К 105-летию Омского государственного университета путей сообщения

Ученые ОмГУПСа – транспорту
Разработки-Исследования-Эксперименты


Создавать наукоемкую продукцию

В.Т. Черемисин, проректор по научной работе ОмГУПСа, доктор технических наук, профессор
С.Г. Шантаренко, начальник научно-исследовательской части, кандидат технических наук

105-летняя история Омского государственного университета путей сообщения неразрывно связана с развитием научно-технического прогресса на железнодорожном транспорте. У истоков научных достижений ученых ОмГУПСа стояли видные исследователи профессора Е.Л. Зюбашев, Н.И. Карташов, И.И. Бабарыков, И.Н. Бутаков, Н.В. Некрасов. Позднее их дело продолжили профессора П.А. Азбукин, В.Б. Медель, М.Ф.Карасев, Р.А. Воронов, М.П. Пахомов и другие.

Сегодня ОмГУПС - это передовой учебно-научно-производственный комплекс с современной экспериментальной базой и опытно-экспериментальным производством, где решаются конкретные практические задачи совершенствования железнодорожного транспорта. Основными научными направлениями ученых университета являются повышение эффективности и качества восстановления и ремонта деталей и узлов подвижного состава, повышение безопасности движения поездов, исследование надежности и повышение эффективности функционирования подвижного состава, энерго- и ресурсосберегающие технологии и оборудование, совершенствование систем электроснабжения электрических железных дорог, разработка эффективных технологий обслуживания и создания устройств автоматики, телемеханики и связи.

Технологический участок разборки КМБ электровозов

Технологический участок сборки КМБ электровозов

Решая проблемы снижения эксплуатационных расходов, обеспечения надежности и продления ресурса подвижного состава, ученые университета создали целый ряд нестандартного технологического оборудования, использование которого позволяет оптимизировать технологические процессы технического обслуживания и ремонта локомотивов и моторвагонного подвижного состава. Примером таких разработок могут служить технологические участки разборки и сборки тележек и колесно-моторных блоков и технологический стенд для ремонта тяговых электродвигателей. Здесь на трудоемких операциях используется высокомеханизированное оборудование: кантователи, манипуляторы, гидросъемники, гайковерты, индукционные нагреватели и т.д. Разработанное технологическое оборудование внедрено в локомотивных депо Московка, Тайга, Карасук Западно-Сибирской; Нижнеудинск, Зима, Северобайкальск, Улан-Удэ Восточно-Сибирской; Боготол, Иланская, Красноярск Красноярской; Чита, Белогорск Забайкальской; Хабаровск, Сибирцево, Смоляниново Дальневосточной и Волховстрой Октябрьской железных дорог.

Для новой серии электровозов ЭП1 разработан и поставлен в локомотивное депо Иланская технологический участок ремонта колесно-редукторного блока. В комплект поставки входят технологические позиции и стенды для выполнения разборочных операций, очистки и мойки деталей и послеремонтной обкатки колесно-редукторного блока.

Установка для демонтажа-монтажа пятников

Стенд для разборки-сборки колесно-редукторного блока ЭП-1

Исследование динамики движения вагона в составе поезда

Стенд для ремонта рам тележек

Для механизации и автоматизации ремонта грузовых вагонов разработан комплекс оборудования для вагонных депо. Так, на сети широко внедряются передвижные и стационарные установки для демонтажа-монтажа пятников, раздвижки рам тележек и кантования ее элементов, клепки фрикционных планок и нагрева заклепок, для смены поглощающих аппаратов и сухой очистки колесных пар. Большая часть этих средств механизации адаптирована к технологии ремонта вагонов на сетевых ПТО.

Одно из важнейших направлений работы ученых - повышение безопасности движения поездов. В университете разработана технология формирования структуры поезда и оптимизации режимов его ведения по перегону с учетом физических критериев безопасности движения. Эти две проблемы - оптимизация режимов и обеспечение безопасности движения - тесно взаимосвязаны. Предложенная технология позволяет решать их в рамках одной оптимизационной задачи. Разработан программный комплекс, адаптируемый к конкретным перегонам и видам подвижного состава и предназначенный для установки в локомотивных депо. Комплекс генерирует режимные карты для локомотивных бригад, позволяет моделировать различные поездные ситуации, возникающие на конкретных направлениях, оценивать влияние отдельных факторов на движение поезда и т.д.

Учеными университета выполнен ряд разработок, обеспечивающих контроль технического состояния и продление ресурса устройств СЦБ и связи, от надежной работы которых во многом зависит безопасность движения. Блок контроля напряжения предназначен для измерения и контроля параметров питающего напряжения станционных и перегонных устройств СЦБ. Он позволяет повысить оперативность их технического обслуживания, вести базу данных о перебоях и нарушениях электроснабжения устройств СЦБ в реальном масштабе времени. БКН включает в себя микропроцессорный контроллер, аналого-цифровой преобразователь, входной блок, блок выходных ключей, связевой модем.

Автоматизированное рабочее место диагностирования радиостанции РВ-1М предназначено для измерения параметров блоков приемопередатчиков, обработки результатов, формирования базы данных. АРМ включает в себя измерительный комплекс, состоящий из стандартных измерительных приборов, ЭВМ, интерфейсной платы для подключения приборов к ЭВМ, а также платы для управления блоком без радиостанции (блоком приемопередатчика управляет ЭВМ), а также технологическое устройство для подключения приборов к телефонной трубке радиостанции и программное обеспечение.

Блок контроля напряжения Блоки системы сбора и передачи
информации о параметрах устройства СЦБ

Распределенная система сбора и передачи информации о параметрах устройств СЦБ предназначена для удаленного мониторинга состояния станционных рельсовых цепей с целью предупреждения постепенных их отказов, а также для определения характера неисправности рельсовой линии, архивирования полученной информации и передачи ее дежурному инженеру дистанции. Система включает в себя микропроцессорные модули ввода информации, объединенные в сеть по протоколу RS-485 в количестве до 250 шт., и промышленный компьютер.

АРМ для диагностирования радиостанций

Одним из приоритетных направлений повышения надежности и продления ресурса технических средств железнодорожного транспорта является совершенствование технологий их диагностирования. Эти работы активно ведутся в университете. Примером может служить диагностическая система контроля работы коллекторно-щеточного узла тяговых электродвигателей. С ее помощью оценивается текущее и прогнозируется будущее состояние элементов коллекторно-щеточного узла путем контроля коммутации и профиля коллектора в процессе испытания двигателей. Это позволяет повысить коммутационную устойчивость, снизить количество отказов в эксплуатации, уменьшить число неплановых ремонтов и увеличить срок службы двигателей. Годовой экономический эффект от внедрения диагностической системы для предприятия с объемом ремонта 500 двигателей составляет 280 тыс. руб. Данная разработка защищена 10 патентами на изобретения.

Широко внедряется в локомотивных депо сети (базовое предприятие депо Московка Западно-Сибирской железной дороги) автоматизированная испытательная станция тяговых электродвигателей на статических преобразователях. Она обеспечивает повышенную точность и качество испытаний, достоверность результатов. Алгоритм испытаний в автоматизированном режиме задается управляющим устройством, в качестве которого используется вычислительная машина типа IBM и специально разработанное программное обеспечение. Алгоритм разработан в соответствии со стандартом и правилами ремонта электрических машин и предусматривает выполнение всех режимов приемо-сдаточных испытаний вне зависимости от оператора испытательной станции. Прогнозируемое уменьшение вдвое количества отказов двигателей сократит на 5-10 % число неплановых ремонтов тягового подвижного состава.

Одной из новых форм научно-технического сотрудничества вузов и железных дорог стало создание совместных научно-производственных лабораторий. Так, совместно с Западно-Сибирской железной дорогой создана НПЛ «Энергоаудит и энергетическая паспортизация предприятий». Сотрудниками лаборатории при участии работников дорог только в 2002 г. проведено энергетическое обследование более 200 линейных железнодорожных предприятий.

Учеными ОмГУПСа проводятся исследования по повышению надежности и эффективности тепловозной тяги. Результатами их стали технические решения по совершенствованию системы технического обслуживания и ремонта, повышению эффективности эксплуатации тепловозов, надежности и экономичности работы тепловозных дизелей.

Система диагностирования
коллекторно-щеточного узла ТЭД

Индикатор состояния топливной аппаратуры дизеля тепловоза

Прибор контроля качества электрической энергии

Внедрение ресурсосберегающих технологий - важное направление в деятельности железных дорог. В ОмГУПСе разработаны и широко внедрены на ряде магистралей Сибири и Дальнего Востока ресурсосберегающие технологии ремонта подвижного состава, в том числе ряд установок по восстановлению наплавкой деталей и узлов локомотивов и вагонов, технология восстановления твердосплавных пластин для обработки колесных пар и др.

Автоматизированная система учета и анализа показателей эксплуатационной работы получила сетевое признание и внедряется на железных дорогах под авторским надзором и с участием ученых университета. Она предназначена для всестороннего анализа и прогнозирования энергопотребления на тягу на уровне дороги. Обеспечивает эффективное ведение баз данных плановых и фактических значений показателей эксплуатационной работы, непроизводительных затрат, рекупераций, электроотопления вагонов, потерь в контактной сети. Выполняет сравнительный анализ и получение отчетов о расходе топлива и электроэнергии на тягу за любой период времени по дороге в целом, по отделениям и локомотивным депо, сериям локомотивов, видам движения, накладным плечам обслуживания бригадами смежных депо, элементам нормирования и др. Экономический эффект обусловлен экономией топливно-энергетических ресурсов за счет повышения объективности их нормирования, оперативности и достоверности учета.

Одно из приоритетных направлений исследований - организация контроля и управления потребленем энергоресурсов в границах железной дороги. Большое внимание уделяется вопросам совершенствования условий сопряжения систем внешнего и тягового электроснабжения, снижению перетоков мощностей энергосистем по контактной сети, качеству электрической энергии. Разработано и внедрено на Западно-Сибирской и Южно-Уральской железных дорогах устройство режимного управления схемами питания тяговой сети. По заданию Департамента электрификации и электроснабжения ОАО «РЖД» ведется работа по мониторингу потребления электроэнергии на эксплуатационные нужды в сетях районов электроснабжения. Результат - снижение коммерческой составляющей потерь в сетях.

Разработаны и успешно внедряются на Западно-Сибирской, Красноярской, Южно-Уральской и других железных дорогах технические средства, улучшающие энергетические показатели системы тягового электроснабжения. Это двенадцатипульсовый выпрямитель с преобразовательным трансформатором мощностью 6,3 МВ•А, фильтрокомпенсирующие устройства компенсации реактивной мощности с регулируемыми параметрами и др.

Улучшение качества продукции, и, прежде всего, качества ремонта железнодорожных технических средств, - острая необходимость сегодняшнего дня, важный фактор повышения конкурентоспособности и престижа предприятий отрасли. По заданию ОАО «РЖД» в ОмГУПСе разработана методология создания систем качества на предприятиях по ремонту локомотивов в соответствии с требованиями международных стандартов ИСО 9000:2000. Реализация программы призвана повысить технико-экономическую эффективность ремонтного производства, производительность труда, надежность и безопасную эксплуатацию локомотивов, управляемость предприятия, обеспечить безусловное выполнение требований государственных стандартов и отраслевых нормативных документов, улучшить условия труда персонала.

Ученые университета являются соавторами модели управления локомотивным хозяйством при реформировании отрасли. С участием университета на Омском отделении Западно-Сибирской железной дороги впервые на сети были созданы ремонтное локомотивное депо Московка и эксплуатационное локомотивное депо Омск.