СТ ССФЖТ ЦТ 15-98. Стандарт системы сертификации на федеральном железнодорожном транспорте. Тяговый подвижной состав. Типовая методика динамико-прочностных испытаний локомотивов

(утв. и введен в действие Указанием МПС России от 15.02.1999 № Г-165У)

от 15 февраля 1999 г. № Г-165у

СТАНДАРТ СИСТЕМЫ СЕРТИФИКАЦИИ НА ФЕДЕРАЛЬНОМ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ

ТЯГОВЫЙ ПОДВИЖНОЙ СОСТАВ. ТИПОВАЯ МЕТОДИКА ДИНАМИКО-ПРОЧНОСТНЫХ ИСПЫТАНИЙ ЛОКОМОТИВОВ

15 февраля 1999 года

ПРЕДИСЛОВИЕ

1. Разработан Всероссийским научно-исследовательским институтом железнодорожного транспорта ВНИИЖТ МПС России.

Внесен Департаментом технической политики МПС России.

2. Утвержден и введен в действие Указанием МПС России от 15.02.1999 № Г-165у.

3. Введен взамен ТМ 18-002-91.

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

1.1. Настоящая Типовая методика испытаний (далее — ТМ) устанавливает общий методический порядок проведения динамико-прочностных испытаний локомотивов.

1.2. Настоящая ТМ в обязательном порядке используется при проведении сертификационных и приемочных испытаний локомотивов.

По данной ТМ могут также проводиться все другие категории испытаний: предварительные, периодические, типовые, квалификационные и исследовательские.

1.3. Настоящий стандарт распространяется на испытательные центры (лаборатории), аккредитованные в системе сертификации ССФЖТ.

1.4. На основе типовой методики испытательные организации при необходимости разрабатывают рабочие методики испытаний, учитывающие требования программы испытаний конкретного вида локомотива.

2. НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие нормативные документы:

ОСТ 24.050.16-86. Вагоны пассажирские. Методика определения плавности хода

ОСТ 32.53-96. Система испытаний подвижного состава. Порядок организации, проведения приемочных и сертификационных испытаний тягового подвижного состава

Нормы для расчета и оценки прочности несущих элементов, динамических качеств и воздействия на путь экипажной части локомотивов железных дорог МПС России колеи 1520 мм. М. ВНИИЖТ, 1998 (далее — Нормы)

Инструкция по текущему содержанию железнодорожного пути ЦП/2913

Нормы допускаемых скоростей движения локомотивов и вагонов по железнодорожным путям колеи 1520 (1524) мм МПС России. Приказ МПС России № 2ЦЗ от 14.07.94

ГОСТ 12.0.004-79 ССБТ. Организация обучения работающих безопасности труда. Общие положения

ГОСТ 12.2.003-74 ССБТ. Оборудование производственное. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.3.003-86 ССБТ. Работы электросварочные. Требования безопасности.

3. ОБЪЕКТЫ ИСПЫТАНИЙ

Настоящая ТМ используется при испытаниях следующих видов продукции:

• электровозов;
• магистральных тепловозов;
• маневровых тепловозов;
• магистральных газотепловозов;
• маневровых газотепловозов.

4. ВИДЫ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ИСПЫТАНИЙ

Передача испытуемого образца на испытания в аккредитованный центр (лабораторию) производится в порядке, установленном ОСТ 32.53.

Динамико-прочностные испытания по своему составу являются комплексными и состоят из следующих видов испытаний:

4.1 Поколесное взвешивание локомотива с целью определения развески.

4.2. Контроль обеспечения страховки от падения деталей механической части экипажа на путь.

4.3. Идентификация испытуемого образца локомотива утвержденной на него конструкторской документации при его демонтаже и оборудовании экипажной части измерительными приборами, датчиками в объеме, определяемом рабочей программой испытаний.

4.4. Статические испытания несущих конструкций тележек и элементов тягового привода.

Статические испытания включают:

• нагружение тележек силами тяжести (весом) тяговых двигателей и кузова;
• нагружение тележек и элементов тягового привода крутящим моментом от тяговых электродвигателей.

4.5. Сброс локомотива с клиньев с целью определения собственных частот колебаний экипажа на рессорном подвешивании и эффективности их демпфирования.

4.6. Ходовые испытания с целью оценки динамических и прочностных качеств экипажной части.

4.7. Испытания на соударение для оценки напряженного состояния несущих конструкций экипажа при действии нормативных по значениям продольных сил.

5. ОПРЕДЕЛЯЕМЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

5.1 При поколесном взвешивании локомотива определяют следующие показатели:

5.1.1. Отклонение фактического значения массы локомотива от проектного.

5.1.2 Разность нагрузок по колесам колесной пары.

5.1.3 Разность нагрузок по осям в одной тележке.

5.1.4 Разность нагрузок по сторонам локомотива.

5.2. При контроле обеспечения страховки от падения деталей механической части экипажа на путь проверяют достаточность страховочных элементов и соответствие их прочности нормативным требованиям.

5.3 При статических испытаниях определяют:

5.3.1. Напряжения в рамах тележек и других несущих элементах конструкции от силы тяжести (веса) тяговых двигателей.

5.3.2. Напряжения в рамах тележек и других несущих элементах конструкции от силы тяжести (веса) кузова.

5.3.3. Напряжения в несущих элементах тележки и напряженно-деформированное состояние элементов тягового привода при действии крутящего момента от тягового двигателя, а также (при необходимости) жесткостные параметры упругих элементов тягового привода.

В отдельных случаях в зависимости от конструктивных особенностей локомотива определяют монтажные напряжения в несущих элементах тележки, в том числе в узлах тягового привода, возникающие при сборке локомотива.

5.4. При сбросе локомотива с клиньев определяют собственные частоты колебаний экипажа на рессорном подвешивании при имитации различных форм колебаний: подпрыгивания, галопирования и боковой качки и коэффициенты относительного демпфирования соответствующих форм колебаний.

5.5 При ходовых испытаниях оценивают динамические и прочностные качества локомотива по следующим показателям:

5.5.1 Динамические показатели:

5.5.1.1 По показателю плавности хода.

5.5.1.2. По коэффициенту запаса устойчивости против схода колеса с рельсов.

5.5.1.3. По величинам рамных сил на прямых, кривых участках пути и на стрелочных переводах.

5.5.1.4. По коэффициентам вертикальной динамики для 1-ой и 2-ой ступеней подвешивания.

5.5.1.5. По коэффициенту конструктивного запаса для 1-ой и 2-ой ступеней подвешивания.

5.5.1.6. По первой собственной частоте изгибных колебаний кузова в вертикальной плоскости.

5.5.1.7 По запасу на относительные перемещения элементов экипажа.

5.5.2. Прочностные качества локомотива оценивают по коэффициентам запаса сопротивления усталости в несущих конструкциях экипажа, в том числе элементах тягового привода.

5.6. При испытаниях на соударение определяют значения напряжений в несущих элементах конструкции экипажа.

6. МЕТОДЫ, УСЛОВИЯ ИСПЫТАНИЙ

6.1. В настоящем разделе стандарта изложены методы определения нормируемых показателей, по которым оценивают динамические и прочностные качества локомотивов.

6.2. Методы контроля ненормируемых показателей, которые могут быть дополнительно определены при динамико-прочностных испытаниях для получения более подробной информации, указывают в рабочих программах и методиках испытаний конкретных образцов локомотивов.

6.3. Методы (способы) определения нормируемых показателей приведены в таблице 6.1.

Примечание - Отмеченное * относится к пути с гравийным и песчаным балластом.

6.4 Методы, условия и порядок определения показателей развески локомотива

6.4.1. Поколесное взвешивание локомотива с целью определения показателей 5.1.1 - 5.1.4 настоящего стандарта производят на весовом агрегате при загруженности локомотива 2/3 частями топлива и песка.

6.4.2. Перед наездом взвешиваемого локомотива на весовой агрегат (весовые головки) он должен пройти участок железнодорожной колеи длиной не менее 30 м.

6.4.3. После установки локомотива на весовой канаве под реборды колес подводят грузоподъемные каретки и выполняют предварительное поджатие роликов к ребордам усилием 15 кН.

При этом необходимо контролировать правильное положение кареток весового агрегата, которое обеспечивается при горизонтальном положении кареток и вертикальном положении соединительных серег.

6.4.4. После вывешивания взвешиваемого локомотива на поднятых каретках производят снятие показаний с цифровых шкал.

При этом должен соблюдаться следующий порядок снятия показаний:

• снятие показаний начинают с левого колеса оси колесной пары, наиболее удаленной от ворот весового стенда;
• затем снимается показание под правым колесом той же колесной пары;
• в таком же порядке производятся снятие показаний под всеми колесами взвешиваемого локомотива;
• цикл взвешивания с регистрацией показаний повторяют три раза, после каждого взвешивания производят прокатку локомотива по тракционным путям, прилегающим к весовому стенду.

6.4.5. Взвешивание локомотивов, в конструкции которых имеются демпферы сухого трения, производят с отсоединенными демпферами.

6.4.6. Взвешивание производят при температуре окружающего воздуха на весовом стенде не ниже 15 °C.

6.4.7 Результаты измерений заносят в таблицу установленной формы.

6.5. Методы, условия и порядок контроля обеспечения страховки от падения деталей механической части экипажа на путь

6.5.1. Контроль обеспечения страховки от падения деталей механической части экипажа на путь, в том числе и страховочных элементов тормозного оборудования, осуществляют визуально.

6.5.2. При осмотре экипажной части локомотива проверяют достаточность и наличие страховочных устройств, соответствие мест их расположения указанным в проектной документации, а также соответствие прочности таких устройств нормативным требованиям.

Проверку соответствия прочностных характеристик страховочных устройств нормативным требованиям производят по расчетам, выполненным разработчиком.

6.6. При демонтаже экипажной части локомотива для ее оборудования измерительными приборами также проверяют наличие запаса на относительные перемещения в элементах экипажной части путем осмотра узлов соединений несущих деталей: узлов связи кузова с тележками, тележек с буксами и другим оборудованием, расположенным на кузове и тележках; элементов рессорного подвешивания.

Отсутствие запасов на относительные перемещения устанавливают по наличию следов касания в соединяемых узлах; в элементах рессорного подвешивания.

6.7 Методы, условия и порядок проведения статических испытаний:

6.7.1. Статические испытания включают в себя определение статических напряжений в несущих узлах и деталях тележек от силы тяжести (веса) тяговых двигателей и силы тяжести (веса) кузова, а также определение статических напряжений, усилий, моментов в вышеупомянутых узлах и в элементах тягового привода от действия крутящего момента от тягового электродвигателя.

6.7.2. В упругих элементах тягового привода измеряют линейные и угловые перемещения, возникающие при действии крутящего момента.

Необходимость выполнения измерений перемещений для каждой конкретной конструкции уточняют в рабочей программе испытаний.

6.7.3. Определение напряжений, моментов, усилий производят методом тензометрирования с использованием датчиков деформаций, а перемещений - с помощью датчиков перемещений.

6.7.4. Для оценки напряженно-деформированного состояния несущих конструкций экипажа по величинам номинальных напряжений используют одиночные датчики деформаций.

В местах с концентрацией напряжений, вызываемой геометрией сложного очертания узлов (сопряжениями, приваркой накладок, кронштейнов и т.п.), или в местах, где могут возникать местные деформации, кроме одиночных датчиков, наклеивают "цепочки датчиков", либо группы из двух-трех малобазных датчиков.

6.7.5. Для выделения конкретных видов деформаций: растяжения-сжатия, изгиба или кручения при определении действующих на несущие элементы конструкции экипажа нагрузок, моментов используют датчики деформаций, собранные в соответствующие виду деформации схемы.

6.7.6. Для определения статических напряжений от силы тяжести (веса) тяговых двигателей производят подъемку и опускание тяговых двигателей путем их поддомкрачивания.

6.7.7. Процедуру определения статических напряжений от силы тяжести (веса) кузова производят аналогичным способом путем поднятия и опускания кузова с помощью домкратов.

6.7.8. Регистрацию измеряемых процессов производят при нагружениях и при разгрузке.

Циклы нагружения и разгружения повторяют не менее трех раз.

6.7.9. Определение статических напряжений в несущих узлах и деталях тележек и в элементах тягового привода при действии крутящего момента, а также перемещений в упругих элементах тягового привода производят на заторможенном локомотиве при условии отсутствия проворота колес.

6.7.10. Величина крутящего момента задается набором позиций контроллера в диапазоне от 0 до 0,5 - 0,8 от максимального значения тока якоря для трех-четырех позиций.

6.7.11. Величину момента при регистрации измеряемых процессов контролируют по штатному амперметру в кабине машиниста, а затем уточняют.

Для этого используют расчетные данные либо предварительно полученные зависимости между напряжениями в деталях тягового привода, оборудованных датчиками, измерительными схемами и соответствующими нагрузками, действующими на эти детали.

6.7.12. Регистрацию всех показателей производят не менее двух-трех раз для каждой ступени нагружения моментом в соответствии с указанным в п. 6.7.10 настоящего стандарта диапазоном.

6.7.13. Схему расстановки приборов указывают в рабочей программе испытаний для конкретного образца и определяют в зависимости от конструктивных особенностей экипажа.

6.7.14. Статические испытания при нагружении силами тяжести (весом) тяговых двигателей и кузова проводят в закрытом специализированном помещении при температуре окружающего воздуха не ниже 18 - 20 °C.

6.7.15. Статические испытания при нагружении крутящим моментом от тяговых электродвигателей проводят на открытом воздухе при любой температуре окружающего воздуха.

6.7.16 Регистрируемые данные заносят в журнал установленной формы.

6.7.17. Напряжения, полученные при статических испытаниях, после обработки используют как значения средних напряжений цикла при подсчете коэффициентов запаса сопротивления усталости несущих узлов и деталей тележек и элементов тягового привода.

6.8 Метод, условия и порядок проведения испытаний по "сбросу с клиньев"

6.8.1. При проведении испытаний по "сбросу с клиньев" имитируют колебания подпрыгивания, галопирования, боковой качки и определяют собственные частоты колебаний экипажа на рессорном подвешивании и коэффициенты относительного демпфирования этих форм колебаний.

Для имитации колебаний подпрыгивания под все колеса локомотива подкладывают специальные клинья; для имитации колебаний галопирования кузова и подпрыгивания тележек клинья подкладывают сначала под все колеса первой по ходу тележки локомотива, а затем - под все колеса последней по ходу тележки.

Для имитации колебаний боковой качки кузова и тележки клинья подкладывают сначала под все колеса левой (или правой) стороны локомотива, а затем под все колеса правой (или левой) стороны.

6.8.2. Накатывание локомотива на клинья выполняют на малой скорости (не более 3 км/ч).

6.8.3. Для определения собственных частот форм колебаний локомотива на рессорном подвешивании используют датчики перемещений, которые устанавливают по концам кузова и тележек локомотива.

Выделение форм колебаний осуществляют при обработке результатов испытаний на ЭВМ.

Частоты соответствующих форм колебаний определяют по количеству амплитуд колебаний, зарегистрированных датчиками перемещений, в единицу времени.

При сбросе с клиньев также определяют первую собственную частоту изгибных колебаний кузова.

6.8.4. Регистрацию измерительных процессов начинают до начала движения и заканчивают после остановки локомотива.

6.8.5. Испытания проводят на открытом свободном участке пути практически при любых климатических условиях.

6.8.6. Испытания при имитации каждой формы колебаний повторяют не менее трех раз.

6.8.7 Порядок их проведения фиксируют в журнале установленной формы.

6.8.8. Частоты собственных колебаний экипажа определяют также при динамических расчетах, расчетный метод определения предпочтительнее.

6.9 Методы, условия и порядок проведения ходовых динамико-прочностных испытаний экипажной части

6.9.1. При ходовых испытаниях в обязательном порядке измеряют процессы, по которым оценивают следующие нормируемые показатели динамических качеств локомотива:

6.9.1.1 Показатель плавности хода.

6.9.1.2. Коэффициент запаса устойчивости против схода колеса с рельсов.

6.9.1.3 Рамные силы.

6.9.1.4. Коэффициенты вертикальной динамики для 1-ой и 2-ой ступеней подвешивания.

6.9.2. Измерения производят на прямых и кривых участках пути, а также на стрелочных переводах.

6.9.3. Измерения показателей, по которым оценивают прочностные свойства несущих конструкций экипажа и элементов тягового привода, также проводят на прямых и кривых участках пути, на стрелочных переводах в режимах тяги, выбега и торможения.

6.9.4. Испытания проводят при движении локомотива прямым и обратным ходом (методом челнока), как правило, в летний период времени и только в светлое время суток.

6.9.5 Регистрацию динамических и прочностных процессов при ходовых

испытаниях производят: - для локомотивов с конструкционной скоростью V , равной к 100 - 120 км/ч, со скорости от 50 км/ч до скорости не более 1,15 V ; к - для локомотивов с конструкционной скоростью V = 160 - 200 км/ч со к скорости от 80 км/ч до скорости не более 1,1 V . к

6.9.6. Регистрацию показателей, определяющих динамические и прочностные качества локомотива, производят в интервалах скоростей движения, равных 10 - 15 км/ч, в зависимости от конструкционной скорости движения локомотива.

В каждом интервале скоростей движения продолжительность реализаций динамических и прочностных процессов, используемых для оценки экипажной части по нормативным показателям, должна быть не менее 3 мин. отдельно для прямых и кривых участков пути.

На стрелочных переводах в каждом интервале скоростей движения должно быть не менее десяти замеров.

6.9.7 Для деталей тягового привода, непосредственно связанных с

зубчатой  передачей (валов шестерен, корпусов редуктора и др.), регистрация
процессов,  по  которым  оценивают  их  напряженное  состояние,  производят
непрерывно в диапазоне скоростей от 0 до V  в режимах тяги и торможения.

                                      к

6.9.8. Для определения соответствия динамических показателей испытуемого локомотива требованиям Норм при ходовых испытаниях обязательно регистрируют следующие процессы:

6.9.8.1. Рамные силы. Рамные силы определяют с помощью датчиков перемещений, фиксирующих поперечные перемещения рамы тележки относительно колесной пары, или с помощью датчиков деформаций, наклеиваемых на элементы тележки, нагружаемые только рамными силами.

Предварительно определяют зависимость между усилиями, прикладываемыми к раме тележки в поперечном направлении, и перемещениями или напряжениями в элементах тележки.

Для определения таких зависимостей используют специальные приспособления, позволяющие выполнять нагружение узлов тележки силами, достаточно полно отражающими условия передачи горизонтальных поперечных сил между рамой тележки и колесной парой.

Для конструкций локомотивов, имеющих демпферы сухого трения, определение вышеуказанных зависимостей выполняют с отсоединенными демпферами, а при подсчете величин рамных сил учитывают постоянную составляющую, определяемую углом наклона установки демпфера.

6.9.8.2. Вертикальные перемещения в 1-ой и 2-ой ступенях рессорного подвешивания — соответственно перемещения рамы тележки относительно буксы и кузова относительно рамы тележки.

Вертикальные перемещения определяют посредством датчиков перемещений, которые устанавливают в зонах расположения рессорных комплектов.

Жесткости элементов рессорного подвешивания, используемые для определения динамических нагрузок, могут быть приняты из расчетов, выполненных разработчиком.

Для проверки и подтверждения расчетных значений жесткости рессорного подвешивания и их элементов предварительно определяют зависимости между величинами нагрузок и перемещениями, возникающими в элементах рессорного подвешивания при действии этих нагрузок.

При этом одновременно уточняют фактические значения коэффициентов конструктивного запаса путем фиксации величины нагрузки и начала соприкосновения витков пружин.

6.9.8.3. Вертикальные и горизонтальные (поперечные) ускорения кузова. Для их определения используют датчики ускорений, которые устанавливаются непосредственно на полу в кабине машиниста.

6.9.9. Перечисленные в п. п. 6.9.8.1 - 6.9.8.3 настоящего стандарта измеряемые процессы используют при определении следующих нормируемых показателей испытуемого локомотива:

6.9.9.1. Вертикальные и горизонтальные ускорения кузова — для определения показателей плавности хода в кабине машиниста (далее — ППХ).

При подсчете ППХ по измеренным ускорениям используют расчетные формулы, приведенные в ОСТ 24.050.16.

6.9.9.2. Относительные вертикальные перемещения в первой и второй ступенях подвешивания — для определения коэффициентов вертикальной динамики соответствующих ступеней подвешивания.

При этом статические прогибы рессорного подвешивания для соответствующих ступеней подвешивания могут быть взяты из расчетов, выполненных разработчиком, либо по данным, полученным способом, указанным в п. 6.9.8.2 настоящего стандарта.

Для подсчета коэффициентов вертикальной динамики по измеренным прогибам рессорного подвешивания используют расчетные формулы из раздела 3.5.3 Норм.

6.9.9.3. Рамные силы и относительные вертикальные перемещения в первой ступени — для определения коэффициентов запаса устойчивости против схода колеса с рельсов по записям процессов на первой и последней осях колесных пар.

Для подсчета коэффициента запаса устойчивости против схода колеса с рельсов используют расчетную формулу из раздела 3.5.3 Норм.

6.9.10. При необходимости дополнительно регистрируют процессы, позволяющие оценить нагруженность различных узлов экипажа, а также получить более подробную информацию о динамических качествах экипажа и соответствии его узлов технической документации.

К таким относят следующие динамические характеристики:

6.9.10.1 Усилия в демпферах и подвесках редуктора.

6.9.10.2 Усилия в продольных тягах.

6.9.10.3 Относ и виляние тележек относительно кузова.

6.9.10.4 Изгибающий момент в шкворневых соединениях.

6.9.10.5 Крутящий момент на валу тягового двигателя и редуктора.

6.9.10.6. Деформации сайлентблоков и относительные перемещения резиновых (резино-металлических) элементов тягового привода и ряд других характеристик, обусловленных особенностями конструкции экипажа.

Регистрацию вышеперечисленных процессов осуществляют посредством датчиков угловых и линейных перемещений, датчиков ускорений, датчиков деформаций, собранных в схемы для измерения соответствующих видов деформаций и т.д.

Объем оборудования и места установки измерительных схем представляют в рабочей программе динамико-прочностных испытаний конкретного локомотива.

6.9.11. Для оценки соответствия сопротивления усталости несущих конструкций экипажа, в том числе деталей тягового привода, требованиям Норм при ходовых испытаниях определяют напряженно-деформированное состояние испытуемой конструкции в целом, а также отдельных ее элементов.

Определение деформированного состояния несущих конструкций экипажа, в том числе деталей тягового привода, осуществляется методом тензометрирования.

6.9.12. Регистрацию динамических напряжений в несущих элементах конструкции экипажа и тягового привода осуществляют одновременно с процессами, регистрирующими нагруженность конструкции и динамические показатели локомотива.

6.9.13 Рекомендуется испытания проводить в два этапа:

6.9.13.1. Первый этап испытаний проводят на эксплуатационном участке протяженностью 60 — 80 км.

При этом производят измерения всех процессов, предусмотренных программой испытаний.

По результатам экспресс-обработки всего измеренного массива данных формируют основную группу динамических и прочностных процессов.

В основную группу включают процессы, перечисленные в п. 6.9.8 настоящего стандарта, динамические процессы, определяющие напряженное состояние наиболее нагруженных узлов и элементов конструкции экипажа, а также прочностные процессы, характеризующие это состояние.

6.9.13.2. Второй этап испытаний проводят на эксплуатационном участке протяженностью не менее 200 км различного технического состояния (на пути удовлетворительного, хорошего и отличного содержания).

6.9.13.3 Эксплуатационный участок пути должен соответствовать требованиям нормативных документов МПС России:

• Инструкции по техническому содержанию железнодорожного пути ЦП 2913 и техническим указаниям ТУ;
• Нормам допускаемых скоростей движения локомотивов и вагонов по железнодорожным путям колеи 1520 (1524) мм МПС России.

6.9.13.4. До начала проведения ходовых испытаний соответствие эксплуатационного участка пути требованиям нормативных документов МПС России проверяется по расшифровке записей путеизмерительного вагона.

6.9.13.5. На втором этапе испытаний измерения выполняют в объеме, установленном в п. 6.9.6 настоящего стандарта.

6.9.13.6. Последовательность измерений и их содержание фиксируют в журналах установленной формы.

6.10 Метод, условия и порядок проведения испытаний на соударение:

6.10.1. Испытания на соударение проводят на прямом участке пути или специальных механизированных стендах-горках.

6.10.2. Испытуемый локомотив накатывают на заторможенный состав или на вагон-подпор стенда-горки.

Возможно накатывание вагона-бойка на испытуемый локомотив, стоящий в голове заторможенного состава или сцепленный с вагоном-подпором стенда-горки.

6.10.3. Испытания начинают с соударений на малых скоростях движения V = 2 — 3 км/ч, которые постепенно увеличивают до величины, соответствующей нормативной силе удара в автосцепку.

6.10.4. По специальному заданию заказчика производят испытания, при которых сила удара превышает нормативную величину.

6.10.5 В процессе испытаний непосредственно измеряют:

• силу удара в автосцепку;
• скорость соударения;
• динамические напряжения в несущих элементах экипажа;
• при необходимости ускорения в несущих элементах экипажа.

6.10.6. Регистрацию процессов, указанных в п. 6.10.5 настоящего стандарта, осуществляют аппаратурой, установленной в вагоне-лаборатории, стоящем на параллельном пути.

6.10.7. Для измерений сил удара в автосцепку используют автосцепку-динамометр, оборудованную датчиками деформаций.

Предварительно для автосцепки-динамометра производят определение зависимости напряжений от действующей на нее продольной силы.

6.10.8. По результатам испытаний оценивают прочностные характеристики конструкции экипажной части локомотива по допускаемым напряжениям.

6.10.9. Последовательность работ и их содержание фиксируют в журнале установленной формы.

7. СРЕДСТВА ИСПЫТАНИЙ

7.1. При поколесном взвешивании используют весовой агрегат марки 74А-320 (И111.00.00 ТО) или другой марки, который по своим техническим и метрологическим характеристикам не уступает весовому агрегату марки 74А-320.

Снятие показаний нагрузок от колес взвешиваемого локомотива производят по цифровым шкалам приборов, встроенным в весовые головки.

Цена деления приборов — 500 Н.

7.2. В качестве первичных преобразователей при проведении испытаний по п. п. 5.3 - 5.6 настоящего стандарта используют:

• датчики деформаций;
• датчики перемещений;
• датчики ускорений.

7.3. Для измерения напряжений при статическом нагружении используют тензометрическую измерительную систему типа СИИТ-3 (ТУ 25-06.2087-83) с ценой деления — 0,35 МПа или другого типа измерительную аппаратуру, которая по своим техническим и метрологическим характеристикам не уступает СИИТ-3.

7.4. При статическом нагружении крутящим моментом при ходовых динамико-прочностных и ударных испытаниях используют измерительно-вычислительные комплексы, устанавливаемые, как правило, в передвижных вагонах-лабораториях и обеспечивающие погрешность измерений не более 10%.

7.5. Все средства испытаний подлежат периодической поверке метрологической службой организации, которой они принадлежат.

7.6. Допускается использовать другие средства испытаний, обеспечивающие погрешность измерений не ниже, указанной в данном разделе и разделе 8 настоящего стандарта.

8. ОБРАБОТКА ДАННЫХ И ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ

8.1 Обработка данных и оформление результатов поколесного взвешивания

8.1.1. Фактические значения нагрузок на каждом колесе колесных пар, осях тележек и по сторонам взвешиваемого локомотива и общую силу тяжести (массу локомотива) определяют как среднее арифметическое трех результатов взвешивания.

8.1.2. Отклонение фактического значения силы тяжести (массы локомотива) от значения, указанного в Техническом задании на локомотив, определяют по формуле, приведенной в п. 3.5.7 Норм.

Разности нагрузок по колесам колесных пар, по осям в одной тележке и по сторонам локомотива определяют по формуле, приведенной в п. 3.5.7 Норм.

8.1.4 Погрешность измерений не должна превышать +/- 500 Н.

8.2 Обработка данных и оформление результатов статических испытаний

8.2.1. Фактические значения напряжений при статических испытаниях от силы тяжести (веса) тяговых двигателей и силы тяжести (веса) кузова измеряют в условных единицах и с помощью цифропечатающего устройства распечатывают на бумажной ленте.

8.2.2. Для каждого вида статического нагружения величины статических напряжений подсчитывают как произведение средних арифметических значений разностей из трех измерений, полученных при нагружении и при снятии нагрузок, умноженных на цену деления прибора.

8.2.3 Погрешность измерений не должна превышать 5%.

8.2.4. Статические напряжения в несущих конструкциях экипажа и в элементах тягового привода при нагружении на каждой позиции контроллера крутящим моментом определяют аналогично указанному в п. 8.2.2 настоящего стандарта нагружения.

8.2.5 Погрешность измерений не должна превышать 10%.

8.2.6. Полученные результаты оформляют в виде таблицы и используют в дальнейшем для определения средних напряжений цикла при подсчете коэффициента запаса сопротивления усталости.

8.3 Обработка данных и оформление результатов ходовых испытаний

8.3.1. Обработка процессов, характеризующих динамические и прочностные качества экипажа испытуемого локомотива, включает следующие этапы:

• полученные материалы разбивают и группируют по участкам пути (прямые, кривые, стрелочные переводы), по режимам работы (тяга, выбег, торможение, боксование) и по интервалам скоростей движения;
• выполняют обработку процессов на ЭВМ;
• представляют результаты в виде графиков, таблиц.

8.3.2. Динамические процессы, перечисленные в п. п. 6.9.8.1 - 6.9.8.3 настоящего стандарта обрабатывают в диапазоне частот от 0 до 20 Гц.

Процессы, характеризующие прочностные качества обрессоренных частей конструкции, обрабатывают в диапазоне частот от 0 до 50 Гц, необрессоренных частей конструкции — от 0 до 100 Гц.

Обработку процессов, характеризующих динамические и прочностные качества элементов тягового привода, непосредственно связанных с зубчатой передачей, производят в диапазоне частот от 0 до 1000 Гц.

8.3.3. Определение показателя плавности хода (ППХ) в каждом интервале скоростей движения осуществляют по алгоритму, приведенному в ОСТ 24.050.16.

При обработке горизонтальных и вертикальных ускорений используют статистические методы.

Обработку процессов осуществляют по мгновенным значениям.

По результатам обработки массива данных определяют значение ППХ для каждого интервала скоростей движения.

8.3.4 Определение коэффициента запаса устойчивости против схода колеса с рельсов осуществляют по следующему алгоритму:

• составляют массивы данных для первой и последней по ходу колесных пар, состоящие из мгновенных значений рамных сил и вертикальных прогибов в первой ступени подвешивания, полученных в один момент времени;
• эти массивы группируют по интервалам скоростей;
• по формуле 3.2.8 Норм вычисляют значения коэффициентов запаса устойчивости против схода колеса с рельсов (лямбда).

Из полученных в каждом интервале скоростей значений коэффициентов запаса устойчивости против схода колеса с рельсов (лямбда) берется наименьшее из выборки.

Окончательные результаты представляют в виде зависимости лямбда от скорости движения.

8.3.5. Определение коэффициентов вертикальной динамики в первой и второй ступенях подвешивания осуществляют в следующей последовательности.

Вертикальные относительные перемещения в обеих ступенях подвешивания обрабатывают с использованием статистических методов.

Обработку осуществляют по амплитудным значениям без учета знака.

По результатам обработки строят гистограммы или интегральные распределения процессов, определяют средние арифметические значения и средние квадратические отклонения, а также максимальные значения относительных перемещений на каждой реализации продолжительностью 10 — 15 с.

На заключительной стадии обработки осуществляют расчет коэффициентов вертикальной динамики.

Для определения коэффициентов вертикальной динамики используют поле максимальных значений, полученное в каждом интервале скоростей движения. Для каждого поля точек находят среднее значение (К ) и среднее д ср квадратическое отклонение (сигма).

Наибольшее значение определяют из выражения:

                         К      = К     + 2 сигма.
                          д max    д ср

Для полученных наибольших значений строят зависимости коэффициентов вертикальной динамики от скорости.

8.3.6. Обработку рамных сил, а также динамических процессов, перечисленных в п. п. 6.9.8.2 и 6.9.8.3 настоящего стандарта, выполняют по амплитудным значениям без учета знака.

При определении рамных сил для конструкций локомотивов, оборудованных демпферами сухого трения, также учитывают постоянную составляющую, зависящую от угла наклона установки демпфера.

8.3.7. Определение коэффициентов сопротивления усталости для основной группы точек осуществляют по алгоритму, приведенному в разделе 3.6 Норм.

В качестве исходных данных при определении коэффициентов сопротивления усталости используют статические напряжения, определяемые методами, изложенными в разделе 6.7 настоящего стандарта, и динамические напряжения, измеренные при ходовых испытаниях.

Обработку динамических напряжений выполняют с использованием статистических методов.

Обработку ведут по методу полуразмахов для прямых и кривых участков пути.

Для этого используют реализации продолжительностью 10 — 15 с в каждом интервале скоростей движения.

Количество реализаций для каждого интервала скорости движения должно быть не менее 15 — 20, полученных на пути протяженностью примерно 100 км.

Для каждой реализации фиксируют максимальное значение амплитуды напряжений.

По этим данным строят зависимости максимальных амплитуд напряжений от скорости движения.

Из массива максимальных значений амплитуд напряжений находят наибольшее значение (сигма ) по формуле: v __

                           сигма  = сигма  + 2S,
                                v        v

где: __ сигма — средняя величина амплитуды из выборки максимальных значений v для данной градации скорости; S — среднее квадратическое отклонение максимальных амплитуд.

Полученное значение (сигма ) используют для подсчета по формуле 3.2.9 v Норм коэффициента запаса сопротивления усталости.

Погрешность измерений динамических и прочностных процессов при ходовых испытаниях не должна превышать 10%.

8.4 Обработка данных и оформление результатов испытаний на соударение

Обработку данных испытаний выполняют для непосредственно измеряемых показателей, указанных в п. 6.9.4 настоящего стандарта.

Скорость соударения измеряется с помощью педального отметчика и определяется по формуле:

                                l

V = 3,6 — (км/ч), t

где: l — расстояние между колесами тележки, м; t — время, за которое испытуемый локомотив проходит перед ударом расстояние l, с.

Силу удара в автосцепку определяют по автосцепке-динамометру.

По результатам измеренных величин: скорости соударения (V) и силе удара (P) строят точечную зависимость P = f(V), по которой определяют значение скорости, соответствующее нормативной величине силы удара.

Напряжения, возникающие при ударе в несущих элементах экипажа, определяют по амплитудам как произведение амплитуды и масштаба.

Масштабы определяют при калибровке измерительного тракта электрическим шунтом.

По результатам измеренных величин силы удара и напряжениям строят точечные зависимости, по которым определяют значение напряжений, соответствующее нормативной силе удара.

Погрешность измеряемых процессов не должна превышать 10%.

8.5 По результатам динамико-прочностных испытаний составляют предварительное заключение.

Итоговым документом является Протокол испытаний, оформленный по установленной в ИЦ форме, содержащий полученные по каждому показателю результаты и заключение о соответствии этих показателей нормативным требованиям.

9. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ И ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

9.1. Все работы по подготовке и проведению испытаний проводят под непосредственным руководством и контролем руководителя испытаний с соблюдением требований производственной санитарии, правил и инструкций по охране труда и технике безопасности в промышленности и на железнодорожном транспорте.

9.2. Все участники испытаний перед началом испытаний проходят инструктаж по технике безопасности. Порядок и виды обучения, а также организация инструктажа участвующих в работах по подготовке и проведению испытаний осуществляют в соответствии с ГОСТ 12.0.004.

9.3. Применяемые во время подготовки и проведения испытаний оборудование, вспомогательные средства и инструмент должны обеспечивать безопасность обслуживания и использования, иметь соответствующие свидетельства о поверках, удовлетворять требованиям ГОСТ 12.2.003 и ГОСТ 12.2.027.

9.4. Электросварочные работы на испытуемом объекте следует проводить согласно требованиям ГОСТ 12.3.003 с обеспечением надежного заземления узлов, на которых производится сварка.