К.т.н, Клюканов А.В

Самарский государственный университет путей сообщения, Россия

Анализ причин отказов буксовых узлов вагонов

на основе закона Парето

От исправного состояния буксового узла во многом зависит безопасность движения поездов. Надёжная работа буксовых узлов вагонов в значительной степени обуславливает надёжность и экономичность работы подвижного состава. Повышение интенсивности эксплуатации вагонов на сети ж.д, вызывает увеличение случаев повреждений ходовых частей, в том числе буксовых узлов.

Для повышения эксплуатационной надежности буксовых узлов нужно постоянно проводить анализ мониторинга их выхода из строя с целью усиления контроля с разработкой способов повышения их надежности как в ремонте так и в эксплуатации. Одним из способов является сбор и обработка статистической информации. Это позволяет: определить отказы; рассчитать количественные показатели надежности узлов; найти уязвимое место в узле.

На основе собранной статической информации об отказах буксовых узлов в 2016 году на сети железных дорог было допущено 6600 отказов [1]. После анализа и обработки полученных данных были выявлены элементы буксового узла с наибольшей частотой возникновения отказов. Распределение количества неисправностей по элементам буксового узла и видам приведено в таблице 1 [1].

Таблица 1

Распределение количества неисправностей

по элементам буксовых узлов вагонов за 2016 год

Вид неисправности	Кол-во отказов, ед.
1	2
Шелушение, намимы, раковины, трещины роликов	924
Ослабление торцевого крепления	578
Раковины, шелушение, коррозия колец подшипников	1373
Надиры типа «елочка» на торцах роликов и колец подшипников	1122
Обводнение смазки	488

продолжение таблицы 1

1	2
Размерность роликов по диаметру и длине	237
Отсутствие зазора между съемным лабиринтным кольцом и корпусом	224
Выброс смазки из буксы	455
Износ центрирующей поверхности, изломы сепаратора	290
Проворот, разрыв внутреннего кольца подшипника	290
Неправильный подбор подшипников	263
Размерность роликов по диаметру и длине	237
Отсутствие зазора между съемным лабиринтным кольцом и корпусом	224
Нарушение герметичности корпуса буксы	172
Ослабление крепления смотровой крышки	112
Другие неисправности: разрушение деталей подшипников; ослабление болта крепительной крышки; трещины, изломы упорных колец; несоответствие зазора между рамой тележки и корпусом буксы; изгиб крышки буксы; сдвиг буксы; перевернутый корпус буксы.	72
Всего	6600

Для выявления причин влияющих на возникновения отказов в буксовых узлах необходимо правильно определить инструменты анализа. В настоящее время для качественной оценки технического состояния узлов и агрегатов вагонов применяется анализ Парето.

Закон Паретто – это эмпирическое правило, названное в честь итальянского инженера, экономиста Вильфредо Парето. В наиболее общем виде формулируется так: 20% усилий дают 80% результата, а остальные 80% усилий – лишь 20% результата. Основной целью использования закона Парето является: представление информации о факторах (причинах), влияющих на изменения характеристики; ранжирование факторов и распределение приоритетов в последующих действиях; оценивание результативности и эффективности предлагаемых действий; определение области первоочередных мероприятий [2,3].

Диаграмма Парето – графическое отображение закона Парето, кумулятивной зависимости распределения дефектов буксовых узлов, инструмент анализа, показывающий в убывающем порядке «вклад» отдельного фактора. Диаграмма Парето позволяет выявить и отобразить первоочередные проблемы и распределить усилия с целью их эффективного решения; установить основные факторы, с которых нужно начинать действовать [3].

Постоим диаграмму Парето (по причинам) для выявления наиболее значимых дефектов в узлах, ставших причинами нарушения правил безопасности движения и эксплуатации транспорта. На первом этапе, производим классификацию отказов и определяем их количество (см. таблицу 1).

Вторым действием составляем таблицу 2, с учетом граф количества и накопленной суммы дефектов, процентов от их общего количества и суммарного процента. Далее расставляем узлы в порядке уменьшения количества дефектов, начиная с «раковины, шелушение, коррозия колец подшипников» и заканчивая «другие неисправности». В графе «накопленная сумма количества дефектов» к предыдущему количеству дефектов прибавляем последующее. В следующей графе вычисляем процент каждого вида отказа от их общего количества и подсчитаем общее количество процентов.

Таблица 2

Распределение количество неисправностей

по элементам буксовых узлов вагонов за 2016 год

Виды неисправностей	Кол-во отказов	Накопленная сумма отказов	Процент числа отказов от общего кол-ва	Накопленный процент
1	2	3	4	5
Раковины, шелушение, колец подшипников	1373	1373	20,8	20,8
Надиры типа «елочка» на торцах роликов и колец подшипников	1122	2495	17	37,8
Шелушение, намимы, раковины, трещины роликов	924	3419	14	51,8
Ослабление торцевого крепления	578	3997	8,7	60,5
Обводнение смазки	488	4485	7,4	67,9
Выброс смазки из буксы	455	4940	6,9	74,8

продолжение таблицы 2

1	2	3	4	5
Износ центрирующей поверхности, изломы сепаратора	290	5230	4,4	79,2
Проворит, разрыв внутреннего кольца подшипника	290	5520	4,4	83,6
Неправильный подбор подшипников	263	5783	4	87,6
Размерность роликов по диаметру и длине	237	6020	3,6	91,2
Отсутствие зазора между съемным лабиринтным кольцом и корпусом	224	6244	3,4	94,6
Нарушение герметичности корпуса буксы	172	6416	2,6	97,2
Ослабление крепления смотровой крышки	112	6528	1,7	98,9
Другие неисправности	72	6600	1,1	100
Итого	6600

Для построения диаграммы Парето на оси абсцисс обозначаем название неисправностей, на оси ординат – количество отказов. Диаграмма отказов буксовых узлов от вида неисправностей на сети ж.д. за 2016 год приведена на рисунке 1. На правой стороне графика по оси ординат откладываем значение куммулятивного процента и вычерчиваем кривую куммулятивной суммы. Данная кривая носит название Парето, она отражает в общем случае накопленное влияние всех причин образования отказов буксовых узлов.

Далее на уровне 80% проводим горизонтальную линию до пересечения с куммулятивной кривой и из точки пересечения опускаем перпендикуляр на горизонтальную ось. В итоге получаем две области отказов, которые расположены слева от перпендикуляра являются значимым, а справ не значимые.

Из построенной диаграммы Парето видно, что в области риска оказались такие неисправности как: раковины, шелушение, коррозия колец подшипников; надиры типа «ёлочка» на торцах роликов и колец подшипников; шелушение, намины, раковины, трещины роликов; ослабление торцевого крепления; обводнение смазки; выброс смазки из буксы; износ центрирующей поверхности, изломы сепаратора. Для снижения отказов этой группы необходимо усилить контроль технического состояния буксовых узлов на различных этапах его жизненного цикла.

Рисунок 1 –Диаграмма отказов буксовых узлов от вида неисправностей

Литература:

1. Анализ отказов технических средств за 2016 год [Текст]. – М.: ПКБ ЦВ ОАО «РЖД», 2016 – 19 с.

2. Диаграмма Парето [Электронный ресурс]. http://forpm.ru (дата обращения 20.09.2017).

3. Воробьев, А.А. Анализ Парето для контроля качества деталей подвижного состава / А.А. Воробьев, А.В. Скрепов, В.А. Карпов – 2012. – № 5. – С. 24–26.