Оборудование по ремонту тпс

1125 Организация технического обслуживания и ремонта локомотивов в новых условиях

Ю.И. ПОПОВ, директор Проектно-конструкторского бюро локомотивного хозяйства — филиала ОАО «РЖД»,
Н.Л. МИХАЛЬЧУК, заместитель начальника Дирекции тяги — филиала ОАО «РЖД»

Переход на полное сервисное обслуживание локомотивного парка ОАО «РЖД» был реализован с учетом мирового опыта организации обслуживания техники. В результате сформирована модель, в которой основную ответственность за техническое состояние локомотива в течение всего жизненного цикла должен нести его изготовитель. В логике дефицита ресурсов важным является внедрение механизмов управления с непрерывным циклом улучшений и повышением уровня технического состояния тягового подвижного состава, а также совершенствование системы технического обслуживания (ТО) и текущего ремонта (ТР), в том числе с привлечением отраслевой науки.

Существующая практика применения планово-предупредительной системы ТОиТР

На прошедшем 26 — 27 ноября 2015 г. в Новосибирске Научно-техническом совете (НТО) ОАО «РЖД» по вопросу формирования системы организации технического обслуживания и ремонта локомотивов в условиях полигонной технологии перевозочного процесса Проектноконструкторским бюро локомотивного хозяйства (ПКБ ЦТ) были представлены итоги проведенной работы по оценке критериев надежности тягового подвижного состава (ТПС) и действующих нормативных документов, регламентирующих проведение ТО и ТР.
Сопоставляя нормативные сроки службы локомотивов и установленного на нем оборудования, было выявлено несоответствие этих сроков. При существующей системе планирования капитальных ремонтов жизненный цикл оборудования может закончиться в межремонтный период локомотива, т.е. в процессе активной эксплуатации, что значительно повышает расходы Компании.
Установка отремонтированного оборудования на локомотив ведется бессистемно и без учета соответствия сроков службы локомотива и оборудования. В результате при выходе локомотива из сред-него (СР) или капитального ремонта (КР) на нем могут быть установлены тяговые двигатели или другое оборудование, выработавшее свой ресурс либо с отсутствующей кратностью остаточных ресурсов оборудования по отношению к следующему заводскому ремонту локомотива и к его сроку службы.
Нормативными документами определено, что для электровозов серий ВЛ 10, ВЛ11, ВЛ15, ВЛ80 средний ремонт СР должен выполняться через каждые 600 тыс. км до пробега 2400 тыс. км, при котором проводится капитальный ремонт КР в условиях завода. В то же время, как указано в Правилах ремонта электрических машин электроподвижного состава № ЦТ-ЦТВР/4782 и в Технических условиях на тяговые двигатели перечисленных серий электровозов, средний ремонт СР тяговых электродвигателей должен выполняться через 700 тыс. км, капитальный ремонт КР — через 1400 тыс. км, что явно приводит к разбалансировке сроков и видов ремонта, увеличивая расходы.
Для устранения потерь, возникающих в процессе ремонта, и, как следствие, увеличения простоя, а также для повышения надежности ТПС перед участниками НТС была поставлена задача оптимизировать существующую систему ремонта локомотивов с синхронизацией сроков ремонта различного оборудования.

Каждая серия ТПС имеет свои характерные особенности уже на стадии проектирования и изготовления и, кроме того, эксплуатируется в различных условиях (различные режимы эксплуатации, квалификация персонала сервисных компаний, климатические условия, качество технологических процессов ремонта и т.д.). В период эксплуатации индивидуальные особенности каждой серии и отдельной единицы подвижного состава накапливаются. В практическом анализе надежности рассматривают зависимости вероятности отказов Ротк от времени в виде обобщенной кривой, приведенной на рис. 1.
Многолетняя практика применения системы обслуживания и ремонта локомотивов базируется на планово-предупредительных ремонтах, которые являют собой циклично повторяющиеся операции по проверке состояния того или иного узла, с субъективным определением непосредственным исполнителем объемов ремонтных работ, требуемых для восстановления работоспособности сборочных единиц.
Конечной целью преобразований в ходе НТС были определены задачи по оптимизации расходов на поддержание локомотивов в технически исправном состоянии при обеспечении заданного уровня надежности.

Первым шагом к решению задачи повышения надежности ТПС стало определение причинно-следственной связи факторов, влияющих на нее (рис. 2). В результате их систематизации были выделены следующие ключевые позиции:

модернизация локомотивов и капитальный ремонт;
оптимизация системы ремонта;
затраты на ремонт;
эксплуатация локомотивов.

Чтобы определить ресурс работы оборудования, была организована эксплуатация электровозов с сокращенным объемом работ (при проведении ТО-2 было исключено обслуживание оборудования, расположенного в высоковольтных камерах электровозов, оборудование было опломбировано после текущего ремонта). Результаты экспериментов подтвердили, что четкое выполнение пересмотренных цикловых работ с одновременным увеличением межремонтных пробегов гарантируют увеличение надежности локомотивов.
Наиболее наглядными выглядят результаты, полученные по итогам ресурсных испытаний оборудования электровозов серии ВЛ 10, проведенных в локомотивном депо Таганай Южно-Уральской дирекции тяги. В ходе указанных испытаний определялась реальная потребность в восстановлении работоспособности электрических аппаратов по мере увеличения наработки локомотивов от текущего ремонта. При этом текущее техническое состояние оборудования оценивалось через каждые 10 тыс. км пробега в ходе специальных технических обслуживаний на основании показаний диагностических приборов.
Результаты показали, что до пробега локомотива от текущего ремонта 50 тыс. км количество параметров, по которым требуется восстанавливать работоспособность аппаратов, составляет в среднем 6,4 % от общего контролируемого количества параметров. То есть на электровозе ВЛ10, при его постановке на ТР с пробегом от текущего ремонта менее 50 тыс. км, требуется восстановить работоспособность электрических аппаратов не более чем по шести параметрам из 100 контролируемых параметров.
Из этого следует, что фактические затраты времени и труда на осмотр всей аппаратуры не рациональны, поскольку они по своему объему значительно превышают затраты на фактически выполняемые работы, в ходе которых действительно восстанавливается работоспособность контактов.
По результатам работы секции «Локомотивное хозяйство» на НТС были подтверждены следующие направления в стратегии повышения эффективности работы с привлечением различных средств диагностики и выявлением предотказного состояния:

оптимизация системы технического обслуживания;
организация эксплуатации ТПС при увеличении межремонтных норм пробегов;
унификация парка по полигонам обращения;
переход на ТО и ТР локомотивов по фактическому состоянию.

Концепция применения оптимизированной системы ТО и ТР.
Ремонт и обслуживание ТПС по фактическому состоянию
Оценка интенсивности износа, прогнозирование остаточного ресурса оборудования подвижного состава как процесс управления эксплуатацией и ремонтом подвижного состава позволяют воздействовать на повышение надежности узлов при ремонте и изготовлении. Такие возможности появились благодаря широкому применению средств вычислительной техники для сбора, обработки и анализа больших массивов информации о техническом состоянии оборудования.
Основными путями повышения эффективности перевозочного процесса и технологического процесса ремонта ТПС (как составной его части) являются:

> правильный выбор межремонтных пробегов;
> определение состояния узлов и агрегатов, влияющих на работоспособность, безопасность движения и снижение удельных энергозатрат;
> применение стационарных, бортовых и переносных средств диагностирования и информационных технологий для учета и анализа статистических данных о неисправностях и отказах оборудования тягового подвижного состава;
> адаптивная производственная система с учетом внедрения новых технологий и техники.

Это позволит сформировать многоуровневую систему контроля состояния ТПС в реальном режиме времени, диагностику оборудования подвижного состава при поступлении в ремонт, полноту и достоверность оценки технического состояния для выполнения работ с построением прогнозной модели предотказного состояния локомотива.
По мере оснащения депо средствами диагностирования, позволяющими достоверно оценивать состояние узлов ТПС, совершенствования системы организации учета и анализа их состояния, изменения контролируемых параметров, поступления новых локомотивов, оборудованных бортовыми средствами диагностики, действующая система ремонта преобразуется в новую систему, учитывающую фактическое техническое состояние локомотива.

При этом благодаря более полному использованию ресурса элементов подвижного состава расходы на его содержание в эксплуатируемом парке и ремонт сокращаются, что компенсирует затраты на диагностирование и приводит к экономии труда и материалов в сервисных компаниях, а Дирекция тяги снижает простой в ремонте, повышает уровень фондоотдачи и производительность локомотивов.
Создание специальных диагностических систем и средств неразрушающего контроля, позволяющих получать достоверную информацию о фактическом техническом состоянии агрегатов и узлов подвижного состава и прогнозировать остаточный ресурс, создает предпосылки для оптимизации системы эксплуатации и ремонта. Применение комплексных систем технической диагностики подвижного состава позволяет не только повысить безопасность движения путем проведения непрерывного контроля, но дает значительный эффект благодаря реализации рекомендаций об индивидуальных объемах ремонта каждой единицы подвижного состава в зависимости от ее фактического технического состояния.
Создание и оптимизация специальных комплексов технической диагностики с учетом перспективных направлений развития новых информационных технологий должны осуществляться по следующим основным направлениям:

бортовые системы управления с накопителями информации о параметрах движения поезда;
бортовые и встроенные системы диагностирования узлов и оборудования;
стационарные диагностические комплексы оценки технического состояния подвижного состава.

Все направления должны формировать единое информационное пространство в реальном масштабе времени, постоянно обновляемое, обеспечивающее информационный обмен и передачу между различными уровнями системы.
Диагностические комплексы должны обеспечивать контроль конкретных параметров, формирование искомой модели на основе системы машинного обучения из полученного массива семейств алгоритмов.
При создании средств диагностики необходимо учитывать следующие основные принципы:

универсальности, модульности, использования типовых решений;
унификации ряда первичных датчиков, обеспечивающих опрос необходимых параметров для диагностирования;
максимальной первичной обработки диагностируемых параметров.

Результатом должен стать не прогноз, а решение, принятое на его основе.
Для повышения эффективности процедуры диагностирования целесообразно отказаться от простых гипотез о причинно-следственных взаимосвязях в пользу более сложных математических моделей (данных о фактических отказах узлов и агрегатов подвижного состава, выявлении дефектов системами диагностики, стоимостной анализ эксплуатации и ремонта, пробеги и др.).
В настоящее время для определения приоритетов деятельности в вопросе оптимизации системы ремонта на основе имеющейся статистики отказов оборудования была построена матрица, в которой сопоставлены частота возникновения отказов и тяжесть последствий, причиняемых ими. По результатам этой работы группы локомотивного оборудования были условно разделены по принципу прямой и косвенной связи с безопасностью движения поездов.
Так, в группу, непосредственно влияющую на безопасность движения поездов, были отнесены: устройства безопасности, автотормозное и механическое оборудование. При пересмотре требований к технологии ремонта этой группы были добавлены дополнительные операции. Кроме того, был выполнен анализ статистики отказов локомотивов и локомотивного оборудования методом корреляции абсолютных и удельных величин в зависимости от пробега, позволивший теоретически определить оптимальные границы пробегов локомотивов между ремонтами.

Чтобы определить лимитирующие узлы оборудования, были организованы специальные ресурсные испытания. В программу этих экспериментов, помимо проверки ресурса работы оборудования, была включена оценка возможностей для
организации ремонта локомотивов с увеми ремонтами и сокращенным циклом работ по отдельным узлам и оборудованию. На основе данных ресурсных испытаний были определены интенсивность износа отдельных узлов и оптимальная величина интервала между их техническими обслу-живаниями. По результатам установлен оптимальный межремонтный цикл проведения текущих ремонтов.
Одной из важных задач при оптимизации ремонтных руководств стало исключение расплывчатых неконкретных понятий «осмотреть при необходимости», «убедиться», «проверить» и замена их на четкие требования «снять-поставить», «отремонтировать-отрегулировать».
Параллельно с выполнением этой работы специалисты ПКБ ЦТ с привлечением отраслевых и профильных институтов (ВНИИЖТ, ВНИКТИ, НИИАС, ОЦВ, НИИТКД) организовали пересмотр действующей нормативно-технической документации. С учетом ранее собранных данных о реальной потребности в восстановлении работоспособности локомотивного оборудования по мере увеличения пробега локомотивов от текущего ремонта была разработана оптимизированная структура ремонтного цикла электровозов серий ВЛ 10 и ВЛ80. В данной структуре принят оптимальный межремонтный цикл проведения текущих ремонтов электровозов ВЛ 10 и ВЛ80 в 50 тыс. км против существующих 25 тыс. км. Для крупных деповских ремонтов (ДР), которые объединили в себе требования текущего ремонта ТР-3 и среднего ремонта СР, принят пробег 600 тыс. км.

Все это позволило перейти к четырехуровневой системе ремонта (ТО, ТР, ДР, ЗР), что дополнительно упрощает учет расходов на поддержание локомотивов в технически исправном состоянии.
Результаты проделанной подготовительной работы дали возможность приступить к практической стадии проведения эксплуатационных испытаний на полигонах железных дорог по принципу постепенного увеличения масштабов по мере получения положительных промежуточных итогов эксперимента (рис. 3).
Так, с 20 ноября 2010 г. эксплуатационные испытания были организованы в локомотивных ремонтных депо Ярославль-Главный Северной дороги и Брянск-Льговский Московской дороги. С января 2012 г. эксперимент был распространен на Восточный полигон сети ОАО «РЖД» — Красноярскую, Восточно-Сибирскую, Забайкальскую и Дальневосточную дороги. С 1 июня 2012 г. включены полигоны Южно-Уральской и Западно-Сибирской дорог. В 2013 г. в эксперимент добавлены локомотивы Северной дороги (депо Лоста) и стартовал отдельный эксперимент.по тепловозам на Дальневосточной дороге в депо Тында.
На сегодняшний день эксперимент проводится на полигонах эксплуатации локомотивов семи региональных дирекций тяги на базе 14 эксплуатационных локомотивных депо. При этом 1273 локомотива ремонтируются по оптимизированной системе. Снижение простоя в ремонте и удельных трудозатрат на ремонт по всем сериям подконтрольных локомотивов составляет от 6 до 45 %.

Результаты экспериментов фактически подтверждают, что оптимизированная система ремонта способствует повышению надежности ТПС. Это, в свою очередь, приведет к повышению производительности локомотивов (рис. 4).
Таким образом, оптимизация системы ремонта, прежде всего, направлена на корректировку планово-предупредительной системы в части изменения интервалов между ремонтами локомотивов на основании ресурсных испытаний и сокращения отдельных низкоэффективных профилактических работ, выполняемых в ходе самих ремонтов.
Эффектообразующими факторами внедрения оптимизированной системы стало:

увеличение межремонтных периодов и соответствующее снижение количества отцепок на техническое обслуживание и ремонт;
сокращение простоя на различных видах ремонта;
снижение эксплуатируемого парка и направление локомотивов в запас;
повышение пробега и производительности локомотива;
снижение затрат на неплановые ремонты локомотивов благодаря сокращению их количества и продолжительности простоя в ремонте.

Положительные результаты предварительной оценки показывают экономическую эффективность оптимизированной системы ремонта, повышение надежности ТПС. Это создает предпосылки для дальнейшего распространения оптимизированной системы на все региональные дирекции и сеть железных дорог.

Источник