По характеру возникновения отказы технических устройств подразделяют на внезапные и постепенные. Внезапным называется отказ, возникающий вследствие скачкообразного изменения одного или нескольких заданных параметров объекта. Типичным примером внезапного отказа является пробой диода под действием высокого напряжения, превышающего номинальное значение. Постепенный отказ возникает из-за плавного изменения параметров объекта. Характерным примером такого отказа является изменение переходного сопротивления и разрушение контактов реле вследствие эрозии, вибрации и других процессов износа и старения, износ щеток и коллекторе электродвигателей постоянного тока и т. д.
Принципиальное практическое значение разделения отказов на внезапные и постепенные состоит в следующем. Из-за непредвиденного скачкообразного возникновения внезапных отказов их невозможно предсказать. Напротив, постепенные отказы в силу длительного влияния причин их возникновения и плавного, постепенного изменения характеристик объекта, приводящего к его отказу, предсказать можно.
Таблица 9
Элемент | Характеристика | Вид отказа | Причина отказа | Факторы, влияющие на формирование отказа | Минимальный срок формирования отказа | Техническое |
| Стрелочные электроприводы | |||||
Электродвигатель типа МСП | Обрыв обмотки якоря или обмотки возбуждения | Внезапный | Несовершенство заводской технологии намотки обмоток Некачественная пайка секций к пластинам коллектора | Сниженная прочность проводов в местах перегиба, механические повреждения провода Нарушение заводской технологии изготовления | — | Восста |
| Короткое замыкание в коллекторе | Постепен | Загрязнение коллектор а уголь ной пылью | Смещение щеток относительно нейтрали, возвышение одних пластин коллектора над другими, снижение силы нажатия щеток на коллектор, интенсивность перевода стрелки N, сутки-1 | 1 мес при N> 100, 3 мес при N<100 | Периоди |
* | Снижение сопротивления изоляции обмоток якоря и возбуждения | Внезапный | Повышение влажности внутри электропривода | Перепад температур, попадание воды в электропривод |
| Восста |
| Нарушение электрического контакта щеток с коллектором | Постепен | Износ щеток, ослабление подающей пружины, попадание песчинки или другого инородного тела между щеткой и коллектором, заклинивание щеток в щеткодержателе | Интенсивность перевода стрелки N, сутки-1 | 1 мес при N>100, 3 мес при N< 100 | Периоди |
Автопереключа | Нарушение электрического контакта между контактными пружинами и ножами автопереключателя из-за: понижения контактного нажатия менее 4 Н |
|
|
|
|
|
Постепен | Усталость рессорных и контактных пружин | Интенсивность перевода стрелки N, сутки - 1, срок эксплуатации электропривода | 3 мес | Периоди | ||
То же | Снижение контактного нажатия пружин (менее 4 Н), способствующее врубанию ножей с большой силой | То же | То же | То же | ||
подгара контактов | » | Усталость пружин растяжения, повышенное (более 5 Н) нажатие между контактными пружинами и ножами |
| 1 мес при 100, 3 мес при N<C 100 |
| |
уменьшения глубины врубания ножей в контактные пружины менее 9 мм |
| Износ осей крепления ножевого рычага | Интенсивность перевода стрелки N, сутки-1, и движения поездов, вибрация электропривода | 6 мес |
| |
индевения или | Внезапный | Повышение влажности внутри электропривода | Перепад температур, попадание воды в электропривод |
| Восстано |
Продолжение табл, 9
Элемент | Характеристика | Вид отказа | Причина отказа | Факторы, влияющие на формирование отказа | Минимальный срок формирования отказа | Техническое |
Фрикционная | Заклинивание дисков фрикционного сцепления | Постепен | Износ дисков и перекос трущихся поверхностей, отсутствие смазки на поверхности дисков | Интенсивность перевода стрелки N, сутки-1 | 1 год при N>100, 3 года при N<100 | Периоди |
То же | Внезапный | Замерзание смазки внутри муфты | Резкое понижение температуры (мороз) |
| ||
Ослабление |
| Оттаивание смазки внутри муфты | Резкое повышение температуры (при смене сезона) |
| То же | |
Редуктор | Заклинивание | Постепен | Износ зубьев шестерен и отсутствие смазки их поверхностей | Интенсивность перевода стрелки N, сутки-1, интенсивность движения поездов, пар/сутки Срок эксплуатации электропривода | 3 года при N>100, 10 лет при N< 100 | Периоди |
| То же | Внезапный | Вытекание масла из коробки редуктора из-за неисправности сальника (только в электроприводах типа СП) |
| ||
Курбельный контакт (блок-контакт) | Излом арматуры | » | /Вибрация, удары | Срок эксплуатации (старение материала арматуры), интенсивность и скорость движения поездов |
| То же |
Развинчивание крепежной гайки | Постепен | Вибрация | Интенсивность и скорость движения поездов | 3 мес |
Шибер и шиберная шестерня | Заклинивание | Постепен | Износ запорных зубьев шибера и шиберной шестерни, отсутствие смазки на их поверхностях | Интенсивность движения поездов и переводов стрелки N, сутки-1, срок эксплуатации | 3 года при N>100, 10 лет при N<100 | Периоди |
Внезапный | Неправильная регулировка зазора между остряком и рамным рельсом после производства ремонтных работ на стрелке | Плохое крепление рамных рельсов к стрелочным брусьям |
| Восстано | ||
Контрольные | Излом в местах выреза для западания зуба ножевого рычага автонереключателя | » | Усталость металла, наличие микротрещин | Сила удара зуба ножевого рычага в скос контрольной линейки и сила давления зуба при отсутствии зазора между ним и скосом контрольной линейки; вибрация | 6 мес при N > 100, 3 года при N<100 | То же |
Стрелочная гарнитура | ||||||
Тяги, элементы крепления тяг (оси, пальцы, гайки, закрутки) | Изогнутость тяг, приводящая к срыву контроля или невозможности перевода стрелки | Внезапный | Взрез стрелки, повреждение тяг волочащимися предметами | Отсутствие отбойных брусьев на стрелке |
| Восстано- |
Элемент | Характеристика | Вид отказа | Причина отказа | Факторы, влияющие на формирование отказа | Минимальный срок формирования отказа | Техническое |
| Износ втулок В проушинах тяг, осей и пальцев, приводящий к замыканию стрелки при зазоре 4 мм и более | Постепен | Вибрация | Интенсивность движения п, пар/сутки, засорение сыпучей твердой породой (песок и др.), скорость движения | 6 мес при N > 200, 2 года при N > 100, | Периоди |
| Выпадание закруток с развинчиванием гайки | То же | Износ (стирание) металла закрутки, вибрация | Интенсивность движения п, пар/сутки | То же | То же |
Элементы крепления фундаментных угольников (болты, гайки, контргайки) | Развинчивание гаек и контргаек, выпадание болтов | » | Вибрация | Интенсивность движения п, пар/сутки, скорость движения | 1 мес при N > 200, 0 мес при N < 200 | » |
Элементы изоляции (прокладки, втулки) | Смятие и истирание |
| Напряжения в гарнитуре из-за вертикального и бокового нажатия колес, вибрация | Осевая нагрузка подвижных единиц, интенсивность движения п, пар/сутки | 3 мес при п>200, 6 мес при п<200 |
|
Элементы стрелки, связанные с гарнитурой | ||||||
Остряки | Изгиб остряка в горизонтальной плоскости | Внезапный | Взрез стрелки | — | — | Восстано |
То же | Постепен | Несовершенная технология закалки |
|
| То же | |
| Изгиб остряка в вертикальной плоскости, приводящий к возрастанию переводного усилия сверх нормы | Постепен | То же | — | — | Восстано |
Затянутость остряка в корне, приводящая к возрастанию переводного усилия выше нормы | Внезапный | Ошибка обслуживающего персонала дистанции пути |
|
| То же | |
Рамный рельс | Накат на рабочей грани 3,5 мм и более, приводящий к невозможности перевода стрелки | Постепен | Сплыв металла под воздействием колес (в том* числе из-за некачественной закалки рамного рельса) | Интенсивность движения п, пар/сутки | 3 мес при N > 200, 6 мес при N <200 | Периоди |
Отбой рамного рельса, приводящий к заклиниванию шибера или замыканию стрелки при зазоре между остряком и рамным рельсом 4 мм и более | То же | Ослабление крепления рамного рельса из-за развинчивания гаек упорного крепления и износа брусьев (разработка отверстий под шурупами, растрескивание, гниение) | Интенсивность движения п, пар/сутки, скорость движения, климатические и метеорологические факторы, характер перевозимых грузов (соли и другие химически активные вещества) | 3 мес при удовлетворительном состоянии стрелочных брусьев | То же | |
Серьги остряка | Ослабление крепления серьги к остряку из-за развинчивания гаек |
| Вибрация | Интенсивность движения п, пар/сутки, скорость движения | 3 мес при N >200, 6 мес при > 100, | > |
Таким образом, в отличие от внезапных отказов прогнозирование постепенных отказов возможно, т. е. прогнозирование постепенных отказов позволяет их предупредить с помощью своевременного профилактического ремонта и тем самым увеличить наработку на отказ эксплуатируемых устройств.
Однако, с одной стороны, подавляющее большинство отказов возникает из-за внутренних изменений, происходящих в устройствах, которые определяются кинетикой протекающих физико-химических процессов. Эти процессы имеют постепенный характер (исключение составляет заводской брак, который проявляется в виде отказа устройства сразу после начала его эксплуатации). В связи с этим все отказы, возникающие в устройстве вследствие внутренних причин, в принципе являются постепенными. К внезапным отказам с принципиальной точки зрения могут быть отнесены лишь те, которые вызываются внешними для данного устройства причинами, например ударом молнии, взрезом стрелки и т. д. С другой стороны, далеко не все изменения параметров вследствие постепенных физико-химических процессов могут быть обнаружены имеющимися в нашем распоряжении приборами, средствами измерения и прочими анализаторами. Например, отказ токопроводного стыка рельсовой цепи происходит из-за обрыва стыкового соединителя. Как правило, причиной обрыва являются непрочность и постепенное ослабление сварного шва в месте «обойма соединителя — головка рельса» или слабое закрепление троса в обойме, в результате чего трос с течением времени выпадает из обоймы. Те и другие причины возникают вследствие постепенного изменения характеристик соединителя, однако эти изменения могут быть с большим трудом определены имеющимися измерительными средствами или не определены совсем. Таким образом, «в себе» отказ соединителя является постепенным, а «для нас», что как раз и имеет практическое значение, внезапным.
Устройства СЦБ отличаются от других технических средств высокой ответственностью за обеспечение безопасности движения поездов, поэтому для них принято выделять особый класс отказов — опасные отказы. К таким отказам относятся появление ложного контроля положения стрелки, возникающего из-за дуги на коллекторе при двухпроводной схеме управления; неплотное прилегание остряка к рамному рельсу, при котором возникает опасность удара и набегания гребня на остряк, понижение остряка против рамного рельса на 2 мм и более. Обоснование порядка обслуживания и разработка методов повышения надежности таких устройств требуют особого внимания.
Основой системы технического обслуживания устройств СЦБ на отечественных железных дорогах являются периодические работы по осмотру, проверке, регулировке устройств.
Периодичностью обслуживания (ремонта) называется интервал времени или значение наработки между данным видом технического обслуживания (ремонта) и последующим таким же видом. Наработка определяет продолжительность или объём работы устройства и измеряется в часах, числе срабатываний и т. д. Необходимая периодичность обслуживания зависит от надежности устройства. Под надежностью понимается свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя по времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования.
Периодическое техническое обслуживание выполняется через жесткие интервалы времени независимо от технического состояния устройства. Периодическое обслуживание может быть сезонным, когда оно выполняется для подготовки устройств к работе в осенне-зимний или весенне-летний период. Помимо этого, известно обслуживание по состоянию, при котором объем данного обслуживания, а также срок следующего обслуживания намечают в зависимости от результатов осмотра; восстановительное обслуживание, при котором к устройству обращаются в двух случаях: при возникновении его отказа и необходимости ремонта или по истечении ресурса устройства, когда его заменяют; обслуживание с непрерывным контролем и др.
Системы технического обслуживания развиваются в сторону увеличения периодичности, внедрения элементов восстановительного обслуживания и обслуживания с контролем. Условием этого является четкое обоснование периодичности, увязка ее с параметрами надежности, поэтапное повышение безотказности устройств. В табл. 9 перечислены характерные отказы ЭЦ, которые определяют частоту и характер работ по техническому обслуживанию основных элементов стрелок ЭЦ.