Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1 

40 страниц

487.00 ₽

Купить ГОСТ 33796-2016 — 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 моторвагонный подвижной состав колеи 1520 мм, предназначенный для эксплуатации на железных дорогах государств, принявших стандарт, и устанавливает требования к его прочности и динамическим качествам, а также виды испытаний и объем расчетов показателей динамики и прочности.

 Скачать PDF

Рекомендуется использовать вместо ГОСТ Р 55495-2013 (ИУС 12-2016)

Оглавление

1 Область применения

2 Нормативные ссылки

3 Термины и определения

4 Требования к динамическим качествам

     4.1 Требования к показателям динамики

     4.2 Условия оценки динамических качеств

5 Требования к прочности

6 Требования к проведению расчетов показателей динамики и прочности

     6.1 Общие требования к проведению расчетов

     6.2 Расчет показателей динамики

     6.3 Расчетные режимы для оценки прочности

     6.4 Расчет прочности пружин рессорного подвешивания

7 Общие требования к испытаниям. Виды испытаний

8 Оценка прочности

     8.1 Общие положения

     8.2 Оценка сопротивления усталости

     8.3 Расчет долговечности (ресурса) несущих элементов металлоконструкций МВПС

     8.4 Оценка расчетного ресурса подшипников буксовых узлов, тяговых электродвигателей и тяговых редукторов

9 Требования к применяемым материалам

     9.1 Требования к материалам для изготовления сварных конструкций

     9.2 Требования к сварочным материалам

     9.3 Требования к материалам для амортизирующих элементов

Приложение А (обязательное) Условия нагружения путеочистителя при расчете прочности

Приложение Б (обязательное) Экспериментальный метод определения корректирующего коэффициента К3, используемого при вычислениях коэффициента запаса сопротивления усталости сварных конструкций из стального проката

Приложение В (рекомендуемое) Пример расчета долговечности рамы тележки

Приложение Г (обязательное) Расчет динамической эквивалентной нагрузки подшипников буксовых узлов

Приложение Д (обязательное) допускаемые показатели резиновых деталей

 
Дата введения01.04.2017
Добавлен в базу01.02.2017
Актуализация01.02.2020

Этот ГОСТ находится в:

Организации:

25.05.2016УтвержденМежгосударственный Совет по стандартизации, метрологии и сертификации88-П
04.07.2016УтвержденФедеральное агентство по техническому регулированию и метрологии800-ст
РазработанФГУП ВНИИНМАШ
РазработанОАО ВНИКТИ
РазработанОАО ВНИИЖТ
ИзданСтандартинформ2016 г.

Railway multiple units. Durability and dynamics requirements

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

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

(МГС)

INTERSTATE COUNCIL FOR STANDARDIZATION, METROLOGY AND CERTIFICATION

ГОСТ

33796—

2016

(ISC)

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ

СТАНДАРТ

МОТОРВАГОННЫЙ подвижном состав

Требования к прочности и динамическим качествам

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2016

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-2015 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2015 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1    ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации и сертификации в машиностроении» (ВНИИНМАШ), 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 Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 524 «Железнодорожный транспорт»

3    ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 25 мая 2016 г. № 88-П)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по MK (ИСО 3166) 004—97

Код страны по MK (ИСО 3166) 004—97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

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 4 июля 2016 г. № 800-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 33796-2016 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 апреля 2017 г.

5    Настоящий стандарт подготовлен на основе применения ГОСТ Р 55495-2013

6    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», 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

Расстояние / вычисляют по формуле

/ = 2Ь-(а12).    (6.4)

Принимают рн = рнн = 0,25, а1 = 0,264 м, а2 = 0,219 м.

Обработку динамических процессов, по которым определяют величины PZ1_HK и ^zi-hhk и ^р> ис" пользуемые для вычисления коэффициента к, производят по мгновенным значениям в один момент времени.

Контроль показателя к выполняют для порожнего и груженого состояний вагона.

За значение показателя к, используемое для оценки соответствия вагона требованию 4.1.4, принимают наименьшее из вычисленных (для каждой контролируемой колесной пары и для каждого из состояний загрузки вагона).

При проектировании оценку показателя осуществляют для всех колесных пар вагона. При проведении динамико-прочностных испытаний обязательной оценке подлежат:

-    в головном вагоне — крайние колесные пары;

-    в неголовном вагоне, стоящем рядом с головным — колесная пара, расположенная ближе к головному вагону.

6.2.5 Для расчета показателей плавности хода в вертикальном (Wz) и горизонтальном поперечном (И/у) направлениях используют динамические процессы виброускорений в контрольных точках кузова вагона, располагаемым на продольной оси вагона на полу внутри кузова.

Контрольными точками для показателей Wz и Wy являются:

-    кузов в кабине машиниста (головной по ходу движения), над центрами масс тележек (или в точках, максимально приближенных к центрам масс) и в середине салона головного вагона;

-    кузов над центрами масс тележек (или в точках, максимально приближенных к центрам масс) и в середине салона неголовного вагона.

Показатели Wz и И/у для головного вагона без пассажирского салона определяют только в кабине машиниста (головной по ходу движения).

Контроль показателей Wz и И/у выполняют для состояний вагона без пассажиров и при максимальной населенности вагона.

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

Вычисление показателя плавности хода для каждого к-го диапазона скоростей движения выполняют по формулам:

-    для вибрации, действующей в вертикальном направлении

Щ = 4,346 а*03;    (6.5)

- для вибрации, действующей в горизонтальном поперечном направлении;

Wk = 4,676 аЛаз,    (6.6)

где ак — среднеквадратическое значение корректированного виброускорения в /г-м диапазоне скорости движения, м/с2.

Среднеквадратическое значение корректированного виброускорения ак для к-го диапазона скоростей движения определяют по формуле

ак = ^2^q2H(f)sk(f)df,    (6.7)

где fH — значение нижней граничной частоты диапазона измерения плавности хода, fH = 0,5 Гц;

fe — значение верхней граничной частоты диапазона измерения плавности хода, принимается равной частоте вращения колеса при конструкционной скорости движения, но не менее 20 Гц;

ГОСТ 33796-2016

qH(f) — значения нормированной амплитудно-частотной характеристики корректирующего фильтра; Sk(f) — функция спектральной плотности виброускорения в к-ом диапазоне скорости движения, м24/Г ц.

1    (1    +    0,1 f2)

(1+4,04 72) - ((1 - 0,036472)2 + 0,0457 2) ’


(6.8)


<*,(0=1.157.


Значения qH(f) вычисляют по формуле

где 7 — частота колебаний, Гц.

Допускается разбивать время измерения Тк виброускорений при движении сданной скоростью на отрезки продолжительностью TkJ-, каждому из которых соответствует свое среднее квадратическое значение корректированного виброускорения ак, определенного на неперекрывающихся участках пути. В этом случае среднее квадратическое значение корректированного виброускорения для /с-го диапазона скорости движения ак вычисляют по формуле

где Tkj— продолжительностьу-го отрезка времени /с-го диапазона скорости движения, с;

Тк— суммарное время движения со скоростями, входящими в /с-й диапазон скоростей движения, с.

При проведении динамико-прочностных испытаний показатели плавности хода контролируют для скоростей движения от половины конструкционной скорости до конструкционной скорости с шагом 10—20 км/ч (25 км/ч, если конструкционная скорость свыше 200 км/ч).

6.2.6 Коэффициент конструктивного запаса пружинных комплектов (Ккз) для первой и второй ступеней рессорного подвешивания вычисляют по формуле

(6.10)

р

К' max

174 — _

ст_бругго

где Ртах — максимальная сила, соответствующая допускаемому конструкцией пружинного комплекта сжатию до состояния незамыкания на 3 мм витков пружины, которая в комплекте замыкается первой (далее — лимитирующая пружина);

Рст 6руТТ0 — статическая нагрузка на пружинный комплект рессорного подвешивания при максимальной населенности вагона пассажирами.

При расчете Ртах могут быть учтены вертикальные (или приведенные вертикальные) жесткости других упругих элементов, установленных в ступени рессорного подвешивания и работающих параллельно с пружинным комплектом. В этом случае расчет Ккз должен содержать расчет жесткости элемента, работающего параллельно с пружинным комплектом.

Расчет максимальной силы Ртах выполняют по лимитирующей пружине с учетом конструктивных особенностей установки пружин, таких как наличие нижних (верхних) подкладок под (на) пружины, отставания включения в работу пружинного комплекта одной или нескольких пружин и других упругих элементов, работающих параллельно с пружинным комплектом.

При расчете Ртах принимают номинальные значения геометрических размеров пружин. Высоту полностью сжатой цилиндрической винтовой пружины Нзам с круглым сечением прутка, изготовленной по ГОСТ 1452, рассчитывают по одной из формул:

Нзам = («раб + 1,1) • d при d < 35 ММ,

(6.11)

Нзам = («раб + 1 -08) • d при d > 35 ММ,

(6.12)

9

где пра6 — количество рабочих витков пружины;

d— номинальный диаметр прутка, из которого изготовлена пружина, мм.

Для пружин, изготовленных не по ГОСТ 1452, высоту Нзам принимают по конструкторской документации на пружину.

При наличии в конструкции рессорного подвешивания ограничения деформации сжатия (за исключением ограничения вследствие замыкания витков лимитирующей пружины), наступающего под действием силы Ртах огр, величина которой ниже Ртах, расчет коэффициента Ккз проводят по формуле

(6.10)    с применением“величины Ртах огр вместо Ртах.

При наличии упругого упора, ограничивающего вертикальные перемещения буксы относительно рамы тележки, расчет показателя Ккз1 для первой ступени рессорного подвешивания выполняют дважды для проверки выполнения требований по значениям не менее 1,6 и не менее 1,4 (4.1.6) по формуле

(6.10) . Во втором случае (Ккз1 не менее 1,4) в качестве силы Ртах применяют силу, соответствующую нагрузке на комплект рессорного подвешивания в момент включения в схему нагружения упругого упора.

Расчет Ккз должен содержать конструктивную схему рессорного подвешивания в состоянии без нагрузки, позволяющей проследить порядок вступления в работу всех учитываемых жесткостей при нагружении комплекта.

6.3 Расчетные режимы для оценки прочности

6.3.1    Для оценки прочности по допускаемым напряжениям по отношению к пределу текучести материала устанавливают три (I, II и IV) расчетных режима с силами, действующими статически.

Для режима III, учитывающего действие статических и динамических сил, оценку прочности выполняют как по допускаемым напряжениям, так и на сопротивление усталости.

Режим I включает режимы 1а и 16.

Режим 1а учитывает действие максимальных продольных квазистатических сил.

Режим 16 учитывает действие максимальных продольных ударных сил.

Режим II включает режимы Ма, N6 и Мв.

Режим 11а учитывает силы, действующие при движении в кривых участках пути с максимальным разрешенным непогашенным ускорением.

Примечание — Максимальное разрешенное непогашенное ускорение задают в технических требованиях на МВПС применительно к особенностям полигона эксплуатации и конструктивному исполнению экипажной части (например, принудительному наклону кузова).

Режим Мб учитывает силы, действующие при трогании.

Режим Мв учитывает силы, действующие при экстренном торможении.

Режим III учитывает силы, действующие при движении с различными скоростями вплоть до конструкционной по прямому участку пути.

Режим IV учитывает силы, обусловленные технологией ремонта и производством аварийно-восстановительных работ, включает режимы IVa и IV6.

Режим IVa — подъем кузова на трех домкратах.

Режим IV6 — подъем вагона за узел сцепного устройства.

6.3.2    При расчетах на прочность экипажной части МВПС должны учитываться следующие силы:

-    собственная сила тяжести (вес) экипажной части и сила тяжести (вес) размещенного на ней оборудования;

-    инерционные, упругие и диссипативные силы, вызванные колебаниями экипажной части при ее движении;

-    силы, возникающие при работе тяговых двигателей и других механизмов, установленных на МВПС;

-    силы, связанные с тягой и торможением поезда;

-    силы, возникающие при движении МВПС в кривых участках пути;

-    силы соударения;

-    силы, возникающие при ремонтно-восстановительных работах.

Перечисленные силы принимают действующими статически и подразделяют по схемам их приложения на вертикальные, продольные, горизонтальные поперечные и кососимметричные.

6.3.3    К расчетным вертикальным силам относят:

-    собственную силу тяжести экипажной части МВПС;

ГОСТ 33796-2016

-    силу тяжести размещенного на нем оборудования;

-    силу тяжести пассажиров;

-    вертикальные динамические силы, возникающие при движении МВПС;

-    дополнительные вертикальные силы, возникающие на опорах кузова при действии продольных и горизонтальных поперечных нагрузок в рассматриваемом режиме.

6.3.3.1    Под силой тяжести вагона понимают суммарную силу собственной тяжести полностью оборудованного и экипированного вагона.

6.3.3.2    Силу тяжести пассажиров определяют при максимальной населенности вагона по 3.5 и 3.6 с учетом расчетной массы пассажира, которая составляет:

-    100 кг для МВПС, в технической документации на который установлено ограничение количества пассажиров по количеству мест для сидения;

-    70 кг для МВПС, в технической документации на который не установлено ограничение количества пассажиров по количеству мест для сидения.

Площадь, занимаемую стоящими пассажирами, рассчитывают без учета мест сидящих пассажиров, размещения инвалидов в инвалидных колясках и пассажиров на откидных сидениях. Площадь между последовательно стоящими сидениями и между сидениями, расположенными друг напротив друга, из расчета исключают. Площадь на ширине 200 мм от края откидных сидений в раскрытом положении считают занятой ногами сидящих пассажиров и в расчет свободной площади не принимают.

6.3.3.3    При расчетах отдельных элементов конструкции и узлов их крепления учитывают фактическую силу тяжести пассажиров, нагружающую этот элемент.

6.3.3.4    Действие силы тяжести вагона рассматривают при опирании кузова на тележки (схема опирания 1).

Действие собственной силы тяжести оборудованного порожнего кузова рассматривают:

-    при подъемке кузова тремя домкратами (схема опирания 2);

-    при аварийной подъемке вагона с тележкой за узел сцепного устройства (схема опирания 3).

При аварийной подъемке за узел сцепного устройства к силе тяжести кузова добавляется сила

тяжести поднимаемой тележки.

6.3.3.5    Динамическую вертикальную силу от колебаний тележки на первой ступени рессорного подвешивания определяют умножением силы тяжести ее подрессоренной массы и силы тяжести кузова (в состоянии «брутто»), приходящейся на тележку, на максимальное значение показателя Пд.,.

Динамическую вертикальную силу для кузова и промежуточных рам (балок, брусьев и т. п.) второй ступени рессорного подвешивания вычисляют умножением силы тяжести кузова (для промежуточных рам, балок, брусьев — с учетом их силы тяжести) на максимальное значение показателя Пд2.

В качестве максимальных значений показателей Пд1 и Пд2 принимают увеличенные на 20 % значения этих показателей, полученные по результатам математического моделирования движения МВПС, но не выше максимально допустимых значений этих показателей в соответствии с 4.1.2 и 4.1.3.

6.3.3.6    Дополнительную вертикальную силу АР, кН, прикладываемую к опорам кузова в результате действия продольной силы инерции кузова, рассчитывают по формуле

др=р„А    (6.13)

где Рик— сила инерции кузова, кН;

hK — расстояние от центра тяжести кузова до плоскости опор на тележку, м;

2L — база кузова, м.

Примечание — Дополнительные вертикальные силы нагружают одну тележку и разгружают другую.

6.3.3.7    Дополнительные силы, действующие на опоры кузова, опоры тягового двигателя, опоры тягового редуктора, узлы передачи силы тяги при трогании с места необходимо рассчитывать из условий равновесия экипажной части при реализации максимальной силы тяги.

6.3.3.8    Дополнительную вертикальную силу на опоры кузова при торможении, вызванную моментом пары сил, одна из которых — продольная сила инерции вагона, вторая — суммарная касательная сила торможения на ободе колес, необходимо рассчитывать из условий равновесия экипажной части.

11

6.3.4 Продольные силы представляют собой силы взаимодействия между вагонами при их движении в поезде и выполнении маневров, силы тяги и торможения и возникающие при тяге и торможении продольные силы инерции. Продольные силы прикладывают к сцепным устройствам, элементам связи колесных пар с тележками и тележек с кузовом.

Таблица 6.1 —Расчетные продольные силы, прикладываемые к сцепным устройствам кузова

В килоньютонах

Значение для режима

Количество вагонов в штатной составности МВПС

16

(нормативная сила соударения)

Одновагонный (электромотриса, автомотриса, одновагонный рельсовый автобус)

—*

- 1500 *■**

Более одного вагона (дизель-поезд, электропоезд, рельсовый автобус)

+ 1000, -2000

- 2000**

*) Если в технической документации на МВПС установлена возможность его эксплуатации в составе двух и более МВПС, то к нему применяют расчетные продольные силы, установленные для МВПС составностью более одного вагона.


**) Нормативную силу соударения увеличивают на 500 кН для передней консоли головного вагона в случае использования при постройке кузова некоррозионно-стойких сталей.

Для режима 1а продольные силы прикладывают к упорам сцепных устройств, расчет выполняют при действии сил сжатия (-) и растяжения (+).

Для режима 16 продольные силы прикладывают к упорам переднего и хвостового сцепных устройств (поочередно).


6.3.4.1 Продольные силы, прикладываемые к сцепным устройствам, устанавливают в соответствии с таблицей 6.1.

6.3.4.2    Продольные силы тяги и торможения определяют, рассматривая равновесие экипажной части в целом и отдельных ее узлов.

Максимальную продольную силу тяги, приходящуюся на одну колесную пару в режиме трогания с места, определяют из условия полной реализации сцепления колес с рельсами. Коэффициент сцепления принимают равным 0,3.

6.3.4.3    Силы, действующие на раму тележки со стороны тормозной системы, определяют силой нажатия на тормозные колодки (при колодочном тормозе) или диск (при дисковом тормозе) и их коэффициентом трения.

Величина, направление и точки приложения этих сил определяют, исходя из конструкции тормозной системы.

6.3.4.4    Силы инерции, действующие на отдельные узлы и элементы МВПС, считают приложенными к центрам их масс.

Продольные силы инерции, действующие на кузов при соударениях, вычисляют через продольное ускорение ах оборудованного кузова. При этом принимают продольное ускорение моторной тележки вагона равным 3д, немоторной тележки — 5д.

Продольное ускорение кузова ах вычисляют с учетом силы l=N по таблице 6.1, приложенной к упорам сцепных устройств, и сил инерции присоединенных масс тележек по формулам:

- для моторной тележки

Fn hen тт • 3g. mc ~ I теп • mT


(6.14)


- для немоторной тележки


Fn /тел' mT • rnc ~~ i ten • m-f


(6.15)


ау =


12


ГОСТ 33796-2016

где /тел — число тележек под вагоном; тт — масса тележки; тс — общая масса вагона.

Пкп" Лп + ПТЭД' Лэд'' ред

(0,5 Df    ’


(6.16)


Ател


При расчете продольной силы инерции тележки при торможении следует учитывать инерцию вращающихся частей. Для этого массу тележки увеличивают на добавочную величину Ател, т, вычисляемую по формуле

где лкп — число колесных пар в тележке;

Лп — момент инерции колесной пары относительно поперечной оси; лТЭд — число ТЭД в тележке;

ЛТЭд — момент инерции тягового двигателя относительно поперечной оси;

/ред — передаточное отношение редуктора;

D— диаметр колеса по кругу катания.

6.3.5    Горизонтальные поперечные силы для расчетов на прочность определяют динамической составляющей рамной силы и силами, соответствующими непогашенному поперечному ускорению, действующими по направлению оси колесной пары и поперечным осям, проходящим через центры масс тележки и кузова.

6.3.5.1    Центробежную силу определяют отдельно для кузова и тележек при максимальном разрешенном непогашенном горизонтальном поперечном ускорении. Равнодействующая центробежной силы прикладывается в центре тяжести кузова (тележки) и вызывает перераспределение вертикальных нагрузок на опоры кузова.

6.3.5.2    Рамные силы, действующие от колесной пары на раму тележки, определяют умножением максимальной вертикальной статической осевой нагрузки Рст ос брутто на максимальное значение показателя ПДгор.

В качестве максимального значения показателя Пдгор принимают увеличенную на 20 % величину этого показателя, полученную по результатам математического моделирования движения МВПС, но не выше максимально допустимого значения этого показателя в соответствии с 4.1.1.

Допускается принимать значения рамных сил по экспериментальным данным, полученным для конструкций с аналогичной экипажной частью.

6.3.6    Вертикальные кососимметричные силы, представляющие собой систему взаимно уравновешенных сил, приложенных со стороны рессорного подвешивания к раме тележки, учитывают только при расчетах тележек, имеющих конструкцию, способную воспринимать эти силы (с замкнутым контуром, Н-образную и т. п.). Они состоят из четырех равных по абсолютной величине вертикальных сил, из которых две, расположенные по диагонали, действуют вверх, а две другие — вниз. Они могут возникать в двух- или трехосных тележках и действуют со стороны букс на раму тележки. В случае трехосных тележек принимают, что нагрузка на пружинный комплект средней колесной пары остается неизменной.

Значения кососимметричных сил принимают равными 10 % от вертикальной нагрузки на буксовый

узел.

6.3.7    Вертикальные инерционные силы масс ТЭД, возникающие при колебаниях рамы тележки с учетом дисбаланса вращающихся частей двигателя, могут быть определены экспериментальным путем или по результатам специального расчета тележки с учетом упругости рамы. При отсутствии надежных экспериментальных или расчетных данных эти силы принимают исходя из вертикального ускорения, равного 2д.

6.3.8    При проведении расчетов следует учитывать силы, возникающие при работе механизмов, установленных в вагоне. Напряжения от действия этих сил для режима нагружения III суммируют с напряжениями от действия динамических нагрузок.

6.3.9    При расчетах конструкций, подвергаемых деформациям при сборке (монтаже), учитывают возникающие при этом усилия (например, усилия от запрессовки, горячей посадки и т. п.).

6.3.10    Сочетания сил, действующих на экипажную часть в соответствии с расчетными режимами,

представлены в таблицах 6.2 и 6.3.    -13

Таблица 6.2 — Сочетания сил при расчетных режимах нагружения кузова

Расчетные силы

Сочетание сил для расчетного режима

1а 16

Ма III

IV

Силы тяжести

по 6.3.3.1—6.3.3.4 (схема опирания 1)

по 6.3.3.4 (схемы опирания 2, 3)

Вертикальные динамические силы при движении

по 6.3.3.5

по 6.3.3.5

Продольные силы на упорах сцепных устройств

по 6.3.4.1

по 6.3.4.1

Продольные силы инерции

по 6.3.4.4

Центробежная сила

по 6.3.5.1

Таблица 6.3 — Сочетания сил при расчетных режимах нагружения тележки

Расчетные силы

Сочетания сил для расчетного режима

16

На

N6

Ив

Ill

IV

Силы тяжести

по 6.3.3.1—6.3.3.4 (схема опирания 1)

Вертикальные динамические силы при движении

по 6.3.3.5

по 6.3.3.5

Дополнительные вертикальные силы на опорах кузова от действия продольной силы инерции кузова

по 6.3.3.6

Дополнительные вертикальные силы на опорах кузова, при трогании с места

по 6.3.3.7

Дополнительные силы на опорах ТЭД, тягового редуктора при трогании с места

по 6.3.3.7

Вертикальные инерционные силы со стороны масс ТЭД

по 6.3.7

по 6.3.7

Дополнительные вертикальные силы на опорах кузова при торможении

по 6.3.3.8

Силы, действующие со стороны тормозной системы

по 6.3.4.3

Силы тяги

по 6.3.4.2

Продольные силы инерции

поб.3.4.4

поб.3.4.4

Центробежная сила

по 6.3.5.1

Рамные силы

по 6.3.5.2

по 6.3.5.2

Кососимметричные силы со стороны букс

по 6.3.6

6.3.11    Дополнительно к расчетным режимам I—IV узлы связи кузова с тележкой, передающие силу тяги, рассчитывают при действии инерционных сил, вызванных продольными ускорениями ± 5д для немоторных тележек и моторных тележек с опорно-кузовным расположением ТЭД и ± Зд для моторных тележек с опорно-рамным расположением ТЭД. При этом напряжения в элементах узлов связи кузова с тележкой не должны превышать значения О,9о0 2.

6.3.12    Дополнительно к расчетным режимам I—IV элементы крепления съемного оборудования, расположенного на кузове, рассчитывают для каждого из следующих случаев нагружения:

ГОСТ 33796-2016

-    действие вертикальных сил тяжести оборудования и размещенного на нем груза при вертикальном ускорении, равном (1 ± с)д, где с = 2 в конце вагона и линейно убывает до значения 0,5 в середине вагона;

-    совместное действие вертикальных сил тяжести оборудования и размещенного на нем груза при вертикальном ускорении 1с/и инерционных сил, вызванных продольными ускорениями Зд;

-    совместное действие вертикальных сил тяжести оборудования и размещенного на нем груза при вертикальном ускорении 1с/и инерционных сил, вызванных боковым ускорением 1 д.

Для каждого из этих случаев напряжения в элементах крепления оборудования не должны превышать О,9о0 2-

6.3.13    Прочность узлов крепления демпферов рессорного подвешивания оценивают для расчетного режима III по условию о < 0,6а02 и по допускаемым коэффициентам запаса сопротивления усталости по 8.2.

Динамические силы, действующие со стороны демпферов, определяют по результатам математического моделирования движения экипажной части.

6.3.14    Прочность узлов крепления пассажирских кресел, диванов должна быть рассчитана для каждого из следующих случаев нагружения (с учетом массы конструкции кресла, дивана и сидящих на них пассажиров):

-    действие вертикальных сил тяжести кресел (диванов) и сидящих на них пассажиров при вертикальном ускорении Зд;

-    совместное действие вертикальных сил тяжести кресел (диванов) и сидящих на них пассажиров при вертикальном ускорении 1д и инерционных сил, вызванных продольными ускорениями ± Зд;

-    совместное действие вертикальных сил тяжести кресел (диванов) и сидящих на них пассажиров при вертикальном ускорении 1д и инерционных сил, вызванных боковым ускорением 1 д.

Массу пассажира в расчетах на прочность принимают равной 70 кг. Центр тяжести сидящего пассажира расположен на высоте 660 мм от пола. Массу пассажира в расчетной схеме принимают жестко соединенной с несущими элементами конструкции кресел, диванов, с соблюдением указанного положения центра тяжести сидящего пассажира.

Для каждого случая нагружения напряжения в элементах крепления пассажирских кресел, диванов не должны превышать О,9о0 2.

6.3.15    Прочность узлов крепления багажных полок должна быть рассчитана для следующих случаев нагружения:

-    действие равномерно распределенной (погонной) вертикальной нагрузки, равной 250 Н/м (25 кгс/м) для электропоездов и одновагонных МВПС и 1000 Н/м для дизель-поездов;

-    действие на наружный продольный элемент жесткости полки сосредоточенной вертикальной нагрузки 850 Н, приложенной в середине между соседними элементами крепления полки к стене.

Для каждого случая нагружения напряжения в элементах крепления багажных полок не должны превышать О,9о0 2.

6.3.16    Прочность узлов крепления и конструкции путеочистителя должна быть обеспечена по условию о < 0,85 ав при нагружении согласно указанному в приложении А.

6.4 Расчет прочности пружин рессорного подвешивания

Значения коэффициентов запаса прочности пружин рессорного подвешивания по 5.8 рассчитывают по методике расчета на прочность пружин рессорного подвешивания в соответствии с требованиями нормативных документов, действующих на территории государства, принявшего стандарт1).

7 Общие требования к испытаниям. Виды испытаний

7.1 Испытаниям по определению показателей динамики и прочности (далее — испытания) подвергают:

-    по показателям динамики — МВПС в целом;

-    по показателям прочности — как МВПС в целом, так и отдельные узлы его экипажной части.

^ В Российской Федерации действует РД 32.51—95 «Методика расчета на прочность пружин рессорного подвешивания подвижного состава железных дорог при действии продольных и комбинированных нагрузок». Утвержден и введен в действие Указанием Министерства путей сообщения Российской Федерации от 05.02.1966 г. № К-10У.

15

7.2 Виды испытаний приведены в таблице 7.1

Таблица 7.1

Показатель

Условное

обозначение

Вид испытаний

Показатель горизонтальной динамики

ПДгор

Динамико-прочностные

Показатель вертикальной динамики первой ступени рессорного подвешивания

ПД1

Динамико-прочностные

Коэффициент вертикальной динамики второй ступени рессорного подвешивания

ПД2

Динамико-прочностные

Коэффициент запаса устойчивости против схода колеса с рельса

X

Динамико-прочностные

Показатели плавности хода в вертикальном и горизонтальном поперечном направлениях

wz

Wy

Динамико-прочностные

Первая собственная частота изгибных колебаний кузова в вертикальной плоскости при максимальной загрузке вагона

Динамико-прочностные

Отсутствие касания элементов экипажной части, не предусмотренного конструкторской документацией

Динамико-прочностные

Коэффициенты запаса сопротивления усталости несущих элементов экипажной части, за исключением колесных пар, валов тягового привода, зубчатых колес и пружин рессорного подвешивания

п

Динамико-прочностные

Сопротивление усталости рам тележек и промежуточных рам (балок, брусьев и т. п.) второй ступени рессорного подвешивания

Стендовые*

Прочность кузова порожнего вагона при действии нормативной силы соударения, приложенной по осям сцепных устройств

Испытания на соударение

* Проводят вибрационные испытания в соответствии с 8.2.5.

8 Оценка прочности

8.1    Общие положения

8.1.1    Оценку прочности проводят:

-    при проектировании;

-    при испытаниях опытного образца;

-    при введении конструктивных или технологических изменений, влияющих на прочность;

-    при изменении нагруженности.

Значения показателей прочности должны удовлетворять требованиям раздела 5.

8.1.2    Оценку прочности проводят по следующим предельным состояниям:

-    появление остаточных деформаций при статическом нагружении, возникающих в результате превышения предела текучести материала ат\

-    возникновение макротрещин при циклическом нагружении;

-    потеря устойчивости (несохранение первоначальной формы конструкции или ее элемента вследствие их недостаточной жесткости).

8.1.3    Методы оценки прочности определяют в зависимости от условий работы несущего элемента и достижения его предельного состояния.

8.1.4    Прочность кузова, рам тележек, промежуточных рам (балок, брусьев и т. п.) второй ступени рессорного подвешивания, корпусов букс, узлов передачи силы тяги, узлов крепления оборудования оценивают как по допускаемым напряжениям, так и по сопротивлению усталости.

8.1.5    Оценку прочности по допускаемым напряжениям (5.3) проводят для случаев наиболее невыгодного возможного сочетания одновременно действующих нормативных нагрузок в соответствии с установленными расчетными режимами по 6.3.

ГОСТ 33796-2016

Полученные суммарные напряжения не должны превышать допускаемых значений, установленных в таблице 8.1 для соответствующих расчетных режимов.

Выполнение требования по 5.3 подтверждают расчетом.

Таблица 8.1 — Допускаемые напряжения для элементов кузова и тележки

Расчетный режим

Допускаемое напряжение для элементов

кузова

тележки

Режим 1

0,9сг0 2

0,9а02

16

О,9о0 2*

0,9a0 2

Режим II

0,6а0 2

0,6a0 2

Режим III

0,6сг0 2

0,6 a0 2

Режим IV

0,9а0 2

0,9 o02

* При проведении испытаний используют значение о0 2.

Примечание — о02 — условный предел текучести материала, который принимают по справочным данным или определяют по ГОСТ 1497.

8.1.6    Оценку сопротивления усталости конструкций экипажной части (за исключением колесных пар, валов тягового привода, зубчатых колес и пружин рессорного подвешивания) выполняют по коэффициентам запаса сопротивления усталости, рассчитанных по 8.2.

Допускается на этапе проектирования оценку сопротивления усталости конструкций экипажной части выполнять по другим апробированным методикам.

Для рам тележек и промежуточных рам (балок, брусьев и т.п.) второй ступени рессорного подвешивания дополнительно выполняют оценку сопротивления усталости по критерию отсутствия усталостных трещин после 10 млн циклов нагружения на вибрационном стенде. Нагружение объектов испытаний на стенде выполняют в соответствии с требованиями 8.2.5.

8.1.7    Для сжатых элементов кузова необходимо проверить возможность потери как общей, так и местной устойчивости для режимов I и IV. Коэффициенты запаса устойчивости должны быть не ниже заданных в 5.7. Выполнение данного требования подтверждают расчетом.

8.1.8    Выполнение требования к прочности пружин по 5.8 подтверждают расчетом, который должен быть выполнен с учетом 6.4.

8.2 Оценка сопротивления усталости

8.2.1    Оценку прочности по коэффициенту запаса сопротивления усталости несущих элементов проводят как при проектировании, так и по результатам проведенных испытаний. Коэффициент запаса сопротивления усталости вычисляют по 8.2.2, а в случае, если определено фактическое значение предела выносливости натурной детали (по результатам стендовых испытаний на усталость) — по 8.2.3.

8.2.2    Коэффициент запаса сопротивления усталости п вычисляют по формуле

п =

(8.1)

гдеа_— предел выносливости стандартного образца при растяжении-сжатии с симметричным циклом нагружения, МПа; од — амплитуда напряжений (максимальных в зоне концентрации) цикла, МПа;

— коэффициент, характеризующий влияние асимметрии цикла; принимают^ = 0,3 при от > 0, = 0 при от < 0; от — среднее напряжение цикла, МПа; а0— теоретический коэффициент концентрации напряжений;

К0— коэффициент, характеризующий понижение предела выносливости конструкции по отношению к пределу выносливости стандартного образца (коэффициент концентрации).

17

ГОСТ 33796-2016

Содержание

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

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

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

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

4.1    Требования к показателям динамики.................................................3

4.2 Условия оценки динамических качеств...............................................4

5 Требования к прочности...............................................................4

6    Требования к проведению расчетов показателей динамики и прочности.......................5

6.1    Общие требования к проведению расчетов...........................................5

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

6.3    Расчетные режимы для оценки прочности...........................................10

6.4    Расчет прочности пружин рессорного подвешивания..................................15

7    Общие требования к испытаниям. Виды испытаний.......................................15

8    Оценка прочности...................................................................16

8.1    Общие положения...............................................................16

8.2    Оценка сопротивления усталости..................................................17

8.3    Расчет долговечности (ресурса) несущих элементов металлоконструкций МВПС...........20

8.4    Оценка расчетного ресурса подшипников буксовых узлов, тяговых электродвигателей

и тяговых редукторов...............................................................22

9    Требования к применяемым материалам................................................23

9.1    Требования к материалам для изготовления сварных конструкций.......................23

9.2    Требования к сварочным материалам...............................................24

9.3    Требования к материалам для амортизирующих элементов............................25

Приложение А (обязательное) Условия нагружения путеочистителя при расчете прочности.......26

Приложение Б (обязательное) Экспериментальный метод определения корректирующего

коэффициента К3, используемого при вычислениях коэффициента запаса

сопротивления усталости сварных конструкций из стального проката ............27

Приложение В (рекомендуемое) Пример расчета долговечности рамы тележки.................30

Приложение Г (обязательное) Расчет динамической эквивалентной нагрузки подшипников

буксовых узлов .........................................................32

Приложение Д (обязательное) Допускаемые показатели резиновых деталей....................34

Предел выносливости (о_-| р) принимают по справочным данным или определяют экспериментально по ГОСТ 25.502 на круглых образцах диаметром 7,5 мм или 10 мм.

(8.2)


п =


Ka-aa+va-


Для несущих элементов с высотой сечения до 100 мм включительно, работающих на изгиб, а также для зон элементов несущей конструкции, имеющих местную деформацию изгиба листа, коэффициенты запаса сопротивления усталости рассчитывают по формуле

где о_1 — предел выносливости при изгибе с симметричным циклом нагружения, полученный по результатам испытаний стандартных образцов или принятый по справочным данным. Допускается использовать следующие эмпирические зависимости: о_ = 0,7 о_1;

°_1 = (0,45 - 0,5) ов — для прокатной стали;

= 0,4 ов — для литых сталей и алюминиевых сплавов.

Значение коэффициента аа принимают равным:

-    1,4 — для зон концентрации на границах сварных швов (кроме стыковых), в выточках и переходах с радиусами не более 150 мм;

-    1,1 — на границах сварных стыковых швов;

-    1,0 — для других зон.

8.2.2.1    За среднее напряжение цикла от как при проведении испытаний, так и при расчете принимают напряжения, возникающие от постоянно действующих вертикальных статических нагрузок ост, т. е. от = ост

8.2.2.2    При испытаниях амплитуду напряжений цикла од определяют на основании экспериментальных данных, полученных при проведении динамико-прочностных испытаний. Значение од определяют в порядке, аналогичном установленному в 6.2.1 для определения динамической составляющей рамной силы.

При проектировании расчетную амплитуду напряжений цикла од определяют методом решения задачи вынужденных колебаний динамической модели экипажной части.

8.2.2.3    Значения коэффициента концентрации Ка рассчитывают по формуле:

К К^<2.к    (8.3)

Т Кт

где /С, — коэффициент, учитывающий влияние неоднородности материала детали:

-    1,1 —для проката, поковки и штамповки;

-    1,25 — для литых деталей;

К2 — коэффициент, учитывающий влияние внутренних напряжений в детали, принимаемый в зависимости от ее поперечных размеров равным:

-1,0 — при размере до 250 мм;

-    от 1,0 до 1,2 — при размере от 250 до 1000 мм пропорционально размеру;

Кт — коэффициент, учитывающий состояние поверхности детали. В зависимости от способа обработки его принимают равным:

-    1,0 — для полированной поверхности;

-    0,9 — для поверхности после станочной обработки чистовой;

-    0,8 — для поверхности после станочной обработки грубой;

-    0,8 — для поверхности с окалиной;

-    0,8 — для поверхностей стальных литых деталей после пескоструйной обработки;

у — коэффициент, учитывающий влияние размерного фактора; принимают в зависимости от наибольшего размера сечения детали h равным:

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
МОТОРВАГОННЫЙ подвижном состав Требования к прочности и динамическим качествам

Railway multiple units. Durability and dynamics requirements

Дата введения — 2017—04—01

1    Область применения

Настоящий стандарт распространяется на моторвагонный подвижной состав колеи 1520 мм, предназначенный для эксплуатации на железных дорогах государств, принявших стандарт, и устанавливает требования к его прочности и динамическим качествам, а также виды испытаний и объем расчетов показателей динамики и прочности.

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

ГОСТ 27.002-89 Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения 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 (ISO 6892—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 (ISO 2046—73) Кислород газообразный технический и медицинский. Технические условия

ГОСТ 6331-78 Кислород жидкий технический и медицинский. Технические условия ГОСТ 6713-91 Прокат низколегированный конструкционный для мостостроения. Технические условия

ГОСТ 6996-66 (ISO 4136—86, ISO 5173—81, ISO 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 (ISO 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 18855-2013 Подшипники качения. Динамическая грузоподъемность и номинальный ресурс ГОСТ 19281-89 (ISO 4950-2—81, ISO 4950-3—81, ISO 4951—79, ISO 4995—78, ISO 1996—78, ISO 5952—83) Прокат из стали повышенной прочности. Общие технические условия

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

ГОСТ 31539-2012 Цикл жизненный железнодорожного подвижного состава. Термины и определения

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 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 31539, ГОСТ 27.002, ГОСТ 16504, ГОСТ 23207, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1    моторвагонный подвижной состав; МВПС: Моторные и немоторные вагоны, из которых формируются электропоезда, дизель-поезда, автомотрисы, рельсовые автобусы, дизель-электропоезда, электромотрисы, предназначенные для перевозки пассажиров и/или багажа, почты.

3.2    головной вагон моторвагонного железнодорожного подвижного состава: Вагон моторвагонного железнодорожного подвижного состава, оборудованный кабиной машиниста с пультом управления.

Примечание — Головной вагон может быть моторным или немоторным.

3.3    моторный вагон моторвагонного железнодорожного подвижного состава: Вагон, тяговое и тормозное усилия на кузов которого передаются посредством механической связи обмоторенной колесной пары с кузовом.

3.4    немоторный вагон моторвагонного железнодорожного подвижного состава: Вагон моторвагонного железнодорожного подвижного состава, тяговое усилие на кузов которого передается только через сцепное устройство, а тележки не имеют тяговых двигателей.

3.5    максимальная населенность вагона: Число пассажиров в вагоне из расчета числа сидящих пассажиров на всех местах, предназначенных для сидения, включая пассажиров в инвалидных коля-2

ГОСТ 33796-2016

сках, и стоящих пассажиров на свободной для стояния площади в расчете 7 чел/м2 в случае отсутствия в технической документации на конкретный вид МВПС ограничения количества пассажиров по числу мест для сидения.

3.6    площадь, занимаемая стоящими пассажирами: Площадь вагона, принимаемая для расчета населенности вагона стоящими пассажирами.

3.7    порожнее состояние вагона (состояние «тара»): Полностью оборудованный и экипированный вагон без пассажиров.

3.8    груженое состояние вагона (состояние «брутто»): Полностью оборудованный, экипированный и максимально населенный пассажирами вагон с учетом расчетной массы пассажиров.

3.9    максимальная загрузка: Загрузка с учетом максимальной населенности.

3.10    максимальная вертикальная статическая осевая нагрузка: Вертикальная сила, действующая от колесной пары вагона в состоянии брутто на рельсы.

3.11    рамная сила: Поперечная горизонтальная сила взаимодействия колесной пары с рамой тележки.

3.12    конструкционная скорость МВПС: Наибольшая скорость движения МВПС, указанная в технической документации.

3.13    несущие конструкции: Конструкции МВПС, воспринимающие эксплутационные нагрузки.

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

3.15    экипажная часть МВПС: Конструктивная часть МВПС, обеспечивающая движение по рельсовой колее и предназначенная для установки силового и вспомогательного оборудования, приводов, тормозной системы.

3.16    непогашенное ускорение: Доля поперечного горизонтального ускорения при движении МВПС в кривой, направленная вдоль оси колесной пары и определяемая силами, действующими со стороны пути, не компенсированными за счет возвышения наружного рельса.

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

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

3.18    надрессорное строение: Совокупность всех подрессоренных конструкций экипажной части.

3.19    макротрещина: Трещина, видимая невооруженным глазом.

4 Требования к динамическим качествам

4.1    Требования к показателям динамики

4.1.1    Показатель горизонтальной динамики Пдгор должен быть не более 0,30.

4.1.2    Показатель вертикальной динамики первой ступени рессорного подвешивания Пд1 должен быть не более 0,30.

4.1.3    Показатель вертикальной динамики второй ступени рессорного подвешивания Пд2 должен быть не более 0,20.

4.1.4    Коэффициент запаса устойчивости против схода колеса с рельса X должен быть не менее

1,40.

4.1.5    Показатели плавности хода в вертикальном Wz и горизонтальном поперечном WY направлениях должны быть не более 3,25.

4.1.6    Коэффициент конструктивного запаса пружинных комплектов первой ступени рессорного подвешивания в случае отсутствия упругих упоров, ограничивающих вертикальные перемещения буксы относительно рамы тележки, Ккз1, должен быть не менее 1,60. В случае наличия упругих упоров коэффициент должен быть не менее:

1,60 — при включении в схему нагружения упругого упора;

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

4.1.7    Коэффициент конструктивного запаса пружинных комплектов второй ступени рессорного подвешивания Ккз2 должен быть не менее 1,40.

4.1.8    Первая собственная частота изгибных колебаний кузова в вертикальной плоскости при максимальной загрузке вагона должна быть не менее 8 Гц.

з

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

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

4.1.11    Конструкция экипажной части и узлов крепления оборудования МВПС должна обеспечивать в эксплуатации отсутствие резонансных колебаний.

При невозможности исключения резонансных колебаний должны быть применены конструктивные меры для снижения негативного воздействия на пассажиров и нагруженности несущих элементов экипажной части.

4.2 Условия оценки динамических качеств

4.2.1    Оценку динамических качеств по показателям, указанным в 4.1.1—4.1.5, выполняют:

-    при проектировании — по значениям показателей, получаемых в результате математического моделирования движения МВПС;

-    при испытаниях— по результатам динамико-прочностных испытаний, состоящих из комплекса ходовых, проводимых на путях предполагаемого полигона эксплуатации, и статических испытаний.

При проектировании моделируют движение МВПС по пути с неровностями в плане и профиле, соответствующими предполагаемому полигону эксплуатации МВПС.

Ходовые динамико-прочностные испытания проводят на путях предполагаемого полигона эксплуатации МВПС.

4.2.2    Оценку динамических качеств по показателям, указанным в 4.1.6, 4.1.7, выполняют проведением расчета.

4.2.3    Оценку показателя, указанного в 4.1.8, выполняют:

-    при проектировании — по значению показателя, получаемому в результате расчета собственных частот и форм колебаний кузова;

-    при испытаниях— по результатам анализа динамических процессов, полученных по возбуждению искомой формы колебаний кузова.

4.2.4    Оценку показателя, указанного в 4.1.9, выполняют при проведении динамико-прочностных испытаний.

4.2.5    Оценку показателей динамических качеств выполняют сравнением фактических значений с требуемыми (см. подраздел 4.1). Результатом оценки показателей является заключение о соответствии или несоответствии установленным требованиям.

5 Требования к прочности

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    Жесткость конструкции элементов экипажной части и узлов крепления оборудования МВПС должна обеспечивать выполнение требований 4.1.8—4.1.10.

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

5.4    Прочность кузова порожнего вагона при действии нормативной силы соударения (см. 6.3.4.1), приложенной по осям сцепных устройств, должна быть подтверждена результатами испытаний на соударение по условию непревышения напряжениями а, соответствующими нормативной силе соударения, предела текучести материала о0 2 , примененного при изготовлении: о < о0 2.

5.5    Коэффициенты запаса сопротивления усталости конструкций экипажной части п, 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.

ГОСТ 33796-2016

5.6    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 по 8.2.5.

5.7    Коэффициент запаса устойчивости для элементов кузова пу должен быть не менее 1,1 при расчетных режимах I и IV по 6.3.1.

5.8    Коэффициенты запаса прочности для пружин рессорного подвешивания при продольных и комбинированных нагрузках должны быть не менее:

-    по сопротивлению усталости пд и п — 1,0;

-    по текучести пг и лЕа — 1,0.

5.9    Расчетный ресурс подшипников буксовых узлов должен быть не менее 3-106 км.

6 Требования к проведению расчетов показателей динамики и прочности

6.1    Общие требования к проведению расчетов

6.1.1    Расчетам на прочность подлежат: кузов, рама тележки, промежуточные рамы (балки, брусья и т.п.) второй ступени рессорного подвешивания, корпус буксы, элементы связи кузова с тележками (шкворень, тяги и др.), пружины рессорного подвешивания, узлы крепления оборудования, кресел, диванов, багажных полок. Они должны быть рассчитаны на действие нагрузок, приведенных в 6.3.

6.1.2    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 МВПС;

-    анализ напряженных состояний (деформаций) в наиболее нагруженных зонах для различных расчетных нагрузок;

-    оценку прочности и сопротивления усталости;

-    оценку ожидаемого ресурса.

6.1.3    Для оценки динамических качеств МВПС и выбора упруго-диссипативных характеристик рессорного подвешивания при проектировании используют программные комплексы, позволяющие путем компьютерного моделирования определить значения динамических показателей в соответствии с 4.2.1 и 6.2 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.

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

6.1.5    Для расчетов на прочность рамы тележки, промежуточных рам (балок, брусьев и т. п.) второй ступени рессорного подвешивания кузова 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 Показатель горизонтальной динамики Пдгор по 4.1.1 определяют как отношение значения динамической составляющей рамной силы УДИН, полученного по приведенному в данном пункте алгоритму, к значению максимальной вертикальной статической осевой нагрузки Рст ос брутто.

Значение динамической составляющей рамной силы УДИН определяют с исключением квазистати-ческой составляющей динамического процесса рамных сил Ур.

Исключение квазистатической составляющей динамического процесса выполняют, как правило, с использованием математического фильтра. При этом частота, отделяющая квазистатическую состав-

5

ляющую от динамической, должна быть не более 80 % от низшей собственной частоты колебаний вагона на рессорном подвешивании.

За значение УДИН принимают среднее арифметическое из трех максимальных амплитуд УДИН за исключением полученных при движении вагона по стрелочным переводам.

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

Значение УДИН определяют для порожнего и груженого состояний вагона. На этапе проектирования при определении значения Рст ос брутто в расчет принимают проектные нагрузки, при испытаниях учитывают фактические статические нагрузки порожнего вагона, полученные при проведении поколес-ного взвешивания.

При проектировании расчет и оценку Пдгор осуществляют для всех осей вагона. При проведении динамико-прочностных испытаний обязательной оценке подлежат:

-    в головном вагоне — колесные пары передней тележки и последняя колесная пара в вагоне;

-    в неголовном вагоне, стоящем рядом с головным — колесная пара, расположенная ближе к головному вагону.

6.2.2    Показатель Пд1 по 4.1.2 определяют как отношение значения динамической составляющей вертикальной силы первой ступени рессорного подвешивания Р^н к значению максимальной статической нагрузки первой ступени рессорного подвешивания Рст-| .брутто-

Значение динамической составляющей вертикальной силы первой ступени подвешивания определяют в порядке, изложенном в 6.2.1 для определения динамической составляющей рамной силы.

Значение Р^н определяют для порожнего и груженого состояний вагона. При этом в расчет принимают значения сил (нагрузок), приходящихся на конкретный узел первой ступени рессорного подвешивания.

При проектировании оценку показателя осуществляют для всех узлов первой ступени рессорного подвешивания вагона. При проведении динамико-прочностных испытаний обязательной оценке подлежат:

-    в головном вагоне — все узлы первой ступени рессорного подвешивания передней тележки и узлы последней колесной пары в вагоне;

-    в неголовном вагоне, стоящем рядом с головным — узлы колесной пары, расположенной ближе к головному вагону.

6.2.3    Показатель Пд2 по 4.1.3 определяют как отношение значения динамической составляющей вертикальной силы второй ступени рессорного подвешивания к значению максимальной статической нагрузки второй ступени рессорного подвешивания РСТ2-брутто-

Значение динамической составляющей вертикальной силы второй ступени подвешивания определяют в порядке, изложенном в 6.2.1 для определения динамической составляющей рамной силы.

При проектировании оценку показателя осуществляют для всех узлов второй ступени рессорного подвешивания вагона. При проведении динамико-прочностных испытаний обязательной оценке подлежат:

-    в головном вагоне — все узлы второй ступени рессорного подвешивания вагона;

-    в неголовном вагоне, стоящем рядом с головным, — узлы тележки, расположенной ближе к головному вагону.

6.2.4    Коэффициент запаса устойчивости против схода колеса с рельса X вычисляют по формулам:

УР/+ С2цнн (l + 0,5 цн s/7i2p) + С, pHcos2p cfgp+цн

(6.3)

ci -2Q (Ь - а2) - PZi_hk (/+ ai)+ pzi-hhk а2 + Ypr+ 9нп    " а2^    (1-2)

С2 = 2Q (Ь - а:) - Pz1_hhk ^ + ат) + pzi-hk ai ~Ypr + 9нп    " ai)’

ГОСТ 33796-2016

где С1 и С2 — промежуточные величины, введенные для упрощения записи основной формулы;

ин — коэффициент трения между гребнем набегающего колеса и рельсом; рнн — коэффициент трения между поверхностью катания ненабегающего колеса и рельсом;

(3 — угол наклона образующей гребня колеса к горизонтальной плоскости, рад. (рисунок 6.1);

Yp — рамная сила (с учетом квазистатической составляющей), действующая на колесную пару со стороны подрессоренных масс вагона, кН;

Q — сила тяжести подрессоренной части вагона (с учетом соответствующего состояния загрузки вагона), приходящаяся на шейку оси колесной пары, кН; дНп — сила тяжести неподрессоренных частей вагона, приходящаяся на колесную пару, кН, вычисляют по формуле Г.2;

Р нк и pzi-hhk—вертикальные динамические силы в первой ступени рессорного подвешивания (с учетом квазистатических составляющих) соответственно на набегающем и ненабегающем колесах колесной пары, кН (при уменьшении нагрузки на шейку оси колесной пары по сравнении со статической PZ1_HK и ^zi-hhk считают положительными);

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

а1 — 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.

Набегающее на рельс колесо колесной пары при расчетах коэффициентов запаса устойчивости определяют по направлению действия рамной силы на колесную пару в соответствии с рисунком 6.1.

НК — набегающее колесо; ННК — ненабегающее колесо

Рисунок 6.1 — Схема сил, действующих на колесную пару

7

1