Технология ремонта тепловозов - Система осмотров и ремонтов тепловозов

Классификация и характеристика видов ремонта.

В СССР принята планово-предупредительная система осмотра и ремонта локомотивов, которая обеспечивает исправное их состояние на протяжении всей службы. При этой системе тепловоз ставят для осмотра или ремонта через определенное время работы или пробега. Во время ремонта в зависимости от его объема узлы и агрегаты разбирают, детали, если необходимо, ремонтируют или заменяют.
Планово-предупредительная система ремонта локомотивов предусматривает продление срока службы локомотивов, повышение их использования, снижение трудоемкости и стоимости ремонта при высоком качестве, а также наименьшем расходе запасных частей и материалов.

Рис. 1. Зависимость удельного количества внеплановых ремонтов п от показателя использования мощности тепловоза φ:
1 — дизель; 2 — экипаж; 3 — прочее оборудование; 4 — тяговые электродвигатели; 5 — аккумуляторная батарея; 6 — главный генератор

Приказом № 17/Ц 1970 г. установлены общесетевые нормы времени работы или пробега между осмотрами и ремонтами, приведенные в табл. 1.

Таблица 1

• Для тепловозов типа ТЭ10 и ТЭП60.

Кроме того, для локомотивов установлен еще технический осмотр (Ml), выполняемый не реже чем через 48 ч ремонтными комплексными бригадами. Технический осмотр вызван необходимостью контроля состояния оборудования и предупреждения неисправностей локомотивов при сменном обслуживании.
По отдельным дорогам дифференцированные нормы пробега или времени работы между осмотрами и ремонтами и нормы процента неисправных локомотивов устанавливаются начальником Главного управления локомотивного хозяйства МПС, а для каждого депо — начальником дороги в зависимости от показателя использования мощности для каждой серии тепловозов.
Во время технического осмотра (Ml) проверяют состояние двигателя и его вспомогательного оборудования, генератора, вспомогательных электрических машин, электроаппаратуры, ходовых частей, тяговых электродвигателей, гидропередачи и тормоза путем осмотра и прослушивания работающих агрегатов. При профилактическом осмотре (М2) дополнительно осматривают двигатель с открытием люков, заменяют или очищают фильтры, заменяют форсунки (в сроки, установленные Правилами ремонта). После осмотра проверяют работу агрегатов и узлов при работающем двигателе. Малый периодический ремонт (М3) предусматривает дополнительно к работам, выполняемым при М2, снятие для ремонта некоторых агрегатов и контрольные испытания двигателя под реостатной нагрузкой (тепловозы типа ТЭ10).
При большом периодическом ремонте (М4), помимо упомянутых выше работ, вынимают поршни и некоторые подшипники коленчатого вала. По подшипникам коленчатого вала главной операцией является доведение до нормы ступенчатости. У маневровых и вывозных тепловозов серий ТЭ2, ТЭ1 и ТЭМ1 при М4 снимать и ремонтировать детали поршневой группы и цилиндровых крышек разрешается только при необходимости.
Во время подъемочного ремонта, кроме работ, выполняемых при М4, выкатывают тележки из-под тепловоза: колесные пары проходят обыкновенное освидетельствование с обточкой бандажей, а тяговые электродвигатели — ревизию; аккумуляторную батарею снимают с тепловоза для ремонта и заряда.
На ремонтном заводе снимают все агрегаты с тепловоза и ремонтируют их по характеристике заводского ремонта. Большой подъемочный и заводской ремонты завершаются реостатными испытаниями. Таким образом, каждый вид осмотра и ремонта отличается друг от друга нарастающим объемом работ, начиная от технического осмотра и кончая заводским ремонтом.
В США для наиболее распространенных тепловозов фирмы Электро- Мотив с двигателями типа 567 различных индексов периодичность ремонтов установлена через 8, 16, 48, 96, 192, 288, 384, 1 152 и 1 536 тыс. км. Объем работ на каждом виде ремонта увеличивается в соответствии с пробегом. Первые четыре вида ремонта преимущественно включают осмотровые операции, а остальные связаны с разборкой агрегатов. Виды ремонта через 1 152 и 1 536 тыс. км предусматривают полную разборку тепловоза, т. е. соответствуют заводскому ремонту, причем на последнем (через 1 536 тыс. км) заменяют провода высоковольтной и низковольтной цепей. На Британских дорогах для магистральных тепловозов мощностью 2 000 л. с. в секции установлена периодичность через 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35 и 40 тыс. ч работы дизеля. Пробег через 20 и 40 тыс. ч соответствует заводскому ремонту.
Интересно отметить, что опыт ремонта тепловозов Э-ЭЛ постройки 1930— 1937 гг. по системе профилактики, т. е. предупредительной постановки на осмотр, использован как в отечественной послевоенной практике, так и за рубежом.

Определение оптимальной периодичности ремонта с учетом надежности агрегатов.

Для оценки надежности машин и других изделий используются показатели, предусмотренные ГОСТ 13377—67. Основные показатели по терминологии ГОСТа.
Отказ — это событие, заключающееся в нарушении работоспособности. В зависимости от технической возможности и экономической целесообразности устранения отказа изделия делят на: восстанавливаемые и невосстанавливаемые.
Надежность—свойство изделия выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени или требуемой наработки (времени работы, пробега). Надежность изделия обусловливается его «безотказностью», «ремонтопригодностью», «сохраняемостью», а также «долговечностью» его частей.
Безотказность — свойство изделия сохранять работоспособность в течение некоторой наработки без вынужденных перерывов.
Ремонтнопригодность — свойство изделия, заключающееся в его приспособленности к предупреждению, обнаружению и устранению отказов и неисправностей путем проведения технического обслуживания и ремонтов. Показателями ремонтнопригодности могут служить, например, «среднее время восстановления», «вероятность выполнения ремонта в заданное время», «средняя стоимость технического обслуживания».
Долговечность—свойство изделия сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонтов. Предельное состояние изделия определяется невозможностью его дальнейшей эксплуатации, либо обусловленным снижением эффективности, либо требованиями безопасности и оговаривается в технической документации. Показателями долговечности могут служить, например, «ресурс», «срок службы».
Ресурс — это наработка (время работы, пробег) изделия до предельного состояния, оговоренного в технической документации. Различают «ресурс до первого ремонта», «межремонтный ресурс», «назначенный ресурс», «средний ресурс» и др.
При агрегатном методе ремонта правильнее было бы говорить о долговечности, ресурсе, сроке службы агрегатов, а не самом локомотиве. Так и бывает: списывается из инвентаря рама локомотива, а агрегаты этого локомотива, если они работоспособны, продолжают существовать на других тепловозах. И наоборот, списывается агрегат, а рама тепловоза продолжает эксплуатироваться.
Показатели надежности, определяемые для разных машин, выполняющих одни и те же функции, позволяют сравнивать их, находить слабые места и своевременно разрабатывать новые, более современные, а эксплуатируемые модернизировать.

Рис. 2. Суммарные удельные затраты С на ремонт и потери от порч тележек тепловоза ТЭЗ для вариантов периодичности А, Б, В, Г и Д:
1 — потери от порч и затраты на внеплановые ремонты; 2 — затраты при М5; 3 —затраты при М2, М3 и М4; 4 — затраты при М5, внеплановых ремонтах и потери от порч; 5 — затраты при М2, М3, М4 и М5; 6 — затраты при М2, М3, М4, М5, внеплановых ремонтах и потери от порч

Таким образом, исправное состояние (исправность) локомотива во время эксплуатации характеризуется тем, что все его механизмы и агрегаты в данный момент времени отвечают требованиям, установленным как в отношении основных параметров, обеспечивающих нормальное выполнение заданных функций (ведение поезда), так и в отношении второстепенных параметров (удобство в эксплуатации, внешний вид и т. д.). Несоответствие этим требованиям возможно при какой-либо неисправности локомотива, которая должна быть устранена при очередном виде осмотра или ремонта.

Возвращаясь к вопросу о дефектах, обнаруживаемых на локомотивах, необходимо отметить, что своевременное устранение их в значительной степени предупреждает вероятность появления отказов.
Если считать все выявленные на тепловозе дефекты и отказы за 100%, то 1,4% падает на отказы. Например, на тепловозе ТЭЗ за год фиксируется примерно 813 дефектов, 11 отказов — внеплановых ремонтов и 0,7 отказа — порч.
Изучение интенсивности появления неисправностей, начиная от постройки тепловоза и до заводского ремонта, показывает, что в первоначальный период обнаруживаются неисправности, связанные главным образом с качеством изготовления деталей и монтажом агрегатов. Затем количество неисправностей начинает уменьшаться, а к заводскому ремонту их количество вновь возрастает за счет износа деталей.
При осмотрах Μ1, М2 и ремонте М3 выполняются главным образом операции по осмотру узлов, а при М4, М5 и М6 — ремонт с разборкой агрегатов. В соответствии с этим несколько различны и методы оптимизации периодичности выполнения осмотров и ремонтов. Метод определения оптимальной наработки агрегата до тяжелого вида ремонта базируется на данных о ресурсе узлов и суммарных затрат по техническому содержанию агрегата, включая убытки от случаев порч и расходов на внеплановые ремонты.
Первичными данными для определения ресурса узла, агрегата являются величины износов основных деталей и нормы предельных размеров, а для определения суммарных затрат — лицевые счета контрольных (выборочных) тепловозов. В лицевых счетах фиксируются плановые осмотры и ремонты и внеплановые ремонты с затратами на их выполнение. Основные положения расчета наработки агрегатов до ремонта тяжелого вида рассматриваются на примере дизеля 2Д100 и тележек тепловоза ТЭЗ. На дизель приходится 43% и на тележки с тяговыми электродвигателями 20% ремонтных расходов по техническому содержанию.

У дизеля для оптимального пробега определен ресурс по износу 12 узлов, определяющих вскрытие цилиндров, коленчатого вала и топливной аппаратуры. Средняя наработка до тяжелого вида ремонта узлов дизеля, связанная с разборкой изнашивающихся узлов, составляет 320 тыс. км со среднеквадратичным отклонением σ = +70 тыс км. В зависимости от пробега между М2, М3, М4, М5 и М6 будут различные суммарные стоимости всех видов осмотра и ремонта за ремонтный цикл, включая стоимость внеплановых ремонтов и потерь от порч в пути. Методом технико-экономического расчета установлено, что оптимальным по минимуму суммарных расходов является вариант, при котором ремонт дизеля со вскрытием поршневой группы и коленчатого вала должен выполняться через 250 тыс. км (М5), что соответствует наработке основных узлов по ресурсу в пределах σ = +70 тыс. км.

Рис. 3. Зависимость отложения нагара, перерасхода топлива, его стоимости, стоимости очистки окон от пробега тепловоза ТЭЗ:
1 — стоимость перерасходованного топлива на 1 км при 45% нагрузки; 2 — нагароотложение в окнах; 3 — суммарный перерасход топлива (в кг) при нагрузке 45%;   4 — перерасход топлива для нагрузки 45%;         5 — суммарная стоимость при нагрузке 45%; 6 — стоимость очистки окон на 1 км

На рис. 2 представлены результаты оценки удельных затрат денежных средств на техническое содержание четырех тележек тепловозов ТЭЗ. Минимум расходов приходится на 320 тыс. км при средней величине ресурса восьми узлов тележек и тяговых электродвигателей в 280 тыс. км со среднеквадратичным отклонением σ = ±60 тыс. км. Учитывая, что расходы на осмотры и ремонты дизелей превышают аналогичные расходы по тележкам более чем в 2 раза, при составлении единой периодичности для двух рассматриваемых агрегатов следует ориентироваться на оптимальный вариант по дизелю, тем более что по тележкам удельные расходы при наработке в 250 тыс. км лишь на 5% превышают расход оптимального уровня в 320 тыс. км и обеспечивают большую надежность.
Для определения периодичности отдельных работ по агрегатам и узлам следует использовать аналогичный технико-экономический метод. В качестве примера можно привести метод определения периодичности очистки окон и гильз цилиндров двигателей типа Д100. На основании наблюдений составляется график отложения нагара в средней части окон — кривая 2 (рис. 3). По данным стендовых испытаний известно, что отложение нагара, а следовательно, изменение условий продувки вызывают увеличение расхода топлива — кривая 4. Зная величину перерасхода топлива (в %), а также степень использования мощности дизеля, при которой эксплуатируется тепловоз, можно определить перерасход в зависимости от пробега от профилактического осмотра или ремонта, на котором очищали окна. Зная стоимость перерасходованного топлива и стоимость работ по вскрытию люков и очистке окон на измеритель, в данном случае на 1 км, определяют минимум суммарных расходов, что представлено кривой 5. Минимум расходов соответствует пробегу 8 тыс. км. Так как профилактический осмотр в зависимости от местных условий выполняется в другие сроки, то можно принять по кривой 5 зону очистки от 7 тыс. до 11 тыс. км, что соответствует срокам очистки на каждом профилактическом осмотре или через один профилактический осмотр.