Development of Dynamic Integral Evaluation Method of Technical State of One-Section Electric Locomotive Body
Loading...
Date
2020
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
НВП ПП «Технологічний Центр», м. Харків; Українська державна академія залізничного транспорту, м. Харків
Abstract
ENG: At present, one of the main problems arising from the long-term operation of one-section electric locomotives is the need to maintain their good technical condition. In this case, the determining aspect is often rapid identification of existing defects and damage to the main bearing structural elements of machine bodies, as well as preventing their development into more serious structural deviations.
The aim of the study is to develop a specialized method that allows identifying defects of the main bearing structural elements of the bodies of one-section electric locomotives at the early stages of emergence and development. This method of dynamic integral evaluation is based on the analysis of partial dynamic spectrum of the electric locomotive. Based on the magnitude of the spectrum deviation relative to the theoretical one obtained from finite element modeling, it is possible to determine the approximate nature and location of damage, especially latent.
The frequency spectrum of the main bearing structural elements of the bodies of one-section electric locomotives obtained in the course of the studies is rather dense and lies in the frequency range up to 20 Hz. The presence of damage reduces its value, and for the most common types of defects, this reduction is 25–30 %.
The effectiveness of the practical application of the dynamic integral evaluation method is illustrated by the example of the DS3-008 machine. The method revealed hidden damage to one of the elements of the bearing frame of the front surface of the cab, which was not revealed during the standard maintenance procedure of the machine. The use of the method of dynamic integral evaluation of the technical condition of electric locomotives is quite versatile and can also be recommended for other units of railway rolling stock. In practice, the introduction of this approach will effectively prevent the development of emergencies.
UKR: В теперішній час одна з основних проблем, що виникає під час тривалої експлуатації односекційних електровозів, пов’язана із необхідністю підтримання їх справного технічного стану. При цьому нерідко визначальним аспектом є оперативне виявлення наявних дефектів і пошкоджень основних несучих конструктивних елементів кузовів машин, а також недопущення їх розвитку в більш серйозні конструктивні відхилення. Метою проведених досліджень є розробка спеціалізованого методу, що дозволяє виявити виникаючі в процесі експлуатації односекційних електровозів дефекти їх основних несучих конструктивних елементів кузовів на ранніх стадіях виникнення й розвитку. Даний метод динамічної інтегральної оцінки оснований на аналізі парційного динамічного спектру конструкції електровозу. За величиною відхилень від спектру по відношенню до теоретичного, отриманого на основі моделювання методом скінчених елементів, є можливим встановити приблизний характер і місце розташування наявного пошкодження, особливо скритого типу. Отриманий в ході досліджень частотний спектр основних несучих конструктивних елементів кузовів односекційних електровозів є досить щільним і знаходиться в діапазоні частот до 20 Гц. Наявність пошкоджень знижує його значення, причому для найбільш розповсюджених в практиці експлуатації типів дефектів подібне зниження становить 25–30 %. Ефективність практичного застосування метода динамічної інтегральної оцінки проілюстрована на прикладі машини ДС3-008. Метод дозволив виявити скрите пошкодження одного із елементів несучого каркасу передньої поверхні кабіни, не встановлене при стандартній процедурі технічного обслуговування машини. Застосування методу динамічної інтегральної оцінки технічного стану для електровозів є доволі універсальним та може бути рекомендовано також і для інших одиниць залізничного рухомого складу. В практиці впровадження подібного підходу дозволить ефективно попереджувати розвиток аварійних ситуацій.
RUS: В настоящее время одна из основных проблем, которая возникает во время длительной эксплуатации односекционных электровозов, связана с необходимостью поддержания их исправного технического состояния. При этом нередко определяющим аспектом является оперативное выявление имеющихся дефектов и повреждений основных несущих конструктивных элементов кузовов машин, а также недопущения их развития в более серьезные конструктивные отклонения. Целью проведенных исследований является разработка специализированного метода, позволяющего выявить возникающие в процессе эксплуатации односекционных электровозов дефекты их основных несущих конструктивных элементов кузовов на ранних стадиях возникновения и развития. Данный метод динамической интегральной оценки основан на анализе парцийного динамического диапазона конструкции электровоза. По величине отклонений от спектра по отношению к теоретическому, полученного на основе моделирования методом конечных элементов, возможно установить приблизительный характер и местоположение имеющегося повреждения, особенно скрытого типа. Полученный в ходе исследований частотный спектр основных несущих конструктивных элементов кузовов односекционных электровозов достаточно плотным и находится в диапазоне частот до 20 Гц. Наличие повреждений снижает его значение, причем для наиболее распространенных в практике эксплуатации типов дефектов подобное снижение составляет 25-30%. Эффективность практического применения метода динамической интегральной оценки проиллюстрирована на примере машины ДС3-008. Метод позволил выявить скрытое повреждение одного из элементов несущего каркаса передней поверхности кабины, не установлено при стандартной процедуре технического обслуживания машины. Применение метода динамической интегральной оценки технического состояния для электровозов довольно универсальным и может быть рекомендовано и для других единиц железнодорожного подвижного состава. В практике внедрения подобного подхода позволит эффективно предупреждать развитие аварийных ситуаций.
UKR: В теперішній час одна з основних проблем, що виникає під час тривалої експлуатації односекційних електровозів, пов’язана із необхідністю підтримання їх справного технічного стану. При цьому нерідко визначальним аспектом є оперативне виявлення наявних дефектів і пошкоджень основних несучих конструктивних елементів кузовів машин, а також недопущення їх розвитку в більш серйозні конструктивні відхилення. Метою проведених досліджень є розробка спеціалізованого методу, що дозволяє виявити виникаючі в процесі експлуатації односекційних електровозів дефекти їх основних несучих конструктивних елементів кузовів на ранніх стадіях виникнення й розвитку. Даний метод динамічної інтегральної оцінки оснований на аналізі парційного динамічного спектру конструкції електровозу. За величиною відхилень від спектру по відношенню до теоретичного, отриманого на основі моделювання методом скінчених елементів, є можливим встановити приблизний характер і місце розташування наявного пошкодження, особливо скритого типу. Отриманий в ході досліджень частотний спектр основних несучих конструктивних елементів кузовів односекційних електровозів є досить щільним і знаходиться в діапазоні частот до 20 Гц. Наявність пошкоджень знижує його значення, причому для найбільш розповсюджених в практиці експлуатації типів дефектів подібне зниження становить 25–30 %. Ефективність практичного застосування метода динамічної інтегральної оцінки проілюстрована на прикладі машини ДС3-008. Метод дозволив виявити скрите пошкодження одного із елементів несучого каркасу передньої поверхні кабіни, не встановлене при стандартній процедурі технічного обслуговування машини. Застосування методу динамічної інтегральної оцінки технічного стану для електровозів є доволі універсальним та може бути рекомендовано також і для інших одиниць залізничного рухомого складу. В практиці впровадження подібного підходу дозволить ефективно попереджувати розвиток аварійних ситуацій.
RUS: В настоящее время одна из основных проблем, которая возникает во время длительной эксплуатации односекционных электровозов, связана с необходимостью поддержания их исправного технического состояния. При этом нередко определяющим аспектом является оперативное выявление имеющихся дефектов и повреждений основных несущих конструктивных элементов кузовов машин, а также недопущения их развития в более серьезные конструктивные отклонения. Целью проведенных исследований является разработка специализированного метода, позволяющего выявить возникающие в процессе эксплуатации односекционных электровозов дефекты их основных несущих конструктивных элементов кузовов на ранних стадиях возникновения и развития. Данный метод динамической интегральной оценки основан на анализе парцийного динамического диапазона конструкции электровоза. По величине отклонений от спектра по отношению к теоретическому, полученного на основе моделирования методом конечных элементов, возможно установить приблизительный характер и местоположение имеющегося повреждения, особенно скрытого типа. Полученный в ходе исследований частотный спектр основных несущих конструктивных элементов кузовов односекционных электровозов достаточно плотным и находится в диапазоне частот до 20 Гц. Наличие повреждений снижает его значение, причем для наиболее распространенных в практике эксплуатации типов дефектов подобное снижение составляет 25-30%. Эффективность практического применения метода динамической интегральной оценки проиллюстрирована на примере машины ДС3-008. Метод позволил выявить скрытое повреждение одного из элементов несущего каркаса передней поверхности кабины, не установлено при стандартной процедуре технического обслуживания машины. Применение метода динамической интегральной оценки технического состояния для электровозов довольно универсальным и может быть рекомендовано и для других единиц железнодорожного подвижного состава. В практике внедрения подобного подхода позволит эффективно предупреждать развитие аварийных ситуаций.
Description
D. Bannikov: ORCID 0000-0002-9019-9679, S. Yakovliev: ORCID 0000-0002-6431-4303
Keywords
one-section electric locomotive, maintenance, dynamic integral evaluation method, technical condition, односекційний електровоз, технічне обслуговування, метод динамічної інтегральної оцінки, технічний стан, односекционный электровоз, техническое обслуживание, метод динамической интегральной оценки, техническое состояние, КБВ
Citation
Bannikov D., Yakovliev S. Development of Dynamic Integral Evaluation Method of Technical State of One-Section Electric Locomotive Body. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2020. Vol. 1, iss. 7 (103). P. 57–64. DOI: 10.15587/1729-4061.2020.192468.