Методика статических и динамических испытаний на прочность и усталость рам и балок тележек вагонов

Методика статических и динамических испытаний

на прочность и усталость рам и балок тележек вагонов

Содержание

1  Область применения

2  Нормативные ссылки

3  Объект испытаний

4  Определяемые характеристики

5  Условия проведения испытаний

6  Методы и средства проведения испытаний

7  Порядок проведения испытаний

8  Обработка данных и оформление результатов испытаний

9  Требования техники безопасности и охраны окружающей среды

10 Требования к персоналу

11 Распределение ответственности за обеспечение и проведения испытаний

1 Область применения

1.1 Настоящая типовая методика является обязательной при проведении сертификационных испытаний по определению прочностных и усталостных характеристик рам и надрессорных балок тележек новых, модернизируемых и серийно выпускаемых грузовых вагонов с целью установления соответствия их технических характеристик нормативным требованиям п.3 НБ ЖТ ЦВ 01-98.

2 Нормативные ссылки

При разработке настоящей методики использовались следующие нормативные документы:

- Федеральный закон Российской Федерации от 01.01.2001 «О техническом регулировании»;

- Федеральный закон Российской Федерации от 01.01.2001 «Об обеспечении единства измерений»;

-  ГОСТ 8.207-76 «Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов измерений»;

-  ГОСТ Р 8.568-97 «Аттестация испытательного оборудования. Основные положения»;

-  ГОСТ «Вагоны грузовые магистральных железных дорог колеи 1520 мм. Общие требования по обеспечению сохранности при производстве погрузочно-разгрузочных и маневровых работ»;

-  НБ ЖТ ЦВ 01-98 «Вагоны грузовые железнодорожные. Нормы безопасности»;

-  П ССФЖТ 31/ПМГ 40-2003 «Порядок сертификации технических средств железнодорожного транспорта»;

-  ПР 50.2.006-94 «Порядок проведения поверки средств измерений».

3 Объект испытаний

3.1  На испытания представляются литые стальные надрессорные балки и боковые рамы трехэлементных двухосных тележек грузовых вагонов по ГОСТ с осевыми нагрузками 23,5 тс и другими допускаемыми нагрузками, схемы эксплуатационного нагружения которых аналогичны, принятые ОТК завода-изготовителя, отобранные из числа готовой продукции. Готовность надрессорных балок и боковых рам к сертификационным испытаниям должна быть подтверждена соответствующим Актом.

3.2  Отбор образцов производится в соответствии с правилами ССФЖТ. Отбор осуществляет Регистр Сертификации на федеральном железнодорожном транспорте ("PC ФЖТ"), который вправе поручить отбор образцов другой компетентной организации или должностному лицу на основании доверенности.

3.3  Идентификация объекта испытаний производится в соответствии с П ССФЖТ 31/ПМГ 40-2003 на основании заводского или приписного номера, табличке завода-изготовителя, а также иных идентификационных признаков, влияющих на сертификационные показатели п.3 НБ ЖТ ЦВ 01-98. По результатам идентификации оформляется акт идентификации в соответствии с утвержденной в испытательной лаборатории (центре) формой.

3.4  С объектом испытаний поставляется комплект технической документации:

- конструкторская документация на детали (чертеж с указанием сечений основных элементов);

- акт отбора образцов;

- акт готовности образца к испытаниям.

4 Определяемые характеристики

Устанавливается число циклов нагружения, при котором появляются недопустимые в эксплуатации повреждения, то есть устанавливается наработка несущих элементов тележки до отказа и соответствие её назначенному сроку службы этих элементов.

5 Условия проведения испытаний

Испытательное оборудование должно быть размещено в помещениях, специально подготовленных для установки объектов, вызывающих высокий уровень вибрационных воздействий.

6 Методы и средства проведения испытаний

При проведении испытаний в качестве базовых используются требования расчетных режимов, определенных отраслевой нормативной документацией.

Выполняются подробные расчетные оценки напряженно-деформированного состояния несущих элементов тележки, учитывающие нагрузки расчетных режимов и предварительно устанавливаются зоны возможных повреждений конструкций. Они могут подтверждаться статистическими данными о повреждениях надрессорных балок и боковых рам тележек в условиях эксплуатации.

Перечень и сочетания нагрузок приведены в табл.1 и на схемах рис. 1÷4.

Таблица 1 – Комбинации расчетных нагрузок

Рис.1 Схема приложения расчетных нагрузок (P) и опорных реакций (R) к надрессорной балке тележки при I расчетном режиме

Рис.2 Схема приложения расчетных нагрузок (P) и опорных реакций (R) к надрессорной балке тележки при III расчетном режиме

Рис.3 Схема приложения расчетных нагрузок (P) и опорных реакций (R) к боковой раме тележки при I расчетном режиме

Рис.4 Схема приложения расчетных нагрузок (P) и опорных реакций (R) к боковой раме тележки при III расчетном режиме

Схемы силового нагружения на стендах определяются в зависимости от конструкции стендов.

Значения нагрузок устанавливаются предварительными расчетам, учитывающими тип вагона, осность, осевые нагрузки, значения коэффициентов динамики и горизонтальных ускорений. Испытательная нагрузка имитирует все виды и, особенно, вертикальное статическое нагружение. При вибрационных испытаниях последнее увеличивается в 1,2 раза для учета воздействия боковых и продольных горизонтальных сил (нагрузка, определяющая средние напряжения). Динамическая составляющая определяется по коэффициенту вертикальной динамики для соответствующего вагона (амплитуда усилий, создаваемых пульсатором).

Если по результатам расчета и результатам статических испытаний обнаруживаются зоны с напряжениями, превышающими допускаемые значения по соответствующему режиму, объект к усталостным испытаниям не допускается.

Схема приложения вертикальных нагрузок должна имитировать взаимодействие пятника с подпятником надрессорной балки и концевых частей балки с рессорным комплектом; взаимодействие рессорного комплекта с боковой рамой тележки и условия ее опирания на буксы. Целесообразно, для обеспечения адекватности нагрузок реальным воздействиям, осуществлять испытания одновременно двух боковых рам. Частота пульсирующей составляющей нагрузки выбирается в соответствии с возможностями виброоборудования, применяемого при испытаниях.

Допускается проведение ресурсных испытаний элементов в собранном комплекте тележек под вагоном на пневматических стендах-пульсаторах.

7. Порядок проведения испытаний

Испытания проводятся по схеме, более адекватно отражающей характер работы вагона (среднесуточный пробег, время нахождения в простое), что должно отражаться в интервалах нахождения под нагрузкой и интервалах между нагружениями. Число колебаний (нагружений) до повреждения должно быть не менее 108 циклов.

8. Обработка данных и формирование результатов испытаний

В обработанных материалах должны отражаться все характеристики прошедшего испытания объекта: значения средних и амплитудных нагрузок, продолжительность в циклах воздействий до появления недопустимых по условиям эксплуатации повреждений, оценка соответствия нормативному сроку службы.

9. Требования техники безопасности и охраны окружающей среды

Техника безопасности и охрана окружающей среды обеспечиваются исполнением должностных инструкций и соответствующих нормативов и правовых документов государственного и регионального уровня.

10. Требования к персоналу

Специалисты, участвующие в проведении испытаний должны быть ознакомлены с регламентом проведения работ, владеть знаниями, позволяющими управлять работой оборудования и следить за состоянием испытуемого объекта. Они должны иметь утвержденные должностные инструкции.

11. Распределение ответственности за обеспечение и проведение испытаний

Испытания проводятся под руководством специалиста, утвержденного руководителем предприятия, на котором производится проведение испытаний.

Разработчик ________________________