Инженерные компетенции

МОНИТОРИНГ ОБОРУДОВАНИЯ НА ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГАХ

Высокая надёжность и безопасность c одновременным снижением стоимости эксплуатации постоянно заботят железнодорожных операторов. Мониторинг оборудования – отработанная технология, которая предлагает снижение финансовых затрат и соответствие требованиям безопасности.

Related Articles

РЕЗЮМЕ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
SKF разработала систему мониторинга состояния тележки железнодорожных вагонов. Технология удовлетворяет потребность отрасли в постоянном увеличении надёжности и безопасности и уменьшении стоимости техобслуживания. Система мониторинга получает данные от сенсоров, установленных на ключевых узлах – колёсах, редукторах и осях – и выявляет возможные неполадки заранее, улучшая планирование техобслуживания. SKF спроектировала технологию мониторинга так, чтобы её можно было применить на новом подвижном составе или при модернизации уже существующего парка.

Высокая надёжность и безопасность c одновременным снижением стоимости эксплуатации постоянно заботят железнодорожных операторов. Мониторинг оборудования – отработанная технология, которая предлагает снижение финансовых затрат и соответствие требованиям безопасности.

Технология

Cистемы мониторинга SKF Multilog Online Systems IMx-R (рис. 1) разработаны специально для применения на железных дорогах и включают в себя несколько модульных датчиков, которые отслеживают и передают информацию о состоянии узлов тележки во время движения. Система работает с программным обеспечением SKF @ptitude Observer как частью единой системы мониторинга.

Кроме раннего обнаружения неисправностей, система контроля состояния буксового узла IMx-R (в составе стационарной системы мониторинга SKF Multilog) автоматически выдает рекомендации для изменения условий работы, которые могут привести к неисправностям. Сис-те-ма также обеспечивает подачу предупреждающих и аварийных сигналов по нагрузке и скорости. Собранные системой мониторинга данные можно использовать для систем управления техобслуживанием и планированием работ по ремонту и заказу запасных частей (рис.2).

Преимущества мониторинга состояния
Мониторинг состояния позволяет снизить затраты на техобслуживание благодаря ранней диагностике повреждений, что дает возможность оптимизировать график техобслуживания, уменьшить общую потребность в техобслуживании и связанных с ним дорогостоящих сверхурочных работ. Мониторинг состояния также предлагает рост надёжности подвижного состава и оптимизацию снабжения запчастями.

Полная система мониторинга включает в себя мониторинг ключевого оборудования тележки – колёс, буксовых подшипников, редуктора и тягового двигателя (рис.3).

Мониторинг колёсной пары
Корпус буксы можно оснастить многофункциональной сенсорной системой SKF Axletronic (рис. 4). Эта система передаёт эксплуатационные характерис-тики колёсной пары в систему контроля состояния буксы SKF Multilog IMx-R. На основании этой информации определяется состояние колесной пары, в том числе форма колеса и наличие на нем ползунов.

Вместо графиков технического обслуживания, составляемых по времени эксплуатации, система SKF Multilog IMx-R позволяет проводить экономичное техобслуживание колёс, основываясь на их состоянии, оптимизируя эксплуатационный пробег колёсных пар без ущерба их надёжности и безопасности.

Мониторинг буксовых подшипников
Десятилетиями мониторинг подшипников букс осуществлялся стационарными системами измерения температуры и шума, расположенными рядом с железнодорожным полотном. Эти системы могут выявить только предельно изношенные или повреждённые части. При выявлении серьезных неисправностей поезд приходится останавливать для замены дефектных колесных пар. С появлением системы мониторинга SKF Multilog IMx-R такие дорогостоящие эксплуатационные перерывы ушли в прошлое.

Датчики вибрации буксовых подшипников, установленные на корпусе букс или входящие в конструкцию самих подшипников, могут определять динамические частоты частей подшипника, необходимые для анализа его состояния. Система мониторинга SKF Multilog IMx-R использует эти данные наряду с информацией о геометрии конкретного подшипника и скорости вращения вала для выявления неполадок подшипника на самой ранней стадии, позволяя, таким образом, более экономично планировать техобслуживание и оптимизировать сроки эксплуатации подшипников.

Мониторинг силовой установки
Датчики системы мониторинга вибрации SKF Multilog IMx-R могут использоваться для мониторинга тяговых двигателей, подшипников и шестерён редуктора и карданных валов и муфт. Наряду с вибросигналами система использует данные о скорости, нагрузке и передаточных отношениях редуктора для выявления разбалансировки, несоосности, прогиба вала, ослабления крепления деталей, повреждения подшипников или шестерён, а также резонансных колебаний (рис. 5). Модуль мониторинга температуры, уровня и состояния масла в редукторе может быть частью системы или автономным устройством.

Использование мониторинга в метро Барселоны
На 31 июля 2010 г. система метро Барселоны состояла из семи линий, расположенных под землёй в центе города и над землёй – в окрестностях, 115 станций и 103 км рельсового пути.

Компания Transportes Metropolitanos de Barcelona (TMB) решила оборудовать несколько тележек (в разных поездах) вагонов метро серии 5000 (рис. 6) системой мониторинга состояния (рис. 7). Эти современные поезда развивают максимальную скорость 80 км/ч и имеют общую мощность 2000 кВт. SKF предоставила систему мониторинга состояния тележек и установила всё сопутствующее оборудование и программное обеспечение, а также необходимые датчики. В пакет услуг также входило отслеживание сигналов тревоги и периодический отчёт о состоянии тележки. Передача данных осуществляется универсальной системой мобильной коммутации (Universal Mobile Telecommunications System (UMTS).

Установка системы мониторинга состояния на тележках вагонов обеспечивает полный мониторинг их подсистем: редуктора, тягового двигателя, соединительных муфт, букс, а также осуществляет запись результатов взаимодействия колёс с рельсами для разработки алгоритма определения состояния вагона.

В данном случае особое внимание было обращено на возможность регистрации в процессе мониторинга следующих параметров тягового двигателя (рис. 8) и редуктора (рис. 9):

  • расцентровка;
  • прогиб вала;
  • ослабление крепления деталей;
  • повреждение подшипника;
  • повреждение шестерён;
  • резонансные колебания.

Сигналы от всех установленных на тележке сенсоров идут на бортовой узел системы мониторинга, который непрерывно считывает и обрабатывает данные. При обнаружении аварии система немедленно посылает аварийный сигнал, в остальных случаях данные передаются раз в сутки на удалённый сервер, где сохраняются для специалистов SKF и для анализа этой информации в дальнейшем при помощи программы @ptitude observer. Компания Transportes Metropolitanos de Barcelona имеет постоянный доступ к сигналам системы мониторинга тележек через Интернет посредством специального приложения от SKF.

Система позволяет компании Transportes Metropolitanos de Barcelona планировать техобслуживание этих тележек, оборудованных системой мониторинга в режиме реального времени, в соответствии с состоянием оборудования тележки. При этом становится возможным:

  • снизить общую стоимость техобслуживания;
  • снизить стоимость эксплуатации за счёт выявления неполадок на самой ранней стадии, обеспечивая оптимизацию и планирование техобслуживания на удобное время;
  • снизить время простоя подвижного состава;
  • уменьшить количество остановов для техобслуживания;
  • уменьшить общее время на техобслуживание;
  • повысить надёжность подвижного состава;
  • оптимизировать снабжение запасными частями.

Таким образом, технология мониторинга состояния, разработанная SKF, поддерживает развитие железнодорожной отрасли. Технология соответствует самым жёстким требованиям надёжности и безопасности, одновременно способствуя экономии средств на техобслуживание благодаря возможности прогнозирования отказа ключевых узлов на ранней стадии, когда можно эффективно спланировать восстановительные работы.

@PTITUDE, AXLETRONIC и MULTILOG являются зарегистрированными торговыми марками группы SKF