Вы можете открыть актуальную версию документа прямо сейчас.
Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.
Вход
- Главная
- Межгосударственный стандарт ГОСТ 33787-2019 (IEC 61373:2010) "Оборудование железнодорожного подвижного состава. Испытания на удар и вибрацию" (введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 25 декабря 2019 г. N 1467-ст)
- Приложение А (справочное). Дополнительные сведения по измерениям в эксплуатации, точкам измерения, методам регистрации эксплуатационных данных и методу получения испытательных уровней вибрации при испытаниях на воздействие случайной вибрации на основании результатов измерений в эксплуатации
Приложение А (справочное). Дополнительные сведения по измерениям в эксплуатации, точкам измерения, методам регистрации эксплуатационных данных и методу получения испытательных уровней вибрации при испытаниях на воздействие случайной вибрации на основании результатов измерений в эксплуатации
Приложение А
(справочное)
Дополнительные сведения
по измерениям в эксплуатации, точкам измерения, методам регистрации эксплуатационных данных и методу получения испытательных уровней вибрации при испытаниях на воздействие случайной вибрации на основании результатов измерений в эксплуатации
А.1 Общие положения
Условия стендовых испытаний оборудования, применяемого на подвижном составе, устанавливают на основе данных эксплуатационных измерений и полученных на их основе испытательных уровней вибрации.
Для установления условий испытаний, соответствующих эксплуатационным, используют:
- измерения в стандартных измерительных точках на оси колесной пары (на тележке для неподрессоренного оборудования), тележке (для подрессоренного оборудования) и в кузове (А.2);
- эксплуатационные данные, полученные от железных дорог и изготовителей оборудования по форме двухстраничной анкеты (А.3);
- обобщенные эксплуатационные данные (А.4);
- метод получения испытательных уровней вибрации при испытаниях на воздействие случайной вибрации на основании результатов эксплуатационных измерений (А.5);
- испытательные уровни вибрации, полученные по эксплуатационным данным методом по А.5 (А.6).
Примечание - При наличии эксплуатационных данных по конкретному подвижному составу или железной дороге испытательные уровни вибрации могут быть получены методом по А.5.
А.2 Стандартные измерительные точки
Стандартные измерительные точки на оси колесной пары (на тележке для неподрессоренного оборудования), тележке (для подрессоренного оборудования) и в кузове приведены на рисунке А.1.
А - измерительные точки на оси колесной пары (на тележке для неподрессоренного оборудования) в вертикальном, поперечном и продольном направлениях; F - измерительные точки на раме (тележке для подрессоренного оборудования) в вертикальном, поперечном и продольном направлениях; В - измерительные точки в кузове в вертикальном, поперечном и продольном направлениях
Рисунок А.1 - Стандартные измерительные точки на оси колесной пары, тележке (раме) и в кузове
А.3 Эксплуатационные данные, получаемые от железных дорог и изготовителей оборудования
Для каждой измерительной точки заполняют таблицу по форме таблицы А.1.
Таблица А.1 - Сведения по условиям и результатам испытаний в эксплуатации
|
Точка измерения ... | |
|
Направление измерения ... | |
|
Показатель измерения/условия испытаний |
Значение |
|
Общие вопросы |
|
|
1 Основания для измерения вибрации |
... |
|
2 Железнодорожная сеть |
... |
|
3 Тип подвижного состава |
... |
|
4 Специальные испытания или испытания в штатных условиях эксплуатации |
... |
|
5 Скорость движения подвижного состава |
... |
|
Основные условия испытаний |
|
|
6 Метеорологические условия (температура, °С, относительная влажность, %, дождь, снег) |
... |
|
7 Нагрузка на ось подвижного состава |
... |
|
8 Тип рельсов (по классификации МСЖД или по национальной классификации) |
... |
|
9 Основание для рельса (шпалы, балласт) |
... |
|
10 Тип рельсового соединения (сварное, стыковое) |
... |
|
Дополнительные условия испытаний |
|
|
11 Состояние колеса, профиль, конусность |
... |
|
12 Состояние рельсов (СКЗ неровностей в вертикальном направлении) |
... |
|
13 Длина измерительного участка пути |
... |
|
14 Количество и радиус кривых |
... |
|
15 Количество стрелочных переводов по основному пути и на боковой путь |
... |
|
16 Прочие особенности (мосты, туннели) |
... |
|
17 Описание состава и общая масса |
... |
|
18 Тяговое усилие (только для тяговых единиц) |
... |
|
Регистрация данных |
|
|
19 Способ регистрации данных (частотная модуляция, динамический диапазон, импульсно-кодовая модуляция, динамический перевод адресов) |
... |
|
20 Диапазон частот (нижнее и верхнее значения) |
... |
|
21 Диапазон виброускорений (максимальное и минимальное значения) |
... |
|
Анализ временной области |
|
|
22 Диапазон рабочих частот для анализа временной области |
... |
|
23 Частота выборки |
... |
|
24 Общее количество выборок или общее время всех Регистраций |
... |
|
25 Максимальное виброускорение (отрицательное), м/с2 |
... |
|
26 Минимальное виброускорение (отрицательное), м/с2 |
... |
|
27 СКЗ виброускорений |
... |
|
28 Разрешение по уровню |
... |
|
29 СКЗ виброускорений (м/с2) с учетом распределения вероятности |
... |
|
Частотный анализ (рекомендуемая полоса частот: 150 Гц для кузова; 250 Гц - для тележки и 500 Гц - для оси колесной пары) |
|
|
30 Диапазон анализа частот/частота среза сглаживающего фильтра |
... |
|
31 Частота выборки соответствующей временной регистрации |
... |
|
32 Разрешение по частоте |
... |
|
33 Количество выборок при сборе данных (размер блока) |
... |
|
34 Предельное значение нижней частоты |
... |
|
35 Тип временного окна и длина реализации при сборе/анализе данных |
... |
|
36 Количество средних значений (временные регистрации) |
... |
|
37 Перекрытие (0 |
... |
|
38 Разрешение аналого-цифрового преобразователя (динамический диапазон) |
... |
|
39 Уровень собственных шумов средств измерений |
... |
|
40 Общее СКЗ, м/с2, на основании СПМ ускорений |
... |
|
Графические данные |
|
|
41 СПМ виброускорений для анализа временной области |
... |
|
42 Распределение плотности вероятности для анализа временной области |
... |
А.4 Обобщенные эксплуатационные данные
Обобщенные данные, полученные из эксплуатации, приведены в таблице А.2.
Таблица А.2 - Обобщенные данные СКЗ виброускорений, полученных в эксплуатационных условиях
|
Категория, направление вибрации |
Максимальные СКЗ виброускорений, м/с2 |
Усредненные СКЗ виброускорений, м/с2 |
Стандартное отклонение |
Количество значений |
|
1 В кузове: |
|
|
|
|
|
- вертикальное |
1,24 |
0,49 |
0,26 |
19 |
|
- поперечное |
0,43 |
0,29 |
0,08 |
15 |
|
- продольное |
0,82 |
0,30 |
0,20 |
8 |
|
2 На тележке (для подрессоренного оборудования): |
|
|
|
|
|
- вертикальное |
7,0 |
3,1 |
2,3 |
14 |
|
- поперечное |
7,0 |
3,0 |
1,7 |
10 |
|
- продольное |
4,1 |
1,2 |
1,3 |
9 |
|
3 На оси колесной пары (на тележке для неподрессоренного оборудования): |
|
|
|
|
|
- вертикальное |
43 |
24 |
14 |
19 |
|
- поперечное |
39 |
20 |
14 |
17 |
|
- продольное |
20 |
11 |
6 |
9 |
|
Примечание - Для получения испытательных уровней по А.6 используют метод по А.5. | ||||
А.5 Метод определения испытательных уровней вибрации при испытаниях на воздействие случайной вибрации по полученным эксплуатационным данным
Для сокращения времени испытаний в настоящем стандарте принят метод усиления. Для испытаний на вибропрочность при воздействии случайной вибрации принимают следующие допущения:
a) пропорциональная зависимость между данным виброускорением и создаваемым механическим напряжением (, где
- механическое напряжение, М - масса,
- виброускорение и S - площадь поперечного сечения);
b) накопленные повреждения пропорциональны количеству циклов, умноженному на уровень напряжений в степени.
Из допущения а) зависимость между накопленным повреждением и уровнем напряжения применяют для получения испытательных уровней испытания на вибропрочность, то есть коэффициента ускорения испытания на вибропрочность относительно испытания на виброустойчивость. Из допущения b) следует выражение:
,
где Nf - количество циклов;
- уровень механических напряжений;
m - степень (как правило, 3-9);
- постоянная (коэффициент).
Это соотношение получено из формул сопротивления усталости:
при N log(N) = log(а) -
,
при N
log(N) = log(b) -
,
где m2 = m1 + 2.
Формулы сопротивления усталости могут быть записаны следующим образом:
при N ,
при N
при N ,
при N
.
При напряжениях ниже предела выносливости при
циклах (рисунок А.2) соответствующее количество циклов становится бесконечным. При напряжениях ниже предела выносливости повреждений не происходит.
Рисунок А.2 - Типовая кривая усталости
Для получений такой же степени повреждения при испытаниях продолжительностью 5 ч испытательные значения СПМ виброускорений должны быть увеличены.
Принимают срок службы транспортного средства 25 лет по 300 дней в году, по 10 ч в день. Это соответствует часам или
с. Поскольку минимальная частота, установленная для испытательных кривых СПМ виброускорений, составляет 2 Гц (категории 1 и 2) или 10 Гц (категория 3), минимальное количество циклов Ns, соответствующее сроку службы (
циклов для категорий 1 и 2;
циклов для категории 3), получается выше предела выносливости
циклов. Уровень напряжений для расчета срока службы
равно
и количество циклов для расчета срока службы Ns составит
циклов.
Продолжительность испытаний составляет 5 ч = 18000 с. Минимальная частота, установленная для испытательных кривых СПМ, составляет 2 Гц (категории 1 и 2) или 10 Гц (категория 3). Минимальное количество циклов Nt, соответствующее продолжительности испытания, составляет циклов (категории 1 и 2) или
циклов (категория 3). Уровень напряжений для испытаний
находится на первом участке кривой усталости.
Коэффициент ускорения, который применяют к значению СПМ виброускорений для испытаний на виброустойчивость, определен для значения СПМ виброускорений при испытаниях на вибропрочность, полученного из выражения:
.
Приравнивая пределы выносливости при одинаковом уровне механических напряжений при
циклах, получают коэффициенты
и
из выражений:
,
,
.
При значении коэффициента m1 = 4 (типичное значение для металлов) значение коэффициента ускорения составляет:
- для категорий 1 и 2 - 5,66;
- для категории 3 - 3,78.
Обобщенные эксплуатационные данные приведены в таблице А.2 в виде СКЗ виброускорений со стандартными отклонениями:
- СКЗ виброускорений при испытаниях на виброустойчивость оборудования, установленного в кузове, класса Б категории 1 равны средним эксплуатационным уровням плюс два стандартных отклонения;
- СКЗ виброускорений прочих категорий оборудования при испытаниях на виброустойчивость равны средним эксплуатационным уровням плюс одно стандартное отклонение;
- СКЗ виброускорений при испытаниях на вибропрочность при воздействии случайной вибрации равны СКЗ виброускорений при испытаниях на виброустойчивость, умноженным на коэффициент ускорения испытаний (таблица А.3 для расчетных испытательных уровней ускорений).
А.6 Испытательные уровни виброускорений, полученные по эксплуатационным данным методом А.5.
Испытательные уровни виброускорений, полученные по эксплуатационным данным методом А.5, приведены в таблице А.3.
Таблица А.3 - Испытательные уровни виброускорений, полученные по эксплуатационным методам А.5
|
Категория, направление вибрации |
СКЗ виброускорений, м/с2 |
|||
|
Испытание на виброустойчивость при воздействии случайной вибрации |
Испытание на вибропрочность при воздействии случайной вибрации |
|||
|
Класс А |
Класс Б |
Класс А |
Класс Б |
|
|
1 - в кузове: |
|
|
|
|
|
Вертикальное |
0,750 |
1,01 |
4,25 |
5,72 |
|
Поперечное |
0,370 |
0,450 |
2,09 |
2,55 |
|
Продольное |
0,500 |
0,700 |
2,83 |
3,96 |
|
2 - на тележке (для подрессоренного оборудования): |
|
|
|
|
|
вертикальное |
5,40 |
- |
30,6 |
- |
|
поперечное |
4,70 |
- |
26,6 |
- |
|
продольное |
2,50 |
- |
14,2 |
- |
|
3 - на оси колесной пары (на тележке, для неподрессоренного оборудования) |
|
|
|
|
|
вертикальное |
38,0 |
- |
144 |
- |
|
поперечное |
34,0 |
- |
129 |
- |
|
продольное |
17,0 |
- |
64,3 |
- |
Пример расчета испытательного уровня виброускорений методом А.5.
Обозначения для примера расчета:
AS - средний эксплуатационный уровень;
STD - стандартное отклонение;
RTL - уровень виброускорений при испытаниях на воздействие случайной вибрации;
FRTL - уровень ускорений при испытаниях на виброустойчивость при воздействии случайной вибрации;
SLLRTL - уровень виброускорений при испытаниях на вибропрочность при воздействии случайной вибрации;
Класс А - категория 1, непосредственно устанавливаемое в кузове оборудование;
Класс В - категория 1, узлы/детали в оборудовании, непосредственно устанавливаемом в кузове.
Кузов, вертикальное направление:
AS = 0,49 (таблица А.2);
STD = 0,26;
FRTL = AS + STD = 0,75 (класс А);
SLLRTL = ускорения = 4,25 (класс А).