Vikšrų tvirtinimo sistemų gyvavimo ciklo projektavimas ir priežiūros sąnaudų optimizavimas
Kokie yra pagrindiniai viso tvirtinimo elementų sistemų gyvavimo ciklo projektavimo principai?
Pagrindiniai viso tvirtinimo elementų sistemų gyvavimo ciklo projektavimo principai yragyvenimo derinimas, veiklos koordinavimas, patogi priežiūra ir išlaidų kontrolė, kurie palaiko vienas kitą, kad būtų galima optimizuoti bendrą tvirtinimo detalių sistemos tarnavimo laiką ir sumažinti priežiūros išlaidas. Esminis yra eksploatavimo trukmės suderinimo principas: pakoregavus kiekvieno komponento medžiagą, struktūrą ir antikorozinį procesą, suprojektuotas elastinės juostos, prispaudžiamosios plokštės, varžto ir po-bėgelio trinkelės eksploatavimo laikas suderinamas su bėgio tarnavimo laiku (20-25 metai), todėl išvengiama dažno keitimo, kurį sukelia pirmalaikis vieno komponento gedimas. Pavyzdžiui, elastinė juostelė sustiprina nuovargį, varžtas apsaugo nuo trapumo vandeniliniu būdu ir padengia anti-korozine danga, o pagalvė yra elastinga ir elastinga, o anti-senėjimo guma užtikrina sinchroninį senėjimą ir visų komponentų pakeitimą. Veikimo koordinavimo principas reikalauja, kad kiekvieno komponento mechaninės savybės ir deformacijos charakteristikos būtų tarpusavyje suderintos, pvz., elastinės juostelės suspaudimo jėgos ir prispaudžiamosios plokštės šoninės surišimo jėgos atitikimas ir varžto išankstinio priveržimo jėgos suderinimas su tampria trinkelės deformacija, kad būtų išvengta vietinės įtempių koncentracijos, kurią sukelia nekoordinuotas komponento veikimas ir gedimo greitis. Patogus priežiūros principas orientuotas į konstrukcijos dizainą, naudojant modulinę ir greitai atjungiamą struktūrą, kiekvieną komponentą galima pakeisti atskirai, nepašalinant visos tvirtinimo elementų sistemos, o tai labai sutrumpina priežiūros laiką ir sumažina darbo sąnaudas. Taikant sąnaudų kontrolės principą, reikia pasirinkti ekonomiškai{13}}efektyvias medžiagas ir procesus, remiantis eksploatavimo laiko derinimu ir veikimo koordinavimu, kad būtų išvengta per didelio projektavimo ir tuo pačiu sumažinant nereikalingų patikrinimų ir pakeitimų skaičių optimizuojant priežiūros ciklą, kad būtų pasiektos optimalios viso gyvavimo ciklo sąnaudos. Be to, projektuojant taip pat turi būti atsižvelgta į skirtingų linijų darbo sąlygų pritaikomumą, koreguojami greitųjų, sunkiųjų krovinių, miesto geležinkelių ir kitų scenarijų parametrai, siekiant užtikrinti viso gyvavimo ciklo projekto įgyvendinimą visų tipų darbo sąlygomis.
Kokios yra kiekvieno tvirtinimo elementų sistemos komponento naudojimo trukmę atitinkančios projektavimo priemonės?
Kiekvieno tvirtinimo elementų sistemos komponento eksploatavimo trukmę atitinkančios projektavimo priemonės yra pagrindinės, kad būtų galima tiksliai sureguliuoti medžiagą, konstrukciją ir apsaugos procesą, atsižvelgiant į skirtingas elastinės juostos, prispaudžiamosios plokštės, varžto ir po-bėgelio trinkelės gedimo formas, kad kiekvieno komponento eksploatavimo laikas pasiektų 20-25 metus, atitinkantį bėgio tarnavimo laiką. Pagrindinės elastinės juostos gedimo formos yra nuovargio lūžis ir suspaudimo jėgos susilpnėjimas. Projektavimo priemonėms pritaikyta 60Si2MnA optimizuota lydinio sudėtis, sieros ir fosforo priemaišų kiekis sumažinamas iki 0,010% arba mažesnis, kartu su paviršiaus šukavimo stiprinimo procesu, kad paviršiaus liekamasis gniuždymo įtempis būtų didesnis arba lygus 300 MPa. Tuo pačiu metu kintamo skerspjūvio lanko konstrukcija yra pritaikyta siekiant pašalinti įtempių koncentracijos sritis, kad elastinės juostos nuovargio tarnavimo laikas būtų didesnis nei 25 metai arba lygus jai, o 10 -metų suspaudimo jėgos susilpnėjimo koeficientas būtų mažesnis arba lygus 5%. Pagrindinės slėgio plokštės gedimo formos yra korozijos susidėvėjimas ir plastinė deformacija. Pagal projektavimo priemones parenkamas didelio-stiprumo Q355B plienas, naudojama anti-korozijai ir nusidėvėjimui-atspari kompozicinė danga (termiškai purškiamas cinkas + volframo karbidas), kurios dangos sukibimo stiprumas yra didesnis nei 50 MPa. Tuo pačiu optimizuokite slėgio plokštės įtempių struktūrą, pakeiskite stačiakampį -kampinį perėjimą į R8-R10 lanko perėjimą, kad sumažintumėte įtempių smailę, kad slėgio plokštės tarnavimo laikas be plastinės deformacijos būtų didesnis nei 25 metai arba lygus jai, o susidėvėjimo lygis būtų mažesnis arba lygus 0,5 mm per 10 metų. Pagrindinės varžtų gedimo formos yra įtrūkimai dėl vandenilio ir korozijos. Taikant projektavimo priemones taikomi 10,9 laipsnio didelio stiprumo varžtai, vandenilio kiekis sumažinamas iki Mažiau arba lygus 0,6 ppm per visą -proceso vandenilio kontrolės procesą, kartu su antikorozine dacromet danga, neutralios druskos purškimo bandymas yra didesnis arba lygus 1000 h be raudonų rust. Tuo pačiu metu sriegio šaknis yra suapvalinta ir sustiprinta, todėl varžto anti-vandenilio trapumas ir antikorozinis{44}}tarnavimo laikas yra didesnis nei 25 metai arba jam lygus. Pagrindinės po-bėgio trinkelių gedimo formos yra senėjimas ir nuolatinė deformacija. Projektavimo priemonėse kaip pagrindinė medžiaga naudojamas etileno propileno dieno monomeras (EPDM), pridedama senėjimą stabdančių ir kietinamųjų medžiagų, taikoma gradientinė elastinga trijų sluoksnių struktūra ir tuo pačiu metu pagalvėlės paviršius apdorojamas senėjimą stabdančiomis dangomis, kad trinkelės elastingumo atsistatymo greitis būtų lygus 9 arba 0 % nuolatiniam trinkelių deformacijos koeficientui. lygus 0,3 mm, o tarnavimo laikas Didesnis arba lygus 25 metams. Pagrindinės bėgių spyglių gedimo formos yra ištraukimo{57}}atsparumo susilpnėjimas ir korozija, naudojant apverstą kūginį kotą + cinko infiltracijos antikorozinį procesą, atsparumo ištraukimui susilpnėjimo koeficientas yra mažesnis arba lygus 10 %/20 metų, o antikorozinis tarnavimo laikas yra didesnis nei 25 metai arba lygus.
Kokie yra tvirtinimo detalių sistemos viso gyvavimo ciklo priežiūros strategijos pritaikymo reikalavimai skirtingomis linijos darbo sąlygomis?
Viso tvirtinimo detalių sistemos eksploatavimo ciklo priežiūros strategijos pritaikymo reikalavimai skirtingomis linijos darbo sąlygomis yra pagrindiniai, kad būtų galima koreguoti patikros ciklą, aptikimo elementus ir keitimo strategiją pagal apkrovos charakteristikas, vibracijos dažnį ir korozijos aplinką didelės spartos, sunkiasvorių{1}}traukų, miesto geležinkelių ir įprastų{2}}greičių geležinkelių linijose, siekiant išlaikyti pusiausvyrą tarp priežiūros išlaidų ir aptarnavimo patikimumo. Greitųjų geležinkelių linijų, kurių veikimo greitis didesnis arba lygus 250 km/h, didelio vibracijos dažnio ir griežtų lygumo reikalavimų, tvirtinimo detalių sistema turi būti patikrinta naudojant6 mėnesiųciklas net be akivaizdaus gedimo. Pagrindiniai aptikimo elementai yra elastinės juostelės suspaudimo jėga, išankstinio -varžto priveržimo jėga ir trinkelės elastingumas, kurie tikrinami vietoje-su didelio-sukamaisiais veržliarakčiais ir elastiniais detektoriais. Jei elastinės juostos suspaudimo jėgos susilpnėjimas yra didesnis nei 10 % arba lygus jam, o varžto išankstinio priveržimo jėgos nuokrypis yra didesnis arba lygus ±15 %, nedelsdami ją pakeiskite. Tuo pačiu metu kas 10 metų atlikite visų komponentų prevencinį mėginių patikrinimą ir pakeiskite komponentus efektyvumo slopintuvais, kad išvengtumėte staigaus gedimo. Sunkiųjų{11}}geležinkelio linijų, kurių ašies apkrova didesnė nei 30 t, didelė smūginė apkrova ir greitas komponentų susidėvėjimas, tikrinimo ciklas3 mėn. Pagrindiniai aptikimo elementai yra slėgio plokštės nusidėvėjimas, varžto įtempimo būsena ir trinkelės nuolatinė deformacija, kurie tikrinami ultragarsiniais storio matuokliais ir įtempių detektoriais. Jei slėgio plokštės susidėvėjimo lygis yra didesnis arba lygus 0,3 mm, varžto įtempių koncentracija yra didesnė arba lygi 400 MPa, o trinkelės nuolatinė deformacija yra didesnė arba lygi 0,2 mm, pakeiskite ją laiku. Kas 8 metus atlikite visą-skyrio komponentų įvertinimą ir paketais pakeiskite komponentus, kurių našumas pablogėjo. Miesto geležinkelio tranzito linijos dažnai pradedamos ir sustabdomos, stipriai pakartojama vibracija, o dauguma jų yra požeminės/žeminės linijos, turinčios didelę drėgnos korozijos riziką. Patikrinimo ciklas yra4 mėn. Pagrindiniai aptikimo elementai yra komponentų korozijos būsena, elastinių juostelių nuovargio įtrūkimai ir bėgių spyglių ištraukimo-atsparumas, kurie tikrinami endoskopais ir ištraukimo{2}}atsparumo detektoriais. Jei komponentai turi taškinę koroziją, elastinėse juostose yra mikroįtrūkimų, o bėgių spyglių ištraukimo{4}}atsparumo susilpnėjimas yra didesnis arba lygus 10%, nedelsdami jas pakeiskite. Kas 12 metų atlikite visą sistemos priežiūrą ir pakeiskite visus senstančius komponentus. Įprastų{10}}greičių geležinkelių linijų apkrova ir vibracija yra nedidelė, o korozijos aplinka dažniausiai yra sausoje sausumoje. Patikrinimo ciklas yra12 mėnesių, su įprastiniu išvaizdos patikrinimu ir atsitiktiniu pagrindinių komponentų veikimo patikrinimu. Komponentus keiskite tik tada, kai yra akivaizdus gedimas (pvz., įtrūkimai, nukritimas, deformacija). Kas 15 metų atlikite pilną -komponentų priežiūrą, kad labai sumažintumėte priežiūros dažnumą ir išlaidas. Visų tipų linijos, esančios pakrantės didelės{5} druskos purškimo korozijos aplinkoje, turi 1/3 sutrumpinti pagrindinį tikrinimo ciklą, padidinti antikorozinių dangų vientisumą ir laiku pataisyti pažeistas dangas.
Kokie yra tvirtinimo detalių sistemos viso gyvavimo ciklo sąnaudų apskaitos matmenys ir optimizavimo metodai?
Viso tvirtinimo elementų sistemos gyvavimo ciklo sąnaudų apskaitos matmenys apima penkis matmenis:pradinė pirkimo kaina, statybos ir įrengimo kaina, eksploatavimo ir priežiūros aptikimo kaina, komponentų keitimo kaina ir gedimo praradimo kaina. Tik visapusiška-matmenų apskaita gali iš tikrųjų atspindėti visapusiškas tvirtinimo detalių sistemos išlaidas, o optimizavimo metodai sutelkti į sąnaudų kontrolę ir kiekvieno aspekto mažinimą bendradarbiaujant. Pradinė pirkimo sąnaudų apskaita apima kiekvieno komponento žaliavos, perdirbimo ir apsaugos proceso išlaidas. Taikant optimizavimo metodą, pasirenkamos ekonomiškai{4}}veiksmingos medžiagos ir procesai, atsižvelgiant į gyvenimo trukmės suderinimą. Pavyzdžiui, elastinėje juostelėje vietoj importuotų lydinių medžiagų naudojamas vietinis 60Si2MnA, o slėgio plokštėje vietoj gryno volframo karbido dangos naudojama termiškai purškiama cinko + keraminė danga, todėl įsigijimo sąnaudos sumažinamos 10 %-15 %, atsižvelgiant į našumo užtikrinimą. Į statybos ir įrengimo sąnaudų apskaitą įeina darbo, įrankių ir statybinių pagalbinių medžiagų sąnaudos. Optimizavimo metodas yra pritaikyti modulinės tvirtinimo elementų sistemos dizainą, kad būtų galima greitai surinkti kiekvieną komponentą, sumažinti statybų vietoje{18}}procedūras ir tuo pat metu palaikyti specialius montavimo įrankius, kad būtų pagerintas statybos efektyvumas ir 20 %-25 % sumažintos statybos ir montavimo išlaidos. Eksploatacijos ir priežiūros aptikimo sąnaudų apskaitą sudaro tikrinimo darbas, aptikimo įranga ir vartojimo išlaidos. Optimizavimo metodas yra suformuluoti diferencijuotą tikrinimo ciklą pagal linijos darbo sąlygas, siekiant sumažinti nereikalingų patikrinimų skaičių, ir tuo pačiu metu naudoti nešiojamą integruotą aptikimo įrangą, kuri pakeis kelių{20}}įrangos-laipsnišką aptikimą, pagerina aptikimo efektyvumą ir sumažina eksploatavimo ir priežiūros aptikimo išlaidas 30–35 proc. Komponentų keitimo sąnaudų apskaita apima pakeitimo komponentų įsigijimo, darbo ir išjungimo išlaidas. Optimizavimo metodas yra sumažinti dažną atskirų komponentų keitimą taikant tinkamą eksploatavimo trukmę ir tuo pačiu metu pritaikyti greito atjungimo struktūrą, kad būtų galima greitai pakeisti atskirus komponentus nepašalinant visos sistemos, sumažinant pakeitimo darbo ir išjungimo išlaidas 40–45%. Į gedimų nuostolių sąnaudų apskaitą įtraukiami nuostoliai dėl linijos nutraukimo, įrangos sugadinimo ir saugos nelaimingų atsitikimų, atsiradusių dėl tvirtinimo detalių sistemos gedimo. Optimizavimo metodas yra pašalinti staigius gedimus koordinuojant našumą ir atliekant prevencinę priežiūrą, sumažinant gedimo nuostolių sąnaudas iki beveik 0. Be to, sukūrus viso gyvavimo ciklo sąnaudų modelį, iš anksto imituojant sąnaudų pokyčius įvairiomis darbo sąlygomis, bendrai optimizuojamos kiekvienos dimensijos sąnaudos, kad bendra viso gyvavimo ciklo kaina būtų sumažinta 25–30%.
Kokie yra viso tvirtinimo elementų sistemos eksploatavimo ciklo projektavimo eksploatacinių savybių tikrinimo metodai ir vertinimo standartai?
Viso tvirtinimo elementų sistemos gyvavimo ciklo konstrukcijos veikimo tikrinimo metodai yra derinamiLaboratorinis pagreitinto senėjimo testas + -tiesioginės apkrovos bandymas vietoje + viso gyvavimo ciklo modeliavimas, kurios daugialypiai{0}}patikrina kiekvieno komponento veikimo laiką ir bendrą sistemos našumą. Sprendimo standartai griežtai atitinka numatytą kiekvieno komponento tarnavimo laiką ir sistemos koordinavimo našumo reikalavimus. Laboratorinis pagreitinto senėjimo testas yra pagrindinis patikros metodas. Kiekvienam komponentui modeliuokite 20{14}}25 metų eksploatavimo aplinką, atlikite pagreitinto senėjimo, nuovargio, korozijos ir nusidėvėjimo bandymus. Tampriajai juostelei reikia atlikti 2 × 10⁸ nuovargio vibracijos bandymus, o suspaudimo jėgos susilpnėjimo koeficientas yra 5% arba mažesnis; prispaudimo plokštei reikia atlikti 1 × 10⁷ abrazyvinio nusidėvėjimo bandymus, o nusidėvėjimo kiekis, mažesnis nei arba lygus 0,5 mm, yra kvalifikuotas; varžtui turi būti atliktas 2000 val. neutralios druskos purškimo bandymas + jautrumo vandenilio trapumui bandymas, nėra raudonų rūdžių ir lūžių; po-bėgio trinkelėmis turi būti atliktas 1 × 10⁸ dinaminio suspaudimo bandymas + 70 laipsnis × 3000 h terminio senėjimo bandymas, tamprumo atsistatymo greitis didesnis nei 95 % arba lygus 95 % ir liekamoji deformacija, mažesnė arba lygi 0,3 mm, atitinka reikalavimus. Laboratorinis tyrimas yra išlaikytas tik tada, kai visi komponentai yra kvalifikuoti. Svetainėje atliekant faktinės apkrovos eksploatavimo testą, parenkama po vieną greitojo{25}}greičio, sunkiojo{29}}vežimo ir miesto geležinkelių atkarpą, ant linijos išdėstoma suprojektuota tvirtinimo sistema ir atliekamas 5-8 metų faktinės apkrovos aptarnavimo bandymas. Tikrinkite kiekvieno komponento veikimą kas šešis mėnesius, nereikalaujant akivaizdaus kiekvieno komponento gedimo, našumo susilpnėjimo koeficiento, mažesnio arba lygaus 10%, be įtempių koncentracijos ir komponentų koordinavimo sutrikimo visoje sistemoje, atitinkant linijos sklandumo ir saugos reikalavimus, t. y. patikrinimas vietoje yra išlaikytas. Viso gyvavimo ciklo modeliavimui naudojama profesionali baigtinių elementų analizės programinė įranga, skirta sukurti bendrą tvirtinimo detalių sistemos modelį, imituoti 25 metų eksploatavimo apkrovą, vibracijos ir korozijos aplinką ir analizuoti kiekvieno komponento įtempių pokyčius, veikimo slopinimą ir tarnavimo laiką. Modeliavimo rezultatai reikalauja, kad kiekvieno komponento tarnavimo laikas būtų didesnis nei 25 metai, o slopinimas būtų sinchroninis, nė vienas komponentas nesugestų iš anksto, bendras sistemos įtempių pasiskirstymas būtų vienodas ir nebūtų vietinio įtempių koncentracijos ploto, didesnio ar lygaus 400 MPa, tai yra, modeliavimo testas išlaikytas. Tik tada, kai praeina laboratorinis pagreitinto senėjimo bandymas, faktinės apkrovos eksploatavimo vietoje bandymas ir viso gyvavimo ciklo modeliavimas, o kiekvieno komponento eksploataciniai rodikliai atitinka vertinimo standartus, galima spręsti, kad visas tvirtinimo detalių sistemos gyvavimo ciklo dizainas yra kvalifikuotas ir gali būti pritaikytas inžinerijai partijomis. Jei tam tikras testas nepavyksta, būtina optimizuoti probleminių komponentų dizainą ir pakartotinai atlikti tris bandymus, kol visi bus kvalifikuoti.