Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1 

45 страниц

517.00 ₽

Купить ГОСТ Р 55513-2013 — бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль"

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

Распространяется на локомотивы колеи 1520 мм, предназначенные для эксплуатации на железных дорогах Российской Федерации со скоростями движения до 200 км/ч включ. Стандарт устанавливает требования к прочности и жесткости узлов экипажной части локомотивов, динамическим качествам локомотивов, а также объем расчетов и виды испытаний по подтверждению показателей динамики и прочности.

 Скачать PDF

Консультация по подбору ГОСТабесплатно

Оглавление

1 Область применения

2 Нормативные ссылки

3 Термины и определения

4 Требования к динамическим качествам

5 Требования к прочности, жесткости и ресурсу

6 Расчет показателей динамики и прочности

     6.1 Общие требования

     6.2 Расчет показателей динамики

     6.2.1 Коэффициент горизонтальной динамики

     6.2.2 Коэффициент вертикальной динамики первой ступени рессорного подвешивания

     6.2.3 Коэффициент вертикальной динамики второй ступени рессорного подвешивания

     6.2.4 Коэффициент запаса устойчивости против схода колеса с рельса

     6.2.5 Показатели плавности хода

     6.2.6 Коэффициенты конструктивного запаса пружинных комплектов рессорного подвешивания

     6.3 Расчетные режимы для оценки прочности

7 Общие требования к испытаниям. Виды испытаний

8 Оценка прочности

     8.1 Общие положения

     8.2 Методы расчета и оценки прочности

     8.3 Оценка запаса сопротивления усталости

     8.4 Рекомендации по расчету на прочность при малоцикловом нагружении

     8.5 Расчет долговечности (ресурса) несущих элементов металлоконструкций локомотивов

9 Требования к прочности и динамическим качествам узлов экипажной части

     9.1 Корпус тягового опорно-осевого редуктора

     9.2 Расчет на прочность элементов тягового привода

     9.3 Определение расчетного ресурса подшипников буксовых узлов

     9.4 Рекомендации по проектированию рессорного подвешивания

10 Требования к применяемым материалам

     10.1 Требования к материалам для изготовления сварных конструкций

     10.2 Требования к сварочным материалам

     10.3 Требования к материалам для амортизирующих элементов

Приложение А (обязательное) Условия нагружения путеочистителя при расчете на прочность

Приложение Б (обязательное) Экспериментальный метод определения корректирующего коэффициента для сварных конструкций из стального проката

Приложение В (рекомендуемое) Пример расчета долговечности

Приложение Г (рекомендуемое) Пример расчета ресурса буксового роликового радиального подшипника с короткими цилиндрическими роликами типа 30-32532ЛIМ тепловоза 2ТЭ116

Приложение Д (обязательное) Допускаемые показатели прочности резиновых деталей

Библиография

 
Дата введения01.07.2014
Добавлен в базу21.05.2015
Актуализация01.02.2020

Этот ГОСТ находится в:

Организации:

26.08.2013УтвержденФедеральное агентство по техническому регулированию и метрологии536-ст
ИзданСтандартинформ2014 г.
РазработанОАО ВНИИЖТ
РазработанОАО ВНИКТИ

Locomotives. Requirements for strength and dynamic properties

Нормативные ссылки:
Стр. 1
стр. 1
Стр. 2
стр. 2
Стр. 3
стр. 3
Стр. 4
стр. 4
Стр. 5
стр. 5
Стр. 6
стр. 6
Стр. 7
стр. 7
Стр. 8
стр. 8
Стр. 9
стр. 9
Стр. 10
стр. 10
Стр. 11
стр. 11
Стр. 12
стр. 12
Стр. 13
стр. 13
Стр. 14
стр. 14
Стр. 15
стр. 15
Стр. 16
стр. 16
Стр. 17
стр. 17
Стр. 18
стр. 18
Стр. 19
стр. 19
Стр. 20
стр. 20
Стр. 21
стр. 21
Стр. 22
стр. 22
Стр. 23
стр. 23
Стр. 24
стр. 24
Стр. 25
стр. 25
Стр. 26
стр. 26
Стр. 27
стр. 27
Стр. 28
стр. 28
Стр. 29
стр. 29
Стр. 30
стр. 30

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

ЛОКОМОТИВЫ

Требования к прочности и динамическим качествам

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2014

Предисловие

1    РАЗРАБОТАН Открытым акционерным обществом «Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава» (ОАО «ВНИКТИ») и Открытым акционерным обществом «Научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта» (ОАО «ВНИИЖТ»)

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 45 «Железнодорожный транспорт»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 26 августа 2013 г. № 536-ст

4    Настоящий стандарт может быть применен на добровольной основе для соблюдения требований технического регламента Таможенного союза ТР ТС 001/2011 «О безопасности железнодорожного подвижного состава»

5    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р1.0—2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок— в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (gost.nj)

©Стандартинформ, 2014

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

и

ГОСТ Р 55513-2013

Содержание

1    Область применения....................................... 1

2    Нормативные ссылки....................................... 1

3    Термины и определения..................................... 2

4    Требования к динамическим качествам.............................. 3

5    Требования к прочности, жесткости и ресурсу.......................... 4

6    Расчет показателей динамики и прочности............................ 5

6.1    Общие требования...................................... 5

6.2    Расчет показателей динамики................................ 5

6.2.1    Коэффициент горизонтальной динамики ........................ 5

6.2.2 Коэффициент вертикальной динамики первой ступени рессорного подвешивания ....    6

6.2.3 Коэффициент вертикальной динамики второй ступени рессорного подвешивания ....    6

6.2.4    Коэффициент запаса устойчивости против схода колеса с рельса............ 6

6.2.5    Показатели плавности хода............................... 7

6.2.6    Коэффициенты конструктивного запаса пружинных комплектов рессорного подвешивания 8

6.3    Расчетные режимы для оценки прочности.......................... 9

7    Общие требования к испытаниям. Виды испытаний........................ 14

8    Оценка прочности........................................ 15

8.1    Общие положения...................................... 15

8.2    Методы расчета и оценки прочности............................. 15

8.3    Оценка запаса сопротивления усталости........................... 16

8.4    Рекомендации по расчету на прочность при малоцикловом нагружении............ 21

8.5    Расчет долговечности (ресурса) несущих элементов металлоконструкций локомотивов . ...    28

9    Требования к прочности и динамическим качествам узлов экипажной части............ 28

9.1    Корпус тягового опорно-осевого редуктора.......................... 28

9.2    Расчет на прочность элементов тягового привода....................... 28

9.3    Определение расчетного ресурса подшипников буксовых узлов............... 29

9.4    Рекомендации по проектированию рессорного подвешивания................. 31

10    Требования к применяемым материалам............................. 32

10.1    Требования к материалам для изготовления сварных конструкций.............. 32

10.2    Требования к сварочным материалам............................ 33

10.3    Требования к материалам для амортизирующих элементов................. 33

Приложение А (обязательное) Условия нагружения путеочистителя при расчете на прочность . ...    34

Приложение Б (обязательное) Экспериментальный метод определения корректирующего коэффициента для сварных конструкций из стального проката................. 35

Приложение В (рекомендуемое) Пример расчета долговечности................... 38

Приложение Г (рекомендуемое) Пример расчета ресурса буксового роликового радиального подшипника с короткими цилиндрическими роликами типа 30-32532Л1М тепловоза 2ТЭ116    40

Приложение Д (обязательное) Допускаемые показатели прочности резиновых деталей........ 41

Библиография............................................ 42

ГОСТ Р 55513-2013

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ЛОКОМОТИВЫ Требования к прочности и динамическим качествам

Locomotives.

Requirements for strength and dynamic properties

Дата введения — 2014—07—01

1    Область применения

Настоящий стандарт распространяется на локомотивы колеи 1520 мм. предназначенные для эксплуатации на железных дорогах Российской Федерации со скоростями движения до 200 км/ч включ.

Настоящий стандарт устанавливает требования к прочности и жесткости узлов экипажной части локомотивов. динамическим качествам локомотивов, а также объем расчетов и виды испытаний по подтверждению показателей динамики и прочности.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 27.002-2009 Надежность в технике. Термины и определения

ГОСТ Р 52944-2008 Цикл жизненный железнодорожного подвижного состава. Термины и определения ГОСТ 25.101-83 Расчеты и испытания на прочность. Методы схематизации случайных процессов нагружения элементов машин и конструкций и статистического представления результатов

ГОСТ 25.502-79 Расчеты и испытания на прочность в машиностроении. Методы механических испытаний металлов. Методы испытаний на усталость

ГОСТ 380-2005 Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки

ГОСТ 535-2005 Прокат сортовой и фасонный из стали углеродистой обыкновенного качества. Общие технические условия

ГОСТ 977-88 Отливки стальные. Общие технические условия

ГОСТ 1050-88 Прокат сортовой, калиброванный, со специальной отделкой поверхности из углеродистой качественной конструкционной стали. Общие технические условия

ГОСТ 1452-2011 Пружины цилиндрические винтовые тележек и ударно-тяговых приборов подвижного состава железных дорог. Технические условия

ГОСТ 1497-84 Металлы. Методы испытаний на растяжение ГОСТ 2246-70 Проволока стальная сварочная. Технические условия ГОСТ 4784-97 Алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые. Марки ГОСТ 5457-75 Ацетилен растворенный и газообразный технический. Технические условия ГОСТ 5583-78 (ИСО 2046—73) Кислород газообразный технический и медицинский. Технические условия

ГОСТ 5632-72 Стали высоколегированные и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки

ГОСТ 6331-78 Кислород жидкий технический и медицинский. Технические условия ГОСТ 6713-91 Прокат низколегированный конструкционный для мостостроения. Технические условия ГОСТ 6996-66 (ИСО 4136—89, ИСО 5173—81. ИСО 5177—81) Сварные соединения. Методы определения механических свойств

Издание официальное

ГОСТ 7871-75 Проволока сварочная из алюминия и алюминиевых сплавов. Технические условия ГОСТ 8050-85 Двуокись углерода газообразная и жидкая. Технические условия ГОСТ 8479-70 Поковки из конструкционной углеродистой и легированной стали. Общие технические условия

ГОСТ 9087-81 Флюсы сварочные плавленые. Технические условия

ГОСТ 9454-78 Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах

ГОСТ 9466-75 Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки сталей и наплавки. Классификация и общие технические условия

ГОСТ 10157-79 Аргон газообразный и жидкий. Технические условия

ГОСТ 10885-85 Сталь листовая горячекатаная двухслойная коррозионно-стойкая. Технические условия ГОСТ 14637-89 (ИСО 4995—78) Прокат толстолистовой из углеродистой стали обыкновенного качества. Технические условия

ГОСТ 16504-81 Система государственных испытаний продукции. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения.

ГОСТ 18855-94 (ИСО 281—89) Подшипники качения. Динамическая расчетная грузоподъемность и расчетный ресурс (долговечность)

ГОСТ 19281-89 (ИСО 4950-2—81. ИСО 4950-3—81. ИСО 4951—79. ИСО 4995—78. ИСО 4996—78. ИСО 5952—83) Прокат из стали повышенной прочности. Общие технические условия

ГОСТ 21354-87 Передачи зубчатые цилиндрические эвольвентные внешнего зацепления. Расчет на прочность

ГОСТ 22703-2012 Детали литые сцепных и автосцепных устройств железнодорожного подвижного состава. Общие технические условия

ГОСТ 23207-78 Сопротивление усталости. Основные термины, определения и обозначения ГОСТ 23949-80 Электроды вольфрамовые сварочные неплавящиеся. Технические условия ГОСТ 24955-81 Подшипники качения. Термины и определения

ГОСТ 26271-84 Проволока порошковая для дуговой сварки углеродистых и низколегированных сталей. Общие технические условия

ГОСТ 26388-84 Соединения сварные. Методы испытаний на сопротивляемость образованию холодных трещин при сварке плавлением

ГОСТ 26389-84 Соединения сварные. Методы испытаний на сопротивляемость образованию горячих трещин при сварке плавлением

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если замене») ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утвержде»тия (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 27.002. ГОСТ Р 52944. ГОСТ 16504. ГОСТ 23207. ГОСТ 24955, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1    локомотив: Железнодорожный подвижной состав, предназначенный для обеспечения передвижения по железнодорожным путям поездов или отдельных вагонов.

3.2    конструкционная скорость: Наибольшая скорость движения, заявленная в технической документации на проектирование.

3.3    несущие конструкции: Конструкции локомотива, воспринимающие эксплутационные нагрузки.

3.4    несущий элемент: Часть конструкции или деталь, воспринимающие эксплутационные нагрузки.

3.5    экипажная часть локомотива: Конструкция, представляющая собой механическую повозку, обеспечивающую движение локомотива по рельсовой колее и предназначенную для установки силового и вспомогательного оборудования, приводов, тормозной системы.

ГОСТ P 55513—2013

3.6    базовая часть: Несущая составная часть конструкции локомотива, которая определяет срок службы локомотива и замена которой до списания локомотива невозможна или нецелесообразна.

Примечание — Базовыми частями локомотива являются рама тележки, промежуточные рамы (балки, брусья и т. п.) второй ступени рессорною подвешивания, кузов (главная рама).

3.7    мягкое нагружение: Циклическое нагружение при постоянной амплитуде напряжений.

3.8    жесткое нагружение: Циклическое нагружение при постоянной амплитуде деформаций.

3.9    рамная сила: Поперечная горизонтальная сила взаимодействия колесной пары с рамой тележки или главной рамой экипажной части.

3.10    максимальная статическая нагрузка (осевая, на узел первой/второй ступени рессорного подвешивания): Статическая нагрузка, действующая от силы тяжести локомотива в полностью экипированном состоянии.

3.11    непогашенное ускорение: Доля поперечного горизонтального ускорения, действующая на локомотив при движении в кривой вдоль оси колесной пары, некомпенсированная возвышением наружного рельса.

3.12    надрессорное строение: Совокупность всех подрессоренных конструкций экипажной части.

3.13    галопирование: Вращательное колебание надрессорного строения вокруг горизонтальной поперечной оси.

Примечание — Колебания этого рода, сопровождаемые попеременным опусканием и подниманием то переднего, то заднего концов тележки или надрессорного строения, вызываются двусторонними неровностями верхнего строения пути (например, при расположении стыков не вразбежку, а друг против друга), резкими переходами в продольном профиле (например, от уклона к площадке), а также торможениями, когда появляются опрокидывающие моменты, разгружающие одни оси и нагружающие друтие.

3.14    подпрыгивание: Поступательное колебание надрессорного строения вдоль вертикальной оси.

3.15    боковая качка: Вращательное колебание надрессорного строения вокруг горизонтальной продольной оси.

3.16    виляние: Вращательное колебание надрессорного строения вокруг вертикальной оси.

3.17    относ: Перемещение надрессорного строения вдоль горизонтальной поперечной оси.

3.18    макротрещина: Трещина, видимая невооруженным глазом.

4 Требования к динамическим качествам

4.1    Коэффициент горизонтальной динамики К^ должен быть не более 0,30.

4.2    Коэффициент вертикальной динамики первой ступени рессорного подвешивания КД1 должен быть не более:

-    0.35 для пассажирского и грузопассажирского локомотива с конструкционной скоростью 160 км/ч и менее;

-    0,30 для пассажирского и грузопассажирского локомотива с конструкционной скоростью более 160 км/ч;

-0,35 для грузового и маневрового электровоза;

-    0,40 для прочих локомотивов.

4.3    Коэффициент вертикальной динамики второй ступени рессорного подвешивания должен быть, не более:

-    0.20 для пассажирских и грузопассажирских локомотивов;

-    0,25 для прочих локомотивов.

4.4    Коэффициент запаса устойчивости против схода колеса с рельса X должен быть не менее 1,40.

4.5    Показатель плавности хода в вертикальном направлении Wz и показатель плавности хода в горизонтальном поперечном направлении Wy должны быть, не более:

-    3.25 для пассажирских и грузопассажирских электровозов:

-    3,50 для пассажирских и грузопассажирских тепловозов (газотепловозов);

-    3,75 для прочих локомотивов.

4.6    Коэффициент конструктивного запаса пружинных комплектов первой ступени рессорного подвешивания в случае отсутствия упругих упоров, ограничивающих вертикальные перемещения буксы относительно рамы тележки. Кдолжен быть не менее 1,60.

В случае наличия упругих упоров коэффициент Ка1 должен быть не менее:

-1.60 — при включении в схему нагружения упругого упора:

-1,40 — до включения в схему нагружения упругого упора.

3

4.7    Коэффициент конструктивного запаса пружинных комплектов второй ступени рессорного подвешивания Ккз2 должен быть не менее 1.40.

4.8    Должно быть обеспечено отсутствие взаимного касания элементов экипажной части, не предусмотренного конструкторской документацией.

4.9    При наличии в конструкции экипажной части ограничителей перемещений, предназначенных для функционирования в штатной эксплуатации, они должны иметь упругие упоры.

4.10    Конструкция экипажной части и узлов крепления оборудования локомотива должна обеспечивать отсутствие резонансных колебаний при движении локомотива и работе размещенных на кузове (главной раме) агрегатов.

При невозможности исключения резонансных колебаний должны быть применены конструктивные меры для снижения нагруженности несущих элементов экипажной части.

5 Требования к прочности, жесткости и ресурсу

5.1    Несущую способность элементов конструкции экипажной части оценивают при действии установленных настоящим стандартом расчетных нагрузок по допускаемым значениям:

-    напряжений;

-деформаций;

-    коэффициентов запаса сопротивления усталости:

-    коэффициентов запаса устойчивости.

5.2    Напряжения в конструкциях при действии расчетных нагрузок в соответствии с 6.3 не должны превышать допустимых значений, приведенных в таблице 8.1.

5.3    Прочность кузова (главной рамы) при действии нормативной силы соударения (см. 6.3.4.1), приложенной по осям сцепных устройств, должна быть подтверждена результатами испытаний на соударение. При этом критерием прочности кузова (главной рамы) является непревышение напряжениями о, соответствующими нормативной силе соударения, предела текучести примененного при изготовлении материала (То,2 • ° ^ ^0.2*

5.4    Коэффициенты запаса сопротивления усталости л для конструкций экипажной части, за исключением колесных пар, валов тягового привода, зубчатых колес и пружин рессорного подвешивания, должны быть не менее:

-    для стальных конструкций — 2,0;

-    для конструкций из алюминиевых сплавов — 2,2.

Выполнение данного требования на стадии проектирования проверяют по результатам расчетов математической модели, а при наличии опытного образца подтверждают результатами испытаний (см. 8.3).

5.5    Сопротивление усталости рам тележек и промежуточных рам (балок, брусьев и т. п.) второй ступени рессорного подвешивания должно быть подтверждено отсутствием усталостных трещин после 10 млн. циклов нагружения на вибрационном стенде при нагружении согласно требованиям 8.3.7.

5.6    Коэффициент запаса устойчивости для элементов кузова (главной рамы) пу должен быть не менее 1,10 при расчетных режимах I и IV по 6.3.

5.7    Жесткость конструкции элементов экипажной части и узлов крепления оборудования должна обеспечивать выполнение требований 4.10.

5.8    Коэффициенты запаса прочности для пружин рессорного подвешивания должны быть не менее:

-    по сопротивлению усталости для продольных нагрузок па — 1,00;

- по сопротивлению усталости для комбинированных нагрузок    — 1,00;

-    по текучести для продольных нагрузок лт — 1,00;

-    по текучести для комбинированных нагрузок — 1,00.

5.9    Расчетный ресурс подшипников, соответствующий 90 % надежности. L10e должен быть не менее:

-    3 106 км для подшипников буксовых узлов;

-    2 106 км для якорных подшипников тягового электродвигателя (ТЭД) при посадке шестерни на хвостовике вала якоря;

-    3 -106 км для якорных подшипников ТЭД при разделении ведущей шестерни и вала якоря:

-    2 106 км для подшипников шестерни тягового редуктора;

-    5 106 км для опорных подшипников тяговых редукторов, подшипников зубчатого колеса (при передаче с полым валом) и моторно-осевых подшипников качения.

ГОСТ Р 55513-2013

6 Расчет показателей динамики и прочности

6.1    Общие требования

6.1.1    При проектировании несущих конструкций экипажной части проводят:

-    выбор материалов, размеров и конструктивных форм несущих элементов для заданных параметров нагружения:

-    выбор характеристик рессорного подвешивания;

-оценку динамических качеств локомотива;

-    анализ напряженно-деформированного состояния в наиболее нагруженных зонах для различных расчетных нагрузок;

-    оценку прочности и сопротивления усталости;

-    оценку ожидаемого ресурса.

6.1.2    Для оценки динамических качеств локомотива и выбора упруго-диссипативных характеристик рессорного подвешивания при проектировании используют программные комплексы, позволяющие путем компьютерного моделирования определить значения динамических показателей, указанных в разделе 4, при движении в прямых и кривых участках пути с учетом возвышения наружного рельса и неровностей пути, а также с одновременным расчетом ускорений, скоростей и перемещений заданных элементов конструкции.

Проверку правильности выбора расчетной математической модели выполняют путем сравнения результатов компьютерного моделирования с результатами динамико-прочностных испытаний локомотива, имеющего аналогичную экипажную часть.

6.1.3    Расчетам на прочность подлежат: кузов (главная рама), рамы тележек, промежуточные рамы (балки, брусья и т. п.) второй ступени рессорного подвешивания, элементы связи кузова (главной рамы) с тележками (шкворень, тяги и др.), пружины рессорного подвешивания, корпуса букс, узлы крепления оборудования. Они должны быть рассчитаны на действие нагрузок, приведенных в 6.3.

6.1.4    Для расчетов на прочность следует применять трехмерные модели, выполненные из объемных и оболочечных элементов. Тип конечных элементов и размеры сетки назначают, исходя из условий согласования результатов конечно-элементного расчета с результатами аналитического решения или натурного эксперимента (тензометрирования).

Сходимость результатов расчета проверяют методом последовательного сгущения сетки.

В зонах концентраций напряжений следует использовать сетку из линейных, но более мелких, или из нелинейных (билинейных) конечных элементов.

6.2 Расчет показателей динамики

6.2.1 Коэффициент горизонтальной динамики

Коэффициент горизонтальной динамики КДгор определяют как отношение значения динамической составляющей рамной силы У***, полученного по приведенному в данном пункте алгоритму, к максимальной вертикальной статической осевой нагрузке Рстос.

Значение динамической составляющей рамной силы У£*м определяют путем исключения квазиста-

тической составляющей динамического процесса рамных сил Ур. Это выполняют, как правило, с использованием математического фильтра. При этом частота, отделяющая квазистатическую составляющую от динамической. должна быть не выше 80 % от низшей собственной частоты колебаний локомотива на рессорном подвешивании.

Значение У£*н вычисляют как среднее арифметическое из трех максимальных амплитуд У рин, за исключением полученных при движении по стрелочным переводам.

Максимальные амплитуды динамических составляющих рамных сил У£** определяют как половинное значение размахов, получаемых при обработке динамических процессов методами «дождя» или полных циклов по ГОСТ 25.101.

При проектировании за значение Рстос принимают расчетные нагрузки, при испытаниях — фактические нагрузки, полученные при поколесном взвешивании.

При проектировании расчет и оценку коэффициента горизонтальной динамики КДгор осуществляют для всех осей локомотива.

5

6.2.2    Коэффициент вертикальной динамики первой ступени рессорного подвешивания

Коэффициент вертикальной динамики первой ступени рессорного подвешивания КД1 определяют как отношение значения динамической составляющей вертикальной силы в первой ступени рессорного подвешивания Р*2* к максимальной статической нагрузке в первой ступени рессорного подвешивания PCf1.

Значение динамической составляющей вертикальной силы определяют в порядке, аналогичном изложенному в 6.2.1 для определения динамической составляющей рамной силы.

Показатель КД1 определяют для узлов первой ступени рессорного подвешивания. При этом используют значения максимальных статических нагрузок (сил), приходящихся на каждый конкретный узел первой ступени рессорного подвешивания.

6.2.3    Коэффициент вертикальной динамики второй ступени рессорного подвешивания

Коэффициент вертикальной динамики второй ступени рессорного подвешивания К^ определяют как

отношение значения динамической составляющей вертикальной силы во второй ступени рессорного подвешивания Рк максимальной статической нагрузке во второй ступени рессорного подвешивания Р^.

Значение динамической составляющей вертикальной силы определяют в порядке, аналогичном изложенному в 6.2.1 для определения динамической составляющей рамной силы.

Показатель определяют для узлов второй ступени рессорного подвешивания. При этом используют значения максимальных статических нагрузок (сил), приходящихся на каждый конкретный узел второй ступени рессорного подвешивания.

6.2.4    Коэффициент запаса устойчивости против схода колеса с рельса

Коэффициент запаса устойчивости против схода колеса с рельса /. вычисляют по формулам:

х__С]_ 1

Vp/ + C2MHH(l+0.5MHsin2p)+C1MHcos2p ctgP +цн ’    (6-1)

С, = 20 [Ь- а2) - Pzi-нк (^+ ai) + Р?1-ннка2 + УрЛ + 9нп (&г)-    (6-2)

С2 = 20 (Ь - а,) - Pzi-hhk (/ * а2) * Рл-ннк ai “ г + <7нп (Ь - а,),    (6-3)

где С, и С2 — промежуточные величины, введенные для упрощения записи основной формулы; цн — коэффициент трения между гребнем набегающего колеса и рельсом; рнн — коэффициент трения между поверхностью катания ненабегающего колеса и рельсом; р — угол наклона образующей гребня колеса к горизонтальной плоскости, рад (рисунок 6.1); Ур — рамная сила, действующая на колесную пару со стороны подрессоренных масс локомотива. кН;

О — сила тяжести подрессоренной части локомотива, приходящаяся на шейку оси колесной пары. кН;

днп — сила тяжести неподрессоренных частей, приходящаяся на колесную пару. кН. вычисляют по формуле 9.9 (см. 9.3.1.4);

Р21Ш и Рл-ннк— вертикальные динамические силы в первой ступени рессорного подвешивания (с учетом квазистатических составляющих) соответственно на набегающем и ненабегающем колесах колесной пары, кН (при обезгрузке PZ1-HK > 0 и Р^-ннк > 0):

Ь — половина расстояния между точками приложения вертикальных нагрузок к шейкам оси колесной пары, м;

а, — поперечное расстояние между точкой приложения вертикальной нагрузки на шейку оси на набегающем колесе и точкой контакта на его гребне, м; а2 — поперечное расстояние между точкой приложения вертикальной нагрузки на шейку оси на ненабегающем колесе и точкой контакта на его поверхности катания, м; г — радиус колеса по кругу катания, м;

/ — расстояние между точками контакта с рельсами набегающего и ненабегающего колес, м.

6

ГОСТ P 55513—2013



2b_

I




НК — избегающее колесо; HHK — исмабегающсс колесо.


Рисунок 6.1 — Схема сил. действующих на колесную пару


Расстояние / вычисляют по формуле


/ = 2Ь - (а, + а2)


(64)


Принимают цн - цИп = 0,25.

Набегающее на рельс колесо определяют по направлению действия рамной силы, то есть рамная сила направлена от ненабегающего колеса к набегающему.

При вычислении показателя X используют мгновенные значения динамических процессов Ур. PZ1-HK и Рг1.ннк в один момент времени.

При проектировании данный показатель рассчитывают для всех колесных пар локомотива. При проведении динамико-прочностных испытаний этот показатель рассчитывают для крайних колесных пар локомотива.

Оценку соответствия локомотива требованию 4.4 выполняют по наименьшему из всех вычисленных значений данного показателя.

6.2.5 Показатели плавности хода

Для оценки показателей плавности хода Wz и WY используют временные зависимости ускорений контрольной точки кабины машиниста, получаемые либо при проведении моделирования динамики движения экипажной части, либо путем их непосредственной регистрации при проведении испытаний. Контрольная точка ускорений для определения показателей Wz и WY располагается на полу кабины машиниста позади опорной стойки кресла машиниста, смотря по направлению движения, на минимально возможном расстоянии от оси стойки кресла машиниста.

Для расчета показателей плавности хода используют динамические процессы виброускорений, полученные при движении локомотива по прямым участкам пути и по кривым участкам с радиусом не менее 600 м (не менее 1000 м для скоростного движения). Длительность измерений в каждом диапазоне скоростей должна быть не менее 200 с.

Показатели плавности хода (Wz )к, {WY)k для каждого к-го диапазона скоростей движения для вибрации, действующей соответственно в вертикальном и в горизонтальном поперечном направлениях, вычисляют по формулам:


(|УД= 4.346

fcft3;

(65)

(Wy\- 4.676

&)°Л

(66)


где (az)fc> (5у) — вертикальное и горизонтальное поперечное средние квадратические корректированные виброускорения в к-ом диапазоне скорости движения, м/с2.


7