Створення вагонів нового покоління. Візок для високошвидкісного руху (стр. 15 из 17)
Параметри навантаження надресорної балки:
- швидкість зміни випробувального навантаження – не більше 50 кН/с (5 тс/с);
- максимальне значення випробувального навантаження - 700±50 кН (70±5 тс);
- тривалість витримки максимального навантаження – не менше 60 сек.;
- величина навантаження, до якого здійснюється скидання максимального навантаження – нуль, швидкість скидання тестового навантаження не лімітується;
- інтервал часу від моменту скидання максимального навантаження до нуля і початком повторного навантаження – не менше 60 сек.;
- максимальне значення повторного навантаження - 700±50 кН (70±5 тс);
- тривалість витримки при повторному навантаженні – не менше 60 сек.
Режим зміни випробувального навантаження надресорних балок приведено на рисунку 8.2.
Апаратна частина стенду виконана на базі акустико-емісійного дефектоскопічного комплексу А-Line32D.
Основні технічні характеристики апаратної частини приведені в таблиці 8.1.
Таблиця 8.1 - Основні технічні характеристики апаратної частиниА-Line32D.
| Кількість вимірювальних каналів на одну лінію | 1-12 |
| Кількість використовуємих вимірювальних каналів | 11 |
| Програмний діапазон вимірювання коефіцієнта підсилення | 20-60 дБ |
| Рівень шуму, не більше | 5 мкВ |
| Смуга пропускання вимірювального такту | 30-500 Гц |
| Динамічний діапазон вимірювання амплітуди АЕ сигналу | 72 дБ |
| Напруга живлення | ~220±20 В |
| Частота струму живлення | 50±1 Гц |
| Потужність | 500 Вт |
А-Line32D здійснює виміри наступних АЕ параметрів: час реєстрування АЕ сигналу; час реєстрування максимальної амплітуди АЕ сигналу; час закінчення АЕ сигналу; енергія АЕ сигналу тощо.
Рисунок 8.1 Схема розташування ПАЕ при АЕ-контролі надресорної балки
Рисунок 8.2 Режим навантаження надресорної балки при АЕ-контролі
Програмне забезпечення А-Line32D реалізоване в середовищі Windows-95, 98, 2000. В програмі передбачено два основні режими роботи системи:
- режим ON-LINE (апаратна частина підключена);
- режим OFF-LINE (апаратна частина відключена);
Сигнали акустичної емісії приймають перетворювачі ПАЕ. Типи використовуємих перетворювачів: стандартні і спеціальні п’єзоелектричні перетворювачі акустичної емісії другого класу у відповідності з РД 03-300-99 (наприклад, типу ПАЕ ПП1-30-300, GT-200 або аналогічні).
Електричні сигнали від ПАЕ надходять у встановлений поряд модулі АЕ, де відбувається їх оброблення (підсилення, фільтрація, аналог-цифрове перетворення), і передаються по коаксіальному кабелю в системний блок комп’ютера.
ПАЕ встановлюють на поверхню об’єкта контроля, зачищену до Rz 40 (ГОСТ 2789), Надійне кріплення ПАЕ і модулів АЕ на деталі забезпечується магнітними утримувачами. Для створення акустичного контакту ПАЕ з поверхнею об’єкта контроля використовують рідкі середовища підвищеної в’язкості, наприклад, змащення «ЦИАТИМ».
Для налагодження АЕ системи ПАЕ після встановлення їх на контролює мий об’єкт використовують імітатор акустико-емісійних сигналів. Він створює пружні хвилі, що імітують сигнали акустичної емісії в контролюємо му об’єкті. Імітатор складається із електронного блока і п’єзоелектричного перетворювача з магнітним утримувачем.
Основні параметри імітатора АЕ сигналів приведені в таблиці 8.2.
Таблиця 8.2 - Основні параметри імітатора АЕ сигналів
| Діапазон амплітуди імпульсів, В | 10-300 |
| Діапазон частоти дослідження імпульсів, Гц | 1-10 |
| Заданий час опромінення, сек. | 60-3600 |
| Габаритні розміри, мм | 155х80х30 |
| Вага, кг | 0,3 |
При налагоджені АЕ апаратури випромінюючий перетворювач імітатора встановлюють через контактне змащення на підготовлене зачищене місце на деталь.
В наслідок проведення попередніх випробувань об’єкта контроля, надресорної балки, згідно РД 03-131-97 були виміряні параметри швидкості звука і затухання пружних хвиль в об’єкті, які необхідні для вимірювання різності часу приходу АЕ сигналів па ПАЕ і визначення координат ділянки деталі із джерелом АЕ сигналів, а також встановлені оптимальні параметри каналів обробки АЕ сигналів табл. 8.3. Середнє значення швидкості звуку для надресорних балок – 2800 м/с, середнє значення затухання для надресорних балок – 7 дБ/м.
Таблиця 8.3 - Параметри каналів обробки АЕ сигналів
| № каналу | Частотний Діапазон кГЦ | Коефіцієнт підсилення дБ | Поріг дискримі- нації | SCETO, мкс | Мертвий час | Трива- лість, мкс |
| 1 | 100-350 | 30 | 50 | 500 | 32 | 3200 |
| 2 | 100-350 | 30 | 50 | 500 | 32 | 3200 |
| 3 | 100-350 | 30 | 50 | 500 | 32 | 3200 |
| 4 | 100-350 | 30 | 50 | 500 | 32 | 3200 |
| 5 | 100-350 | 30 | 50 | 500 | 32 | 3200 |
| 6 | 100-350 | 30 | 50 | 500 | 32 | 3200 |
Автоматизований комплекс для АЕ діагностики надресорних балок і п’єзоелектричні перетворювачі ПАЕ повинні бути перевірені (калібровані) в організаціях, акредитованих у встановленому порядку на право атестації засобів акустико-емісійного неруйнівного контролю.
9. РОЗРАХУНОК ЕКОНОМІЧНОЇ ЕФЕКТИВНОСТІ
Порівняно з візками моделі 18-100 на візках з підвищеними швидкостями руху передбачається застосування фрикційного клину з уретановою накладкою замість типового, заміна існуючої фрикційної планки на зносостійку планку, а також застосування у п’ятниковому вузлі поліетиленової прокладки, що має наметі зменшити темпи зношування опорної поверхні підп’ятника візка і робочих поверхонь фрикційних клинів, збільшити міжремонтні строки.
Проведемо розрахунок приблизного економічного ефекту від застосування на візку нового покоління зносостійких елементів. Застосування таких елементів потребує витрат на закупівлю та монтаж таких елементів.
9.1 Розрахунок економічної ефективності від застосування фрикційного клина з уретановою накладкою і нової зносостійкої фрикційної планки
Вартість типового сталевого клина складає 50,4 грн., і він замінюється через кожні 3 роки за умови його ремонту кожні 2 роки. Вартість сталевого клину – 16,3 грн. Ремонт клина являє собою наплавлення й встановлення, при необхідності, пластин. За термін служби сталевий клин переміняють 10 разів і 15 разів відремонтують. Вартість фрикційної планки 28,8 грн., і вона змінюється через кожні 5 років, тобто за термін служби її перемінять 6 разів.
Витрати на установку і ремонт існуючого фрикційного вузла гасника коливань за термін служби вагона складуть:
грн.де 8 – кількість фрикційних гасників на вагон.
Вартість фрикційного клина складає 192,2 грн., зносостійкої планки – 85,44 грн, і вони за весь термін служби замінюються один раз.
Витрати на придбання і заміну елементів типового фрикційного вузла гасника за термін служби вагона:
де a20, a24 - коефіцієнти приведення довготривалих затрат a20=0,1486, a24=0,1015 [, таблиця 3.1, с. 39];
k1 – коефіцієнт, що враховує ПДВ – 20%, мито – 5%, страхування – 2%, транспортування – 1.7%, k1=1,287.
грн.Вартість уретанової накладки фрикційного клину – 34,7 грн., і вона замінюється 2 рази за термін служби вагона. Тоді за термін служби вагона витрати складатимуть:
де a12 – коефіцієнт приведення довготривалих затрат, a12=0,3186.
грн.Тоді загальні витрати у цьому випадку складатимуть:
грн.Економічний ефект від застосування на візку фрикційного вузла гасника коливань визначимо за формулою [, с. 9]:
грн.9.2 Розрахунок економічної ефективності від установки в п’ятнику поліетиленової прокладки
При установці поліетиленової прокладки виключаються витрати на ремонт підп’ятника наплавленням, що складають порядку 45 грн. Наплавлення підп’ятника при існуючому положенні роблять кожні 2 роки, тобто 15 разів за термін служби. Загальні витрати складатимуть:
грн.де 2 – кількість підп’ятникових вузлів на вагоні.
Вартість поліетиленової прокладки складає 133,5 грн., і термін її служби 10 років, тобто змінюватися вона буде за термін служби вагона 2 рази, тоді придбання за весь термін експлуатації складатимуть:
де a10 – коефіцієнт приведення довготривалих затрат, a10=0,2855 [, таблиця 3.1, с. 39].
грн.