Розвиток наукових основ визначення характеристик перспективних маневрових тепловозів

В першу чергу необхідно виконати аналіз та розрахунки необхідних показників, які характеризують: технічні характеристики маневрового тепловоза (стан 1), ремонтну базу (стан 2), систему експлуатації (стан 3). Потім виконується вибір типу системи ЕТОР (стан 4) експертним методом.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Після цього (стан 5) виконується оптимізація системи ремонту, в результаті якої отримують основні показники системи ЕТОР: кількість і порядок чергування ТО та ПР в повний період роботи маневрового тепловоза між капітальними ремонтами, міжремонтні пробіги, обсяги та тривалість ТО та ПР.

Раціональний ремонтний цикл вибирається із множини варіантів з використанням поетапного структурного аналізу конструкції маневрового тепловоза та визначенням для окремих деталей та груп деталей ефективних напрацювань між ремонтами L_pij. Оскільки на початковій стадії придбання маневрових тепловозів кількість їх буде мала, то критерієм оптимізації вибрано мінімум сумарного простою тепловозів на ТО, ПР та непланових ремонтах

Размещено на http://www.allbest.ru/

. (35)

Враховуючи обмеження, які характеризують регіон експлуатації та обсяги робіт відповідно до розробленого графу моделі станів процесу експлуатації та ТОР (рис.8), складається рівняння Колмогорова. Потім за відомими формулами розраховуються характеристики системи ЕТОР.

При організації проведення ТОР визначення характеристик систем ремонту виконувалось з використанням марковських систем обслуговування.

Під час експлуатації РС (стани 6, 7) система ЕТОР корегується (стан 5) з урахуванням експлуатаційних показників та діагностичних даних, які накопичуються, обробляються за відомими методиками, що були розроблені Бутько Т.В. Аналогічно виконується корегування параметрів системи при модернізації вузлів маневрового тепловоза, або ремонтної чи експлуатаційної бази депо.

Размещено на http://www.allbest.ru/

В результаті моделювання для малих партій локомотивів була вибрана комбінована система ЕТОР. Ремонт обладнання, яке впливає на безпеку руху, та існуючого в депо потрібно виконувати за планово - попереджувальною системою за ремонтним циклом (рис.9). Ремонт наукоємного обладнання передбачається виконувати сервісними групами.

Для невеликих партій локомотивів кількість ремонтів під час експлуатації необхідно визначати імовірнісним методом з урахуванням законів розподілу пробігів з початку експлуатації

(36)

де n - число розрядів локомотивів за пробігом з початку експлуатації; і - порядковий номер розряду розподілу локомотивів за пробігом з початку експлуатації; М_і - кількість локомотивів в і - му розряді розподілу; Ф - функція Лапласа; - математичне очікування пробігу локомотива з початку експлуатації і-го розряду, км; - математичне очікування річного пробігу локомотивів, км; - математичне очікування пробігу локомотивів до ремонту (наприклад ПР-3, ПР-3У), км; - середнє квадратичне відхилення річного пробігу, км; - середнє квадратичне відхилення пробігу до ремонту, км.

У шостому розділі розрахована економічна ефективність від використання нових маневрових тепловозів. Як свідчать розрахунки, економія експлуатаційних витрат на 1 тепловоз за рік складе129717,8 грн, в тому числі за рахунок зменшення витрат на паливо 51701,85 грн, ТО та ПР - 39180,79 грн, на гальмові колодки - 32072 грн, на мастильні матеріали - 6345,98 грн, на екіпіровку - 417,13 грн, зменшення шкоди, яка наноситься навколишньому середовищу - 5201,4 грн. Економічний ефект від використання тепловозів ТЕМ 103, приведений до розрахункового року, складатиме 118004 тис.грн за весь життєвий цикл, при цьому економія тільки витрат на придбання - 93500 тис. грн.

Раціональний термін заміни старих маневрових тепловозів буде визначатися з умови рівності витрат на новий тепловоз та на старий і являтиме собою залежність

, (37)

де С₁, С₂ - середні витрати на експлуатацію діючого та нового маневрового тепловозів відповідно; Е - нормативний коефіцієнт ефективності капітальних вкладень; k₁ , k₂- вартість одного маневрового тепловоза відповідно діючого та нового; ₁, ₂ - коефіцієнт реновації на діючий та новий маневровий тепловоз; - термін дії (роботи) діючого маневрового тепловоза (моторесурс); И - час дії маневрових тепловозів, які знаходяться в експлуатації, з моменту їх останнього поновлення до розрахункового року; ф - економічно доцільний термін заміни діючих маневрових тепловозів новими.

При цьому стосовно параметра повинна дотримуватися умова . За розробленою моделлю визначені економічно доцільні терміни раціональної заміни тепловозів ЧМЕ3 новими ТЕМ 103. Тепловози ЧМЕ3 знаходяться в експлуатації у середньому 20-25 років, що відповідає терміну заміни =0. Оскільки =0 30 - (2025), то доцільно починати заміну цих тепловозів не пізніше наступних 5 років.

Висновки

Виконані дослідження присвячені вирішенню актуальної науково-практичної проблеми - розвитку наукових основ визначення характеристик перспективних маневрових тепловозів для залізниць України. За результатами проведеної роботи можна зробити такі висновки:

1. На залізницях України маневрова і маневрово-вивізна робота здійснюються парком тепловозів на 98% чеського виробництва, які масово закуповувались в період з 1970 по 1987 роки, а в даний момент в основному виробили свій ресурс. Моніторинг же обсягів маневрових робіт показує їх можливе збільшення, що викликає необхідність поповнення парку цих локомотивів. Входження України в Європейську спільноту та досвід розвинутих країн показує, що характеристики нових тепловозів повинні бути відповідати світовим стандартам.

2. Еволюційний розвиток маневрових локомотивів показав тенденції збільшення осьової сили тяги, використання передач змінного струму з асинхронними тяговими двигунами, модульного принципу конструювання та виробництва, електронних систем керування та діагностики. При цьому науковому обґрунтуванню характеристик та технічного рівня маневрових тепловозів приділяється недостатньо уваги, а вихідними даними для розрахунків є обсяги маневрових робіт та дані по гірці.

3. Запропонована нова концепція створення перспективних маневрових тепловозів для залізниць Укрзалізниці, яка узагальнює визначення науково - обґрунтованих характеристик і розвиває принципи побудови маневрових тепловозів з урахуванням умов експлуатації, світового технічного рівня, системи обслуговування та ремонту, зниження витрат за весь життєвий цикл, модульного підходу їх компонування та особливостей промисловості і залізниць України. Відмінністю її є те, що в існуючих концепціях, створення маневрових локомотивів відбувається на основі вітчизняного обладнання під існуючу систему обслуговування та ремонту, а звідси уже і виконувалось визначення характеристик.

4. На основі обробки матеріалу по створенню нової техніки був визначений характер показників на протязі всього їх життєвого циклу. Такі характеристики, як термін служби та вартість життєвого циклу на протязі існування маневрових тепловозів мають стохастичний характер. Інші показники тепловоза з відповідним припущенням, починаючи з 2-5 станів, можна вважати детермінованими.

5. Для визначення характеристик локомотивів запропоновані імітаційні моделі їх прогнозування. Одна модель для отримання залежностей базується на використанні методу найменших квадратів. Друга - на використанні нейромереж. Для локомотивів, згрупованих у групи за трьома критеріями були отримані залежності для різних показників від потужності та технічного рівня. Кореляційне відношення для цих залежностей перевищує 0,75.

6. Аналіз типажу рухомого складу показав, що існує два підходи до його вибору. Компанії - виробники виконують групування за видом рухомого складу та його осьовою характеристикою, а компанії, які займаються перевезеннями - по потужності, видам роботи, типу струму і т.п. На основі розробленого підходу був визначений типаж маневрових тепловозів для залізниць України, який згрупований за вісністю на чотири-, шести-, та восьмивісні локомотиви та складається з чотирьох типів за потужностю - 800, 1200, 2000 к.с. Технічний рівень чотиривісних маневрових тепловозів з електричною передачею при цьому знаходиться в межах 1,34-1,45.

7. Розроблений метод оцінки технічного рівня маневрових тепловозів на основі системного підходу, який дозволяє виявити складові частини локомотива з недостатнім технічним рівнем. Для цього була розроблена структурна схема чотиривісного маневрового тепловоза з електричною передачею та метод вибору вузлів локомотива з використанням морфологічного підходу. При цьому технічний рівень маневрового тепловоза з передачею змінно-постійного струму дорівнює 1,10, що показує невідповідність локомотива сучасному рівню. Слабшою системою даного тепловоза на даному етапі є його енергетична установка і передача. Використання на локомотиві передачі змінного струму дозволить підвищити коефіцієнт технічного рівня до 1,23, що відповідно підвищить його конкурентоспроможність.

8. Розроблені моделі визначення технічного рівня з урахуванням особливостей України та життєвого циклу. Результати розрахунків показали, що оптимальний технічний рівень для локомотива потужністю 800 к.с. з передачею змінно-постійного струму дорівнює 1,211. Але при обмеженні фінансування на виробництво та швидкості побудови технічний рівень проектованого тепловоза буде знаходитись в межах 1,04-1,09.

9. Для розрахунків технічного рівня маневрових тепловозів, їх основних характеристик, надійності та параметрів системи ЕТОР була удосконалена автоматизована інформаційна система з відповідними пакетами прикладних програм.

10. Розроблено наукові підходи до визначення надійності маневрових тепловозів з електричною передачею на етапі проектування. Для цього пропонується використовувати математичну модель у вигляді графів з використанням системного аналізу та імовірнісну модель із застосуванням напівмарковських процесів. Розрахована надійність спроектованого маневрового тепловоза ТЕМ103 до ТО-3 буде складати 0,5067. Аналіз надійності основних складових тепловоза показав, що найменшу надійність має підсистема дизеля та його допоміжних систем.

11. Зроблений аналіз існуючих систем експлуатації, технічного обслуговування та ремонту рухомого складу показав необхідність нових підходів до систем ЕТОР для наукоємного рухомого складу. Була розроблена адаптивна модель системи обслуговування та ремонту для маневрового тепловоза. Для уточнення характеристик системи обслуговування та ремонту з урахуванням регіону та умов експлуатації були розроблені відповідні моделі, що дозволить більш раціонально використовувати локомотиви.

12. Пристосованість конструкції до експлуатації, крім відомих критеріїв, пропонується оцінювати за двома додатковими критеріями:

а) критерій пристосованості маневрового тепловоза до експлуатації за ціною локомотива, який показує відношення вартості життєвого циклу тепловоза до його початкової вартості. Для маневрових тепловозів з електричною передачею з технічним рівнем від 0,5 до 1,5 він повинен бути мінімальним, при цьому меншим 4,0.

б) пристосованості тепловоза до експлуатації за мінімальними витратами на експлуатацію та екіпіровку, який показує відношення існуючих витрат на експлуатацію, екіпіровку, обслуговування та ремонт тепловоза до мінімальних витрат на експлуатацію та екіпіровку.

13. Розроблені моделі визначення вартості життєвого циклу, за допомогою яких отримані залежності витрат від років експлуатації локомотивів. З їх допомогою можна спрогнозувати вартість життєвого циклу для маневрових тепловозів з відомими характеристиками.

Економічний ефект від використання тепловозів ТЕМ 103, приведений до розрахункового року, складатиме 118004 тис.грн. При цьому економія витрат на придбання складатиме 93500 тис. грн.

14. Для визначення економічно доцільних термінів раціональної заміни застарілих тепловозів ЧМЕ3 новими була розроблена імітаційна модель. Результати розрахунків за даною моделлю показали, що тепловози ЧМЕ3, які знаходяться в експлуатації в середньому 20-25 років, доцільно починати замінювати не пізніше наступних 5 років.

Список опублікованих праць за темою дисертації

1. Фалендиш А.П. Вибір вузлів маневрового тепловоза з використанням морфологічного аналізу / Вісник Східноукраїн.нац.ун-т. -2003. -№9 (67). -Т.1. -С.177-180.

2. Фалендиш А.П. Інформаційно-розрахункова система структурної надійності маневрових тепловозів // Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті. -2005. -№1, 2 -С.66-69.

3. Фалендиш А.П., Калабухін Ю.Є. Визначення вартості життєвого циклу маневрових тепловозів // Вісник Східноукраїнського національного університету. 2005. -№ 8 (90). -Ч.2. -С.239-242.

4. Крашенінін О.С., Фалендиш А.П. Модель визначення термінів заміни рухомого складу // Вісник Східноукраїнського національного університету. 2005. -№ 3 (85). -С.126-130.

5. Калабухін Ю.Є., Фалендиш А.П. Результати оцінки економічних переваг використання маневрових тепловозів вітчизняного виробництва // Вісник економіки транспорту і промисловості. -Харків: 2003. -Вип.4. -С.92-97.

6. Фалендиш А.П. Методика определения номенклатуры показателей локомотивов с использованием теории множеств / Вісник Східноукраїн.держ.ун-т. -2000. -№5(27). -С.238-240.

7. Фалендиш А.П. Пакет прикладних програм з оцінки надійності тягових редукторів локомотивів / Вісник Східноукраїн.нац.ун-т. -2001. -№7(41). -Т.1. -С.65-66.

8. Фалендиш А.П., Чигирик Н.Д. Системи обслуговування та ремонту нового рухомого складу // Вісник Східноукраїнського національного університету. -2004. -№ 5 (75). -С.173-177.

9. Фалендыш А.П., Харламов П.О., Чигирик Н.Д. Модель расчета эффективности системы обслуживания и ремонта подвижного состава // Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті. -2004. -№2 -С.84-88.

10. Крашенінін О.С., Фалендиш А.П. Модель розрахунку кількості ремонтів локомотивів з урахуванням ймовірносного розподілу їх пробігів. / Вісник Міжнародного слов'янського університету. Серія “Технічні науки”. Том VII. -Харків: 2004. -№2. -С.33-35.

11. Фалендиш А.П., Чигирик Н.Д. Оцінка структурної надійності маневрових тепловозів на етапі проектування // Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті. -2005. -№3 -С.65-69.

12. Фалендыш А.П. Модель определения показателей маневрового тепловоза с использованием методов стохастического программирования / Збірник наукових праць. -Харків: УкрДАЗТ, 2005. -Вип.69. -С.196-200.

13. Крашенінін О.С., Фалендиш А.П. Розрахунок показників надійності локомотивів на стадії проектування / Міжвуз. зб. наук. пр. -Харків: ХарДАЗТ, 1997. Вип.31. -С.18-19.

14. Калабухін Ю.Є., Лашко А.Д., Фалендиш А.П. Економічна ефективність використання дизелів вітчизняного виробництва для тепловозного парку України / Міжвуз. зб. наук. пр. /ХарДАЗТ, 1998. -Вип.34. -С.43-46.

15. Фалендиш А.П. Методика покращення техніко-економічних показників використання локомотивів / Підвищення експлуатаційної ефективності тягового рухомого складу. Міжвуз зб. наук. пр. -Вип.41. -Харків: ХарДАЗТ, 2000. -С.60-63.

16. Фалендиш А.П. Оцінка надійності локомотивів при визначенні їх технічної якості. / Зб. наук. пр. -Харків: ХарДАЗТ, 2000. -Вип.42. -С.23-26.

17. Фалендиш А.П. Оцінка технічного рівня тягового електроприводу локомотивів / Зб. наук. пр. -Харків: ХарДАЗТ, 2001. -Вип.45. -С.5-10.

18. Крашенінін О.С., Фалендиш А.П. Оцінка життєвого циклу локомотивів / Зб. наук. пр -Харків: ХарДАЗТ, 2001. -Вип.46. -С.55-58.

19. Джус В.С., Фалендиш А.П. Методика визначення технічного рівня маневрових тепловозів з урахуванням регіону експлуатації. / Зб. наук. пр. -Харків: УкрДАЗТ, 2003. -Вип.53. -С.103-107.

20. Калабухін Ю.Є., Фалендиш А.П. Визначення економії експлуатаційних витрат маневрових тепловозів / Зб. наук. пр. -Харків: УкрДАЗТ, 2003. -Вип.54. -С.127-132.

21. Грищенко С.Г., Тартаковський Е.Д., Фалендиш А.П. Методичні проблеми прискорення введення в експлуатацію нового тягового рухомого складу // Зб. наук. пр. -Харків: УкрДАЗТ, 2003. -Вип.56. -С.10-16.

22. Крамчанін І.Г., Крашенінін О.С., Пузир В.Г., Фалендиш А.П. Організація технологічних процесів ремонту ТРС із застосуванням засобів діагностування // Зб. наук. пр. -Харків: УкрДАЗТ, 2004. -Вип.57. -С.31-34.

23. Фалендиш А.П., Харламов П.О. Прогнозування техніко-економічних характеристик маневрових тепловозів // Зб. наук. пр. КУЕТТ. Серія “Транспортні системи і технології”. -К.: КУЕТТ, 2004. -Вип.5 -С.62-67.

24. Фалендиш А.П. Модель розрахунку надійності маневрового тепловозу // Вісник Східноукраїнського національного університету. 2004. -№ 8 (78). -С.66-69.

25. Фалендиш А.П., Харламов П.О. Прогнозування техніко-економічних параметрів чотиривісних маневрових тепловозів // Зб. наук. пр. -Харків: УкрДАЗТ, 2004. -Вип.64. -С.93-97.

26. Фалендиш А.П. Системний метод оцінювання технічного рівня маневрових тепловозів // Зб. наук. пр. -Харків: УкрДАЗТ, 2005. -Вип.66. -С.79-83.

27. Фалендиш А.П., Говоров В.М. Підвищення надійності колісних пар // Зб. наук. пр. / -Харків: УкрДАЗТ, 2005. -Вип.65. -С.96-100.

28. Експлуатаційні випробування моторно-осьових підшипників маневрових тепловозів / А.П. Фалендиш, П.О. Харламов, Д.М. Коваленко, І.В. Бабіч / Зб. наук. пр. -Харків: УкрДАЗТ, 2005. -Вип.68. -С.239-250.

Додатково матеріали дисертаційної роботи викладені в працях:

29. Басов Г.Г., Фалендиш А.П. Використання дизельного рухомого складу в приміському русі. /Науково-технічний збірник. -Київ: Техніка, 2003. -Вип.47. -С.201-206.

30. Крашенинин А.С., Фалендыш А.П. Расчет показателей надежности асинхронного двигателя проектируемого дизель-поезда / Межвуз сб. научн. тр. -Харьков: ХарГАЖТ, 1997. Вып.29. -С.46-50.

31. Крашенинин А.С. Фалендыш А.П. Оценка эффективности совершенствования организации ТО и ТР локомотивов / Міжвуз. зб. наук. пр. /ХарДАЗТ, 1998. -Вип.34. -С.29-33.

32. Прибутько В.И., Фалендыш А.П. Программа расчета параметра потока отказов локомотивов / Информационно-управляющие системы на железнодорожном транспорте. -1998. -№4. -С.90-91.

33. Фалендиш А.П. Методика розрахунку та оптимізації надійності екіпажної частини тепловозів / Проблемы механики железнодорожного транспорта: Динамика, надежность и безопасность подвижного состава. Х международная конференция. Тезисы докладов. -Днепропетровск: 2000. -С.202-203.

34. Фалендыш А.П. Оценка технического уровня тепловозов / Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте // Труды IV научно-техн. конференции. -М.: МИИТ, 2001. -III-54С.

35. Фалендыш А.П. Оценка технического уровня локомотивов как составной части железнодорожной транспортной системы / Труды ІІІ международной научно-практической конференции. -Гомель: БелГУТ, 2001. -С.116-117.

36. Фалендиш А.П., Харламов П.О., Чигирик Н.Д. Розрахунок показників надійності рухомого складу / Тезиси VII міжнародної науково-практичної конференції “Наука і освіта” -Дніпропетровськ: 2004. -Том 62. -С.76-78.

37. Тартаковський Е.Д., Фалендиш А.П. Інформаційна система оцінки технічного рівня маневрових тепловозів / Зб. наук. пр. Східноукраїн. нац.ун-т. ім. В.Даля. Технічні науки. -Луганськ: Вид-цтво СНУ ім. В.Даля, 2004. -С.129-132.

38. Бабанін О.Б., Фалендиш А.П., Скубченко О.І. Новий імпортний рухомий склад для приміського сполучення на залізницях України // Зб. наук. пр. -Харків: УкрДАЗТ, 2004. -Вип.64. -С.159-164.

39. Фалендиш А.П., Харламов П.О. Прогнозування характеристик перспективних маневрових тепловозів для залізниць України / Тези доповідей другої науково-практичної конференції “Проблеми та перспективи розвитку транспортних систем: Техніка, технологія, економіка і управління”. -К.: КУЕТТ, 2004. -Ч.1. -С.74-75.

40. Тартаковский Э.Д., Фалендыш А.П., Харламов П.А. Прогнозирование характеристик тепловозов и дизель-поездов с учетом жизненного цикла / Сборник тезисов І научно-практической конференции “Внедрение наукоемких технологий на магистральном и промышленном железнодорожном транспорте” (Крым, Алушта, июнь 2005). -Днепропетровск: ДНУЗТ, 2005. -С.35-36.

41. Методичні вказівки з підготовки і проведення приймальних випробувань тягового рухомого складу та його складових. / Е.Д. Тартаковський, А.П. Фалендиш, С.Г. Грищенко, М.І. Сергієнко -К.: ТОВ “Швидкий рух”, -2005. -80с.

42. Разработка программного обеспечения для автоматизированных контрольно-обучающих систем на железнодорожном транспорте / А.Ф. Агулов, А.П. Фалендыш, П.А. Харламов, Д.Н. Коваленко // Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті. -2005. -№5. -С.107-108.

43. Фалендыш А.П., Харламов П.А., Бабич И.А. Моделирование системы эксплуатации и обслуживания новых маневровых тепловозов / Тези доповідей третьої науково-практичної конференції “Проблеми та перспективи розвитку транспортних систем: Техніка, технологія, економіка і управління”. -К.: КУЕТТ, 2005. -Серія “Техніка, технологія” -С.41-42.

Анотація

Фалендиш А.П. Розвиток наукових основ визначення характеристик перспективних маневрових тепловозів - рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.22.07 - рухомий склад залізниць та тяга поїздів. -Українська державна академія залізничного транспорту, Харків, 2006 р.

Дисертація містить наукові основи, які дозволяють комплексно і з єдиних методологічних позицій вирішувати проблему визначення характеристик перспективних маневрових тепловозів. Розроблена концепція створення маневрових тепловозів дозволяє визначати їх характеристики, які будуть найбільш раціональними з точки зору світового технічного рівня, можливостей виробника, життєвого циклу та інших факторів. Для прогнозування характеристик розроблені імітаційні моделі, на основі яких визначені залежності показників та значення характеристик для перспективних локомотивів. Розроблений метод та моделі оцінки технічного рівня на основі системного підходу дозволяють визначати технічний рівень як маневрового тепловоза в цілому, так і його складових. Отримані залежності вартості життєвого циклу від технічного рівня маневрових тепловозів з електричною передачею. Запропонована модель системи обслуговування та ремонту для нових маневрових тепловозів.

Ключові слова: маневровий тепловоз, характеристики локомотива, надійність, система обслуговування та ремонту, життєвий цикл, технічний рівень.

АННОТАЦИЯ

Фалендыш А. П. Развитие научных основ определения характеристик перспективных маневровых тепловозов - рукопись.

Диссертация на получение ученой степени доктора технических наук по специальности 05.22.07 - подвижной состав железных дорог и тяга поездов. - Украинская государственная академия железнодорожного транспорта, Харьков, 2006 г.

Диссертация содержит научные основы, которые позволяют комплексно и с единых методологических позиций решать проблему определения характеристик перспективных маневровых тепловозов.

Разработанная концепция создания маневровых тепловозов позволяет определять их характеристики, которые будут наиболее рациональными с точки зрения мирового технического уровня, возможностей производителя, жизненного цикла и других факторов. Для ее реализации была разработана соответствующая методология.

На основе обработки материалов по созданию новой техники был определен характер показателей маневрового тепловоза на протяжении всего жизненного цикла, который показал, что большая часть показателей имеет стохастический характер.

Для прогнозирования характеристик разработаны модели, на основе которых определены зависимости показателей и значение характеристик для перспективных локомотивов. С использованием полученных зависимостей был определен типаж новых локомотивов, который утвержден Укрзализныцей.

Разработанный метод оценки технического уровня маневровых тепловозов на основе системного анализа позволяет определить технический уровень как локомотива в целом, так и его модулей и узлов.

Разработаны модели определения стоимости жизненного цикла, с использованием которых получены зависимости расходов по времени эксплуатации.

Получены зависимости стоимости жизненного цикла от технического уровня маневровых тепловозов с электрической передачей и определен рациональный технический уровень локомотива с учетом особенностей Украины.

Предложена модель определения модулей и узлов локомотива, которая основывается на морфологическом анализе. С ее помощью были определены основные узлы и модули перспективного маневрового тепловоза.

Предложены научные подходы к определению надежности маневровых тепловозов с электрической передачей на этапе проектирования. Для этого предлагается использовать две математические модели: одна в виде графов, вторая - с использованием полумарковских процессов. Расчетная надежность спроектированного локомотива до ТО-3 будет составлять 0,5067.

На основе разработанных методов и моделей оценки технического уровня маневровых тепловозов и их надежности была разработана информационная система с соответствующим программным обеспечением. Она позволяет рассчитать надежность и технический уровень маневровых тепловозов различными методами еще на этапе проектирования.

Предложена модель системы обслуживания и ремонта для новых маневровых тепловозов. Для уточнения ее характеристик с учетом региона и условий эксплуатации были разработаны соответствующие модели, что позволит более рационально использовать локомотивы.

Для оценки приспособленности конструкции к эксплуатации были предложены два дополнительных критерия: критерий приспособленности локомотива к эксплуатации, который представляет собой отношение стоимости жизненного цикла к расходам на эксплуатацию и экипировку, и критерий добротности конструкции, который представляет собой отношение стоимости жизненного цикла к стоимости локомотива.

Экономический эффект от использования проектируемых маневровых тепловозов мощностью 588 кВт, приведенный к расчетному году, составит более 118 млн.грн. При этом экономия от приобретения будет составлять около 93500 тис.грн.

Для определения экономической целесообразности рационального обновления эксплуатируемых локомотивов ЧМЭ3, более 80% которых уже выработало свой ресурс, была разработана имитационная модель. Результаты расчетов по данной модели показали, что тепловозы ЧМЭ3, которые находятся в эксплуатации в среднем 20-25 лет, целесообразно заменять не позднее последующих 5 лет.

Ключевые слова: маневровый тепловоз, характеристики локомотива, надежность, система обслуживания и ремонта, жизненный цикл, технический уровень.

ABSTRACT

Falendysh A. P. Development scientific bases determinations of the features perspective shunter diesel locomotive - a manuscript.

Thesis on reception scientific degree doctor of technical sciences for profession 05.22.07 - a rolling stock of the railways and train traction. - an Ukrainian state academy of the railway transport, Kharkov, 2006.

The Thesis contains the scientific bases, which allow complex and from united methodological position to solve a problem determinations of the features perspective shunter diesel locomotive. The Designed concept of the creation shunter diesel locomotives allows to define their features, which will be the most rational with standpoint world technical level, possibilities of the producer, life cycle and other factor. For forecasting of the features is designed simulation models, on base which is determined dependencies of the factors and importance of the features for perspective locomotives. The Designed method and models of the estimation technical level on base of the system approach allow to define the technical level as shunter the diesel locomotive as a whole, so and its component. Dependencies of the cost of the life cycle are received from technical level of shunter diesel locomotive with electric transmission. The Offered system model of the service and repair for new shunter diesel locomotives.

The Keywords: shunter diesel locomotive, features of the locomotive, reliability, system of the service and repair, life cycle, technical level.

Рис. 1. Етапи життєвого циклу маневрового тепловоза

S_і - стани системи (S₁ - попередній план на момент розроблення технічних умов; S₂ - план-компенсації вибору показників на момент розроблення ТЗ; S₃ - план-компенсації вибору показників після виготовлення;

S₄ - план-компенсації вибору показників після випробувань; S₅ - план-компенсації вибору показників в момент передачі замовнику; S₆ - план-компенсації вибору показників в момент редагування системи експлуатації, обслуговування та ремонту; S₇ - план-компенсації вибору показників в момент після проведення капітального ремонту; S₈ - план-компенсації вибору показників в момент кінця експлуатації;

S₉ - план-компенсації вибору показників в момент утилізації).

?_і - етап системи; x^і - вектор значень показників в і-му стані;

- вектор показників в і-му стані;

- ваговий коефіцієнт показників системи в і-му стані;

- імовірність переходу між станами системи;

- тривалість етапу.

Відповідальний за випуск Агулов А.Ф.

Підписано до друку " 20 " березня 2006 р.

Формат паперу 60х84 1/16 Папір офсетний

Умовн.-друк.арк. 0,9 Обл.-вид. арк. 1,1

Замовлення № _139_. Тираж 100 прим.

Видавництво УкрДАЗТу, свідоцтво ДК №112 від 06.07.2000 р.

Друкарня УкрДАЗТу

61050, Харків-50, пл. Фейєрбаха, 7

Размещено на Allbest.ru