Общая методика проведения ходовых динамических испытаний (Глава дипломной работы)

1 ОБЩАЯ МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ХОДОВЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ

1.1  Область применения, цель и задачи

Методика ходовых динамических испытаний является базовой основой для разработки рабочих программ и методик испытаний натурных образцов новых, модернизируемых и серийно выпускаемых грузовых и пассажирских несамоходных вагонов, предназначенных для эксплуатации на сети железных дорог МПС колеи 1520 мм на общих основаниях.

          Целью ходовых динамических испытаний является экспериментальная проверка соответствия показателей качеств вагона (по критерия динамичности, безопасности, плавности хода и др.) применительно к заданным условиям эксплуатации требованиям нормативно-технической документации.

         Основными задачами испытаний являются проверка общей работоспособности экипажа в движении, определение и оценка показателей ходовых качеств вагона при движении с различными режимами загружения и различными скоростями, в том числе с конструкционной, на характерных участках железнодорожного пути соответствующей конструкции и текущего состояния.

1.2  Объекты испытаний и определяемые характеристики

           Объектами ходовых динамических испытаний являются вагоны  в сборе. Испытываемые вагоны должны быть как правило, полностью достроены и оборудованы, а пассажирские вагоны, кроме того, экипированны, вагоны должны быть приняты ОТК завода и инспекцией заказчика. На испытания допускаются вагоны, как правило, прошедшие проверку прочности конструкции при предшествующих статических испытаниях на прочность, а также обкатку на внутризаводских путях.

Испытанию подвергается как, правило, один образец изделия. При необходимости рабочей программой могут быть предусмотрены испытания вариантов исполнения отдельных узлов вагона. Предварительные, приемочные, типовые испытания вагона проводятся на принятых ОТК и инспекцией МПС опытных образцах  или вагонах опытно-промышленной партии; для проведения периодических, квалификационных и сертификационных испытаний вагоны отбираются случайным образом из числа серийно выпускаемых по утвержденной технической документации изделий, признанных в установленном порядке годными.

В процессе ходовых динамических испытаний измеряются,  анализируются и оцениваются следующие величины и процесс:

- динамические и статические прогибы рессорного подвешивания;

- частоты и характер колебаний (перемещений) узлов вагона при движении (колебания кузова, рам, балок тележек, виляние тележек и др.);         

-  вертикальные и горизонтальные (поперечные) ускорения кузова при

движении (для пассажирских вагонов также в средней части кузова) и других узлов вагона, указанных в программе;

- динамические напряжения в надрессорных балках и рамах тележек;

- динамические боковые (рамные) силы, действующие на буксы колесных пар;

- скорости движения.

1.3  Метод испытаний

Режим загрузки вагонов устанавливается программой. Как правило, испытания проводятся в груженом и порожнем режимах (в отдельных случаях и при частичной загрузке). Опытный вагон должен быть взвешен. Масса вагона не должна отличаться от предусмотреных программой, более чем на 3% .

          Ходовые динамические испытания проводятся на соответствующих путях специальных экспериментальных полигонов или на выделенных МПС участках общей сети железных дорог. Полигонные и сетевые участки железнодорожного пути, используемые для ходовых испытаний, должны быть представительными по конструкции, плану и профилю, текущему состоянию для предусмотренных НТД условий эксплуатации испытуемого вагона. В общем случае сетевого участка пути, выделенного для испытаний несамоходных вагонов магистральных железных дорог, должна быть не менее 50 км.

           Необходимый объем опытных поездок и измерений устанавливается программой с учетом конкретных задач, степени новизны конструкции и предъявляемых к ней требований. В общем случае требуемый массив экспериментальной информации по исследуемым величинам при ходовых динамических испытаниях рекомендуется образовывать путем последовательного набора записей (реализаций) процессов при различных скоростях и режимах движения опытного поезда как на характерных заранее выбранных так и на случайных  отрезках железнодорожного пути.

Регистрация измеряемых процессов должна производиться на прямых и кривых участках пути и стрелках во всем проектном диапазоне допускаемых эксплуатационных скоростей от 20-30 км/ч вплоть до конструкционной скорости, если по данным оперативного анализа это не угрожает безопасности движения.

Суммарная продолжительность записей (реализации) исследуемых процессов в каждом интервале (10-15 км/ч) скоростей движения на различных отрезках пути при данном режиме загрузки должна быть не менее 300 сек. при регистрации процессов с помощью магнитографов или электронных накопителей (блоков памяти) ЭВМ.

          Общий объем длительности измерений основных процессов во всем диапазоне скоростей должен быть не менее 50 минут. При регистрации измерительной информации несколькими устройствами их работа должна быть синхронизирована едиными сигналами времени, вспомогательными спецсигналами (“маркерами”) и предусматривать единовременное включение (выключение) аппаратуры.

Рекомендуется проводить ходовые динамические испытания как сравнительные с использованием вагона-эталона, в качестве которого используется технически исправный вагон, хорошо изученной и проверенной в эксплуатации конструкции с наработкой после постройки заводского ремонта не более 2-х лет.

          По согласованию с заказчиком ходовые динамические испытания модернизированных моделей вагонов на типовых тележках (серийно выпускаемых более 5-ти лет) допускается не производить, а если параметры длины, тяжести, изменились незначительно, при условии, что ходовые динамические качества вагона-прототипа (базовой модели) не вызывают сомнений и достаточно изучены ранее. Однако при модернизации самих ходовых частей вагонов проведение ходовых динамических испытаний обязательно во всех случаях.

1.4 Условия проведения испытаний

- при проведении испытаний со скоростями, существенно превышающими допускаемые при обычной эксплуатации, производят на специальных, опытных полигонах, где легче принимать необходимые меры безопасности;

- порядок и технологии подготовки объекта к испытаниям должны предусматривать обеспечение максимального удобства и безопасности проведения всех предусмотренных программой операций;

-  испытания вагона или другого подвижного состава на железнодорожных

путях, требующие выхода испытателей из вагон-лаборатории и выполнения работ под вагоном или межпутьях могут проводиться только в светлое времясуток;

- при проведении ходовых испытаний переход к более высоким скоростям движения допускается только после предварительного анализа результатов измерений, проведенных на меньшей скорости;

- установленные приборы, приспособления и коммутации не должны нарушать габарит подвижного состава и препятствовать нормальному взаимодействию всех элементов вагона.

1.5 Средства испытаний

При испытаниях применяют измерительные первичные и масштабные вторичные преобразователи физических величин, показывающие, регистрирующие, анализирующие и вычислительные устройства и другие приборы, аппараты и приспособления.

          В качестве первичных измерительных преобразователей (датчиков) применяются:

- тензорезисторы с базой от 10 до 20 мм для регистрации деформаций, напряжений и сил в элементах конструкции;

- преобразователи перемещений - индуктивные, реорходные, пластинчатые и специальные - для статических и динамических прогибов рессорных комплектов, взаимных перемещений колебаний элементов вагона, хода демпферов и тому подобное;

- ускорениемеры (акселерометры) различной конструкции с использованием частотных фильтров требуемого диапазона частот для измерения виброускорений элементов вагона;

-  специальные динамометры, тензометрические колесные пары;

             В качестве масштабных преобразователей используются:

- тензометрические усилители многоканальные с несущей частотой 2,5-10,0 кГц для динамических измерений параметров колебательных и вибрационных процессов в диапазоне частот 200-300 Гц;

- тензометрические усилители с несущей частотой 10 кГц и выше для измерений особо высокочастотных процессов;

- специальные комплекты аппаратуры для измерения перемещений, вибраций и ускорений;

В качестве регистрирующих приборов при ходовых испытаниях используются магнитографы и специальные электронные запоминающие приборы.

          При использовании для записи динамических процессов магнитографов или блоков электронной памяти обработка результатов измерений выполняется с помощью специального комплекса автоматизированного анализа опытных данных на базе ЭВМ.