МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

(МГС)

INTERSTATE COUNCIL FOR STANDARDIZATION, METROLOGY AND CERTIFICATION

(ISC)

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ

СТАНДАРТ

ВАГОНЫ ГРУЗОВЫЕ

Требования к прочности и динамическим качествам

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2016

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2009 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения,обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1    РАЗРАБОТАН Открытым акционерным обществом «Научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта» (ОАО «ВНИИЖТ»)

2    ВНЕСЕН Межгосударственным техническим комитетом МТК 524 «Железнодорожный транспорт»

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации по переписке (протокол от 22 декабря 2014 г. № 73-П)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по MK (ИСО 3166) 004—97	Код страны по МК(ИСО 3166) 004—97	Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Азербайджан	AZ	Азстандарт
Армения	AM	Минэкономики Республики Армения
Беларусь	BY	Госстандарт Республики Беларусь
Казахстан	KZ	Госстандарт Республики Казахстан
Киргизия	KG	Кыргызстандарт
Россия	RU	Росстандарт

4    Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 5 июня 2015 г. № 565-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 33211-2014 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2016 г.

Настоящий стандарт может быть применен на добровольной основе для соблюдения требований технического регламента «О безопасности железнодорожного подвижного состава»

5    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе «Национальные стандарты» (по состоянию на 1 января текущего года), а текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе «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 (www.gost.ru)

© Стандартинформ, 2016

В Российской Федерации 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

ГОСТ 33211-2014

При отсутствии данных для груза в таблице 2 должны быть приняты значения входящих в формулу (4.8) величин из таблицы 2 для сходных типов грузов, обеспечивающие максимальное значение давления силы тяжести насыпного груза.

Боковая расчетная погонная сила для вагонов-платформ не должна быть менее 25 кН на 1 м длины секции бокового борта.

4.1.7 Для котлов вагонов-цистерн для перевозки жидких грузов при проверке на прочность принимают следующие значения расчетного давления:

а) сумма внутреннего избыточного давления насыщенных паров жидкости или сжиженного газа при температуре 50 °С (если иное не предусмотрено в конструкторской и эксплуатационной документации) и давления гидравлического удара. Давление гидравлического удара определяют как отношение силы инерции жидкого груза Л/_и, определяемой по формуле (4.2) к минимальной площади внутреннего поперечного сечения обечайки котла.

Таблица 2 — Характеристики насыпных грузов

Наименование груза Насыпная плотность у, т/м3 Угол естественного откоса ф, радианы Угол трения по металлу 6, радианы Железная руда 2,50 0,70 0,50 Железорудные окатыши 2,00 0,52 0,35 Агломерат железной руды 1,80 0,52 0,40 Дробленные бокситы 1,25 0,70 0,45 Порошкообразный глинозем 1,05 0,50 0,45 Гранитный гравий 1,80 0,52 0,45 Влажные песок, глина, грунт 1,80 0,70 0,35 Известняк кусковой 1,70 0,80 0,50 Гранитный щебень 1,60 0,78 0,50 Известковый щебень 1,40 0,78 0,50 Цемент 1,30 0,61 0,50 Молотая сухая известь 0,75 0,61 0,45 Мелкий глинозем 0,60 0,37 0,40 Каменный уголь, штыб 0,85 0,62 0,45 Кокс 0,50 0,70 0,40 Сухой торф 0,45 0,73 0,40 Апатит, апатитовый концентрат 1,60 0,61 0,50 Фосфористая мука 1,30 0,78 0,50 Двойной суперфосфат 1,10 0,78 0,50 Сульфат калия 1,10 0,70 0,45 Нитрофоска 1,00 0,74 0,50 Хлористый калий 0,95 0,82 0,50 Простой суперфосфат 0,90 0,60 0,45 Сульфат аммония 0,90 0,87 0,50 Аммиачная селитра 0,80 0,78 0,45 Хлористый аммоний 0,60 0,87 0,50 Товарное зерно 0,75 0,44 0,30 Пищевая мука 0,60 0,96 0,60 Сажа (технический углерод) 0,50 0,70 0,45 Гранулированный полиэтилен 0,50 0,44 0,30 Технологическая щепа 0,40 0,61 0,45

При расчете давление гидравлического удара принимают одинаковым по величине на протяжении всего котла и прикладывают с внутренней стороны котла к днищу и по всей длине обечайки котла. В случае действия продольной силы по 4.1.1 а давление действует на днище стой же стороны, в случае действия продольной силы по 4.1.1 б давление действует на днище со стороны противоположной действию силы;

б) внутреннее избыточное давление насыщенных паров жидкости или сжиженного газа при температуре 50 °С (если иное не предусмотрено в конструкторской и эксплуатационной документации).

4.1.8 Действие вертикальной кососимметричной силы учитывают, если выполнено условие

z = 0,0032 ■ 2/_в > 2Д,    (4.9)

где 2/_в — база вагона (база секции вагона для вагонов сочлененного типа), м;

А — минимальное значение динамического прогиба бокового скользуна постоянного контакта при его применении или зазора при применении боковых скользунов зазорного типа, предусмотренное конструкторской документацией на тележку, м.

Примечание — Действию вертикальных кососимметричных сил соответствует движение вагона по переходным кривым с отводом возвышения наружного рельса равным 3,2 мм/м при условии замыкания боковых скользунов, расположенных по диагонали.

Вертикальную кососимметричную силу прикладывают вверх к ответным поверхностям боковых скользунов на кузове вагона, расположенным по диагонали вагона, таким образом, чтобы соответствующее перемещение составило (0,5z - А) с каждой стороны вагона.

Допускается задавать вертикальное перемещение ответных поверхностей боковых скользунов на кузове вагона, расположенных по диагонали вагона, равное (0,5z - Д).

4.2    Прочность несущей конструкции кузова вагона определяют при действии сил, возникающих при текущем ремонте:

а)    действие силы тяжести по 4.1.3, уравновешенной четырьмя реакциями в зонах, предусмотренных для подъема вагона на домкратах;

б)    действие силы тяжести по 4.1.3, уравновешенной четырьмя реакциями в концевых частях шкворневых балок;

в)    действие силы тяжести по 4.1.3, уравновешенной двумя реакциями в концевых частях одной шкворневой балки и пятнике с противоположного конца вагона;

г)    действие силы тяжести по 4.1.3 (без учета силы тяжести груза), уравновешенной реакциями в двух концевых частях шкворневых балок, расположенных по диагонали вагона;

д)    действие силы тяжести по 4.1.3, уравновешенной двумя реакциями в концевой балке в зонах на расстоянии 0,79 м от оси пути и пятнике с противоположного конца вагона.

При наличии дополнительных схем подъема кузова вагона, предусмотренных эксплуатационными документами, для них должна быть определена прочность несущей конструкции.

4.3    Для составных частей несущей конструкции кузова вагона дополнительно проверяют прочность при действии сил, указанных в п. 4.3.1—4.3.23.

4.3.1    Котел вагона-цистерны, предназначенного для перевозки жидких грузов, проверяют на прочность при действии:

а)    расчетного давления по требованиям ([1], подпункты 6.8.2.1.14 и 6.8.2.1.15) для минимальной площади внутреннего поперечного сечения обечайки;

б)    испытательного (пробного) давления, определяемого в соответствии с национальными нормативными документами* государств, приведенных в предисловии.

При определении прочности расчетными методами необходимо дополнительно учитывать давление от силы тяжести жидкого груза по 4.1.6.

При определении прочности расчетными методами необходимо учитывать минимальные толщины стенок котла, допустимые конструкторскими, технологическими и эксплуатационными документами.

Примечание — Учитывают допуск на толщину проката, утонение при изготовлении, коррозионный износ от действия перевозимого груза за расчетный ресурс вагона с учетом стойкости антикоррозионных покрытий.

4.3.2    Котел вагона-цистерны, предназначенного для перевозки жидких грузов, проверяют расчетными методами на устойчивость сжатых конструкций при действии внешнего избыточного давления по требованиям ([1], подпункт 6.8.2.1.7). При этом необходимо учитывать минимальные толщины стенок котла, допустимые конструкторскими, технологическими и эксплуатационными документами.

Примечание — Учитывают допуск на толщину проката, утонение при изготовлении, коррозионный износ от действия перевозимого груза за расчетный ресурс вагона с учетом стойкости антикоррозионных покрытий.

* В Российской Федерации применяют ПБ 03-576-03 «Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением». Утверждены постановлением Госгортехнадзора России от 11 июня 2003 г. № 91. Зарегистрированы Минюстом России 19 июня 2003, per. № 4776.

8

ГОСТ 33211-2014

4.3.3    Угловые стойки полувагона с торцевыми дверями проверяют на прочность при действии наружу на две из них с одной стороны вагона давления от силы тяжести по 4.1.6 для скатывающегося груза.

4.3.4    Торцевую стену (двери) полувагона проверяют расчетными методами на прочность при действии:

а)    продольной силы равной одной третьей части силы тяжести груза, равномерно распределенной на нижнюю часть стены (двери) до высоты 600 мм по всей ширине;

Примечание — Соответствует случаю перевозки тяжелых, уложенных штабелями, грузов.

б)    продольной силы равной одной четвертой части силы тяжести груза, равномерно распределенной на всю поперечную площадь стены и дополнительный ограждающий щит, укрепленный над ней сверху с помощью четырех вертикальных стоек, имеющий контур габарита погрузки.

Примечание — Соответствует перевозке штабельных грузов с шапкой. Используется при определении расчетными методами прочности торцевой стены вагонов для перевозки леса.

4.3.5    Несущую конструкцию кузова вагона, предназначенного для разгрузки на вагоноопрокиды-вателе, проверяют на прочность при одновременном действии

-    вертикальной силы равной силе тяжести вагона по 4.1.3, распределенной по верхней обвязке согласно ГОСТ 22235 (пункт 5.3.2);

-    давления силы тяжести насыпного груза по 4.1.6, с учетом направления ускорения свободного падения, возникающего при опрокидывании вагона.

При расчете допускается учитывать давление силы тяжести насыпного груза путем приложения к боковой стене, шарнирно опертой верхней обвязкой в зонах по ГОСТ 22235 (пункт 5.3.2), равномерно распределенной силы равной 0,25Q_B, где Q_B — сила тяжести груза вагона с максимальной расчетной массой.

Силы уравновешены реакциями в опорных узлах, зависящими от конструктивного устройства опорного узла.

4.3.6    Несущую конструкцию кузова вагона, для погрузки которого эксплуатационными документами предусмотрено использование колесных погрузчиков и разгрузчиков, проверяют на прочность при действии в любом месте пола силы по ГОСТ 22235 (пункты 4.3.1,5.4.1,4.6.1).

4.3.7    Открытые торцевые борта платформ и кронштейны для их опоры проверяют на прочность при действии сил по ГОСТ 22235 (пункт 4.4.1).

4.3.8    Вагоны, предназначенные для перевозки на паромах, проверяют расчетными методами на прочность при действии:

а)    продольной силы, соответствующей действию на вагон и груз ускорения 1,96 м/с², и вертикальной силы, соответствующей действию на вагон и груз ускорения 9,81 м/с²;

Примечание — Соответствует продольному (килевому) крену до 10°.

б)    боковой силы, соответствующей действию на вагон и груз ускорения 9,81 м/с², и вертикальной силы, соответствующей действию на вагон и груз ускорения 4,91 м/с².

Примечание — Соответствует боковому крену до 30°.

Силы уравновешены реакциями в приспособлениях для закрепления вагона и груза. Допускается уточнять действующие силы в зависимости от характеристик парома.

4.3.9    Составные части вагона, предусматривающие возможность нахождения обслуживающего персонала, проверяют на прочность при действии двух вертикальных сил по 1,0 кН каждая, распределенных по площади 0,25 * 0,25 м² и приложенных на расстоянии 0,5 м друг от друга в любой части.

4.3.10    Подножки и лестницы проверяют на прочность при одновременном действии двух вертикальных сил по 1,0 кН каждая, приложенных на расстоянии 0,3 м друг от друга, и продольной силы 1,0 кН, приложенной в плоскости подножки и ступени лестницы в тех же зонах.

4.3.11    Вертикальные и горизонтальные поручни проверяют на прочность при одновременном действии вертикальной и боковой сил по 1,0 кН каждая, приложенных к середине поручня.

4.3.12    Для крыш вагонов расчетными методами подтверждают прочность и устойчивость сжатых конструкций при действии давления максимальной снеговой нагрузки с полным нормативным значением согласно ([2], раздел 5). Для крыш вагонов-хопперов, не оборудованных устройствами, предотвращающими возникновение вакуума внутри кузова при разгрузке, расчетными методами подтверждают устойчивость сжатых конструкций при действии внешнего избыточного давления 30 кПа.

9

4.3.13    Силы для проверки прочности, действующие на вагон от применяемых механизмов при погрузке или выгрузке, от работы установленных на вагоне механизмов, определяют в конструкторской документации на вагон в соответствии с его условиями эксплуатации и ГОСТ 22235.

4.3.14    Предохранительные устройства, предназначенные для предотвращения падения на путь оборудования вагона, проверяют на прочность при действии двукратной силы тяжести по 4.1.3 предохраняемого оборудования.

4.3.15    Составные части вагона, тормозную рычажную передачу и кронштейны ее крепления, воспринимающие действие сил в тормозной системе, проверяют расчетными методами на прочность при действии максимальной силы на штоке поршня тормозного цилиндра, определяемой без учета жесткости отпускной пружины и без учета потерь (при коэффициенте полезного действия равном единице).

4.3.16    Составные части несущей конструкции кузова вагона, на которых закреплено подвесное оборудование, проверяют на прочность при действии:

- продольного ускорения а_п, м/с², определяемого по формуле

(4.10)

где Л/_у — продольная сила по 4.1.1 а, приложенная к вагону, Н;

Примечание — Принято значение ускорения, действующего на порожний вагон при соударении при установке его в подпоре на сортировочной горке.

т_т — минимальная расчетная масса вагона, кг.

- вертикального ускорения а_в, м/с², определяемого по формуле

где Л/_и определяют по формуле (4.2) для кузова вагона с минимальной расчетной массой при Л/_у по

4.1.1 а;

/Т7_К — масса кузова вагона с минимальной расчетной массой, кг;

д — ускорение свободного падения по 4.1.3;

h_B — расстояние в вертикальном направлении от центра масс кузова вагона с минимальной расчетной массой до уровня оси автосцепки, м;

х — расстояние в продольном направлении от среднего поперечного сечения кузова вагона до центра масс подвесного оборудования, м;

2/_в — база вагона (база секции вагона для вагонов сочлененного типа), м.

Продольную и вертикальную силу от действия ускорения по формулам (4.10) и (4.11) при использовании расчетных методов прикладывают к центру масс подвесного оборудования. Допускается прикладывать силы инерции массы подвесного оборудования приложением распределенного по объему ускорения. Передачу сил от подвесного оборудования на кузов вагона определяют с учетом устройства их соединения.

Для проверки отсутствия резонанса рекомендуется проводить расчетную оценку собственных частот колебаний подвесного оборудования в сравнении с собственными частотами колебаний несущей конструкции кузова и характерными частотами колебаний на рессорном подвешивании.

4.3.17    Крышки люков полувагона и составные части вагона, обеспечивающие их крепление и запор, проверяют на прочность при следующих условиях:

а)    при падении крышки люка на упоры при разгрузке полувагона, загруженного до максимальной расчетной статической осевой нагрузки;

б)    при падении на закрытую крышку при погрузке вагона кускового груза общей массой 2000 кг (при массе отдельных кусков не более 100 кг) с высоты 3 м;

в)    при падении в центр закрытой крышки груза массой 150 кг с высоты 3 м.

4.3.18    Кронштейны для подтягивания проверяют на прочность расчетными методами при продольной силе 100 кН, приложенной к середине кронштейна.

4.3.19    Устройства крепления грузов в полувагонах (если применяются) проверяют на прочность расчетными методами:

ю

ГОСТ 33211-2014

-    увязочные и лесные скобы и кольца внутри кузова, расположенные в верхней и средней частях стен — при приложенной силе 30 кН;

-    увязочные и лесные скобы и кольца внутри кузова, расположенные в нижней части стен — при приложенной силе 150 кН;

-    увязочные скобы и кольца снаружи кузова, расположенные в верхней части стен — при приложенной силе 30 кН.

4.3.20 Увязочные скобы, кольца и поворотные кронштейны, расположенные внутри кузова в крытых вагонах (если применяются), проверяют на прочность расчетными методами при приложенной силе, кН:

30.....................................................в    верхней    и    средней    части    стен;

50..............................................................в    нижней    части    стен;

80..................................................................на    уровне    пола.

4.3.21 Устройства крепления грузов в вагонах-платформах (если применяются) проверяют на прочность расчетными методами при приложенной силе, кН:

30.........................................увязочные    скобы    и    кольца    на    боковых    балках;

100..................................................................анкеры    в полу;

150..................................................................лесные    скобы.

Рекомендуется определять силы, действующие на фитинговые упоры по формуле (4.2) при массе контейнера, предусмотренной эксплуатационной документацией и международным соглашением [3].

4.3.22    Вагоны, оборудованные буферами, проверяют на прочность при действии:

а)    продольной силы 1,00 МН, направленной внутрь вагона и приложенной к контактной поверхности каждого из четырех буферов с двух сторон вагона;

б)    продольной силы 1,00 МН, направленной внутрь вагона и приложенной к контактной поверхности каждого из двух буферов с одной стороны вагона, уравновешенной продольной силой, приложенной к опорной поверхности заднего упора автосцепного устройства;

в)    продольной силы 1,00 МН, направленной внутрь вагона и приложенной к контактной поверхности двух буферов, расположенных по одну сторону от автосцепки с двух сторон вагона;

г)    продольной силы 0,75 МН, направленной внутрь вагона и приложенной к контактной поверхности каждого из четырех буферов с двух сторон вагона на расстоянии 50 мм ниже центральной оси буфера.

4.3.23    Составные части автосцепного устройства, а также их крепление на вагоне проверяют на прочность при действии сил, указанных в национальных нормативных документах¹ государств, приведенных в предисловии.

4.4 Прочность несущей конструкции тележки определяют при действии сил, указанных в таблице 3 для случая установки в вагоне двух тележек (для четырехосного вагона).

Действующие на несущую конструкцию тележки вертикальные и боковые силы должны быть уравновешены реакциями в опорах тележки на подшипниковые узлы колесных пар, зависящими от конструктивного устройства опор.

Силы, действующие на составные части тележки, определяют из условия статического равновесия с учетом устройства их соединения. Пример расчета сил, действующих на боковую раму тележки, приведен в приложении А.

4.4.1 Продольную силу инерции тележки определяют по 4.1.2 при продольной силе, действующей на вагон, по 4.1.1 а.

Продольная сила инерции тележки приложена к упорной поверхности подпятника и уравновешена продольными силами инерции по 4.1.2 масс составных частей тележки, приложенными в их центре масс. Допускается учитывать продольную силу инерции массы составной части тележки приложением распределенного по ее объему ускорения.

Таблица 3 — Силы, действующие на тележку, для определения прочности ее несущей конструкции

Силы Значение силы в режиме 1 а б В Продольные: -    сила инерции -    сила при торможении -    сила от действия горочного вагонного замедлителя По 4.4.1 По 4.4.4 По 4.4.6 По 4.4.7 Вертикальные: -    сила тяжести -    составляющая силы инерции По 4.4.2 По 4.4.3 По 4.4.2 По 4.4.2 По 4.4.3* Боковые — — По 4.4.5

* С коэффициентом 0,5. Примечание — Режиму 1а соответствует сочетание сил, действующих на тележку при соударении вагона при роспуске с сортировочной горки, режиму 16 — при проходе вагонного замедлителя при роспуске вагона с сортировочной горки, режиму 1в — при торможении состава, двигающегося в кривом участке пути.

4.4.2    Силу тяжести кузова вагона, опирающегося на тележку, определяют по 4.1.3. Сила тяжести приложена к опорной поверхности подпятника тележки и рабочей поверхности бокового скользуна при использовании боковых скользунов постоянного контакта.

4.4.3    Вертикальную составляющую силы инерции, действующую на тележку, определяют по формуле (4.3) для кузова вагона с максимальной расчетной массой с учетом высоты центра масс кузова вагона над центрами осей колесных пар равной 2,0 м и базы вагона равной 7,8 м. При этом, в формуле (4.2) учитывают продольную силу, действующую на вагон, по 4.1.1 а. Вертикальная составляющая силы инерции приложена к опорной поверхности подпятника тележки.

4.4.4    Продольную силу, действующую на тележку от горочного вагонного замедлителя, принимают равной 240 кН. Продольная сила приложена к упорной поверхности подпятника и уравновешена реакциями в ограничителях продольных перемещений одной колесной пары с одной стороны проема для их установки (наружной или внутренней).

Примечание — Сила соответствует действию горочного вагонного замедлителя на одну колесную пару

тележки.

4.4.5    Боковую силу, действующую на тележку, определяют по формуле (4.4) для базы вагона 7,8 м, расстояния между задними упорами автосцепных устройств 10,05 м, длины вагона по осям сцепления 12,02 м. Боковая сила приложена к упорной поверхности подпятника.

4.4.6    Продольную силу инерции тележки определяют по 4.1.2 при продольной силе, действующей на вагон, по 4.1.1 а. Продольная сила инерции тележки приложена к упорной поверхности подпятника и уравновешена продольными силами инерции по 4.1.2 масс составных частей тележки, приложенными в их центре масс. Допускается учитывать продольную силу инерции массы составной части тележки приложением распределенного по ее объему ускорения.

4.4.7    Продольную силу, действующую при торможении на ограничители продольных перемещений колесной пары в проеме для их установки, принимают равной действительной силе нажатия тормозных колодок и определяют по 4.5.3. Продольные силы, действующие на тележку при торможении, самоуравновешенные.

Дополнительно должны быть учтены силы реакции, возникающие в кронштейнах подвеса тормозной рычажной передачи тележки.

4.5 Составные части несущей конструкции тележки дополнительно проверяют на прочность при действии сил, указанных в п. 4.5.1—4.5.3.

4.5.1    Площадку или прилив для размещения бокового скользуна на над рессорной балке тележки, несущие составные части бокового скользуна проверяют на прочность при действии вертикальной силы 370 кН и соответствующей продольной силы трения.

4.5.2    Составные части несущей конструкции тележки, на которых закреплено подвесное оборудование, проверяют расчетными методами на прочность при действии сил по 4.3.16 для минимальной расчетной массы вагона, базы вагона равной 7,8 м, высоты центра масс кузова вагона над центрами осей колесных пар равной 2,0 м и х = /_в.

12

ГОСТ 33211-2014

Для необрессоренных составных частей несущей конструкции тележки, на которых закреплено подвесное оборудование, дополнительно учитывают боковую силу инерции подвесного оборудования при ускорении 19,62 м/с².

Силы прикладывают к центру масс подвесного оборудования. Передачу сил от подвесного оборудования на несущую конструкцию тележки определяют с учетом устройства их соединения.

4.5.3 Составные части тележки, тормозную рычажную передачу и кронштейны ее крепления, воспринимающие действие сил в тормозной системе вагона, проверяют расчетными методами на прочность при действии максимальной силы на штоке поршня тормозного цилиндра, определяемой без учета жесткости отпускной пружины и без учета потерь (при коэффициенте полезного действия, равном единице).

4.6 Сопротивление усталости несущей конструкции кузова вагона определяют при действии сил по 4.6.1,4.6.2.

При определении сопротивления усталости расчетными методами учитывают симметричность несущей конструкции кузова вагона и указанные в эксплуатационной документации схемы размещения груза. При определении сопротивления усталости методами испытаний допускается уменьшать количество схем размещения груза при испытаниях на основании определения сопротивления усталости расчетными методами.

Для предварительной оценки сопротивления усталости несущей конструкции вагона рекомендуется применять расчетный режим, описанный в приложении Д, а также проводить проверку отсутствия резонанса по результатам расчетного определения собственных частот колебаний несущей конструкции кузова в сравнении с характерными частотами колебаний на рессорном подвешивании.

4.6.1 Распределение продольных сил, действующих на несущую конструкцию кузова вагона через автосцепные устройства, приведено в таблице 4; для вагона с максимальной расчетной статической осевой нагрузкой не более 245 кН, не подлежащего роспуску с сортировочных горок или оборудованного поглощающими аппаратами класса Т2 и ТЗ по межгосударственному стандарту², — в таблице 5. При приложении сил через автосцепные устройства дополнительно учитывают действие вертикальной силы, приложенной к соответствующим упорам автосцепного устройства, определяемой по формуле (4.1) для е = 0,08 м.

Таблица 4 — Распределение продольных сил, действующих на несущую конструкцию кузова вагона через автосцепные устройства, для определения сопротивления усталости

Среднее значение силы в интервале, МН Число приложений силы за 1 год растягивающей сжимающей 0,3 2432 800 0,6 5700 2000 1,0 5120 2230 1,4 3050 1410 1,8 800 800 2,2 180 200 2,6 0 50 3,0 0 9 3,35 0 1 Общее число приложений силы 17500 7500

Устанавливают следующие схемы приложения продольных сил к кузову вагона:

а) сжимающая сила, направленная внутрь вагона, приложена к опорной поверхности заднего упора автосцепного устройства с одной стороны вагона и уравновешена продольными силами инерции по 4.1.2 масс кузова вагона, тележек, автосцепных устройств и груза.

Одновременно с продольной силой, действующей на несущую конструкцию кузова вагона через автосцепные устройства, на кузов вагона действует вертикальная составляющая силы инерции по 4.1.4;

б)    растягивающая сила, направленная наружу вагона, приложена к опорной поверхности переднего упора автосцепного устройства с одной стороны вагона и уравновешена продольными силами инерции по 4.1.2 масс кузова вагона, тележек, автосцепных устройств и груза.

Одновременно с продольной силой, действующей на несущую конструкцию кузова вагона через автосцепные устройства, на кузов вагона действует вертикальная составляющая силы инерции по 4.1.4;

в)    силы, направленные внутрь вагона, приложены к опорным поверхностям задних упоров автосцепного устройства с двух сторон вагона;

г)    силы, направленные наружу вагона, приложены к опорным поверхностям передних упоров автосцепного устройства с двух сторон вагона.

Таблица 5 — Распределение продольных сил, действующих на несущую конструкцию кузова вагона через автосцепные устройства, для определения сопротивления усталости для вагона с максимальной расчетной статической осевой нагрузкой не более 245 кН, не подлежащего роспуску с сортировочных горок или оборудованного поглощающими аппаратами класса Т2 и ТЗ

Среднее значение силы в интервале, МН Число приложений силы за 1 год растягивающей сжимающей 0,2 2650 800 0,4 5700 2000 0,7 5120 2230 1,0 3050 1410 1,3 800 800 1,6 180 200 1,9 0 50 2,1 0 9 2,4 0 1 Общее число приложений силы 17500 7500

4.6.2 Динамические силы (динамические напряжения), действующие на несущую конструкцию кузова вагона при движении, и частоту их изменения определяют по 5.1 с учетом распределения скоростей движения, приведенного в таблице 6.

Допускается при использовании расчетных методов определять динамическую силу (динамические напряжения), действующие на несущую конструкцию кузова вагона при движении, умножением силы тяжести по 4.1.3 и давления силы тяжести груза по 4.1.6 при перевозке насыпных, скатывающихся и жидких грузов (или напряжения от их действия) на среднее вероятное значение коэффициента динамической добавки /С_д, вычисляемое по формуле

_ Г    AV/V_q,    если V< V_Q,

К= <    (4.12)

^д IД + B(V- V_Q)bl(fj - О.б/у, если V> V_Q,

где коэффициенты принимают:

А = 0,05, В = 3,6-10^-4 м/(м/с), \/₀ = 15 м/с;

V — средняя скорость интервала движения вагона по таблице 6, м/с;

b — коэффициент, учитывающий влияние числа осей п в тележке или группе тележек под одним концом вагона: b = (п + 2)/(2п); f| — расчетный статический прогиб рессорного подвешивания вагона с максимальной расчетной массой (при неравномерном распределении силы тяжести кузова вагона по тележкам принимают минимальное значение расчетного статического прогиба), м; f₂ — наибольший статический прогиб несущей конструкции вагона под действием силы тяжести груза, м.

ГОСТ 33211-2014

Допускается при использовании расчетных методов определять частоту изменения f₃, Гц, коэффициента динамической добавки по формуле

f =А I 9_ ³ 2п ^ -0,5f₂’

где а — коэффициент, равный 1,4 для кузова вагона;

д — ускорение свободного падения равное 9,81 м/с²; f, и f₂ — см. обозначения к формуле (4.12).

4.7 Сопротивление усталости несущей конструкции тележки определяют при действии сил по

4.7.1,4.7.2 для случая установки в вагоне двух тележек (для четырехосного вагона).

Для предварительной оценки сопротивления усталости несущей конструкции тележки рекомендуется применять расчетный режим, описанный в приложении Д, а также проводить проверку отсутствия резонанса по результатам расчетного определения собственных частот колебаний несущей конструкции в сравнении с характерными частотами колебаний на рессорном подвешивании.

Таблица 6 — Распределение скоростей движения для определения сопротивления усталости

Интервал скорости движения, м/с Средняя скорость интервала, м/с Вероятность движения в диапазоне скорости для вагона с конструкционной скоростью, м/с (км/ч) 44,4 (160) 38,9 (140) 33,3 (120) 27,8 (100) 25,0 (90) от 0,00 до 12,5 6,25 0,02 0,02 0,03 0,05 0,15 свыше 12,5 до 15,0 13,75 0,05 0,06 0,07 0,12 0,30 » 15,0 » 17,5 16,25 0,07 0,07 0,10 0,30 0,35 » 17,5 » 20,0 18,75 0,09 0,10 0,18 0,20 0,13 » 20,0 » 22,5 21,25 0,11 0,15 0,15 0,15 0,05 » 22,5 » 25,0 23,75 0,13 0,15 0,15 0,10 0,02 » 25,0 » 27,5 26,25 0,15 0,15 0,15 0,06 - » 27,5 » 30,0 28,75 0,13 0,10 0,09 0,02 - » 30,0 » 32,5 31,25 0,09 0,08 0,06 - - » 32,5 » 35,0 33,75 0,06 0,05 0,02 - - » 35,0 » 37,5 36,25 0,04 0,05 - - - » 37,5 » 40,0 38,75 0,03 0,02 - - - » 40,0 » 42,5 41,25 0,02 - - - - » 42,5 » 45,0 43,75 0,01 - - - - » 45,0 » 47,5 46,25 - - - - - » 47,5 » 50,0 48,75 - - - - - » 50,0 » 52,5 51,25 - - - - - » 52,5 » 55,0 53,75 - - - - -

4.7.1 Вертикальную составляющую силы инерции, действующую на тележку, определяют по формуле (4.3) для кузова вагона с максимальной расчетной массой с учетом высоты центра масс кузова вагона над центрами осей колесных пар равной 2,0 м и базы вагона равной 7,8 м. При этом, в формуле (4.2) учитывают продольную силу, действующую на вагон, по таблице 4. Вертикальная составляющая силы инерции приложена к опорной поверхности подпятника тележки.

15

Одновременно с вертикальной составляющей силы инерции действует продольная сила инерции тележки по 4.1.2 при продольной силе, действующей на вагон, по таблице 4. Продольная сила инерции тележки приложена к упорной поверхности подпятника и уравновешена продольными силами инерции по 4.1.2 масс составных частей тележки, приложенными в их центре масс. Допускается учитывать продольную силу инерции массы составной части тележки приложением распределенного по ее объему ускорения.

4.7.2 Динамические силы (динамические напряжения), действующие на тележку при движении вагона, и их частоты определяют по 5.1 с учетом распределения скоростей движения, приведенного в таблице 6, и с учетом наибольших износов деталей в рессорном подвешивании, допустимых эксплуатационными документами на тележку.

К динамическим силам, действующим на составные части тележки, относят:

-    вертикальную динамическую силу, действующую на обрессоренные составные части несущей конструкции тележки;

-    вертикальную динамическую силу, действующую на необрессоренные составные части несущей конструкции тележки;

-    самоуравновешенные силы, возникающие в рессорном подвешивании при действии вертикальной динамической силы на обрессоренные составные части;

-    рамные силы.

Допускается при использовании расчетных методов определять вертикальную динамическую силу, действующую на обрессоренные составные части несущей конструкции тележки при движении вагона, умножением половины силы тяжести кузова вагона с максимальной расчетной массой на коэффициент динамической добавки, определяемый по формуле (4.12) при f₂ = 0 и коэффициенте А = 0,10. Частоту вертикальной динамической силы, действующей на тележку при движении вагона, определяют по формуле (4.13) при f₂ = 0 и коэффициенте а = 1,7.

Допускается при использовании расчетных методов определять вертикальную динамическую силу, действующую на необрессоренные составные части несущей конструкции тележки при движении вагона, умножением силы тяжести опирающихся на них составных частей тележки и вагона с максимальной расчетной массой на коэффициент динамической добавки, определяемый по формуле (4.12) при f₂ = 0 и коэффициенте А = 0,15. Частоту вертикальной динамической силы, действующей на тележку при движении вагона, определяют по формуле (4.13) при f₂ = 0 и коэффициенте а = 2,0.

Допускается при использовании расчетных методов определять среднее вероятное значение рамной силы Н_р, Н, по формуле

Н_р= &P₀(V+V_:),    (4.14)

где Р₀ — максимальная расчетная статическая осевая нагрузка, Н;

3 — коэффициент, принимают 3 = 0,003 с/м;

V — средняя скорость интервала движения вагона по таблице 6, м/с;

1/, — начальное значение скорости движения, принимают = 5 м/с.

Частоту рамной силы определяют по формуле (4.13) при f₂ = 0 и коэффициенте а = 2,0.

5 Режимы для определения показателей динамических качеств, динамических сил и устойчивости к выжиманию и опрокидыванию при движении

5.1    Показатели динамических качеств вагона и динамические силы (динамические напряжения), действующие на несущую конструкцию кузова вагона и тележки, определяют в соответствии с 5.1.1 — 5.1.8.

При определении показателей динамических качеств расчетными методами учитывают симметричность вагона и указанные в эксплуатационной документации схемы размещения груза. При определении показателей динамических качеств методами испытаний допускается уменьшать количество схем размещения груза при испытаниях на основании определения показателей динамических качеств расчетными методами.

5.1.1    На участках пути со следующими характеристиками:

а) прямой участок пути протяженностью не менее 1000 м;

ГОСТ 33211-2014

Содержание

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

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

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

4    Режимы для определения прочности, устойчивости сжатых конструкций и сопротивления

усталости...........................................................................3

5    Режимы для определения показателей динамических качеств, динамических сил и устойчивости

к выжиманию и опрокидыванию при движении............................................16

6    Требования к прочности, устойчивости сжатых конструкций    и сопротивлению усталости.........19

7    Требования к показателям динамических качеств и устойчивости к выжиманию и опрокидыванию

при движении.......................................................................34

8    Требования к автоматическому сцеплению вагонов и проходу сцепленными вагонами кривых

участков пути.......................................................................36

9    Требования к воздействию вагона на железнодорожный путь...............................40

Приложение А (справочное) Пример расчета сил, действующих на боковую раму при проверке

на прочность............................................................41

Приложение Б (справочное) Пример метода расчета коэффициента запаса устойчивости к сходу

колеса с рельсов при выжимании...........................................45

Приложение В (справочное) Пример метода расчета коэффициента запаса устойчивости

к опрокидыванию.........................................................47

Приложение Г (обязательное) Метод расчета относительного вертикального перемещения

автосцепок при проходе сцепом вагонов    переломов профиля....................48

Приложение Д (справочное) Расчетный режим для предварительной оценки сопротивления

усталости несущей конструкции............................................50

Библиография........................................................................53

ГОСТ 33211-2014

б)    участок пути, состоящий из прямой, переходной кривой и круговой кривой проектного (среднего) радиуса в диапазоне от 300 м до 400 м включительно;

в)    участок пути, состоящий из прямой, переходной кривой и круговой кривой проектного (среднего) радиуса в диапазоне от 600 м до 800 м включительно;

г)    участок пути, включающий в себя стрелочный перевод на боковой путь с рельсами типа Р65 согласно требованиям национальных стандартов³ государств, приведенных в предисловии, с крестовиной марки 1/11 или 1/9 согласно нормативным документам⁴ государств, приведенных в предисловии.

Кривые должны иметь протяженность участка постоянного радиуса не менее 200 м. Возвышение наружного рельса хотя бы в одной из кривых должно обеспечивать движение вагона с конструкционной скоростью и непогашенным ускорением 0,7 м/с².

Устройство переходных кривых должно соответствовать нормативным документам⁴ государств, приведенных в предисловии.

5.1.2    На прямом участке пути (см. 5.1.1 а) показатели динамических качеств определяют со скоростями движения от 20 км/ч до скорости, соответствующей конструкционной скорости вагона с шагом от 10 до 20 км/ч. При проведении расчетов рекомендуется рассматривать превышение конструкционной скорости в 1,1 раза.

При движении по кривым по 5.1.1 б и 5.1.1 в показатели динамических качеств определяют со скоростями движения от 10 км/ч до скорости, соответствующей непогашенному ускорению 0,7 м/с², с шагом от 10 до 20 км/ч.

При движении по стрелочному переводу на боковой путь по 5.1.1 г показатели динамических качеств определяют со скоростями движения от 10 км/ч до 40 км/ч, с шагом не более 10 км/ч.

5.1.3    На участках пути должны быть уложены рельсы типа Р65 согласно требованиям национальных стандартов⁵ государств, приведенных в предисловии.

5.1.4    Характеристики неровности рельсов на участках пути по 5.1.1 а—5.1.1 в должны соответствовать таблице 7.

Таблица 7 — Характеристики неровностей рельсов для определения показателей динамических качеств В миллиметрах

Конструкционная скорость вагона, км/ч Отступление, не более по ширине колеи1) по уровню по перекосу по просадке Разность смежных стрел2) до 20 м вкп. Более 20 м — до 40 м вкп. От 90 до 140 вкп. 6/14 16 12 15 15 25

1)    В числителе для сужения колеи, в знаменателе — для уширения колеи. 2)    Измеренных от середины хорды длиной 20 м при длине неровности пути.

5.1.5 Показатели динамических качеств определяют расчетным методом для одиночного вагона. При определении показателей динамических качеств по результатам испытаний, вагон включают в состав опытного поезда массой не более 1 тыс. т.

Динамические силы (динамические напряжения), действующие в несущей конструкции вагона и тележки, определяют для одиночного вагона. При этом должны быть учтены динамические силы (динамические напряжения) от действия продольных сил по 4.6.1.

Допускается определять динамические силы (динамические напряжения), действующие в несущей конструкции вагона и тележки, в составе поезда массой не менее 4 тыс. т. При этом силы по 4.6.1 не учитывают.

МКС 03.220.30

Поправка к ГОСТ 33211-2014 Вагоны грузовые. Требования к прочности и динамическим качествам

В каком месте Напечатано Должно быть Пункт 6.3.6. Пояснение к оа j — амплитуда динамического Og j — амплитуда динамического формуле (6.9) напряжения, Па, оа/ > сра w; напряжения, Па, оа/> оаЛ/; Пункт 7.1.7. Формула 7.1 к tgp-|i(PB) ус 1 + |rtg Р(Р6) к tg р - ц <РВ> Ус 1 + ntg р (Р6> пояснение( ) ( ) — оператор, который обозначает определение скользящего среднего с шириной окна 2 м. < > — оператор, который обозначает определение скользящего среднего с шириной окна 2 м. Приложение Г. Формула (Г. 7) S2 = Р2 + п2 ' si л (о,) S2 = Р2 + ni ' sinCo,)

(ИУС №8 2017 г.)

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ    СТАНДАРТ

ВАГОНЫ ГРУЗОВЫЕ Требования к прочности и динамическим качествам

Freight wagons. Requirements to structural strength and dynamic qualities

Дата введения — 2016—07—01

1    Область применения

Настоящий стандарт распространяется на грузовые вагоны (далее — вагоны), предназначенные для обращения на железнодорожных путях общего и необщего пользования колеи 1520 мм, оборудованные автосцепными устройствами по ГОСТ 3475 и тележками по ГОСТ 9246.

Настоящий стандарт устанавливает требования к прочности и динамическим качествам при выполнении расчетов и оценке результатов испытаний по ГОСТ 33788 для несущей конструкции кузова вагона, крепления подвесного оборудования вагона, несущей конструкции и крепления подвесного оборудования тележек, составных частей тормозной рычажной передачи, а также требования к автоматическому сцеплению вагонов и проходу сцепленными вагонами кривых участков пути.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 25.101-83 Расчеты и испытания на прочность. Методы схематизации случайных процессов нагружения элементов машин и конструкций и статистического представления результатов

ГОСТ 3475-81 Устройство автосцепное подвижного состава железныхдорог колеи 1520 (1524) мм. Установочные размеры

ГОСТ 9246-2013 Тележки двухосные трехэлементные грузовых вагонов железныхдорог колеи 1520 мм. Общие технические условия

ГОСТ 10791-2011 Колеса цельнокатаные. Технические условия

ГОСТ 14249-89 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность

ГОСТ 21447-75 Контур зацепления автосцепки. Размеры

ГОСТ 22235-2010 Вагоны грузовые магистральных железных дорог колеи 1520 мм. Общие требования по обеспечению сохранности при производстве погрузочно-разгрузочных и маневровых работ

ГОСТ 32400-2013 Рама боковая и балка надрессорная литые тележек железнодорожных грузовых вагонов. Технические условия

ГОСТ 32885-2014 Автосцепка модели СА-3. Конструкция и размеры

ГОСТ 33788-2016 Вагоны грузовые и пассажирские. Методы испытаний на прочность и динамические качества

ГОСТ 32913-2014 Аппараты поглощающие сцепных и автосцепных устройств железнодорожного подвижного состава. Технические требования и правила приемки

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

Издание официальное

ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 9246, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1    конструкционная скорость вагона: Максимальная скорость движения вагона, указанная в конструкторской документации на него.

Примечание — Вагон при движении со скоростями вплоть до конструкционной на прямом горизонтальном участке пути с отступлениями не выше II степени (в соответствии с национальными требованиями⁶) обеспечивает показатели прочности своих составных частей и показатели динамических качеств (с учетом изменения его массы от нетто до брутто) в соответствии с нормативами, установленными в настоящем стандарте.

3.2    максимальная расчетная статическая осевая нагрузка: Максимальный вес вагона брутто, передаваемый на рельсы одной колесной парой.

3.3    максимальная расчетная масса вагона: Масса вагона брутто при максимальной расчетной статической осевой нагрузке.

3.4    продольное направление: Направление в плоскости пути вдоль его оси.

3.5    боковое направление: Перпендикулярное продольному направление в плоскости пути.

3.6    вертикальное направление: Направление перпендикулярное к плоскости пути.

3.7    несущая конструкция кузова вагона: Составные части вагона, которые передают силы, возникающие при движении вагона в составе поезда и маневрах, воспринимают силы от действия на вагон груза, подвесного оборудования, тормозной системы вагона, установленных механизмов, служат опорой на ходовые части.

Примечание — К несущей конструкции кузова вагона в том числе относят хребтовую, боковые, шкворневые, поперечные, лобовые балки, пятник, стойки, поперечный пояс, верхнюю обвязку, котел вагона-цистерны.

3.8    опорный узел: Составная часть несущей конструкции вагона, которая включает в себя пятник и ответную поверхность к боковому скользуну тележки.

3.9    длина вагона по осям сцепления: Расстояние в продольном направлении между плоскостями зацепления автосцепки.

3.10    подвесное оборудование вагона (тележки): Оборудование, закрепленное на несущей конструкции кузова вагона (на несущей конструкции тележки) посредством разъемного или неразъемного соединения.

3.11    минимальная расчетная масса вагона: Номинальная масса порожнего вагона, указанная в конструкторской документации.

3.12    несущая конструкция тележки: Составные части тележки, которые воспринимают силы от действия на тележку кузова вагона, тормозной системы вагона, и передают их на подшипники колесных пар.

Примечание — К несущей конструкции двухосной трехэлементной тележки относят надрессорную балку и боковую раму, буксу, адаптер, боковой скользун.

3.13    необрессоренные части тележки: Составные части несущей конструкции тележки, не имеющие опоры на рессорное подвешивание, а также колесные пары.

3.14    обрессоренные части вагона (тележки): Составные части несущей конструкции вагона (тележки), расположенные выше рессорного подвешивания.

3.15    база вагона: Номинальное расстояние в продольном направлении между центрами наружных пятников кузова вагона.

3.16    вагон сочлененного типа: Вагон, соседние секции которого опираются на одну общую тележку.

ГОСТ 33211-2014

3.17    база секции вагона: Номинальное расстояние в продольном направлении между центрами пятников одной секции вагона сочлененного типа.

Примечание — База вагона сочлененного типа — расстояние в продольном направлении между центрами пятников крайних тележек.

3.18    устройство сочленения: Устройство, передающее силы между соседними секциями вагона сочлененного типа и обеспечивающее их опору на общую тележку.

3.19    коэффициент динамической добавки: Отношение амплитуды вертикальной динамической силы (напряжения от действия вертикальной динамической силы), действующей при движении вагона по рельсовому пути, к силе тяжести (напряжению от действия силы тяжести).

3.20    статический прогиб несущей конструкции вагона: Деформация несущей конструкции кузова вагона в вертикальном направлении под действием силы тяжести груза, отсчитываемая от горизонтальной плоскости, проходящей через центры пятников.

3.21    рамная сила: Боковая сила, действующая от несущей конструкции тележки на колесную

пару.

3.22    общее напряжение: Механическое напряжение, вызываемое внешней нагрузкой в несущей конструкции с учетом ее основной геометрии.

Примечание — Общие напряжения определяют с учетом упругого деформирования материала аналитически или методом конечных элементов с применением трехмерных моделей из балочных конечных элементов, либо измеряют с применением методов тензометрии. В общем напряжении не учитывают концентрацию, связанную с геометрическими концентраторами напряжений.

3.23    местное напряжение: Механическое напряжение, вызываемое внешней нагрузкой в несущей конструкции с учетом ее макро-геометрии и геометрических концентраторов напряжений.

Примечание — Местные напряжения определяют с учетом упругого деформирования материала методом конечных элементов с применением трехмерных моделей из объемных или оболочечных конечных элементов, либо измеряют с применением методов тензометрии. В местном напряжении не учитывают концентрацию, связанную с наличием сварных швов, дефектов сварных швов, поверхностных дефектов литых несущих конструкций,

контактом между телами.

3.24    зона влияния сосредоточенной нагрузки: Локальная зона в окрестности задания расчетной сосредоточенной (точечной) силы или реакции.

3.25    расчетный ресурс составной части несущей конструкции вагона: Ресурс составной части до достижения предельного состояния по сопротивлению усталости, установленный технической документацией.

Примечание —Для несущей конструкции кузова вагона расчетный ресурс, как правило, соответствует назначенному ресурсу (сроку службы) вагона. Для составных частей вагона, подлежащих замене при ремонте, расчетный ресурс соответствует наработке между видами планового ремонта.

3.26

расчетный статический прогиб: Статический прогиб упругих элементов рессорного подвешивания эквивалентный подвешиванию с линейной зависимостью силы от деформации (постоянной жесткостью) без учета сил трения.

[ГОСТ 9246-2013, статья 3.20]

4 Режимы для определения прочности, устойчивости сжатых конструкций и сопротивления усталости

4.1 Прочность несущей конструкции кузова вагона определяют при действии сил в режимах I а, I б, I в, I г, указанных в таблице 1. Режим I в применяют для определения устойчивости сжатых составных частей несущей конструкции кузова вагона расчетными методами.

Примечание — Режиму I а соответствует сочетание сил, действующих на вагон при соударении при роспуске с сортировочной горки, осаживании состава вагонов, режиму I б — при трогании состава. Режимам 1 в и 1 г соответствует сочетание сил, действующих на вагон при торможении и разгоне состава, двигающегося в кривом участке пути.

3

Таблица 1 — Силы, действующие на вагон, для определения прочности несущей конструкции кузова

Силы Значение силы в режиме 1 а б В Г Продольные По 4.1.1 а По 4.1.1 б По 4.1.1 в По 4.1.1 г Вертикальные: -    сила тяжести -    составляющая силы инерции -    кососимметричные силы По 4.1.3 По 4.1.4 По 4.1.3 По 4.1.4 По 4.1.3 По 4.1.8 По 4.1.3 По 4.1.8 Боковые — — По 4.1.5 По 4.1.5 Самоуравновешенные: -давление груза1) - избыточное давление2) По 4.1.6 По 4.1.7 а По 4.1.6 По 4.1.7 а По 4.1.6 По 4.1.7 б По 4.1.6 По 4.1.7 6 ^ При перевозке насыпных и скатывающихся грузов. 2) При перевозке жидких грузов.

При определении прочности расчетными методами учитывают симметричность несущей конструкции кузова вагона и указанные в эксплуатационной документации схемы размещения груза. При определении прочности методами испытаний допускается уменьшать количество схем размещения груза при испытаниях на основании определения прочности расчетными методами.

Действующие на несущую конструкцию кузова вагона вертикальные и боковые силы уравновешены реакциями в опорных узлах, зависящими от конструктивного устройства опорного узла.

4.1.1 Устанавливают следующие значения и схемы приложения продольных сил к кузову вагона:

а)    сила 3,5 МН, направленная внутрь вагона, приложена к опорной поверхности заднего упора автосцепного устройства с одной стороны вагона и уравновешена продольными силами инерции по

4.1.2    масс кузова вагона, тележек, автосцепных устройств и груза.

Для вагонов с максимальной расчетной статической осевой нагрузкой не более 245 кН, не подлежащих роспуску с сортировочных горок или оборудованных поглощающими аппаратами класса Т2 или ТЗ согласно межгосударственному стандарту⁷, принимают значение продольной силы 2,5 МН, если иное не предусмотрено конструкторской документацией.

б)    сила 2,5 МН, направленная наружу вагона, приложена к опорной поверхности переднего упора автосцепного устройства с одной стороны вагона и уравновешена продольными силами инерции по

4.1.2    масс кузова вагона, тележек, автосцепных устройств и груза;

в)    силы 2,5 МН, направленные внутрь вагона, приложены к опорным поверхностям задних упоров автосцепного устройства с двух сторон вагона;

г)    силы 2,0 МН, направленные наружу вагона, приложены к опорным поверхностям передних упоров автосцепного устройства с двух сторон вагона.

При приложении продольных сил дополнительно учитывают действие вертикальной силы Р_г Н, приложенной к соответствующим упорам автосцепного устройства, определяемой по формуле

где N — продольная сила по 4.1.1 а, 4.1.1 б, 4.1.1 в, 4.1.1 г;

е — разность уровней осей автосцепок, при определении прочности расчетными методами принимают е = 0,10 м, если иное не предусмотрено эксплуатационной документацией вагона, при определении прочности методами испытаний допускается разность уровней осей автосцепок не более 0,05 м;

а — расчетная длина корпуса автосцепки (для корпуса автосцепки по ГОСТ 32885 принимают а = 1,0 м при действии сил внутрь вагона; 0,9 м при действии сил наружу вагона); знак «+» обозначает действие силы вверх, знак «-» обозначает действие силы вниз.

Примечание —Указанная вертикальная сила по формуле (4.1) возникает за счет трения между поверхностями поглощающего аппарата и поверхностями упоров автосцепного устройства.

ГОСТ 33211-2014

4.1.2 Продольную силу инерции составной части вагона или груза Л/_и, Н, имеющей массу т, кг, определяют по формуле

где Л/_у — продольная сила, приложенная к вагону (по 4.1.1 а, 4.1.1 б), Н;

/Т7_ваг — максимальная расчетная масса вагона, кг.

Продольную силу инерции при использовании расчетных методов прикладывают к центру масс составной части вагона. Допускается учитывать продольную силу инерции массы составной части вагона приложением распределенного по ее объему ускорения. Передачу продольных сил инерции груза, автосцепных устройств и тележек на кузов вагона определяют с учетом устройства их крепления и соединения.

Для вагонов, предназначенных для перевозки насыпных грузов (скатывающихся грузов), при использовании расчетных методов продольную силу инерции груза рекомендуется прикладывать:

-    равномерно распределенной, действующей с внутренней стороны торцевой стены, расположенной со стороны действия силы по 4.1.1, равной 0,35 от продольной силы инерции насыпного груза, определяемой по формуле (4.2). Для скатывающегося груза продольную силу инерции распределяют по 4.3.4 б;

-    равномерно распределенной, действующей с внутренней стороны пола, равной произведению давления силы тяжести насыпного груза по формуле (4.8) на коэффициент трения груза, соответствующий тангенсу угла трения, приведенного в таблице 2. Для скатывающегося груза сила равна произведению давления силы тяжести скатывающегося груза на коэффициент трения груза о пол;

-    равномерно распределенной, действующей с внутренней стороны боковых стен, равной разности силы инерции груза и суммарной силы, действующей на торцевую стену и пол.

Допускается при расчете определять действие продольной силы инерции насыпного груза на несущую конструкцию кузова методами моделирования динамики насыпного груза.

4.1.3    Действие силы тяжести на составную часть вагона учитывают при определении прочности расчетными методами приложением к объему ускорения свободного падения 9,81 м/с².

Действие на составную часть вагона силы тяжести от масс опертых на нее частей (кузова, груза и т. п.) определяют, исходя из максимальной расчетной статической осевой нагрузки при ускорении свободного падения 9,81 м/с².

4.1.4    При использовании расчетных методов вертикальную составляющую силы инерции, действующую на составную часть вагона от опертых на нее частей или груза, Р_в, Н, определяют по формуле

(4.3)

где Л/_и определяют по формуле (4.2);

h — высота центра масс составной части вагона или груза от уровня оси автосцепки, м;

21 — расстояние в продольном направлении между опорами, м.

Вертикальную составляющую силы инерции складывают с силой тяжести в опорах, расположенных со стороны действия силы по 4.1.1 а и со стороны противоположной действию силы по 4.1.1 б, и вычитают из силы тяжести с противоположной стороны.

Для насыпных грузов к кузову вагона (не вертикальным стенкам) при расчете рекомендуется прикладывать распределенную по площади горизонтальной проекции вертикальную силу, изменяющуюся в продольном направлении по линейному закону с нулевым значением в центре горизонтальной проекции. Величину вертикальной силы определяют таким образом, чтобы с учетом действия продольных сил инерции кузова и груза по 4.1.2 создавался момент равный Л/_ИЛ.

4.1.5 Боковую силу P_N, Н, действующую на вагон через автосцепные устройства, определяют по формулам:

- для режима I в

(4.4)

5

1

В Российской Федерации применяют ГОСТ Р 54749-2011 «Устройство сцепное и автосцепное железнодорожного подвижного состава. Технические требования и правила приемки».

11

2

ГОСТ 32913-2014 «Аппараты поглощающие сцепных и автосцепных устройств железнодорожного подвижного состава. Технические требования и правила приемки».

13

3

В Российской Федерации применяют ГОСТ Р 51685-2000 «Рельсы железнодорожные. Общие технические условия».

4

В Российской Федерации применяют Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации, утвержденные приказом Минтранса России от 21 декабря 2010 г. №286.

5

В Российской Федерации применяют ГОСТ Р 51685-2000 «Рельсы железнодорожные. Общиетехнические условия».

17

6

В Российской Федерации применяют «Инструкцию по текущему содержанию железнодорожного пути», утвержденную Министерством путей сообщения Российской Федерацииот 1 июля 2000 г, № ЦП-774.

7

ГОСТ 32913-2014 «Аппараты поглощающие сцепных и автосцепных устройств железнодорожного подвижного состава. Технические требования и правила приемки».