство работ на ТО выполняют на ТПС без снятия оборудования
и применения станочной обработки. Основные восстановительные работы при
ТО: регулировки, слесарная обработка на месте, замена негодных или
быстро изнашивающихся деталей при достижении ими предельных допусков на
новые, подтяжка, крепление, добавление или смена смазочных материалов в
узлах трения.
Проведение ТО должно обеспечивать высокий коэффициент технической
готовности локомотивов и мотор-вагонного подвижного состава, их
бесперебойную и безаварийную работу в соответствии с графиком движения
поездов, длительную работоспособность. Особому контролю подвергаются
ходовые части, тормозное оборудование, устройства локомотивной
сигнализации, скоростемеры, приборы контроля
бдительности и радиосвязи, т. е. все узлы и
агрегаты, исправное состояние которых обеспечивает безопасность движения
поездов.
Ремонтами называют комплекс операций, выполняемых с целью восстановления
исправности или работоспособности ТПС и восстановления его ресурса
(ресурса его элементов), регламентного внешнего вида, соответствующего
требованиям ПТЭ, а также устранения отказов и неисправностей,
возникающих при работе ТПС на линии или выявляемых в процессе
технического обслуживания ТО.
Объемы обязательных работ, выполняемых при всех видах технического
обслуживания и ремонта ТПС каждого вида и типа (серии), регламентируются
Правилами текущего и капитального ремонта электроподвижного состава,
тепловозов, дизель-поездов, Инструкцией по техническому обслуживанию
электропоездов в эксплуатации.
Для поддержания надежности ТПС на необходимом уровне стандарт
рекомендует следующую регламентацию выполнения видов ТО и ТР:
1) регламентированные ТО и ТР, выполняемые в объеме и в межремонтный
период, установленными нормативно-технической документацией независимо
от технического состояния ТПС (плановопредупредительный ремонт);
2) техническое обслуживание с периодическим контролем, при котором объем
операций по поддержанию исправности и работоспособности определяется
техническим состоянием ТПС в момент начала ТО;
3) техническое обслуживание с непрерывным контролем. При таком порядке
операции, необходимые для поддержания исправности и работоспособности
ТПС, выполняют по мере надобности на основе непрерывного наблюдения за
техническим состоянием ТПС в эксплуатации;
4) ремонт по техническому состоянию. В этом случае объем и момент начала
ремонта определяют по фактическому техническому состоянию единицы ТПС, а
техническое состояние контролируется в объеме и в сроки, установленные
нормативно-технической документацией. По существу - это ремонт по
потребности.
Утвержденный объем работ каждого обслуживания и ремонта называют его
характеристикой. Промежуток времени или пробег между двумя смежными ТО
или ТР, имеющими одну и ту же характеристику, называют межремонтным
периодом.
Ремонт по потребности назначается независимо от пробега локомотива и
определяется фактом отказа в эксплуатации и обнаружением на ТО
неисправности или предельно допустимого износа.
Планово-предупредительный ремонт назначается после выполнения
определенного пробега (или времени работы) локомотива.
Основой установления системы планово-предупредительных ремонтов являются
наблюдения за изменениями состояния локомотивов, приводящими к отказам
при нормальных условиях эксплуатации.
На железнодорожном транспорте РФ для единиц ТПС принята
планово-предупредительная система технического
обслуживания и ремонтов, т. е. регламентированное выполнение ТО и ТР.
Для этой системы характерны:
постановка локомотивов в ремонт после нормированного пробега или времени
работы, устанавливаемых приказом Департамента локомотивного хозяйства
ОАО РЖД;
фиксированный объем ремонтных работ;
профилактическое проведение ремонтных работ, т. е. не после отказов
оборудования, а заранее с целью их предупреждения;
чередование ремонтов разной сложности и их повторяемость после
определенного межремонтного пробега.
Система планово-предупредительных ремонтов обеспечивает более высокую
безопасность движения, меньшее число случайных отказов, чем при ремонтах
по техническому состоянию (по потребности), обеспечивает больший
коэффициент технической готовности ТПС, разновременность загрузки
ремонтного оборудования и бригад. Но для высокой эффективности
планово-предупредительной системы ремонтов необходимо правильное
назначение межремонтных пробегов на основе данных о процессах износа и
прогнозирования его развития. Основой для определения межремонтных
пробегов являются статистические данные о неисправностях и отказах
оборудования единиц ТПС в эксплуатации. Определяют базовые - наиболее
ответственные детали, узлы и агрегаты, от состояния которых зависит
безопасность движения, безотказность работы ТПС. Отдельные базовые
детали, узлы и агрегаты группируют по наработкам на отказ, трудоемкости
восстановительных, ремонтных работ, что дает возможность выбрать
оптимальный ремонтный цикл (чередование ремонтов и межремонтные
периоды). За критерий оптимальности принимают минимум затрат на ТО и ТР,
максимальное использование локомотивов в эксплуатационной работе и др.
Совокупность видов обслуживания и ремонтов образует ремонтный цикл,
который характеризуется структурой и периодичностью.
Структура - количество и последовательность выполнения всех видов
обслуживаний и ремонтов за полный межремонтный период, т. е. за время
работы или пробега локомотива в эксплуатации от постройки до второго
капитального ремонта или между двумя такими ремонтами.
Периодичность - время работы или пробег локомотива между двумя
очередными ремонтами или видами технического обслуживания.
Структура и периодичность ремонтного цикла основываются, как указывалось
ранее, на исследованиях надежности локомотивов, а так как надежность
локомотивов изменяется в связи с совершенствованием конструкции
локомотивов, улучшением методов и технологии ухода за локомотивами в
эксплуатации, изменяются периодичность и структура ремонтного цикла.
Дифференцированные нормы пробега или продолжительности работы
электровозов и тепловозов между техническими обслуживаниями и ремонтами
для различных железных дорог установлены Департаментом
локомотивного хозяйства (ЦТ) ОАО РЖД на основе
общесетевых норм в зависимости от типа локомотива и условий
эксплуатации. Эти нормы при прочих равных условиях во многом зависят от
нагрузочных режимов локомотива.
В соответствии с указанием МПС № П - 1328у с 01.10. 2002 г. на железных
дорогах РФ действует следующая система плановопредупредительного
технического обслуживания и ремонта электровозов, тепловозов, электро- и
дизель-поездов, образующая ремонтный цикл:
технические обслуживания ТО-1, ТО-2, ТО-3 - для предупреждения появления
неисправностей и поддержания локомотивов в работоспособном и надлежащем
санитарно-гигиеническом состоянии, обеспечивающем их бесперебойную
работу и безотказность движения;
техническое обслуживание ТО-4 - для обточки бандажей колесных пар без
выкатки их из-под локомотивов с целью устранения проката бандажей;
техническое обслуживание ТО-5 - для подготовки локомотивов в
запас, подготовки к эксплуатации после изъятия из запаса, или
локомотивов прибывших в недействующем состоянии после постройки, ремонта
или передислокации, а также при отправлении на капитальный, средний
ремонт или на другие дороги;
текущие ремонты Тр, ТР-1, ТР-2, ТР-3 - для восстановления основных
эксплуатационных характеристик и работоспособности локомотивов с целью
обеспечения безопасности движения поездов в заданных межремонтных
периодах;
средний ремонт СР - для восстановления эксплуатационных характеристик,
полного или частичного восстановления ресурса основных узлов и агрегатов
локомотивов, частичной замены трубопроводов, кабелей, проводов и
оборудования с выработанным ресурсом на новое;
капитальные ремонты: КР - с целью восстановления
эксплуатационных характеристик, исправности и полного ресурса всех
узлов, агрегатов и деталей (включая базовые), полной замены проводов,
кабелей, модернизации конструкции; КРП - для продления срока службы
локомотивов, восстановления и улучшения их эксплуатационных
характеристик, усиления несущих базовых элементов конструкции, замены
оборудования на новое, соответствующее современному техническому уровню.
Среднесетевые нормы периодичности технического обслуживания и ремонта
локомотивов основных серий представлены в табл. 8.1, 8.2.
Пробег локомотивов между тО-4 устанавливается исходя из допустимой
величины проката бандажей перед обточкой без выкатки колёсных пар из-под
локомотива и средней интенсивности его нарастания. Исследования
показали, что допустимый прокат бандажей составляет 5-6 мм (предельно
допустимый - 7 мм). Интенсивность нарастания проката бандажей
определяется по статистическим данным.
Исчисление межремонтных периодов в календарном времени удобно для
планирования эксплуатационной работы и ремонтного обслуживания
локомотивов, но не учитывает колебаний суточного
пробега подвижного состава и, следовательно, фактического износа,
который сильно коррелируется с пробегом. Поэтому межремонтный период в
календарном времени принимается только для маневровых, вывозных и
передаточных локомотивов и моторвагонного состава, загрузка которых
относительно стабильна.
Сроки работы локомотивов и моторвагонного
подвижного состава между техническими обслуживаниями ТО-2
устанавливаются начальником железной дороги в пределах 24—48 ч
независимо от выполненного пробега.
Организационные формы ТО и ТР должны обеспечивать максимальную
вероятность выявления и устранения всех неисправностей локомотивов при
минимальных затратах трудовых и материальных ресурсов и простоях их в
ремонтном обслуживании.
Применяют два основных метода выполнения ТО и ТР: индивидуальный и
агрегатный и две основных формы организации ремонтных работ -
стационарную и поточную.
Индивидуальный метод ремонта предусматривает
возвращение деталей, агрегатов и узлов после ремонта на тот же
локомотив, с которого они были сняты.
При агрегатном методе ремонта на ремонтируемый локомотив устанавливают
заранее отремонтированные или новые детали, узлы и агрегаты из
технологического запаса. В этом случае ремонтные мастерские работают не
непосредственно на конкретный локомотив, а на пополнение
технологического запаса, т. е. на кладовую.
Агрегатный метод дает существенное сокращение простоя локомотивов в
ремонте, причем особую эффективность обеспечивает крупноагрегатный
метод, при котором предусматривается замена на ремонтах таких крупных
узлов и частей локомотивов, как тележки в сборе, дизель-генераторная
установка, силовые трансформаторы электровозов переменного тока,
компрессоры и т. п.
Непременным условием применения агрегатного или крупноагрегатного метода
ремонта является взаимозаменяемость агрегатов, узлов и деталей
локомотивов. Агрегатный метод приводит к значительному повышению
производительности труда ремонтных бригад, улучшению качества работ,
снижению себестоимости ремонта, исключает непредвиденные задержки,
вызываемые различным объемом ремонтных работ, что обеспечивает выпуск
локомотивов точно по графику.
При стационарной форме организации ремонтных работ локомотив в течение
всего периода ремонта находится на одном рабочем месте, оборудованном в
соответствии с объемом и характером ремонтных работ и обслуживаемом
прикрепленной комплексной бригадой рабочих.
Поточной называют такую форму организации ТО и ТР, при которой объем
обслуживания и ремонтных работ разбивают на технологически однородные,
равные по суммарной трудоемкости части и закрепляют их за несколькими
специально оборудованными рабочими местами (постами), образующими
поточную линию. Каждый пост (рабочее место) обслуживает
специализированная группа рабочих или часть комплексной бригады.
Локомотив в процессе ремонта передвигают с одного рабочего места (поста)
на другой через равные промежутки времени, называемые тактом поточной
линии.
Условиями применения поточной формы ремонта являются:
достаточная программа однотипных ремонтов;
сравнительно небольшие отклонения объемов и трудоемкости ремонтов;
возможность расчленения объема ремонта на технологически родственные
группы операций равной трудоемкости по числу постов поточной линии.
Основные достоинства поточной формы работ:
поток дисциплинирует производство, сокращаются непроизводительные потери
рабочего времени и простой локомотивов в ремонте;
распределение ремонтных работ по отдельным специализированным
постам со строго определенным объемом работ
обеспечивает возможность высокого насыщения их специализированным
технологическим оборудованием, механизацию трудоемких процессов и четкую
организацию рабочих мест в соответствии с требованиями научной
организации труда (НОТ), благодаря всему этому резко повышается
производительность труда;
закрепление за постами групп ремонтных рабочих дает возможность
обеспечить четкое разделение труда между рабочими разных специальностей,
освободить высококвалифицированных рабочих от выполнения вспомогательных
работ;
поток обеспечивает удобство технического руководства и контроля качества
работ на всех постах, что способствует высокому качеству ремонта;
снижается себестоимость ремонтных работ по сравнению с другими формами
ремонта;
лучше используются производственные площади.
Главное условие экономичности поточной формы организации ремонта -
однотипность и постоянный объем ремонтных работ на локомотивах, в
противном случае такт поточной линии приходится рассчитывать с большим
запасом (резервом), что снижает ее экономическую эффективность. Поточная
форма организации ТО и ТР сочетается с агрегатным методом работ.
В практике электровозных и тепловозных депо применяют разные формы и
методы ТО и ТР. Для ТО-2 и ТО-3 можно рекомендовать поточную форму в
сочетании с индивидуальным методом ремонтных работ. Для этих видов
обслуживания поточная линий должна состоять из трех позиций: на первой
позиции производятся уборочно-моечные работы, на второй - осмотр,
ревизия, регулировка, на третьей - контроль, заправка смазочными
материалами.
Стационарную форму организации ремонта в сочетании с агрегатным методом
в условиях депо применяют на ТР-1 и ТР-2, а также при неплановых
ремонтах и при обточке бандажей колесных пар (ТО-4). Для выполнения ТР-3
и СР при достаточной программе ремонтов (не менее 150 тепловозов или
электровозов в год) следует рекомендовать поточную форму ремонта, при
малой программе - стационарную. Во всех случаях обязательно применение
агрегатного и крупноагрегатного методов.
Конструкции электроподвижного состава и тепловозов усложняются, что
объективно диктуется требованиями увеличения мощности, снижения
энергетических затрат на тягу поездов, повышения безопасности движения,
автоматизацией управления с выбором оптимальных режимов и т. д.
Особенно большой сложностью отличаются схемы современных локомотивов с
тиристорно-импульсными системами управления, с передачами переменного
тока. Усложняется не только электрическая, но и механическая часть за
счет использования более сложных систем
подвески и передач, тормозных и рессорных систем. В
связи с этим увеличивается объем контрольных работ на ТО и повышаются
требования к их качеству и эффективности. Исследования показывают, что
из общего количества операций ТО более 50% приходится на контрольные
работы. В то же время анализ технологических процессов ТО и ТР, например
тепловозов, показывает, что еще недавно почти 2/3 рабочего времени
использовалось непроизводительно: около 20% времени ТО
затрачивалось на локализацию дефектной области (выявление неисправного
узла или агрегата), около 40% - на поиск дефекта внутри этой области и
только 35% - на восстановление (ремонт) отказавшего элемента. Поэтому
столь актуальна разработка совершенных методов и средств выявления
неисправностей, контроля технического состояния деталей, узлов и
агрегатов локомотивов. Требуется и соответствующая организация
технического обслуживания, совмещаемого с контрольнодиагностическими
операциями, выполняемыми на специализированных позициях потока и
стационарных постах с помощью специальных средств диагностирования.
Диагностирование - особый технологический процесс технического контроля
- определение технического состояния и прогнозирование работоспособности
оборудования по диагностическим параметрам, функционально связанным с
рабочими параметрами, характеризующими техническое состояние этого
оборудования. Диагностическими параметрами могут быть потребляемый ток,
электрическое сопротивление, тепловой режим, вибрация и шумовой эффект,
степень герметичности, наличие продуктов изнашивания трущихся деталей в
смазочных маслах и т. д.
Технической диагностикой решаются три типа задач: 1) задачи диагноза, т.
е. определение технического состояния, в котором находятся локомотив и
его элементы в настоящий момент времени; 2) задачи прогнозирования
состояния локомотива и его элементов, в котором они будут находиться в
некоторый будущий момент времени; 3) задачи генеза
- определение состояния локомотива и его элементов, в котором они
находились в некоторый прошлый момент времени.
Позиции (посты) диагностики могут включаться в поточные линии ТО, ТР и
СР в начале для выявления неисправностей, в конце - для контроля
исправного состояния после ТО,ТР и СР. Входные и выходные посты
диагностики могут совмещаться. Средства технической диагностики должны
не только способствовать предупреждению отказов и выявлению
неисправностей, но и прогнозировать остаточный ресурс исправной работы
контролируемых агрегатов и узлов.