МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ (МИИТ)
АН СП ОРТНОЙ ТЕХНИК И
Ц А К И И Я Ф ТР "Машиноведение и сертификация транспортной техники" Кафедра
ТИ
ЕР иС ИЕ ЕН ЕД ОВ ИН МАШ
Ю.П. ЧЕПУЛЬСКИЙ
КОНТРОЛЬНО–ИСПЫТАТЕЛЬНЫЕ СТАНЦИИ
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
Рекомендовано редакционно-издательским советом
университета в качестве учебного пособия
для студентов специальности
«Стандартизация и сертификация»
Москва – 2008
УДК 006:621.317:656.2 Ч–44
Чепульский Ю.П. Контрольно–испытательные станции железнодорожного транспорта.
Учебное пособие. – М.: МИИТ. 2008. – 180 с., ил. 97.
Рассмотрены основные положения разработки курсового проекта, его составные части и
порядок оформления.
Приведен примерный перечень тем проектов и список литературных источников, способ-
ных помочь студенту в работе над проектом, а также варианты оформления графической части.
При написании пособия использованы материалы АО ВАСТ (СПб., 1997 г.), ССФЖТ, про-
екты дипломников В. Тороповой и Е. Ильиной, выполненные под руководством автора.
Автор выражает благодарность доценту МИИТа Ю.И. Миловидову за прочтение рукописи
и сделанные замечания.
Рецензенты:
Сергеев Б.В. – д.т.н. доцент кафедры "Вагоны и вагонное хозяйство" РГТУПС. Пузанков А.Д. – профессор МИИТа
© Московский государственный университет путей сообщения (МИИТ), 2009.
2
ВВЕДЕНИЕ
Назначение контрольно–испытательной станции (КИС) вытекает из самого названия: кон-
тролировать качество и испытывать продукцию, предназначенную для нужд железнодорожного
транспорта и, в первую очередь, подвижного состава железных дорог. Для решения определен-
ных задач КИС должна иметь сеть подразделений, способных решать различные задачи в широ-
ком диапазоне потребностей железнодорожного транспорта: контроль качества всех элементов
подвижного состава, выявление причин дефектов комплектующих изделий, испытание образцов
новой техники и оценку её надежности, поиск способов повышения эффективности и повыше-
ния работоспособности подвижного состава и ряд других. С этой целью КИС должна быть обо-
рудована совершенной измерительной и испытательной техникой, работающей преимуществен-
но в автоматическом режиме, исключающей вмешательство оператора. По всей видимости, в одной
КИС не реально организовать все виды испытаний, поэтому имеет место их специализация: испытание
локомотивов, дизелей, вагонов, тормозных систем, контактной сети и пр.
Современный подвижной состав представляет собой сложную механическую систему, на которую
при движении ее по железнодорожному пути действуют разнообразные эксплуатационные нагрузки (вер-
тикальные динамические, горизонтальные поперечные и продольные), носящие, как правило, случайный
стохастический характер. Поэтому расчетным путем можно приближенно определить параметры под-
вижного состава и размеры его отдельных деталей, а также приближенно исследовать напряженно–
деформированное состояние отдельных узлов и элементов. При этом некоторые элементы вследствие их
высокой конструкционной сложности и формы или действия нагрузок, носящих случайный характер,
вообще не рассчитываются, а их размеры и прочность определяются только на основании экспери-
ментальных данных путем измерения напряжений в элементах натурного вагона с помощью тензодат-
чиков и сравнения измеренных напряжений с допускаемыми.
1 ВИДЫ ИСПЫТАНИЙ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ
ТЕХНИКИ
Для создания долговечной и надежно работающей конструкции с хорошими динамически-
ми качествами и хорошими показателями воздействия её на железнодорожный путь наряду с теоретиче-
скими предусмотрены обязательно и экспериментальные исследования. Они являются завершающим
этапом проектирования и постройки или модернизации существующих конструкций.
Экспериментальные исследования подразделяются на лабораторные, стендовые, ходовые,
эксплуатационные с натурным подвижным составом на эксплуатируемых участках железно-
дорожного пути или на испытательных полигонах. Для их реализации применяются современ-
ные средства диагностики (табл. 1).
Испытания в процессе отработки конструкции выполняют разработчики конструкции, по-
этому они называются заводскими. Контрольные и приемочные испытания отработанной конст-
рукции выполняются заказчиками и разработчиками совместно. Наиболее полно выполняются
экспериментальные исследования и испытания образцов новой техники, менее полно – кон-
трольные приемосдаточные.
В методике испытаний должно обосновываться:
1 цель испытаний;
2 способ подготовки к испытаниям;
3 режимы нагрузок и порядок проведения испытаний;
4 способы приложения экспериментальных нагрузок;
5 необходимое оборудование и приспособления;
6 измерительные приборы для каждого этапа испытаний;
7 порядок и место установки первичных преобразователей;
8 методы обработки результатов испытаний с оценкой погрешностей измерения опытных
данных.
Конкретные цели лабораторных испытаний многообразны. Чаще всего при лабораторных
испытаниях проводится сопоставление результатов расчетов и испытаний с целью уточнения
расчетной схемы в целом или его отдельных узлов.
3
Таблица 1.1
Классификация средств технической диагностики[32]
Стадия Сборочные единицы вагона
жизненного Авто-
вагона цикла Колесные пары Тележки Буксовый узел устройст- сцепное Автотор- моз Кузов
во
Принци- пы диаг- ностиро- вания По инфра- красному излучению Визуаль- ный Измере- ние дав- ления и расхода воздуха Визуаль- ный
я уата ци Виброаку- стический метриче- Тензо- ский лучению ному из- фракрас- По ин- Измери- тельный
Фотоэлек- трический Фотэлек- трический
Экспл Типы устройств УПГ, ДДК ДИСК-2 ПОНАБ ТУ ДИСК-2 ПОНАБ Шаблоны САКМА УЗОТ-Р АСОТ УСОТ АРМОВ
Принци- пы диаг- ностиро- вания Визуаль- ный Визуальный Измере- ние дав- ления и расхода воздуха Ультра- звуковой
Измери- тельный Дефекто- скопия Измерительный По ин- фракрас- ному из- лучению
Дефекто- скопия Дефектоскопия
Типы устройств Измери- тельный инстру- мент Измери- тельный инстру- мент Шаблоны
онов
Дефекто-
т ваг Дефекто- скопы: ультра- звуковой; магнито- порошко- вый; вихрето- ковыи; МАИК вихрето- скопы: Дефекто- скопы: магнито- порошко- вый; вихрето- ковыи; ультра- звуковой Дефекто- СИТОВ УКВР-2 ПОИСК
Ремон магнит- ковыи; ный; вихрето- ковый; скопы: УКАР-2м АСОТ УСОТ ДУ-101-Б A Line- 32D
ферро- магнит-
зондовый ный;
ферро- зондовый
Применяемое при лабораторных испытаниях оборудование разнообразно, выбор его зави-
сит от поставленных перед испытателем конкретных задач, которые необходимо исследовать в процессе проектирования и отработки конструкции в целом.
4
Рис. 1.1Классификация методов диагностики
Например, для испытания на долговечность вплоть до разрушения надрессорных балок и
боковых рам тележки применяются специальные вибростенды, работающие в автоматическом ре-
жиме по заданной программе.
Стендовым испытаниям подвергаются узлы и целые конструкции. Так, в практике отечест-
венного и зарубежного вагоностроения применяется следующее стендовое оборудование для ис- пытания вагонов [2, 31]:
· Стенды и катковые станции различной конструкции для изучения колебаний вагона в це-
лях отработки типа и параметров рессор и гасителей колебаний вагонов. Современные стенды оборудованы устройствами, с помощью которых можно управлять возбуждением колебаний ва- гона в вертикальной и горизонтальной плоскости по заданной программе.
· Передвижной стенд–вагон (опытный вагон) с переменными массами, моментами инер-
ции, положением центра массы вагона, а также с тележками, в которых могут быть смонтирова- ны гасители колебаний различного вида для гашения амплитуд вынужденных колебаний вагона (фрикционные, гидравлические).
· Стенды для снятия параметров, характеристик, а также для испытания и проверки работы
фрикционных и гидравлических гасителей колебаний.
Рис. 1.2 Катковый
(барабанный)
испытательный стенд
· Стенды–копры для снятия характеристик и для удар-
ных испытаний поглощающих аппаратов автосцепки. При на-
несении одиночных и повторных ударов на них можно изме-
5
рять также энергоемкость поглощающих аппаратов и определять их силовые характеристики.
· Стенды–горки для испытания натурных вагонов на соударение с целью уточнения расчет-
ных схем нагружения элементов вагона при их динамическом взаимодействии в продольной плос- кости и отработки характеристик поглощающих аппаратов автосцепки.
Катковый испытательный стенд обычно располагается в отдельно расположенном и специ-
ально оборудованном помещении (рис. 1.2) с железнодорожным путем, снабженный массивным виброизолированным фундаментом и мощным приводом в виде колёсомоторных блоков (КМБ) 1.
Рис. 1.3Виды дефектов на поверхности катания:
1- уширение обода, дефект фаски; 2- неравномерный
наплыв на фаску; 3- местное уширение дорожки качения;
4- закатавшийся ползун; 5 -закатавшийся навар;
6 -небраковочные дефекты
На КМБ устанавливается испытываемый вагон 4и соединяется через автосцепку со стойкой
3стенда. Возмущения, передаваемые на колесные пары вагона 2,создаются в основном специ- альными неровностями различного вида (рис. 1.3), сделанными на КМБ и на колесных парах ис- пытываемого вагона, а также дополнительно электрогидравлическими устройствами с про- граммным управлением. Катковые стенды позволяют имитировать движение вагонов со ско- ростями до 250 км/ч и воспроизводить условия испытаний, близкие к эксплуатационным. Жесткость железнодорожного пути имитируется резиновыми прокладками между корпусами букс и их опорами.
Рис. 1.4 Принципиальная схема стенда для
испытания рессорного подвешивания
Технология испытаний состоит в том, что в зависи-
мости от целей катковым стендом воспроизводятся возму- щающие воздействия и измеряются необходимые характе- ристики.
Измерительные приборы устанавливаются на вагоне
и соединяются с регистрирующей аппаратурой (маг- нитографы, измерительными и анализирующей аппарату-
рой на базе цифровой техники) или с измерительно-вычислительным комплексом, расположенном в отдельном помещении.
На рис. 1.4 представлена принципиальная схема стенда для испытания и проверки расчет-
ных характеристик буксового рессорного подвешивания. На раме 1 стенда установлены пульт управления 2 и фиксирующее устройство 3тележки 4.Колесную пару с испытываемым буксо- вым рессорным подвешиванием устанавливают на поднимающийся участок рельса 5, который через измерительное устройство 6 опирается на домкрат 7.
Под воздействием домкрата периодически нагружается и разгружается испытываемый бук-
совый комплект с одновременной записью на измерительном устройстве 6 диаграммы «нагруз-
6
ка–деформация», по которой определяются жесткость пружин и силы трения фрикционного кли- нового гасителя колебаний в буксовом подвешивании.
Рис. 1.5Петля гистерезиса
рессорного комплекта
При испытании включается в работу домкрат 4и одновре-
менно записывается диаграмма «нагрузка–деформация» рессорного комплекта, по которой определяются жесткость рессорного ком-
плекта и сила трения, создаваемая фрикционным гасителем колебаний при нагружении и раз- гружении рессорного комплекта (рис. 1.5). Полученные результаты измерения сопоставляются с расчетными величинами.
Рис. 1.6 Принципиальная
схема стенда для испыта- ния центрального рессорного под-
вешивания
тележки
Для испытания центрального рессорного подве-
шивания грузовой те- лежки можно применять стенд,
принципиальная схема которого показана на рис. 1.6. На
раме 1стенда располо- жены пульт управления 2,запи-
сывающее устройство 3 и электрический домкрат 4,на
штоке 5которого уста- новлен измеритель 6 нажимного
усилия, создаваемого домкратом, и центрирующее
приспособление с пятником для посадки его на подпятник надрессорной балки тележки 7.
Для более полной оценки работы фрикционных клиновых гасителей колебаний грузовой
тележки можно применять стенд, принципиальная схема которого показана на рис. 1.7.
Рис. 1.7 Принципиальная схема стенда для испытания клиново-
го гасителя
колебаний
Каретка 1 стенда, в которой размещается рессорный
комплект 2 с фрикционным клиновым гасителем колеба- ний, обеспечивает вынужденные поперечные перемещения фрикционных клиньев гасителя колебаний с амплитудой 2- 10 мм и частотой 1,0-5,0 Гц. Одновременное движение фрикционного клина в вертикальном и горизонтальном поперечном направлении исследуется при свободных ко-
лебаниях массы 3, имитирующей массу кузова вагона, с частотой 2-2,5 Гц. Имитация воздейст- вия железнодорожного пути производится через каток 4и толкатель 5.Стрелками на рис. 4 по- казано перекрестное движение фрикционного клина гасителя колебаний.
Сила трения, создаваемая гасителем колебаний в вертикальном направлении в зависимости
от частоты поперечных перемещений фрикционного клина, определяется по декременту затуха- ния свободных колебаний системы.
При проектировании новых конструкций вагонов возникает необходимость определения
закона распределения напряжений опытным путем, когда полной конструкции вагона еще не имеется. В этом случае испытания проводят в лабораторных условиях на стендах, применяя уменьшенные модели конструкции вагона в целом или его отдельных узлов и элементов, вы- полненных с использованием теории подобия. Испытания на моделях позволяют значительно
7
сократить затраты при проектировании новых конструкций вагонов и сократить время на созда- ние опытного образца вагона новой конструкции.
Силовое нагружение модели может производиться различными способами в зависимости
от того, на действие какой силовой нагрузки испытывается модель элемента вагона. При дейст- вии только вертикальной нагрузки обычно используются специальные мерные грузы 4опреде- ленной массы, имитирующие статическую и динамическую нагрузки. При исследовании модели элемента вагона на нагружение продольными растягивающими или сжимающими силами ис- пользуются специальные гидравлические прессы.
Рис. 1.8Принципиальная схема стенда
испытаний тележек на
вертикальные нагрузки
Для испытания элементов и деталей тележки вагона
в натуральную величину под действием вертикальных сил применяются механические, электрические, гидравлические или пневматические стенды. На этих стендах производятся исследования прочности надрессорных балок, боковых ба- лок рамы тележки, люлечных подвесок и других деталей.
Несущая рама 1 стенда (рис. 1.8) установлена на мощ-
ном фундаменте и снабжена передвижными опорами 2,на которые устанавливается испытываемая тележка 3,кото-
рая нагружается через измерительное устройство 4для измерения прикладываемой к тележке вертикальной нагрузки с помощью пневматического, гидравлического или электрического на- грузочного устройства 5.Подобные стенды применяются также для исследования прочности от- дельных деталей вагонов.
При исследовании динамической прочности отдельных узлов и деталей вагона на много-
кратные повторные удары испытания можно проводить также на маятниковых копровых уста- новках. При этих испытаниях производится оценка выносливости конструкции узлов и деталей вагона от воздействия полного комплекса ударных нагрузок, действующих на них в течение ус- тановленного полного срока службы вагона. Испытания при многократно повторяющихся удар- ных нагрузках производятся также при исследовании узлов и деталей вагонов, изготовленных из стали новых марок или других материалов. Эти испытания позволяют также оценить влияние климатических условий на прочность конструкции отдельных узлов вагона. Испытания прово- дятся при низких температурах в специальных холодильных камерах с охлаждением до -40…- 50°С.
Рис. 1.9 Схема копра для ударных испытаний единиц
подвижного состава
Ударные маятниковые установки, применяемые для
прочностных исследований, бывают одно- и двухмаятни- ковые. На рис. 1.9 показан одномаятниковый репетицион- ный ударный копер УКМ–1, предназначенный для одиноч- ных или многократно повторяющихся ударов. Копер состоит из маятника 1 весом 8,0 т, подвешенного на под- весных тягах 2к жесткой раме 3.Для возбуждения колеба-
ний маятника на раме копра установлен пневматический толкатель 4,шток которого шарнирно соединен с маятником. Испытываемый узел 5 устанавливается на раме 6,заделанной в железобе- тонный устой 7 тупика.
8
Поступающий в пневматический толкатель 4сжатый воздух давит на его поршень, от ко-
торого усилие передается через шток на маятник, который при этом отклоняется от нижнего своего положения. При достижении маятником крайнего верхнего положения воздухораспреде- лительный механизм прекращает подачу сжатого воздуха в рабочую полость цилиндра пневма- тического толкателя 4,а имеющийся там сжатый воздух выходит в атмосферу. Маятник 1под действием силы тяжести, стремясь вернуться из крайнего верхнего отклоненного положения в нижнее, начинает двигаться в обратном направлении и в момент прохождения своего нижнего положения ударяет по испытываемому узлу. При этом маятник перемещает поршень толкателя 4в первоначальное исходное положение. Одновременно с ударом маятника в испытываемый узел воз- духораспределительный механизм срабатывает так, что сжатый воздух снова поступает в рабо- чую полость цилиндра толкателя 4.
После удара маятника в испытываемый узел вагона он снова отбрасывается из нижнего
своего положения в верхнее под действием упругих сил, возникающих в испытываемом узле ва- гона, и давления сжатого воздуха на поршень; и процесс работы копра повторяется сначала.
Величина энергии удара или скорости удара маятника регулируется изменением давления
воздуха, поступающего в цилиндр пневматического толкателя 4.Сила удара маятника достигает 50-250 тс, а частота – 50 ударов в минуту.
У двухмаятникового ударного копра УКМ–2 маятники работают навстречу друг другу. На
одном маятнике закрепляется испытываемый узел или деталь вагона, а на другом – боек. При ударе маятника используется упругая отдача испытываемого узла или детали вагона. Привод этого копра пневматический, вес одного маятника 12 т, сила удара ±50…200 тс (растяжение, сжатие) с частотой 100 ударов в минуту.
Для испытания, приработки и записывания диаграммы «сила–деформация» поглощающих
аппаратов автосцепки применяются вертикальный ударный копер и специальный стенд. Удар- ный копер имеет электромеханический привод и падающий груз массой 13 т; максимальная энергия удара составляет 30 000 кг или 30 кДж.
Специальный стенд для испытаний и записывания фактической диаграммы «сила–
деформация» поглощающих аппаратов автосцепки показан на рис. 1.10.
Рис. 1.10 Стенд для
испытания поглощающих
аппаратов автосцепки
Стенд состоит из станины 1, пневматического или гид-
равлического цилиндра 2,силоизмерительного устройства 3, записывающего устройства 4,рычажной системы 5, соеди-
ненной одним концом с испытываемым поглощающим аппаратом, а другим – с цилиндром 2 че- рез силоизмерительное устройство 3.При испытании пружинно–фрикционного поглощающего аппарата автосцепки его сначала подвергают многократному притирочному нагружению (не- сколько циклов «сжатие–отдача»), а затем записывают диаграмму «сила–деформация».
Для испытания в лабораторных условиях натурных вагонов на продольные растягивающие
и сжимающие силы применяется специальный гидравлический стенд–пресс. Такой стенд состоит из гидравлической станции,которая подает рабочую жидкость (масло) в силовой гидравличе- ский цилиндр,взаимодействующий с автосцепкой испытываемого вагона (рис 1.11).
Несущая прямоугольная горизонтальная рама,продольная ось симметрии которой совпада-
ет с продольной осью рельсового пути, снабжена упором,закрепленным на поперечной балке, которая передвигается по длине стенда с шагом 2 м для установки в раме вагонов с различной базой. Давление в гидравлическом цилиндре до 50,0 МПа создается насосом с приводом от элек-
9
тродвигателя. Гидравлическая станция обеспечивает плавное повышение/понижение давления масла и его постоянство в процессе испытаний.
ПУЛЬТ УПРАВЛЕНИЯ
Гидравлическая
система
Гидродомкраты Пульсаторы
Гидроаккумулятор
Рис. 1.11Элементы испытательного стенда
Испытываемый вагон помещается в замкнутую несущую раму и сжимается или растяги-
вается расчетными продольными силами, значение которых устанавливается нормами расчета вагонов на прочность.
Компоновка стенда разнообразна. Так, например, смонтированная на стенде–прессе элек-
тронная измерительная система может обеспечивать одновременную регистрацию показаний тензодатчиков, с помощью которых определяется напряжение, в выбранных точках конструк- ции. Для этого вдоль стенда–пресса с каждой его стороны расположены электрические щиты, снабженные электрическими клеммами, соединенные с выходными панелями, которые разме- щены на измерительном столе. Максимальная продольная расчетная сила, получаемая на стен- де–прессе, составляет 4000 кН. На стенде–прессе предусматривается пневматическое устройство для испытания кузова вагона на вертикальную статическую нагрузку, максимальное значение которой достигает 3000 кН.
Рис. 1.12 Принципиальная схема стенда–горки
для испытания вагонов на соударение
Для испытания вагонов на продольные ударные нагрузки с целью оценки напряженного
состояния, проверки прочности и устойчивости вагона и его узлов при ударе в автосцепку с за- данной величиной продольной силы или скоростью соударения применяется стенд–горка, пока- занный на рис. 1.12. Стенд–горка имеет рельсовый путь 2с уклоном спуска 50 ‰, в конце кото- рого внизу установлен мощный П–образный упор 1общей массой 5500 т. П–образный упор имеет центральный стальной вкладыш с металлоконструкцией массой 190 т и два боковых стальных вкладыша с металлоконструкцией массой по 58 т. Для испытания на растягивающие силы имеется траверса 5,прикрепляемая жестко к испытываемому вагону 4перед началом ис- пытаний, и ударяющаяся в боковые части П–образного упора.
10
Стенд–горка позволяет производить как одиночные удары, так и серию ударов, осуществ-
ляемую автоматически по заданной программе. Подъем вагона на горку после удара в упор 1 производится лебедкой, установленной в машинном отделении 3.Мощность электродвигателя лебедки равна 125 кВт, наибольшее тяговое усилие лебедки составляет 140 кН.
Наибольшая масса испытываемого вагона может составлять 264 т, а скорость подъема ва-
гона на верх горки равна 5,9 км/ч при массе испытываемых вагонов до 132 т и 2,8 км/ч при массе испытываемых вагонов от 132 до 264 т. Максимальная расчетная скорость соударения вагона с упором 7 стенда–горки равна 25,2 км/ч. Время одного цикла испытаний вагонов на соударение (подъем–скатывание с горки) при скорости соударения вагона 25,2 км/ч равно 2 мин при массе испытываемых вагонов до 132 т и 3,5 мин при массе испытываемых вагонов от 132 до 264 т.
Несколько модифицированный стенд может применяться для проверки качества ручного
тормоза. В настоящее время, согласно действующему требованию, учитывающему допустимый уклон железнодорожной колеи, угол наклона горки должен составлять 5°. При этом эффектив- ность тормоза может быть избыточной, что отражается на его конструктивном и механическом исполнении. Поэтому головной образец целесообразно испытывать на горке с изменяющимся углом наклона и по результатам определять оптимальную характеристику и конструкцию ручно- го тормоза. Обе горки могут быть объединены, что позволит расширить возможность испытания вагонов на соударение в соответствии с предстоящим ростом скоростного движения.
Одной из проблем, обеспечивающей безопасность движения, является совершенствование
контроля нагрева буксовых узлов подвижного состава в движении. В настоящее время для этой цели используется система ПОНАБ, которая по причине определенных недостатков заменяется более совершенными способами контроля. Современным уровнем решения данной задачи может стать применение термовизоров, изготовленных на основе цифровой технологии (рис. 1.13).
Рис. 1.13Применение
термовизора в системе контроля нагрева букс:
1
1-термовизор;
2-контрлируемая букса; 3-диспетчерский пункт
2 Приемник такого прибора чувствителен к инфракрас-
ному излучению, а программное обеспечение способствует распознаванию температурных полей с последующей оценкой температурного режима каждого из них. Приме- нение современной оптической системы позволяет уста- навливать термовизор на различном расстоянии от объек- та, что определяет диаметр пятна контроля в зависимости от фокусного расстояния объектива:
БД 3
RS-232C
Расстояние, м 1,15 1,5 2,5 10,0
Диаметр пятна, мм 19 29 58 280
Для работы в темное время суток прибор оснащен фотовспышкой, срабатываемой автома-
тически при недостаточном уровне освещенности, что необходимо для фокусирования оптики при создании контрольного снимка.
Термовизор оснащен внутренней энергонезависимой памятью, куда записываются резуль-
таты измерений: дата, время, порядковый номер кадра (буксы) и температурные поля. Сам при- бор питается от встроенных перезаряжаемых аккумуляторов.
Методы неразрушающего контроля (МНК) широко используются для обнаружения де-
фектов любого типа. Классификация МНК приведена в табл. 1. При контроле ответственных де- талей подвижного состава с целью большей полноты контроля может применяться система,
11
представляющую собой совокупность нескольких методов. Так оси колесных пар контролиру- ются акустическим зеркально-теневым, эхо- и магнитопорошковым методами.
В настоящее время трудно найти отрасль хозяйства, где бы не применялся акустический вид
НК. Состоящий из множества методов, в основу которых положено свойство акустических коле- баний проникать в глубь материалов и отражаться от раздела двух сред, он нашел широкое при- менение при контроле изделий из различных материалов — пластмасс, бетона, металлов и т.д.
Широкий спектр деталей железнодорожного подвижного состава (оси локомотивов и ваго-
нов, бандажи и цельнокатаные колеса, коленчатые валы дизелей и компрессоров, детали тяговых передач локомотивов и т.п.) контролируется акустическими методами. На их долю приходится 35-40 % общего объема операций неразрушающего контроля, выполняемых при изготовлении и ремонте подвижного состава. Применение системы акустических методов НК наряду с другими способствует повышению безопасности движения на железнодорожном транспорте.
2 ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ ПРОЕКТА
Объем курсового проекта задается, исходя из требований учебного плана, и должен содер-
жать не менее 40 страниц текста с учетом иллюстраций и 4–5 слайдов в формате PowerPoint. Ма- кет титульного листа показан в приложении 1.
Выполнение пояснительной записки. Пояснительная записка должна в краткой и четкой
форме раскрывать замысел проекта, содержать методы исследования и расчета, а также сами расчеты, описание проведенных экспериментов, их анализ, выводы. Текст должен дополняться иллюстрациями (рисунками, диаграммами, схемами и т.п.).
В пояснительную записку включаются: 1. Титульный лист. 2. Задание на проектирование. 4. Оглавление. 5. Введение. 6. Содержание работы по главам. 7. Выводы. 8. Перечень слайдов (чертежей). 9. Список литературы с указанием выходных данных. 10. Приложения. В оглавлении приводится полное наименование разделов и подразделов с указанием соот-
ветствующих страниц.
Во введении показывается развитие и состояние рассматриваемого вопроса, дается обзор
отечественной и зарубежной литературы по данному вопросу.
В главах, отражающих основное содержание работы, приводятся исходные условия и
требования, описывается последовательность и методика решения вопросов; дается анализ вы- полненных расчетов и сравниваемых результатов.
Математические расчеты, программы, таблицы, все иллюстрации приводятся по ходу их
выполнения в полном объеме, позволяющем проследить ход рассуждений.
Обязательной составляющей проекта является обоснование испытательной станции и её
конфигурация в соответствии с темой проекта (рис. 2.1). Сюда должны входить: испыта- тельное оборудование, выбор типа первичного преобразователя; прибора согласования между ним и последующей измерительной системой; необходимое приборное обеспечение для иссле- дования изучаемого процесса (аналоговое или цифровое), а также устройства представления ре- зультатов: принтер, графопостроитель, монитор и т.п.
12
4
Рис. 2.1Элементы испытательной станции:
1–эталонный возбудитель; 2–измерительный преобразователь;
3–согласующее устройство; 4–измерительно-вычислительный комплекс; 5–вывод результата; 6–
база данных; 7–программное обеспечение; 8–объект испытаний;
9–испытательная нагрузка
Согласующее устройство 3выполняется в виде усилителя сигнала или преобразователя
импеданса (усилитель с коэффициентом усиления, равном единице) при использовании первич- ного преобразователя на основе пьезоэлемента, что последний позволяет подключать широкий класс измерительной техники.
Измерительно-вычислительный комплекс включать в себя блок 3, а при цифровом испол-
нении и аналого-цифровой преобразователь. При многоточечной системе сбора данных должен использоваться мультиплексор.
Рис. 2.2Элементы комплекса виброиспытаний
Характеристики элементов КИС 1, 2, 8и 9 зависят от типа объекта и вида испытаний (рис.
2.2), а остальные составляющие в дополнительных пояснениях не нуждаются.
Требования техники безопасности, промышленной санитарии и противопожарной техни-
ки учитываются при выполнении всех разделов проекта.
В выводах формулируются основные результаты, полученные в ходе выполнения проекта.
Дается оценка, ожидаемого результата от внедрения данного проекта.
В перечне слайдов(чертежей) проекта указывается название каждого из них.
13
Список литературы приводится в конце пояснительной записки с полным указанием вы-
ходных данных.
В приложение включают промежуточные расчеты, таблицы вспомогательных цифровых
данных, иллюстрации вспомогательного характера и др.
Пояснительная записка должна быть написана грамотно, четко, инженерным языком. Все
физические положения нужно отражать кратко и понятно.
Расчеты и данные к ним должны сопровождаться краткими пояснениями и ссылками на
литературу. При использовании какого–либо метода расчета формулы приводятся в буквенном выражении, а затем – в цифровом; результаты вычислений указываются с размерностями полу- ченных величин. Многократно повторяющиеся расчеты приводятся только один раз, а резуль- таты сводятся в таблицы.
Для получения аналитической зависимости результаты испытаний следует выравнивать
методом наименьших квадратов или полиномом Ньютона.
Пояснительная записка к проекту выполняется в редакторе Word(Microsoft Office 2007) на
одной стороне листа белой бумаги формата А4 (210х297 мм) кеглем 14 пт, фонт Times New Roman cyr. с 1,5-строчным интервалом и выравниванием по ширине. Формулы вписываются в формате Equationили MathType. Не допускается впечатывание скопированных формул!
Поля страницы: слева – 30 мм, справа – 15, сверху/снизу – 20 мм. Страницы нумеруются,
начиная с титульного листа. Номер страницы ставится в верхнем колонтитуле с выравниванием вправо. На титульном листе номер не ставится!
Каждый раздел (глава) пояснительной записки должен начинаться с новой страницы. Раз-
делам присваиваются порядковые номера, обозначенные арабскими цифрами с точкой после цифр. При наличии подразделов, параграфов и пунктов ставятся двух– и трехкратные номера, разделяемые точками. Например, пункт 3 параграфа 5 главы 2 обозначается 2.5.3 и т. д. Перено- сы слов в заголовках не допускаются, точку в конце заголовка не ставят. Наименования разделов и подразделов должны быть краткими, соответствовать содержанию, а их номера указываются без знака параграфа – §.
Условные буквенные обозначения математических, и физических величин должны соот-
ветствовать стандартам.
Выражениям (формулам) присваивается номер, обозначаемый арабскими цифрами в круг-
лых скобках в пределах одной главы. При написании формул использование редактора формул обязательно!
Ссылки в тексте на порядковый номер даются в круглых скобках, например: Расчет коэф-
фициента передачи приведен в (2.1). Значения символов и числовых коэффициентов, входящих в формулы, должны быть приведены непосредственно после соответствующих выражений, на- пример:
1 + ( 2 Dq ) 2
T = ( 1 - q 2 ) 2 + ( 2 Dq ) 2 , (2.1)
где Т– коэффициент передачи; D– коэффициент относительного демпфирования; q – отношение частоты вынужденных f
вын к частоте собственных f 0 колебаний; q=f вын /f 0 .
Когда в тексте записки приводится ряд цифровых величин одной размерности, единицы
измерения указываются только в конце ряда, например: 20, 37, 115, 230 лк (люкс).
Все иллюстрации и таблицы (рисунки, эскизы, схемы, графики) называются рисунками. Их
нумеруют арабскими цифрами и обозначают: рис. 1.1, рис. 3.4 и т. д. в пределах раздела. Первая
цифра соответствует номеру раздела, вторая – порядковому номеру рисунка в разделе. Ссылки
на иллюстрации и таблицы даются так: (рис. 3.1), (табл. 4.2).
Таблица оформляется со слова Таблица и ее номер с выравниванием вправо. Тематический
заголовок таблицы оформляется на следующей строке по центру полужирным шрифтом и раз- мещается над таблицей. Таблица должна изготавливаться с применением иконки
. Вставка
таблиц копированием из первоисточника не допускается! Не допускается копирование таблиц из
14
первоисточников, а также представление рисунков без дополнительной обработки (чистка, вы-
равнивание линий и т.п.). По этим же правилам должна оформляться и информация из Internet.
Схемы, графики, и т. п. необходимо располагать на отдельных страницах. Они долж-
ны быть выполнены с применением графических возможностей IBM PC или пакетов специаль-
ных программ AutoCad, Photoshop, Компас и т.п. Таблицы размещаются по ходу текста.
Каждому приложению дается название. Ссылку на приложение указывают буквой П, на-
пример, в приложении 2 – в П.2 или табл. П.3 т. д.
Ссылки на литературу приводятся в тексте в квадратных скобках в порядке их использова-
ния, например [5].
Оформление графического материала. Чертежи и схемы должны быть выполнены в со-
ответствии с правилами Единой системы конструкторской документации (ЕСКД) на листах
формата А1 (594х840 мм). Масштаб и степень детализации должны выбираться с учетом их це-
лесообразности и наглядности. При сканировании из первоисточников иллюстрации должны
быть вычищены, шрифты на всех – идентичны.
Размеры и пример заполнения основной надписи при изготовлении чертежей на листах по-
казаны на рис. 2.3 и. 2.4.
Слайды выполняются в стандартном формате PowerPointв книжной или альбомной ориен-
тации. Оформление должно соответствовать техническим документам без «украшательства».
Применение анимации поощряется.
Не допускается копирование таблиц из первоисточников, а также представление рисунков
без дополнительной обработки (чистка, выравнивания прямых линий и т.п.). По этим же прави-
лам должна оформляться и информация из Internet.
Рис. 2.3 Размеры основной надписи
Рис. 2.4 Пример заполнения основной надписи
15
3 АТТЕСТАЦИЯ
ИСПЫТАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Все виды испытаний должны проводиться на аттестованном оборудовании. Аттестация –
проверка оборудования с целью определения его соответствия установленным требованиям (на- пример, требованиям сертификации).
Испытательный стенд любого назначения должен иметь возможности воспроизведения ус-
ловий испытаний в пределах допускаемых отклонений и установление пригодности использова- ния испытательного оборудования в соответствии с его назначением. Эти характеристики под- тверждаются в процессе аттестации всего испытательного оборудования [57].
При вводе в эксплуатацию в данном испытательном подразделении испытательное обору-
дование подвергают первичной аттестации.
В процессе эксплуатации испытательное оборудование подвергают периодической аттес-
тации через интервалы времени, установленные в эксплуатационной документации на испыта- тельное оборудование или при его первичной аттестации.
Примечание. Интервалы времени периодической аттестации могут быть уста- новлены по результатам контроля состояния испытательного оборудования в процессе его эксплуатации. Для различных частей испытательного оборудова- ния эти интервалы могут быть различны.
В случае ремонта или модернизации испытательного оборудования, проведения работ с
фундаментом, на котором оно установлено, перемещения стационарного испытательного обору- дования и других причин, которые могут вызвать изменения характеристик воспроизведения ус- ловий испытаний, испытательное оборудование подвергают повторной аттестации.
Для аттестации испытательного оборудования, используемого при обязательной сертифи-
кации продукции, при испытаниях продукции на соответствие обязательным требованиям стан- дартов и при производстве продукции, поставляемой по контрактам для государственных нужд, должны применяться средства измерений утвержденных типов в соответствии с ПР 50.2.009 [58], экземпляры средств измерений должны быть поверены, методики выполнения измерении должны быть аттестованы в соответствии с ГОСТ Р 8.563 [56].
При аттестации испытательного оборудования для испытаний продукции, используемой в
других сферах, должны применяться поверенные иди калиброванные средства измерений.
Испытания, поверку и калибровку средств измерений, используемых в качестве испыта-
тельного оборудования или в его составе, осуществляют в соответствии с нормативными доку- ментами государственной системы обеспечения единства измерений.
Первичная аттестация испытательного оборудования заключается в экспертизе экс-
плуатационной и проектной документации (при наличии последней), на основании которой вы- полнена установка испытательного оборудования, экспериментальном определении его техниче- ских характеристик и подтверждении пригодности использования испытательного оборудования (содержание протокола первичной аттестации см. с. 36).
Первичную аттестацию испытательного оборудования проводят в соответствии с действу-
ющими нормативными документами на методики аттестации определенного вида испытательно- го оборудования и/или по программам и методикам аттестации конкретного оборудования.
Объектами первичной аттестации является конкретное испытательное оборудование с
нормированными техническими характеристиками воспроизведений условий испытаний.
Технические характеристики испытательного оборудования, подлежащие определению или
контролю при первичной аттестации, выбирают из числа нормированных технических характе- ристик, установленных в технической документации и определяющих возможность воспроизве- дения условий испытаний в заданных диапазонах с допускаемыми отклонениями в течение уста- новленного интервала времени.
Первичную аттестацию испытательного оборудования проводит комиссия. В состав комис-
сии включают представителей:
16
· подразделения предприятия (организации), проводящего испытания на данном испытатель-
ном оборудовании;
· метрологической службы предприятия (организации), подразделение которого проводит
испытания продукции;
· государственных научных метрологических центров и/или органов государственной мет-
рологической службы при использовании испытательного оборудования для испытаний продук- ции с целью ее обязательной сертификации или испытаний на соответствие обязательным требо- ваниям государственных стандартов или при производстве продукции, поставляемой по контрактам для государственных нужд.
Комиссию назначает руководитель предприятия (организации) по согласованию с государ-
ственным научным метрологическим центром и/или органом государственной метрологической службы, если их представители должны участвовать в работе комиссии.
Аттестацию испытательного оборудования могут также проводить организации, аккредито-
ванные на право проведения такой работы.
Испытательные подразделения представляют испытательное оборудование на первичную
аттестацию с технической документацией и техническими средствами, необходимыми для его нормального функционирования и для проведения первичной аттестации. В состав представляе- мой технической документации должны входить:
· эксплуатационные документы по ГОСТ 2.601, включая формуляр при его наличии (для
импортного оборудования – эксплуатационные документы фирмы-изготовителя, переведенные на русский язык);
· программа и методика первичной аттестации испытательного оборудования;
· методика периодической аттестации испытательного оборудования в процессе эксплуата-
ции, если она не изложена в эксплуатационных документах.
Программа и методика первичной аттестации испытательного оборудования могут быть
разработаны подразделением, проводящим испытания.
В процессе первичной аттестации устанавливают:
· возможность воспроизведения внешних воздействующих факторов и/или режимов функ-
ционирования объекта испытаний, установленных в документах на методики испытаний про- дукции конкретных видов:
· отклонения характеристик условий испытаний от нормированных значений;
· обеспечение безопасности персонала и отсутствие вредного воздействия на окружающую
среду;
· перечень характеристик испытательного оборудования, которые проверяют при периоди-
ческой аттестации оборудования, методы, средства и периодичность ее проведения.
Результаты первичной аттестации оформляют аттестатом (см. с. 37). Содержание протоко-
ла первичной аттестации испытательного оборудования приведено в приложении А.
Протокол первичной аттестации испытательного оборудования подписывают председатель
и члены комиссии, проводившие первичную аттестацию. При положительных результатах пер- вичной аттестации на основании протокола первичной аттестации оформляют аттестат.
Отрицательные результаты первичной аттестации указывают в протоколе. Сведения о выданном аттестате (номер и дата выдачи), полученные значения характерис-
тик испытательного оборудования, а также срок последующей периодической аттестации испы- тательного оборудования и периодичность ее проведения в процессе эксплуатации вносят в формуляр или специально заведенный журнал.
Периодическую аттестацию испытательного оборудования в процессе его эксплуатации
проводят в объеме, необходимом для подтверждения соответствия характеристик испытательно- го оборудования требованиям нормативных документов на методики испытаний и эксплуатаци- онных документов на оборудование и пригодности его к дальнейшему использованию.
17
Номенклатуру проверяемых характеристик испытательного оборудования и объем опера-
ций при его периодической аттестации устанавливают при первичной аттестации оборудования, исходя из нормированных технических характеристик оборудования и тех характеристик кон- кретной продукции, которые определяют при испытаниях.
Периодическую аттестацию испытательного оборудования в процессе его эксплуатации
проводят сотрудники подразделения, в котором установлено оборудование, уполномоченные ру- ководителем подразделения для выполнения этой работы, и представители метрологической службы предприятия.
Результаты периодической аттестации испытательного оборудования оформляют протоко-
лом, содержание которого приведено на с. 35. Протокол с результатами периодической аттестации подписывают лица, ее проводившие. Утверждает протокол руководитель подразделения.
При положительных результатах периодической аттестации в паспорте (формуляре) дела-
ют соответствующую отметку, а на испытательное оборудование прикрепляют бирку с указани- ем даты проведенной аттестации и срока последующей периодической аттестации.
При отрицательных результатах периодической аттестации в протоколе указывают меро-
приятия, необходимые для доведения технических характеристик испытательного оборудования до требуемых значений.
Протокол первичной аттестации испытательного оборудования содержит следующие
данные:
1 Состав комиссии с указанием фамилии, должности, наименования предприятия (органи-
зации).
2 Основные сведения об испытательном оборудовании наименование, тип, заводской (ин-
вентарный) номер, наименование завода–изготовителя.
3 Проверяемые характеристики испытательного оборудования.
4 Условия проведения первичной аттестации: температура, влажность, освещенность и т.п.
5 Документы, используемые для первичной аттестации: программа и методика аттестации,
стандарты, технические условия, эксплуатационные документы и т.п.
6 Характеристики средств измерений, используемых для проведения первичной аттестации ис-
пытательного оборудования:
· наименование;
· тип;
· заводской (инвентарный) номер;
· завод–изготовитель;
· сведения о поверке (калибровке).
7 Результаты первичной аттестации.
Внешний осмотр (комплектность, отсутствие повреждений, функционирование узлов, агре-
гатов, наличие действующих документов на методики поверки (калибровки) встроенных или
входящих в комплект средств измерений).
Значения характеристик испытательного оборудования, полученные при первичной атте-
стации.
Заключение комиссии о соответствии испытательного оборудования требованиям норма-
тивных документов на испытательное оборудование и на методики испытаний продукции кон-
кретных видов и возможности использования испытательного оборудования для их испытаний.
Рекомендации комиссии:
а) перечень нормированных характеристик, которые определяют при периодической атте-
стации испытательного оборудования в процессе его эксплуатации.
б) периодичность периодической аттестации испытательного оборудования в процессе его
эксплуатации.
в) дополнительные рекомендации комиссии (при необходимости).
18
Повторная аттестация. Номенклатуру проверяемых характеристик испытательного обо-
рудования и объем операций при повторной аттестации устанавливают исходя из тех нормиро-
ванных характеристик, которые могут существенно измениться по следующим причинам:
· ремонта или модернизации испытательного оборудования;
· проведения работ с фундаментом, на котором оно установлено;
· перемещения стационарного испытательного оборудования;
· другие причины, которые могут вызвать изменения характеристик воспроизведения усло-
вий испытаний.
Протокол периодической (повторной) аттестации испытательного оборудования содер-
жит следующие данные:
1 Основные сведения об испытательном оборудовании [наименование, тип, заводской (ин-
вентарный) номер, наименование завода-изготовителя].
2 Проверяемые характеристики испытательного оборудования. 3 Условия проведения периодической (повторной) аттестации: температура, влажность, ос-
вещенность и т.п.
4 Результаты периодической (повторной) аттестации. 5 Внешний осмотр (отсутствие повреждений, функционирование узлов, агрегатов, наличие
эксплуатационных документов на испытательное оборудование и документов, подтверждающих сведения о поверке/калибровке встроенных или входящих в комплект средств измерений).
6 Характеристики средств измерений, используемых для проведения периодической (по-
вторной) аттестации испытательного оборудования, наименование, тип, заводской (инвентар- ный) номер, наименование завода-изготовителя). Периодическую аттестацию испытательного оборудования, и сведения об их поверке (калибровке). 7 Значения характеристик испытательного оборудования, полученные при предыдущей аттеста- ции.
Примечание – Вместо содержания протокола по п.п. 2 и 3 могут быть приложе- ны соответствующие документы.
8 Значения характеристик испытательного оборудования, полученные при периодической
(повторной) аттестации.
9 Заключение о соответствии испытательного оборудования требованиям нормативных и
эксплуатационных документов на испытательное оборудование и на методики испытаний про- дукции конкретных видов.
19
ФОРМА АТТЕСТАТА
АТТЕСТАТ № _______
Дата выдачи ____________
Удостоверяется, что ___________________________________________
наименование и обозначение испытательного
_________________________________________________________________
оборудования, заводской или инвентарный номер, принадлежащее
_________________________________________________________________
наименование предприятия (организации), подразделения, центра
по результатам первичной аттестации, протокол № ____ от _________, признано пригодным для ис-
пользования при испытаниях по
________________________________________________________________
наименование продукции наименование и обозначение документов
_________________________________________________________________
на методики испытаний (при необходимости)
Периодичность периодической аттестации ____________________
месяцев, лет
Аттестат выдан ________________________________________________
наименование предприятия (организации), выдавшей аттестат
Руководитель предприятия (организации), выдавшего аттестат
Личная подпись ______________ _________________________________
расшифровка подписи
(печать)
20
4 ТЕМАТИКА КУРСОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
В качестве тем курсового проектирования могут рассматриваться: · процедурные вопросы обязательной и добровольной сертификации, сертификация и атте-
стация испытательного центра (лаборатории), аккредитация;
· вопросы сертификации объектов или отдельных конструкций подвижного состава;
· сертификационные испытания тормозной системы, рессорного подвешивания, рамы те-
лежки, локомотива, системы кондиционирования воздуха кабины машиниста или салона пасса- жирского вагона, виброзащитного кресла машиниста и многое другое, что соответствует требо- ванию "применять при строительстве и ремонте подвижного состава только сертифицированные изделия".
Для примера ниже приводится краткий перечень тем для курсового проектирования. По-
мимо этого перечня студенту предлагается самостоятельно выбрать тему проекта в соответствии с его предпочтениями и доступом к первоисточникам.
Темы курсового проекта
1. Организация контрольно-испытательной станции железнодорожного транспорта. 2. Оценка эффективности кресла машиниста. Точность и достоверность измерений. 3. Контроль качества подшипниковых узлов колесных пар. 4. Первичная аттестация испытательного центра. 5. Применение анализирующе-вычислительных систем для определения остаточного ре-
сурса.
6. Выбор метода и организация вибродиагностики редуктора колесно-моторного блока. 7. Разработка системы измерения уровня и расхода жидкости на основе цифровой техники. 8. Обоснование метода измерения параметров вибрации с применением методов спек-
трального анализа.
9. Организация контроля рессорного подвешивания: виды исполнения систем испытаний,
методы и критерии.
10. Оценка работоспособности демпфирующего устройства и контроль качества рессорно-
го подвешивания.
11. Испытание тормозной системы подвижного состава. 12. Организация контроля систем жизнеобеспечения пассажирских вагонов. 13. Организация лаборатории диагностики подшипниковых узлов колесно-моторного бло-
ка.
14. Разработка системы технической диагностики: выбор диагностического параметра и
оценка погрешностей измерений.
16. Диагностика ходовых частей подвижного состава. 17. Проведение сертификационных испытаний рамы тележки вагона. 18. Организация диагностирования рессорного подвешивания подвижного состава. Выяв-
ление случайных погрешностей.
19. Организация лаборатории тензометрических испытаний конструкций подвижного со-
става.
20. Разработка испытательной лаборатории с учетом эргономических требований. 21. Разработка типового автоматизированного рабочего места оператора контрольно-
испытательной станции.
22. Стендовые испытания электрооборудования локомотивов на механические нагрузки. 23. Виды дефектов колесных пар и способы их выявления. 24. Выбор параметров электрического и теплового нагружения электрооборудования под-
вижного состава при испытаниях.
25. Диагностика колёсно-моторного блока локомотива на основе комплекса «Прогноз–1». 26. Испытание систем обеспечения микроклимата в кабинах машиниста.
21
бине машиниста.
33. Организация и проведение измерений сертификационного параметра "шум" в кабине
машиниста.
34. Применение калибров при контроле состояния колес. 35. Дистанционный контроль нагрева буксовых узлов подвижного состава в режиме дви-
жения.
36. Организация и проведение испытаний тормозных колодок подвижного состава. 37. Контроль состояния колес подвижного состава с применением шаблонов. 38. Применение феррозондового способа контроля элементов подвижного состава. 39. Тензометрические исследования рамных конструкций подвижного состава железных
дорог.
40. Применение "термовизора" для контроля температурного режима буксовых узлов в
движении.
41 Диагностика зубчатых колес редукторов колесно-моторного блока локомотива. 42 Обоснование диагностических критериев колесно-моторного блока локомотива. 43 Испытания электрооборудования локомотива на тепловое нагружение. 44 Оценка акустического режима в салоне пассажирского вагона. 45 Обоснование выбора первичных преобразователей при испытаниях рамных конструк-
ций подвижного состава.
46 Организация и проведение виброиспытаний подвижного состава. 47 Обоснование измерительного комплекса при вибродиагностике узлов подвижного со-
става.
48 Аттестация испытательной лаборатории: порядок, документы (назначение и тип лабора-
тории выбрать самостоятельно).
49 Виды стендовых испытаний вагонов: вид испытаний, характеристика стенда и измери-
тельного комплекса.
50 Организация испытаний и комплектация измерительно-вычислительного комплекса для
получения спектральных характеристик.
51 Сертификационные испытания объектов подвижного состава в ССФЖТ. 52 Диагностика колесно-моторного блока электровоза в локомотивном депо (ТЧ). 53 Выявление дефектов колесных пар с помощью дефектоскопа УД2-12. 54 Эксплуатационные испытания объектов подвижного состава в ССФЖТ. 55 Гигиенические сертификационные испытания рабочих помещений персонала подвиж-
ного состава.
Для пояснения требований к выполнению курсового проекта и представлению результатов
ниже приводится несколько примеров.
22
5 СЕРТИФИКАЦИОННЫЕ ИСПЫТАНИЯ
РАМЫ ТЕЛЕЖКИ 1
Аккредитация испытательного центра
Испытательный центр – (ИЦ), проводящий сертификационные испытания должен быть ак-
кредитован, а стенд и все измерительные приборы должны быть аттестованы по Правилам ССФЖТ. Аккредитация ИЦ проводится федеральным органом исполнительной власти в области железнодорожного транспорта (ФОИВ ЖТ), являющимся в ССФЖТ органом по аккредитации. Аккредитация– процедура признания.
Испытательный центр может быть аккредитованы в других системах аккредитации госу-
дарств–участников Содружества в соответствии с ПМГ 39–2001 [60].
Аттестация ИЦ проводится комиссией органа по аккредитации с участием в случае необ-
ходимости представителей национального органа по аккредитации и иных заинтересованных организаций в порядке, установленном настоящими правилами. В качестве ИЦ могут быть ак- кредитованы технически компетентные и признанные независимыми от изготовителей (постав- щиков, исполнителей) и потребителей юридические лица, независимо от их отраслевой принад-
лежности и формы собственности, удовлетворяющие требованиям настоящих правил.
Возможна аккредитация ИЦ в качестве только технически компетентного при условии
проведения испытаний под контролем представителя органа по сертификации либо уполномо- ченного органом по сертификации, путём выдачи доверенности, сотрудника экспертного центра по сертификации или иного компетентного лица. Структура сертификационных испытаний по-
казана на рис. 5.1.
1 По материалам проекта В. Тороповой (2006 г.)
23
СТРУКТУРА
СЕРТИФИКАЦИОНЫХ ИСПЫТАНИЙ
1. ЗАЯВКА НА ИСПЫТАНИЕ 1.1 От органа по сертификации 1.2 От производителя или продавца продукции
2. Менеджмент образца 2.1 Выбор метода и средств отбора образцов 2.2 Идентификация и маркировка 2.3 Транспортировка и хранение
3. Подготовка к испытаниям
3.1 Анализ требований заказчика 3.2 Выбор методов и средств испытаний 3.3 Подготовка образцов и средств испытаний 3.4 Проверка условий испытаний
4. Испытания 4.1 Регистрация и контроль результатов и условий испытаний
Идентификация и маркировка Оформление протокола
после испытаний испытаний. Хранение образца
5. ВЫДАЧА РЕЗУЛЬТАТОВ
5.1 Протокола испытаний
5.2 Образца (по условиям договора)
Рис. 5.1Этапы сертификационных испытаний
Испытательные Центры, созданные на базе научно-исследовательских, учебных, проект-
ных и проектно-конструкторско-технологических организаций железнодорожного транспорта и промышленности, признаются независимыми при соблюдении следующих условий:
· наличие устава организации, подтверждающий её статус как третьей (независимой) сто-
роны в сфере заявляемой области аккредитации;
· наличие утверждённой организационной структуры, обеспечивающей выполнение работ
в заявленной области аккредитации;
· наличие внутреннего счёта в банке или внутреннего субсчёта;
· отсутствие у руководителя ИЦ контракта с вышестоящей организацией, заинтересован-
ной в результатах испытаний (железнодорожной администрацией, корпорацией, концерном, ак- ционерным обществом и т.д.).
Испытательные Центры, созданные на базе предприятий–изготовителей, могут быть при-
знаны независимыми в части проведения испытаний ТСЖТ других предприятий-изготовителей, если документально подтверждено что:
· виды однородной продукции, заявляемые в области аккредитации, не изготовляются на
предприятии–заявителе на аккредитацию;
24
· предприятие-заявитель на аккредитацию не связано никакими коммерческими отноше-
ниями с предприятиями, изготавливающими виды однородной продукции, заявляемые в области аккредитации.
Окончательное решение о признании статуса независимой ИЦ принимается органом по ак-
кредитации. Все аккредитованные ИЦ подлежат обязательной регистрации в Реестре, который ведётся органом по аккредитации.
Деятельность ИЦ должна осуществляться в соответствии с положением об ИЦ на основе
аттестата аккредитации (документа об уполномочивании) или иного документа на право прове- дения испытаний ТСЖТ для целей сертификации, выдаваемого органом по аккредитации.
Основные требования к ИЦ
ИЦ должен обеспечить заявителю беспрепятственный доступ к информации о представ-
ляемых им услугах и процедурах испытаний, не должен выдвигать неприемлемых для заявителя финансовых или иных условий, не обусловленных объективными причинами. Процедуры, с по- мощью которых ИЦ осуществляет свою деятельность, не должны носить дискриминационного характера.
ИЦ должен иметь (рис. 5.2):
· юридический статус в соответствии с законодательством Российской федерации. ИЦ мо-
жет обладать статусом юридического лица в качестве самостоятельного структурного подразде- ления, деятельность которого определена соответствующим распорядительным документом. ИЦ может входить в состав экспертного центра по сертификации;
· быть укомплектован персоналом, соответствующим требованиям настоящих правил, об-
ладающим определенным опытом работы с нормативными документами, опытом работы в об- ласти испытаний и оценки качества ТСЖТ в соответствии с заявленной областью аккредитации;
· испытательное оборудование, аттестованное в соответствии с ГОСТ Р 8.568 [57], средст-
ва измерений, проверенные или калиброванные в соответствии с Законом Российской Федера- ции «Об обеспечении единства измерений, позволяющие проводить испытания ТСЖТ в соот- ветствии с областью аккредитации;
· подробные документированные процедуры проведения испытаний ТСЖТ, учитывающие
структуру в соответствии с требованиями правил;
· быть способным продемонстрировать при аккредитации практическое проведение кон-
трольных испытаний в соответствии с организационными методическими документами ИЦ;
· необходимые помещения для проведения работ и средства обеспечения в них параметров
окружающей среды, соответствующих установленным требованиям;
· выполнять функции, обеспечивающие проведение испытаний ТСЖТ в соответствии с за-
явленной областью аккредитации;
· предотвращать коммерческое, финансовое, или другое давление на персонал ИЦ, способ-
ное оказать влияние на результаты испытаний ТСЖТ;
· обладать компетентностью, позволяющей объективно и достоверно проводить испытания
ТСЖТ;
· актуализированный фонд нормативных документов, устанавливающих требования к
ТСЖТ и методы испытаний;
· иметь систему регистрации результатов испытаний ТСЖТ и хранения материалов, под-
тверждающих результаты проведенных испытаний;
· документированную функционирующую систему обеспечения качества; ИЦ не должен заниматься деятельностью, способной подорвать доверие в отношении его
независимости и беспристрастности при проведении испытаний ТСЖТ.
При аккредитации ИЦ, не имеющего собственного юридического лица и входящего в со-
став другого юридического лица, его структура должна быть определена приказом руководителя юридического лица, подающего заявку на аккредитацию.
25
Организационная структура ИЦ
Структура ИЦ должна гарантировать его беспристрастность и обеспечивать четкое выпол-
нение всех его функций, в первую очередь процедуры проведения испытаний ТСЖТ в соответ- ствии с заявленной областью аккредитации.
аттестован- финансовая и
ный персонал с опытом работы Испытательный предприятия Центр юридическая независи- мость
аттестован- система реги-
ное испыта- страции ре-
тельное обо- Юридический зультатов
рудование статус, почтовые и испытаний
банковские рекви-
поверенные и зиты актуализиро- ванный фонд
калиброван-
ные средства нормативных
измерения документов
помещение, функциони-
соответствую- рующая систе-
ленным требо- щее установ- ма обеспечения
ваниям качества
компетент- документиро-
ность в прове- ванные проце- дуры проведе-
дении испыта- Система
ний хранения ния испытаний
материалов
Рис. 5.2Требования к Испытательному Центру
В этом случае создаваемая структура может не рассматриваться как постоянно действую-
щее подразделение, а только предназначаться для функционирования в целях проведения серти- фикационных испытаний в ССФЖТ.
В этом случае допускается, чтобы сотрудники ИЦ имели две должности: одну в рамках
структуры ИЦ, аккредитованного в ССФЖТ, а вторую – по своей основной работе в структуре юридического лица, подающего заявку на аккредитацию.
мой документации Запрос необходи- Подача заявки Назначение экспертной комиссии Рассмотрение заявки
Оплата работ Подписание Составление Принятие решения
по договору договора договора по заявке
для проведения Отбор образца испытаний усталостных Проведение испытаний Оформление испытаний протокола Рассмотрение испытаний протокола
инспекционного Проведение контроля инспекционного Выбор схемы контроля соответствия сертификата Выдача Принятие решения сертификата о выдачи
Рис. 5.3 Этапы проведения работ по сертификации
ИЦ должен иметь постоянный (штатный) квалифицированный и прошедший специальную
подготовку и аттестацию персонал, возлагаемый руководителем ИЦ. Под штатным персоналом ИЦ, не имеющего собственного юридического лица, понимается штатный персонал организа- ции, на базе которого создан ИЦ, который участвует в работе организационной структуры ИЦ,
26
утверждённой при аккредитации. Этапы сертификации испытательного центра иллюстрирует рис. 5.3.
ИЦ должен иметь испытательное оборудование и расходные материалы, необходимые для
проведения испытаний, а также средств измерений параметров, определенные областью аккре-
дитации (рис. 5.4).
Характеристики испытательного оборудования и средств измерений должны соответство-
вать требованиям нормативных документов на методы испытаний, указанных в области аккре-
дитации, и методик проведения испытаний.
Рис. 5.4Элементы лабораторного комплекса тензоизмерений
Для обеспечения признания результатов испытаний нормативные документы на методы
испытаний должны быть согласованы с железнодорожными администрациями. При необходи-
мости может быть предусмотрена возможность использования аттестованного испытательного
оборудования и поверенных средств измерений других организаций на условиях аренды, обес-
печенной договорами или другими документами. Испытательное оборудование должно прохо-
дить периодическую аттестацию, а средства измерений – периодическую поверку или калиб-
ровку в установленном порядке.
Испытательное оборудование и средства измерений должны содержаться в условиях, опре-
деленных эксплуатационной документацией и обеспечивающих сохранность и защиту от повре-
ждений и внешних воздействующих факторов.
Для оборудования, требующего периодического технического обслуживания, должны быть
разработаны и утверждены инструкции и графики технического обслуживания.
27
Каждая единица испытательного оборудования и средств измерений должна быть зареги-
стрирована. Регистрационный документ на каждую единицу оборудования должен включать
следующие сведения:
· наименование и вид;
· наименование страны, предприятия изготовителя (фирмы); обозначение типа/марки, за-
водской и/или инвентарный номера;
· даты изготовления, получения и ввода в эксплуатацию;
· состояние при покупке (новое, бывшее в употреблении, после ремонта и т.п.);
· место нахождения ИЦ (при необходимости);
· данные о неисправностях, ремонтах и техническом обслуживании;
· данные об аттестациях и проверках. Неисправное испытательное оборудование и средства измерений должны сниматься с экс-
плуатации и этикетироваться соответствующим образом, указывающим на их непригодность для выполнения своих функций.
В ИЦ должен быть установлен и задокументирован порядок проведения аттестации испы-
тательного оборудования, проверки и калибровки средств измерений, в котором должны быть отражены полномочия ИЦ в части проведения этих работ собственными силами.
Методики аттестации и проверки должны быть аттестованы в установленном порядке со-
ответствующими компетентными органами.
ИЦ должен располагать документированными процедурами и средствами для проведения
ремонта испытательного оборудования и средств измерений в пределах своей компетенции, а также иметь договора или другие документы на выполнение остальных форм ремонта в специа- лизированных организациях.
Средства измерений должны иметь этикетки (ярлыки, клейма) с указанием даты последней
поверки (калибровки) и предполагаемой даты следующей поверки (калибровки).
Аттестация испытательного стенда
Основная цель аттестации стендов – подтверждение возможности осуществления при про-
ведении испытаний: контроля нагружения испытываемого элемента рамы тележки в необходи- мых пределах и с заданной точностью; фиксации числа циклов нагружения с заданной точно- стью; измерения механических напряжений в испытываемом элементе рамы тележки с заданной точностью. При вводе в эксплуатацию стенд подвергается первичной аттестации. Содержание и по- рядок рассмотрения технической документации, представленной на первичную аттестацию, приве- дены в табл. 5.1. В процессе эксплуатации стенд подвергается периодической аттестации через каждые два года. Для аттестации стенда, используемого при сертификации продукции, должны применяться средства измерения утвержденных типов в соответствии с ПР 50.2.009–94 [58].
28
Таблица 5.1
Порядок рассмотрения технической документации
Указания по методи-
Содержание требований по рассмотрению НТД ке рассмотрения
1. Метрологическая экспертиза ТО, предусмат- ривающая оценку соответствия технических ха- рактеристик, точностных характеристик и спо- собов их нормирования требованиям НТД; правильность использования единиц физических величин, допущенных к применению в РФ; применение терминов и определений, установ- ленных стандартами Соответствие требованиям: МИ 1314–86 МИ 1325–86 ГОСТ 15.001–88
2. Метрологическая экспертиза эксплуатацион- ной документации с целью выявления возмож- ности воспроизведения испытательным обору- дованием и поддержания режимов и условий испытаний в заданных диапазонах с требуемой точностью и стабильностью ГОСТ 2.601–68 МИ 1325–86 ГОСТ 1.25–76 ГОСТ 15.001–88
3. Оценка эксплуатационной документации (ТО) с точки зрения контроля технических характери- стик испытательного оборудования, указанных в технических требованиях, существующими ме- тодами и средствами измерений ГОСТ 24555–81 ГОСТ 8.326–78 ГОСТ 8.001–80
4. Оценка возможности периодической аттеста- ции испытательного оборудования ГОСТ 24555–81 ГОСТ 8.326–78
Экземпляры средств измерения должны быть проверены и методики выполнения измере-
ний должны быть аттестованы в соответствии с ГОСТ Р 8.563–96 [56].
Испытания, проверку и калибровку средств измерений, используемых в качестве испыта-
тельного оборудования, осуществляют в соответствии с нормативными документами государст- венной системы обеспечения единства измерений. На первичную аттестацию представляются:
· собственно стенд;
· техническое описание и инструкция по эксплуатации (ТО) в соответствии с ГОСТ 2.601–
95 [61];
· программа аттестации.
· Программа первичной аттестации устанавливает:
· содержание и порядок рассмотрения технической документации;
· средства экспериментального определения технических характеристик стенда, способ-
ность воспроизводить и поддерживать режимы и условия испытаний в заданных диапазонах с требуемой точностью;
· методы и средства проведения периодических аттестаций и интервал между ними;
· порядок оформления результатов. Стенд предназначен для проведения вибрационных испытаний рам тележек и их элементов
с целью определения их сопротивления усталости, с построением кривых усталости, коэффици- ентов концентрации напряжений, долговечности в циклах нагружения при проведении сравни- тельных испытаний вариантов конструкции элемента.
Процедуры проведения испытаний
ИЦ должен располагать документированными процедурами испытаний. Программы испы-
таний в общем случае должны содержать следующие разделы:
· область применения;
· объект испытаний;
· цель испытаний;
· номенклатура контролируемых характеристик;
29
· виды и последовательность испытаний;
· условия проведения испытаний;
· отчетность;
· распределение обязанностей и ответственности участников испытаний. Методики проведения испытаний, в общем случае, должны содержать следующие разделы,
например [86]:
· область применения;
· объект испытаний;
· определяемые характеристики;
· метод испытаний;
· условия проведения испытаний;
· средства проведения испытаний;
· отбор образцов;
· процедура испытаний;
· обработка результатов испытаний и оценка их точности;
· оформление результатов испытаний;
· требования безопасности и охрана окружающей среды. В качестве методик проведения испытаний могут применяться процедуры, изложенные в
нормативных документах, в случае, если они удовлетворяют приведенным выше требованиям и степень подробности изложенных в них действий достаточна для качественного проведения ис- пытаний.
Как правило, при проведении сертификационных испытаний, должны применяться собст-
венные методики ИЦ, учитывающие специфику средств испытаний ИЦ и организацию работ. Собственные методики ИЦ должны быть разработаны и аттестованы в соответствии с П ССФЖТ 46–2002 [59] на основе методов, установленных нормативными документами на методы испыта- ний.
Отбор образцов для сертификационных испытаний производится представителем органа по
сертификации, путем выдачи доверенности, сотрудника экспертного цента по сертификации или иного компетентного лица (инспектора приемки ОАО РЖД, сотрудника испытательного центра и т.п.). Отбор образцов производится в соответствии с порядком, установленным органом по сертификации.
Основанием для начала работ по сертификационным испытаниям в ИЦ является заявка от
заказчика или приказ руководителя организации, в случае, если заказчиком является организа- ция, на базе которой аккредитован ИЦ. Как правило, началу испытаний предшествует подача заказчиком заявки на сертификацию ТСЖТ в орган по сертификации и выпуск органом по сер- тификации решения по заявке, в котором в том числе рекомендуются испытательные центры, имеющие в области аккредитации соответствующие ТСЖТ.
При приемке образцов в ИЦ его сотрудниками должна быть проведена процедура иденти-
фикации образцов на соответствие данным, указанным в акте отбора. По результатам идентифи- кации оформляется акт. Процедура идентификационных образцов, поступивших на испытания, должна предусматривать их маркировку и документирование данных для исключения возмож- ных ошибок при сопоставлении образцов и результатов проведенных испытаний. При необхо- димости хранения образцов в особых условиях такие условия должны быть обеспечены, а также должны быть установлены порядок и процедуры контроля условий хранения, которые подлежат обязательной регистрации в установленном порядке.
В ИЦ должны быть установлены и документированы процедуры, обеспечивающие наличие
в установленных местах актуализированных нормативных документов, инструкций, руководств, необходимых в процессе проведения испытаний, а также связанных с обеспечением качества ра- бот, техникой безопасности и регистрацией полученных результатов.
Все данные, полученные расчетными методами или с использованием средств передачи
данных, должны подвергаться соответствующей проверке. Автоматизированные системы обра-
30
Описание вибростенда и принципа его работы
Стенд состоит из следующих основных частей.
1. Механическая часть, предназначенная для установки в ней испытываемой рамы тележки
и для восприятия нагрузок, реализуемых при нагружении рамы гидродомкратами.
2. Гидравлическая часть, в которую входят гидравлический насос, трубопроводы и гидро-
домкраты.
3. Электрическая часть, включающая в себя электродвигатели, электропроводку, силовые
шкафы с электрической аппаратурой и пульт управления.
Общий вид стенда показан на рис. 5.5.
Рис. 5.5Общий вид стенда для испытания рам тележек
Стенд нагружает испытываемую раму пульсирующими нагрузками, приложенными в
вертикальной и горизонтальной плоскостях. Вертикальные нагрузки посредством гидродомкра- тов прилагаются в местах, которыми рама опирается на рессорное подвешивание.
Боковые нагрузки, изменяющиеся реализуются при помощи гидродомкрата с одной сторо-
ны и гидроаккумулятора с постоянным давлением – с другой. Для предотвращения вращения рам, они удерживаются винтовыми домкратами. Элементы испытательного стенда показаны на рис. 5.6.
Гидродомкраты создают в раме напряженное состояние, близкое к возникающему при экс-
плуатации, поскольку в раме воспроизводятся деформации, соответствующие различным видам колебаний подвижного состава в эксплуатации: галопирование, подпрыгивание, боковая качка в сочетании с вилянием и боковыми перемещениями в любых комбинациях и при любом смеще- нии фаз нагрузок относительно друг друга.
31
ПУЛЬТ УПРАВЛЕНИЯ
Гидравлическая
система
Гидродомкраты Пульсаторы
Гидроаккумулятор
Рис. 5.6Элементы испытательного стенда
Несущая конструкция предназначена для установки на ней испытываемой рамы тележки и
для передачи на нее любой реальной комбинации нагрузок, возникающих при нагружении рамы тележки. Она состоит из основания, в котором закреплены шкворни неподвижный и подвижный для установки рам тележек и 6 колонн, несущих продольные и поперечные балки.
На основании закреплены боковые упоры, для перемещения которых вдоль стенда в осно-
вании имеются пазы. На упорах в вертикальной плоскости перемещаются суппорты, несущие на себе домкраты (гидравлические или винтовые), обеспечивающие горизонтальное нагружение рамы. Основание представляет собой собранную из стальных листов толщиной 30 мм решетча- тую конструкцию типа сотов высотой 1000 мм, закрытую сверху листами. Размеры основания рассчитаны для восприятия всех передающихся нагрузок. Основание погружено в бетонный фун- дамент и связано с его арматурой.
На продольных балках расположены одиночные или сдвоенные гидродомкраты, которые
могут перемещаться вдоль балок. Балки, в свою очередь, могут перемещаться поперек стенда. Расстояние между балками меняется в пределах от 2100 до 3150 мм в зависимости от ширины испытываемой рамы. Перемещения балок осуществляются электродвигателем, пульт управления которого размещен на одной из колонн. После установки балок на заданной ширине, они закреп- ляются болтами.
Поперечные балки опираются на гайки, навернутые на колонны. Усилия от гидродомкратов
передаются через продольные балки, поперечные балки и колонны на основание.
Вертикальные перемещения поперечных балок вдоль осей колонн осуществляются двумя
электродвигателями через двойную червячную передачу со скоростью 200 мм/мин. Пульт управления механизмом подъема также установлен на одной из колонн. Перемещения всех ба- лок ограничены концевыми выключателями.
Колонны устанавливаются в гнезда основания и крепятся снизу гайками, для обеспечения
доступа к которым в фундаменте выполнены ниши. Испытываемая рама подается на стенд на тележках по рельсам. Все операции с рамой и тяжелыми деталями стенда производятся мосто- вым краном, имеющимся в помещении, где расположен стенд.
По оси основания расположены два шкворня – неподвижный и подвижный – для крепления
испытываемой рамы и передачи на основание горизонтальных и вертикальных усилий, реали- зуемых при нагружении рамы.
Боковые упоры имеют суппорты, с помощью которых перемещаются установленные на
них домкраты по вертикальной плоскости в заданных пределах и по горизонтальной плоскости вдоль оси тележки на 250 мм в каждую сторону. Такая конструкция облегчает подготовку стенда к испытаниям.
32
Стенд комплектуется серийно изготавливаемыми Армавирским заводом ЗИМ пульсатора-
ми типа П–300, имеющими теоретическую производительность 300 см 3 /ход при частоте до 15
Гц. Практическая производительность пульсаторов не превышает 180–200 см 3 /ход.
Применение 25–тонных гидродомкратов при прогибе испытываемых узлов 5 мм требует
развивать производительность пульсаторов около 80 см 3 /ход. Учитывая сжатие жидкости и дефор-
мации трубопроводов, полезная производительность гидропульсатора составляет 150 см 3 /ход.
Пульсаторы установлены на раме фундамента и соединены муфтами, позволяющими сме-
щать по фазе динамические нагрузки, реализуемые при нагружении рамы.
Шесть пульсаторов для вертикального нагружения имеют механизм синхронизации для
одновременного вывода пульсаторов из нулевого положения и для обеспечения равной их про- изводительности. Также объединены механизмы вывода трех пульсаторов горизонтальных гид- родомкратов.
Схема управления механизмами вертикального и горизонтального перемещений балок
стенда.
Для подъема траверс (поперечных балок) стенда установлены два электродвигателя типа
АОЛ–42–4, мощностью 2,8 кВт. Двигатели включены на параллельную работу.
Управление электродвигателями производится с помощью реверсивного магнитного пус-
кателя и трехкнопочного пульта, установленного на колонне стенда. В крайних положениях ус- тановлены ограничивающие движение конечные выключатели.
Горизонтальные перемещения продольных балок стенда осуществляются электродвигате-
лем типа АОЛ–32–4, мощностью 1 кВт и реверсивным магнитным пускателем с двухкнопочным пультом управления.
В комплект стенда входят 8 шт. тензорных датчиков давления. Стенд комплектуется изме-
рительно-вычислительным комплексом (ИВК).
Вся пусковая и защитная аппаратура стенда размещается в четырех распределительных
щитах. В трех одинаковых распределительных щитах размещена аппаратура шести одинарных пульсаторов, по два блока в каждом щите.
В щите распределительном общем установлены главный рубильник и контактор стенда,
пусковая и защитная аппаратура строенного пульсатора, гидроаккумулятора и электродвигате- лей перемещения стенда.
Обоснование выбора первичного преобразователя
Первичным преобразователем являются тензодатчики (тензорезисторы). Изменение элек-
трического сопротивления тензорезистора, закреплённого на механически напряжённом элемен- те конструкции, пропорционально продольной деформации поверхности этого элемента. Точ- ность такого преобразования зависит от свойств самого тензорезистора, его закрепления на объекте измерения и воздействия влияющих величин, таких, как, например, температура окру- жающей среды. Кроме того, на точность преобразования влияют характеристики электрических цепей и приборов, служащих для измерения, индикации или регистрации измерения сопротив- ления тензорезистора. Следует отметить, что рациональное размещение тензорезистров снижает влияние различных факторов.
Резистивный тензодатчики состоит из тонкой проволоки, прикрепляемой цементом или
клеем к исследуемому или испытуемому объекту. Так как площадь поперечного сечения прово- локи датчика очень мала, используемый для крепления тензодатчика клей гарантирует надежное ее механическое соединение с поверхностью объекта. Следовательно, деформация объекта непо- средственно вызывает соответствующую деформацию проволоки без всякого рода скольжения тензодатчика и коробления проволоки при сжатии. Небольшие изменения длины проволоки дат- чика, вызываемые нагрузкой на исследуемый или испытуемый объект, создают небольшие изме- нения сопротивления проволоки датчика. Отметим, что первым этот эффект описал лорд Кель- вин. Изменения сопротивления тензодатчика регистрируются электрической измерительной
33
аппаратурой. Отношение изменений сопротивления и длины (деформации) тензодатчика опре- деляется масштабным коэффициентом k, т. е.
d R R d R
k = = ,
d l l e R
где R –сопротивление тензодатчика; dR – изменение сопротивления тензодатчика; l – длина тен-
зодатчика; dl –изменение длины тензодатчика; e – единица деформации.
Одним из самых важных факторов, определяющих рабочую характеристику и области
применения отдельных тензодатчиков, является материал, из которого изготовлена проволока. Идеальным считается материал, изготовленная из которого проволока обеспечивает наибольший масштабный коэффициент тензодатчика, т. е. материал, гарантирующий возможно большие из- менения сопротивления датчика даже при малых деформациях. Следовательно, материал должен иметь, возможно, большое удельное сопротивление для того, чтобы обеспечить большие изме- нения сопротивления при деформации, т. е. высокую разрешающую способность.
Эти качества гарантируют высокую чувствительность резистивного тензодатчика даже к
малым деформациям.
Кроме того, кратным определенной деформации должны соответствовать идентичные
кратные изменения сопротивления тензодатчика, т. е. его масштабный коэффициент должен быть линейным и он не должен изменяться при изменении нагрузки. Так как масштабный коэф- фициент тензодатчика также должен быть неизменным во времени и повторяющееся приложе- ние определенной нагрузки должно вызывать идентичные изменения сопротивления датчика.
Во избежание вызываемой изменениями температуры кажущейся деформации, величина
которой может даже превышать действительную измеряемую деформацию, материал проволоки тензодатчика должен быть как можно мало чувствителен к температуре и ее изменениям. Отме- тим, что современные материалы тензодатчиков часто такие, что их температурную зависимость можно использовать для компенсации температурной зависимости материала, из которого изго- товлен исследуемый или испытуемый объект.
Инженер или техник, занимающийся измерением деформации, не обязан заботиться о вы-
боре материала проволоки тензодатчика. Тензодатчики обычно являются изделиями серийного производства и лишь в специальных случаях применяются проволочные тензодатчики, изгото- вленные на месте применения. Изготовители тензодатчиков тщательно выбирают материалы и методы их обработки с тем, чтобы разрабатывать и выпускать ассортимент тензодатчиков с га- рантированными параметрами и возможно широкими областями применения. Следовательно, специалисты по измерительной и испытательной технике заботятся лишь о подборе тензодатчи- ков, характеристики которых как можно точно соответствуют техническим требованиям и усло- виям отдельных измерений и испытаний.
Тензорезисторы применяют преимущественно для решения двух групп измерительных за-
дач:
– измерение деформаций поверхности элементов конструкций; – измерение различного рода механических величин через деформацию поверхности соот-
ветствующих элементов конструкций.
Выделяют несколько групп тензодатчиков:
· полупроводниковые;
· проволочные;
· плёночные;
· фольговые.
Проволочные тензодатчики
Тензодатчики ранних моделей имели проволоку диаметром около 0,025 мм, изготовленную
на основе сплавов из никеля и меди или никеля и хрома. Для достижения возможно большой длины датчика, нужной для больших изменений сопротивления при деформации, и одновремен-
34
но минимальной площади сечения датчика, определяющей точность аппроксимации точечной деформации, активный элемент принимает вид сетки, подобной показанной на рис. 5.7.
Такое расположение проволоки обеспечивает большую длину датчика, но почти не увели-
чивает его чувствительность в поперечном направлении. Однако присущую тензодатчикам по- перечную чувствительность следует учитывать во всяком случае. Проволочные тензодатчики обычно отличаются малым весом материала подложки и клейкого слоя.
Рис. 5.7 Типичный проволочный тензодатчик
При проведении усталостных испытаний рам тележек подвижного состава используют
проволочные тензодатчики, которые устанавливают на раме тележки в местах наибольшей веро- ятности возникновения усталостных трещин. Обычно используют проволочные тензодатчики с базой 5, 10 и 20 мм, имеющих сопротивления от 100 до 200 Ом.
Технические данные серийно выпускаемых и имеющихся в продаже проволочных тензо-
датчиков аналогичны и их типичные примеры приводятся ниже.
Масштабный коэффициент тензодатчика.Этот параметр, определяемый с точностью до
двух десятичных цифр, обычно является индивидуальной характеристикой датчика или набора датчиков с соответствующим допуском, например, ±1 %.
Сопротивление:стандартные величины 120,350,600 и 1000 Ом.При этом указывается до-
пустимый разброс сопротивления, например, ±0,25%.
Линейность:погрешность измерения из–за нелинейности не превышает 0,1 % до 4000 me и
1% до 10 000 me (me – миллионная доля единицы деформации).
Разрушающая деформация:от 20 000 до 25 000 me.
Долговечность:до 10 7 перемен знака деформации.
Температурная компенсация: имеются тензодатчики с автоматической температурной
компенсацией, соответствующей температурному коэффициенту расширения Q,трех общепри-
меняемых металлов, т. е.
конструкционной стали Q t =11х10 –6 /°С;
нержавеющей стали Q t =17х10 –6 / °С;
алюминия Q t =23х10 –6 /°С.
Таблица 5.2
Характеристика проволочных тензодатчиков
Некото- Маркировка Номинальное диапазон Рабочий Габаритные размеры, мм рые изготови-
тели ют и выпус- также тензодатчиков сопротивление, (Ом) температур, К длина ширина кают разрабатыва- тензо-
датчики с ав- ПКБ–3–50 50 15 3 токомпенса-
цией для при- ПКБ–5–50 50 20 3 менения на
титане, маг- ПКБ–5–100 100 225– 325 20 3 ниевых спла-
вах и различ- ных пластмас-
сах. Вызывае- ПКБ–10–100 100 25 3 мая измене-
ниями темпе- ПКБ–10–200 200 25 4,5 ратуры кажу-
щаяся дефор- мация, изме-
ряемая нормальными тензодатчиками с автокомпенсацией, не превышает ±1,5 me/°Св темпера-
35
турном диапазоне от –20 до +150°Спри условии, что датчик прикреплен к материалу, коэффи- циент растяжения которого соответствует характеристике сопротивление/температура тензодат- чика. Параметры некоторых тензодатчиков приведены в табл. 5.2
Специальные тензодатчики
Все тензодатчики, рассматриваемые до сих пор, относились к датчикам с одним активным
элементом, предназначенным для измерения линейной деформации. Однако применение тензо- датчиков с несколькими активными элементами или со специальной конфигурацией может по- высить точность и надежность измерения или углубить получаемую при измерении информацию даже при минимальном увеличении общих расходов.
Установлено, что применение трех тензодатчиков обеспечивает информацию, необходи-
мую в тех случаях, когда направление главных осей неизвестно. Однако, подготовка и крепление трех тензодатчиков всегда более трудоемки и их применение возможно лишь при условии доста- точных размеров исследуемого или испытуемого объекта. Вычисление и обработка данных от трех тензодатчиков также более сложны и затруднительны, в частности при общих углах между отдельными датчиками.
Рис. 5.8 Тензометрическая розетка типа «дельта» слева
и розетка с тремя активными элементами справа
Во избежание вышеупомянутых затруднений часто используются тензометрические «ро-
зетки», содержащие на общей подложке два, три или четыре активных элемента (сетки). Подго- товка и крепление тензометрической розетки так же просты и удобны, как монтаж одного тензо- датчика. С целью упрощения обработки данных и расчета углы между активными элементами стандартных тензометрических розеток составляют точно 45°, 60° или 90°.
Для работы со стандартными розетками часто предусмотрены номограммы, расчетные таб-
лицы или счетные линейки, обеспечивающие непосредственное или требующее лишь мини- мальное количество простых арифметических операций определение величин деформации и на- правлений главных плоскостей.
Приведенная на рис. 5.8 розетка типа «дельта» широко распространена и применяется для
определения направления главных осей и величин деформации в направлении этих осей.
Рис. 5.9Двухэлементный тензодатчик
Розетка с идентичной областью применения приведена на рис. 5.9. Эта розетка имеет слои-
стую конструкцию, гарантирующую малые размеры датчика и более точную аппроксимацию
36
измерения деформации в одной точке. Отметим, что возбуждение этой розетки более высоким напряжением может создать затруднения, связанные с отводом рассеиваемого расположенными вблизи друг друга тензодатчиками тепла.
Угол между активными элементами приведенного на рис. 8 двухэлементного тензодатчика
составляет 90°. Такая конструкция отличается увеличенными изменениями сопротивления дат- чика при деформации, т. е. большим масштабным коэффициентом (в ≈1,3 раза).
Рис. 5.10Тензорозетка типа «елочка»
На рис. 5.10 приведена розетка с двумя тензодатчиками, сетки кото-
рых имеют вид «елочки». Эта розетка и ей подобные розетки с четырьмя расположенными под углами 90° тензодатчиками часто применяются при измерении деформации кручения валов.
Расположение нейтральной оси определяется из простых геометри-
ческих соотношений, а величина линейной деформации устанавливается на основе разности проектируемых на обе поверхности объекта деформа-
ций. Деформация изгиба поверхности объекта определяется среднеарифметическим значением проектируемых на обе поверхности деформаций.
Рис. 5.11 Тензодатчик для измерения тангенциальной деформации (слева) и радиальной деформации (справа)
Приведенные на рис. 5.11 тензодатчики предназначены для измерения тангенциальной, ра-
диальной или сложной, т. е. тангенциальной и радиальной, деформации тонких мембран и диа- фрагм.
Тензодатчики этого типа имеют разные диаметры. Серийно выпускаются даже датчики
диаметром около 5 мм (рис. 5.12). При проведении усталостных испытаний рам тележек под- вижного состава используют тензоиндикатор. Этим универсальным прибором можно управлять посредством оператора и компьютера. Управление с помощью компьютерных программ более эффективно, т.к. позволяет исключить влияние человеческого фактора на результаты измерений.
Рис. 5.12 Тензодатчики для
измерения деформации мембран
и диафрагм
Сам сигнал с тензодатчиков подаётся на тензоусилитель, встроенный
в тензоиндикатор, а затем в компьютере появляются результаты измерений. Общий вид комплекта измерительных приборов показан на рис. 5.13.
Перечислим особенности тензоиндикатора модели 1526 (B&K, Дания): · простота применения;
· автономные устройства уравновешивания и управления мостовой конфигурацией в пяти
измерительных каналах;
· цифровой индикатор деформации, масштабного коэффициента и параметров равновесия;
37
· уникальный принцип без необходимости ёмкостного уравновешивания; · отсчёт деформации от 0,1
me ;
· аналоговый выход на индикаторы · возможность эксплуатации в четверть–, полу– и полномостовой конфигурации;
· возможность применения тензодатчиков сопротивлением от 50 до 2000 Ом;
Рис. 5.13Общий вид комплекта
измерительных приборов (вверху)
и организация передачи
информации (справа)
· диапазон настройки масштабного коэффициента 1,00–10,00;
· низкое мостовое напряжение (0,3 В) для малой теплоотдачи;
· внутренние фильтры нижних частот;
· запоминающее устройство для измерения непериодических процессов;
· выход калибровочного сигнала на регистрирующую аппаратуру;
Типовая методика
динамико-прочностных
испытаний локомотивов
Требова-
ность ис- последо- пытаний ватель- Виды и характе- Опреде- ляемые ристики Средства испыта- ний Методы, условия испыта- ний окружаю- охраны среды щей ния
Рис. 5.14Основные положения СТ ССФЖТ ЦТ 15-98
Типовая методика динамико-прочностных испытаний изложены в СТ ССФЖТ ЦТ 15–98,
основные положения которой приведены на рис. 5.14.
База испытаний принята N=10 7 циклов. Во время проведения испытаний, при появлении
усталостных трещин в раме тележки до прохода указанной базы испытаний предусматривается ремонт мест с этими трещинами с использованием технологии, разработанной совместно лабо-
38
раторией стендовых испытаний отделения Механики экипажей тягового подвижного состава и лабораторией прочности и ремонта сварных конструкций подвижного состава отделения Сварки ВНИИЖТ.
Требования к персоналу
Понятно, что проведение столь сложных и ответственных испытаний нельзя поручить лю-
бому испытателю. Для обеспечения надежных результатов персонал должен соответствовать ря- ду требований [88].
Результаты испытаний
Стендовые испытания рамы тележки на сопротивление усталости производились при на-
гружении рамы вертикальными и горизонтальными силами.
Ремонт производится по мере обнаружения трещин. Поиск трещин проводится два раза в
сутки, при работе стенда, с помощью смеси керосина с маслом, которой смачиваются кисточкой наиболее напряжённые места испытываемой рамы тележки, где можно ожидать появления уста- лостных трещин. В случае наличия усталостной трещины вдоль её длины появляются пузырьки из указанной смеси.
После ремонта мест с обнаруженными усталостными трещинами испытания продолжают-
ся. Таким образом, поступают до тех пор, пока не будет пройдена вся принятая база испытаний, что позволяет выявить все слабые места рамы.
В процессе проведения испытаний стабильность режима контролируется наблюдением за
показаниями датчиков давления на гидродомкратах. Предусматривается запись напряжений в испытываемой раме, соответствующих принятому режиму нагружения при испытании на сопро- тивление усталости. Для этого используется кроме тензодатчиков сопротивления базой 5, 10 и 20 мм ещё и модернизированный прибор СИИТ–3, приспособленный для замера динамических на- пряжений, допустимая погрешность которого составляет
± 5 % .
Допустимая погрешность измерения давления (нагрузки) в гидроцилиндрах стенда с по-
мощью комплекса тензорезисторного датчика давления с модернизированным прибором СИИТ– 3 составляет:
– при статических нагружениях ± 5 % ,
– при циклических нагружениях от 2 до 10% в зависимости от величины нагрузки, но не
превышает 4 кН.
Испытанный образец рамы обладает достаточным сопротивлением усталости в случае от-
сутствия в нём усталостных трещин по достижении базы испытаний 10 7 циклов нагружений.
При возникновении в процессе испытаний в узлах образца рамы усталостных трещин, будут да- ны рекомендации технологического или конструктивного характера по повышению сопротивле- ния усталости этих узлов. Усталостные испытания рамы тележки согласно методике проводи- лись на вибрационном стенде испытаний рам тележек подвижного состава.
Проведения испытаний показали, что рама тележки не обладает достаточным сопротивле-
ние усталости. В стыковых сварных соединениях нижних полок боковин были обнаружены ус- талостные трещины. Трещина №1 (рис.5.15) была зафиксирована при числе циклов нагружения равном 5,15·10
6 , а трещина №2 – при 5,6·10 6 циклов нагружения. Усталостная трещина на пра-
вой боковине выявлена при 8,56·10 6 циклов нагружения.
39
Рис. 5.15 Дислокация усталостных трещин в сварных швах
Отчёт по проведённым испытаниям
Проведённые усталостные стендовые испытания образца рамы тележки электровоза ЭП200
на базе 10 7 циклов нагружения, согласно принятой «Типовой методике стендовых вибрационных
испытаний рам тележек СТ ССФЖТ ЦТ 20–98» показали, что она обладает достаточной сопро- тивляемостью усталости, за исключением некоторых узлов.
Наиболее нагруженными местами оказались:
· зоны сопряжения шкворневого бруса и боковин;
· зоны сопряжения поперечных балок и боковин;
· зоны установки шпинтов на боковинах – усталостных трещин не обнаружено. В трёх стыковых сварных соединениях нижних полок боковин рамы в процессе испытаний
при достижении циклов нагружения 5,150·10 6 ; 5,600·10 6 и 8,560·10 6 , возникли усталостные тре-
щины, причиной которых является технологический непровар в этих сварных стыковых соедине- ниях.
Для обеспечения равномерного сопротивления усталости рамы тележки необходимо: · обеспечить полный провар в сварных соединениях, для чего необходимо строгое соблю-
дение в процессе изготовления рам требований конструкторской документации;
· исключить на элементах рамы засверловок, следов керновки, подрезов, прерывности
сварных швов и кратеров;
· стыковые сварные соединения в элементах рамы располагать в сечениях, имеющий наи-
меньший уровень напряжений.
Заключение
Как следует из проведенного анализа тензопреобразователей, наиболее приемлемыми яв-
ляются проволочные конструкции. Они просты в изготовлении и, следовательно, дёшевы. Кроме того, они изготовляются в широком диапазоне масштабного коэффициента.
Выбранный для испытаний вибростенд с гидроприводом позволяет обеспечить как стати-
ческую и циклическую, так и пространственную нагрузку, характерную для работы подвижного состава.
Известно, что напряжение концентрируется в местах перехода сечений, сварных соедине-
ний и прочее, но рассмотренный вид испытаний позволяет выявить количество циклов до появ- ления трещин и, таким образом, обоснованно рекомендовать временные интервалы контроля со- стояния рам тележек.
40
6 НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ КОЛЕСНЫХ ПАР
Основой для ведения неразрушающего контроля (НК) для объектов железнодорожного
транспорта является руководящий документ РД 32.144–2000 [83]. Он издан с тензопреобразова-
телцелью повышения качества колесных пар подвижного состава и недопущения поставки на
железные дороги дефектной продукции. Он обязывает руководителей предприятий и организа-
ций разработать и, по согласованию с Департаментом технической политики, утвердить планы
мероприятий по внедрению данного документа, привести требования, содержащиеся в докумен-
тации по приемочному неразрушающему контролю цельнокатаных колес, бандажей и осей ко-
лесных пар подвижного состава в соответствие с указанным нормативным документом.
Область применения РД 32.144–2000 2 распространяется на приемочный неразрушающий
контроль цельнокатаных колес (по ГОСТ 9036, ГОСТ 10791), бандажей (по ГОСТ 398, ГОСТ
3225, ГОСТ 5000) и осей колесных пар (по ГОСТ 22780, ГОСТ 30237, ГОСТ 30272) подвижного
состава железнодорожного транспорта и обязателен для предприятий, изготавливающих указан-
ные элементы колесных пар.
Настоящий РД устанавливает:
· условия, порядок проведения НК и перечень применяемых видов НК;
· требования к вариантам методов НК;
· общие требования к аппаратуре НК и квалификации персонала, выполняющего НК;
· значения приемочных критериев по результатам НК по требованиям стандартов на эле-
менты колесных пар.
Настоящий РД составлен с учетом требований ИСО 5948 и ИСО 6933.
Под неразрушающим контролем понимается контроль качества продукции, который дол-
жен не нарушать ее пригодность к использованию по назначению. Каждый метода неразрушаю-
щего контроля – это совокупность приемов и значений основных параметров данного метода не-
разрушающего контроля. При этом каждый объект должен обладать свойством
контролепригодности – свойство объекта, характеризующее его пригодность к проведению ди-
агностирования (контроля) заданными средствами диагностирования (контроля). Классифи-
кация методов неразрушающего контроля приведена в табл. 6.1.
Результаты должны обеспечивать достоверность контроля, т.е. степень объективного со-
ответствия результатов контроля действительному техническому состоянию объекта.
Этому способствует предельная чувствительность – чувствительность ультразвукового
контроля, характеризуемая минимальной эквивалентной площадью (мм 2 ) отражателя, который
еще обнаруживается на заданной глубине в изделии при данной настройке аппаратуры в зоне контроля – части объекта контроля или стандартного образца, в пределах которой контролируе- мый параметр может быть определен с заданной степенью достоверности. Реальностью стано- вится применение бесконтактных методов акустического контроляс использованием электро- магнито-акустических преобразователей. Методы акустического неразрушающего контроля подразделяют на две группы: активные и пассивные.
2 Рассматривается с изменением нумерации позиций
41
Таблица 6.1
Классификация видов и методов НК[32]
Виды НК Методы неразрушающего контроля
Акустический Ультразвуковые: теневой, зеркально-теневой, эхо- метод эхо-зеркальный, дельта-метод и др.
Магнитный Магнитопорошковый, магнитографический, ферро- зондовый, индукционный, пондеромоторный, магни- торезисторный, прочие методы
Тепловой Пирометрический с применением жидких кристал- лов, термокрасок, термобумаг, термолюминофоров, термозависимых параметров, калориметрический, отраженного излучения, собственного излучения, прочие методы
Электромагнитный Вихретоковый: трансформаторный, параметриче-
ский
Оптический Интерференционный, голографический, рефракто- метрический, визуально-оптический отраженного излучения, собственного излучения
Электрический Электростатический порошковый, электропарамет- рический, электроискровой, экзоэлектронной эмис- сии, шумовой, контактной разности потенциалов
С использованием проникающих веществ Цветной (хроматический), яркостный (ахроматиче- ский), люминесцентный, люминесцентно-цветной с использованием фильтрующихся частиц, масс- спектрометрический, пузырьковый, галогенный, радиоактивный, химический, катарометрический и др.
Радиационный Сцинтилляционный, ионизационный, с использова- нием вторичных электронов, радиографический, ра- диоскопический
Радиоволновый Детекторный, болометрический, термисторный, ин- терференционный, голографический, с применением жидких кристаллов, калориметрический, с примене- нием термолюминофоров, термобумаг, фотоуправ- ляемых полупроводниковых пластин
Активные методы основаны на излучении и приеме волн, а пассивные – только на приеме
волн, источником которых служит сам объект контроля. Активные методы делят на методы про- хождения, отражения, комбинированные, импедансные и методы собственных частот.
Методы прохождения используют излучающие и приемные преобразователи. В их основу по-
ложен анализ сигналов, прошедших через контролируемый объект. К методам прохождения относят: амплитудно-теневой метод,основанный на регистрации уменьшения амплитуды волны, прошедшей через объект контроля, вследствие наличия в нем дефекта; временной теневой метод,основанный на регистрации запаздывания импульса, вызванного увеличением его пути в изделии при огибании де- фекта; велосимметрический метод,основанный на регистрации изменения скорости распространения дисперсионных мод упругих волн в зоне дефекта.
К методам отражения относятся: эхо-метод,основанный на регистрации эхо-сигналов от дефек-
та; эхо-зеркальный метод,основанный на анализе сигналов, испытавших зеркальное отражение от дон- ной поверхности и дефекта; дельта-метод; дифракционно-временной метод,в основу которого положе- но измерение амплитуды и времени прихода сигналов от верхнего и нижнего концов дефекта; реверберационный метод,основанный на анализе влияния дефекта на время затухания многократно отраженных ультразвуковых импульсов в контролируемом объекте.
В комбинированных методах используются явления, как прохождения, так и отражения акусти-
ческих волн. К ним относятся: зеркально-теневой метод,основанный на измерении амплитуды донного сигнала; эхо-теневой метод,в основу которого положен анализ как прошедших, так и отраженных волн; эхо-сквозной метод,при котором фиксируют сигналы многократного отражения волн от дефекта и испытавших также отражение от верхней и нижней поверхности изделия.
42
Методы собственных частот основаны на измерении этих частот (спектров) колебаний
контролируемых объектов при возбуждении в изделиях свободных (при воздействии механи- ческого импульса) колебаний и вынужденных колебаний (при воздействии гармонической силы меняющейся частоты).
Различают интегральные и локальные методы. В интегральных методах анализируют соб-
ственные частоты изделия, колеблющегося как единое целое, в локальных – колебания отдель- ных его участков. Акустико-топографический методоснован на возбуждении в изделии интен- сивных
изгибных колебаний непрерывно меняющейся частоты, возбуждаемых
преобразователем, и регистрации распределения амплитуд колебаний с помощью наносимого на поверхность порошка.
Импедансныеметоды используют зависимость импедансов изделий при их упругих коле-
баниях от параметров этих изделий и наличия в них дефектов. При этом используют изгибные и упругие продольные волны, возбуждаемые стержневыми и плоскими преобразователями.
Метод контактного импеданса,применяемый для контроля твердости, основан на оценке ме-
ханического импеданса зоны контакта алмазного индентора стержневого преобразователя, при- жимаемого к контролируемому изделию с постоянной силой.
Пассивные акустические методы основаны на анализе упругих колебаний волн, возникаю-
щих в самом контролируемом объекте.
Входит в практику НК пассивный метод акустической эмиссии(надрессорные балки, боко-
вые рамы тележек грузовых вагонов, котлы железнодорожных цистерн), позволяющий выявлять зарождающиеся дефекты и прогнозировать остаточный ресурс деталей, проработавших уже бо- лее нормативного срока службы.
Из рассмотренных акустических методов контроля наибольшее применение получил эхо-
метод (более 90 % объектов, контролируемых акустическими методами, проверяют эхо-методом). Этот метод используется для дефектоскопии поковок, отливок, сварных соединений, неметалли- ческих материалов, в толщинометрии, при определении физико-механических свойств материа- лов.
Как видно из рассмотренных примеров, диапазон испытаний широк, что требует многооб-
разия стендов и соответствующей измерительной аппаратуры. Когда же стоит задача проведения
испытаний локомотивов или контактной сети, то добавляется еще целый ряд специфических за-
дач, связанных с энергетической установкой, тяговыми двигателями, системами энергоснабжения,
управления и др.
Отсюда следует, что КИС могут быть узкоспециализированным подразделением, предназ-
наченными для конкретных видов испытаний, высокая эффективность которых может быть
обеспечена только на основе передовой измерительной и вычислительной техники, автоматиза-
ции процессов измерений и обработки их результатов.
В практике НК деталей и узлов подвижного состава наибольшее распространение получи-
ли зеркально-теневой, эхо-метод, магнитопорошковый, феррозондовый, вихретоковый, тепловой и электрический методы.
Акустическая ось преобразователя – линия, соединяющая точки максимальной интенсив-
ности акустического поля в дальней зоне преобразователя и ее продолжения в ближней зоне.
АРД–диаграмма – графическое изображение зависимости амплитуды отраженного или
прошедшего сигнала от глубины залегания модели дефекта с учетом его размера и типа преобра- зователя.
Эквивалентная площадь отражателя – площадь плоскодонного искусственного отражате-
ля, ориентированного перпендикулярно акустической оси преобразователя и расположенного на том же расстоянии от поверхности ввода, что и дефект, при которой значения сигнала акустиче- ского прибора от дефекта и отражателя равны;
Плоскодонный искусственный отражатель – искусственный отражатель в виде плоского
дна цилиндрического отверстия, ориентированного перпендикулярно оси цилиндра.
43
Цилиндрический боковой искусственный отражатель – искусственный отражатель в виде
боковой поверхности цилиндрического отверстия, ось которого перпендикулярна направлению падающего акустического пучка.
Эталонный отражатель – искусственный отражатель в стандартном образце, используе-
мый для настройки основных параметров контроля.
Условное расстояние между дефектами – минимальное расстояние между положениями
точки ввода луча (центра преобразователя) на контролируемой поверхности, в которых ампли- туда регистрируемых сигналов достигает величины, установленной в технологической докумен- тации на контроль.
6.1 Порядок проведения приемочного НК
1.1 Конкретные виды испытаний по ГОСТ 16504, виды НК по ГОСТ 18353 и варианты ме-
тодов НК по ГОСТ 18353 при проведении приемочного НК по ГОСТ 16504 элементов колесных пар по ГОСТ 4835 и ГОСТ 11018, на которые распространяется настоящий РД, могут быть обя- зательными или дополнительными.
Виды испытаний, виды и варианты методов НК, приведенные в настоящем РД как допол-
нительные, применяются по указанию ПМС России и могут быть отнесены к обязательным, сто должно быть отражено в заказе и технических условиях на продукцию
Применение видов и вариантов, методов НК, не предусмотренных настоящим РД, является
предметом специального рассмотрения.
1.2 Требования к применяемым видам и вариантам методов НК устанавливаются для раз-
ных категории объектов НК– элементов. колесных пар. Выбор категории осуществляется заказ- чиком продукции с учетом назначения, условий эксплуатации и контролепригодности объекта НК и указывается в заказе на продукцию и технических условиях на продукцию, согласованных МПС России и предприятием–изготовителем.
1.3. Приемочный НК элементов колесных пар должен выполняться на основании техноло-
гической документации (инструкций, методик) на НК, соответствующей требованиям настояще- го РД прошедшей экспертизу и согласование МПС России и утвержденной предприятием изго- товителем.
1.4 Приемочный НК включает следующие виды испытаний:
· структуру металла осей;
· отсутствие внутренних дефектов элементов колесных пар;
· отсутствие поверхностных дефектов элементов колесных пар;
· распределение остаточных механических напряжений в ободьях цельнокатаных колес. 1.5 Приемочный НК элементов колесных пар выполняется до и после окончательной меха-
нической обработки, но после термообработки с учетом того, что дефекты могут возникнуть че- рез определенное время после остывания металла.
6.2 Объемы проведения приемочного НК
2.1 Виды и варианты методов приемочного НК, отнесенные настоящим РД к обязательным,
применяются к каждому поставляемому элементу колесной пары.
2.2 Виды и варианты методов приемочного НК, отнесенные настоящим РД к дополнитель-
ным, применяются к каждому поставляемому элементу или выборке из каждой партии элемен-
тов колесных пар. Объем выборки определяется настоящим РД. Объем и порядок формирования
выборки указываются в технологической документации на приемочный НК элементов колесных
пар. Несоответствие требованиям настоящего РД одного элемента колесной пары в выборке вле-
чет за собой проверку еще одной выборки из той же партам. Несоответствие требованиям на- стоящего РД одного элемента колесной пары в повторной выборке влечет за собой проверку
всей партии.
Допускается применять виды и варианты методов НК, отнесенные настоящим РД к допол-
нительным, для уточнения характеристик дефектов, обнаруженных при использовании видов и
44
методов НК, отнесенных к обязательным. В таком случае порядок и объемы их применения оп-
ределяются предприятием–изготовителем и должны быть отражены в технологической докумен-
тации на НК.
2.3 Элементы колесных пар признаются соответствующими требованиям (критериям)
приемочного НК только в том случае, если они соответствуют требованиям (критериям) прие-
мочного НК по результатам всех установленных видов испытаний и всех видов и вариантов ме-
тодов НК (как обязательных, так и дополнительных), применение которых регламентировано
технологической документацией на НК.
2.4 Проводимый по решению предприятия–изготовителя или заказчика инспекционный НК
по ГОСТ 16504 элементов колесных пар признанных годными по результатам приемочного НК,
должен выполняться с использованием тех же средств НК по ГОСТ 16504, по той же технологи-
ческой документации и в таком же состоянии объекта контроля, как и ранее проведенный прие-
мочный НК.
6.3 Виды, методы НК и выявляемые дефекты
1 Структура металла осей оценивается путем сравнения проницаемости оси для ультразву-
ковых волн ("прозвучиваемости") с "прозвучиваемостью" стандартного образца, а также по ре- зультатам НК зеркально–теневым акустическим методом по ГОСТ 23829.
2 Отсутствие внутренних дефектов элементов колесных пар проверяется по результатам
НК эхоимпульсным методом акустического (ультразвукового) НК по ГОСТ 23829. Выявлению подлежат внутренние дефекты, расположенные в зонах контроля по 5.1.1, 6.2.1 и не соответст- вующие требованиям, приведенным в 5.1.3,6.2.3.
3 Отсутствие поверхностных дефектов элементов колесных пар проверяется по результа-
там визуального контроля по ГОСТ 16504.
В качестве обязательного или дополнительного контроля применяют также магнитопорош-
ковый метод НК по ГОСТ 24450 или вихретоковый вид НК по ГОСТ 18353. Выявлению подле- жат произвольно ориентированные поверхностные дефекты (закалочные трещины, волосовины, плены и расслоения), расположенные в зонах контроля по 5.3.1, 6.3.1 и не соответствующие тре- бованиям, приведенным в 5.3.5, 6.3.3.
4 НК распределения остаточных механических напряжений в ободьях цельнокатаных ко-
лес выполняется акустическим (ультразвуковым) методом, основанным на измерении скоростей распространения поперечных ультразвуковых волн, поляризованных в радиальном и окружном направлениях. Это обеспечивает оценку распределения окружных компонент напряжений по глубине от поверхности катания колеса.
5 Зоны контроля элементов колесных пар, а также типы и размеры эталонных отражателей и
стандартных образцов регламентируются в разделах 5 и 6 настоящего РД.
6.4 Требования к контролепригодности
1 Приемочный НК элементов колесных пар должен выполняться по поверхности, удовле-
творяющей требованиям, указанным в технологической документации на НК.
2 Содержащиеся в технологической документации на требования к поверхностям элемен-
тов колесных пар, подвергаемым НК, а также поверхностям, по которым в процессе НК произ- водится сканирование, и отражающим поверхностям должны обеспечивать достоверность НК. Шероховатость поверхностей, прошедших механическую обработку, должна соответствовать стандартам и техническим условиям на продукцию; необработанные поверхности должны быть очищены от отслаивающейся окалины и загрязнений. Не допускается наличие на поверхностях клейм, по которым в процессе НК производится сканирование. Шероховатость поверхностей, прошедших механическую обработку, должна соответствовать стандартам и техническим усло- виям на продукцию:
– необработанные поверхности должны быть очищены от отслаивающейся окалины и за-
грязнений;
45
– не допускается наличие на поверхностях клейм и маркировок, кроме тех, которые преду-
смотрены стандартами и техническими условиями на изделие и упомянуты в технологической документации на НК.
6.5 Требования к средствам НК
1 Для приемочного НК элементов колесных пар должны использоваться средства НК,
функциональные возможности и характеристики которых обеспечивают реализацию требований к видам и вариантам методов НК, содержащихся в настоящем РД.
Средства НК должны быть укомплектованы эксплуатационной документацией по ГОСТ
2.601.
2 Средства акустического (ультразвукового) и вихретокового НК должны быть оснащены
автоматизированным сканирующим устройством и автоматической системой сигнализации об- наружения дефекта, а также обеспечивать регистрацию в электронном виде и на бумажном носи- теле протоколов НК каждого элемента колесной пары.
Применение средств акустического (ультразвукового) и вихретокового НК без автоматизи-
рованного сканирующего устройства и ведение рукописных журналов НК, форма которых рег- ламентирована технологической документацией на НК, допускается по согласованию с МПС России.
3 Средства приемочного НК элементов колесных пар, в том числе автоматизированные ус-
тановки или блоки, входящие в их состав, дефектоскопы с преобразователями и стандартные об- разцы (государственные, отраслевые или стандартные образцы предприятий по ГОСТ 8.315, ГОСТ 14782), должны быть сертифицированы (аттестованы) в соответствии с нормативной до- кументацией Госстандарта России и МПС России и указаны в технологической документации на НК.
4 Средства НК должны проходить периодическую поверку (калибровку) в установленные
сроки а также ежедневную проверку работоспособности и значений основных параметров в соот- ветствии с технологической документацией на НК.
6.6 Требования к персоналу по НК
1 Персонал по НК должен быть сертифицирован на соответствующий уровень квалифика-
ции по ГОСТ 30489 и иметь сертификат установленного образца по ПР 32.113.
2 К проведению приемочного НК элементов колесных пар допускается персонал, имею-
щий I или II уровень квалификации по соответствующему виду НК элементов колесных пар.
3 К оценке качества элементов колесных пар по результатам приемочного НК допускается
персонал, имеющий уровень квалификации не ниже II по соответствующему виду НК элементов колесных пар.
4 Руководитель или заместитель руководителя лаборатории (подразделения), выполняю-
щей приемочный НК, должен иметь II уровень квалификации – по всем видам НК, применяемым при НК элементов колесных пар, или III уровень квалификации по одному из видов НК, приме- няемых при НК элементов колесных пар.
Общие рекомендации по аттестации персонала приведены в [88].
6.7 Требования к организации НК
1 Приемочный НК элементов колесных пар вводится на предприятии–изготовителе при
наличии средств НК, удовлетворяющих требованиям 5 настоящего РД, технологической доку- ментации на НК, прошедшей экспертизу, согласованной МПС России и утвержденной предпри- ятием–изготовителем в установленном порядке, а также персонала, удовлетворяющего требова- ниям 6 настоящего РД.
2 Лаборатория (подразделение) НК предприятия–изготовителя должна быть аккредитована
на право осуществлять НК элементов колесных пар в соответствии с приказом Госстандарта
России от 16.09.96 №282 и ПР 32.151.
46
6.8 Приемочный неразрушающий контроль
цельнокатаных колес и бандажей
1 Требования к акустическому (ультразвуковому) НК.
1.1 Порядок применения и варианты методов акустического (ультразвукового) НК
Характеристики вариантов методов акустического (ультразвукового) НК (зоны контроля,
схемы прозвучивания и значения основных параметров) приведены в табл. 1 и на рис. 6.1 и 6.2.
Обод цельнокатаного колеса, бандаж
К обязательным относятся следующие варианты методов акустического (ультразвукового)
НК, основные параметры которых указаны в табл. 1:
· D1 – контроль эхоим-
пульсным методом с поверх-
ности катания обода (бандажа)
продольными волнами в ради-
альном направлении;
· D2а – контроль эхоим-
пульсным методом с внутрен-
ней боковой поверхности обо-
да (бандажа) продольными
волнами в осевом направле-
нии.
К дополнительным, при-
меняемым к каждому колесу
(бандажу), относятся следую-
е щие варианты методов акусти-
ны ческого (ультразвукового) НК,
е ль основные параметры которых
указаны в табл. 1:
н ит · D2b – контроль зер-
д о пол кально–теневым методом с
– внутренней боковой поверхно-
сти обода (бандажа) продоль-
е ; Д
ными волнами в осевом на-
ь ны правлении (за исключением
ел
участков с нанесенными клей-
я зат мами);
об
– · D3 – контроль эхоим-
: О пульсным методом с внутрен-
К ней боковой поверхности обо-
о в Н да (бандажа) поперечными
од волнами в окружном направ-
мет лении (угол ввода 40°).
ы Диск цельнокатаного ко-
нт
леса
р иа
Ва К дополнительному,
применяемому к выборке объ-
емом 10 процентов из каждой партии колес, относится следующий вариант метода НК, основные параметры которого указаны в табл. 1:
W – контроль эхоимпульсным методом с внутренней боковой поверхности диска продоль-
ными волнами в направлении, перпендикулярном поверхности.
Ступица цельнокатаного колеса. К обязательным относится вариант метода НК, основные параметры которого указаны в
табл. 6.1:
47
Н – контроль эхоимпульсным методом с внутренней боковой поверхности ступицы про-
дольными волнами в осевом направлении.
1.2 Настройка чувствительности Настройка предельной чувствительности при НК эхоимпульсным методом по вариантам,
указанным в таблице 1, выполняется по отраслевым стандартным образцам или стандартным об- разцам предприятия с плоскодонными эталонными отражателями, залегающими на минималь- ной, средней и близко к максимальной глубине зоны контроля при данном варианте метода. Стандартные образцы должны быть изготовлены из контролируемого материала или материала с близкими значениями коэффициента затухания ультразвука.
Допускается применять для настройки предельной чувствительности стандартные образцы
с альтернативными эталонными отражателями (например, в виде цилиндрических боковых ис- кусственных отражателей), глубина залегания и эквивалентная площадь которых равны глубине залегания и площади плоскодонных эталонных отражателей в стандартном образце.
Допускается выполнять настройку предельной чувствительности при НК эхоимпульсным
методом по одному плоскодонному или альтернативному эталонному отражателю, в том числе по донному эхо–сигналу в стандартном образце или в контролируемом ободе (бандаже) или сту- пице, если при этом применяются также АРД–диаграммы, которые построены по эксперимен- тальным данным, полученным на эталонном отражателе и стандартном образце по 8.1.2.1 с по- мощью электроакустических преобразователей, используемых при НК.
Настройка чувствительности при контроле зеркально–теневым методом выполняется по
донному эхо–сигналу в стандартном образце или в контролируемом ободе (бандаже).
1.3 Оценка результатов НК. Обод цельнокатаного колеса, бандаж. а) Не соответствуют требованиям (критериям) приемочного НК колеса, в которых при кон-
троле по эхоимпульсному методу (варианты D1, D2а по 8.1.1.1) обнаружены внутренние дефек- ты, амплитуда эхо–сигналов от которых равна или превышает амплитуду эхо–сигнала от эталон- ного плоскодонного отражателя, залегающего на той же глубине, что и дефект.
48
Рис. 6.2Зона контроля при ультразвуковом НК бандажей
Диаметры эталонных отражателей для колес различных категорий составляют: · категория А – 1,0 мм; · категория В – 2,0 мм; категория С – 3,0 мм. (Эквивалентная площадь дефекта – равна или
более 0,8 мм 2 , 3,2 мм 2 и 7,1 мм 2 для колес категорий А, В и С соответственно);
б) Не соответствуют требованиям (критериям) приемочного НК колеса, в которых при кон-
троле по эхоимпульсному методу (вариант D3 по 8.1.1.1) обнаружены внутренние дефекты:
· амплитуда эхо–сигналов от которых равна или превышает амплитуду эхо–сигнала от эта-
лонного плоскодонного отражателя диаметром 3,0 мм, залегающего на той же глубине, что и де- фект (эквивалентная площадь которых равна или более 7,1 мм
2 ).
в) Не соответствуют требованиям (критериям) приемочного НК колеса, в которых при кон-
троле по зеркально–теневому методу (вариант D2b по 8.1.1.1) обнаружены зовы, в которых:
· ослабление донного сигнала превышает значение, установленное технологической доку-
ментации на НК, и если они не соответствуют требованиям 8.1.3.1 а) для колес следующей боле высокой категории.
Диск цельнокатаного колеса Не соответствуют требованиям (критериям) приемочного НК колеса, в которых при кон-
троле по эхоимпульсному методу (вариант W по 8.1.1.1) обнаружены внутренние дефекты:
а) амплитуда эхо–сигналов от которых равна или превышает амплитуду эхо–сигнала от
эталонного плоскодонного отражателя диаметром 5,0 мм, залегающего на той же глубине, что и дефект (эквивалентная площадь которых равна или более 19,6 мм
2 );
б) амплитуда эхо–сигналов от которых равна или превышает амплитуду эхо–сигнала от
эталонного плоскодонного отражателя диаметром 3,0 мм, залегающего на той же глубине, что и дефект (эквивалентная площадь которых равна или более 7,1 мм
2 ), если:
1) в одном колесе их обнаружено 10 или более; 2) минимальное условное расстояние между любыми двумя из них менее 50 мм. Ступица цельнокатаного колеса. Не соответствуют требованиям (критериям) приемочного НК колеса, в которых при кон-
троле по эхоимпульсному методу (вариант Н по 8.1.1.1) обнаружены внутренние дефекты:
· амплитуда эхо–сигналов от которых равна или превышает амплитуду эхо–сигнала от эта-
лонного плоскодонного отражателя диаметром 5,0 мм, залегающего на той же глубине, что и де- фект (эквивалентная площадь которых равна или более 19,6 мм
2 );
· амплитуда эхо–сигналов от которых равна или превышает амплитуду эхо–сигнала от эта-
лонного плоскодонного отражателя диаметром 3,0 мм, залегающего на той же глубине, что и де- фект (эквивалентная площадь которых равна или более 7,1 мм
2 ), если:
1) в одном колесе их обнаружено 4 или более; 2) минимальное условное расстояние между любыми двумя из них менее 50 мм. 2 Требования к НК распределения остаточных механических напряжений в ободьях цель-
нокатаных колес.
2.1 Оценка распределения остаточных механических напряжений применяется как допол-
нительный метод НК к выборке колес объемом 5 процентов из каждой партии колес.
2.2 Для оценки остаточных механических напряжений в ободьях цельнокатаных колес сле-
дует применять метод НК, заключающийся в осевом прозвучивании обода поперечными ультра- звуковыми волнами, поляризованными в радиальном и окружном направлении, измерении отно- сительной разности времени распространения волн и расчете по известному значению коэффициента акустоупругости разности радиальных и осевых напряжений.
Значение коэффициента акустоупругости, а также необходимость и метод учета влияния
анизотропии упругих свойств указывается в технологической документации на НК.
2.3 НК остаточных механических напряжений должен выполняться в ряде точек по высоте
обода на глубинах от 10 мм и более от круга катания.
50
2.4 Максимальное значение остаточных напряжений вблизи круга катания должно быть от-
рицательным (сжимающим). Разница значений напряжений, измеренных в разных точках по вы- соте обода, не должна превышать значения, указанного в технологической документации на кон- троль. Глубина точки под поверхностью обода, в которой напряжения достигают нулевого значения (становятся растягивающими) должна быть не менее 40 мм.
3 Требования к магнитопорошковому и вихретоковому неразрушающему контролю. 3.1 Магнитопорошковый или вихретоковый НК применяется в качестве дополнительного к
выборке цельнокатаных колес (бандажей) объемом 10 процентов от каждой партии колес (бан- дажей).
Магнитопорошковому или вихретоковому НК подвергаются следующие зоны поверхности
цельнокатаных колес и бандажей:
· внутренние и наружные боковые поверхности обода;
· внутренняя расточенная поверхность бандажа;
· внутренние и наружные боковые поверхности ступицы;
· внутренние и наружные поверхности диска в зонах галтельных переходов в обод и ступицу
в пределах до 150 мм.
3.2 Варианты магнитопорошкового метода НК Магнитопорошковый НК должен выполняться способом приложенного поля или способом
остаточной намагниченности. Напряженность магнитного поля, тип магнитного индикатора и способ его нанесения указываются в технологической документации на НК.
3.3 Настройка (проверка) чувствительности магнитопорошкового НК выполняется по стан-
дартным образцам предприятия с поверхностным дефектом, ширина раскрытия которого не превы- шает 25 мкм (условный уровень чувствительности – "В" по ГОСТ 21105).
3.4 Настройка (проверка) чувствительности вихретокового НК выполняется по стандарт-
ным образцам предприятия с поверхностным дефектом, размер которого указывается в техноло- гической документации на НК.
3.5 Оценка результатов НК. Не соответствуют требованиям (критериям) приемочного НК колеса, в которых при магни-
топорошковом или вихретоковом НК обнаружены поверхностные дефекты, длина которых пре- вышает 6 мм.
4 Приемочный неразрушающий контроль осей 1 Требования к акустическому НК структуры металла осей 1.1 Приемочный НК структуры осей выполняется: а) методом контроля "прозвучиваемости" (проницаемости оси для ультразвуковых волн) –
в качестве обязательного для чистовых и черновых осей;
б) зеркально–теневым ультразвуковым методом НК – в качестве дополнительного для чис-
товых осей.
1.2 Обязательный приемочный НК "прозвучиваемости" осей выполняется методом акусти-
ческого (ультразвукового) НК, заключающимся в прозвучивании оси с торцевой поверхности продольными волнами в осевом направлении и сравнении амплитуды эхо–сигнала от противо- положного торца с амплитудой эхо–сигнала от эталонного отражателя в стандартном образце.
Характеристики метода контроля "прозвучиваемости" (вариант Т1) приведены в табл. 2. 1.3 Настройка чувствительности при контроле "прозвучиваемости" выполняется по донно-
му эхо–сигналу в стандартном образце СО–2 по ГОСТ 14782 (рис. 3).
Допускается применять для настройки чувствительности стандартные образцы предпри-
ятия с альтернативными эталонными отражателями, обеспечивающими воспроизводимость на- стройки чувствительности, при условии, что значение отношения амплитуд эхо–сигнала от аль- тернативного эталонного отражателя и донного эхо–сигнала в СО–2 для данного варианта метода указано в паспорте на стандартный образец и в технологической документации на НК.
51
1.4 Не соответствуют требованиям (критериям) приемочного контроля оси, для которых
отношение (в дБ) амплитуды донного эхо–сигнала в СО–2 к амплитуде эхо–сигнала от противо- положного торца оси превышает 46 дБ.
1.5 Дополнительному приемочному НК структуры металла осей зеркально–теневым мето-
дом акустического (ультразвукового) НК подвергается каждая ось. НК выполняется с цилиндри- ческой поверхности оси продольными волнами в радиальном направлении при значениях основ- ных параметров, приведенных в табл. 2 (вариант Т2).
1.6 Настройка чувствительности при контроле зеркально–теневым методом выполняется по
донному эхо–сигналу в контролируемой оси или в стандартном образце предприятия, изготов- ленном из оси.
1.7 Не соответствуют требованиям (критериям) приемочного контроля оси, в которых при
контроле по зеркально–теневому методу (вариант Т2 по 9.1.5) обнаружены структурные неодно-
родности, приводящие к ослаблению донного сигнала более, чем на 6 дБ.
2 Требования к акустическому (ультразвуковому) НК на отсутствие внутренних дефектов.
2.1 Варианты методов акустического (ультразвукового) НК Обязательно применение вари-
антов методов ультразвукового НК, схемы прозвучивания и значения основных параметров ко-
торых приведены в табл. 2:
· А1 – контроль эхоимпульсным методом с каждого торца оси (чистовой, черновой) про-
дольными волнами в осевом направлении;
· А2 – контроль эхоимпульсным методом с цилиндрической поверхности чистовой оси
продольными волнами в радиальном направлении.
· АЗ – контроль эхоимпульсным методом с цилиндрической поверхности чистовой оси по-
перечными волнами в осевом направлении (угол ввода 50°).
2.2 Настройка чувствительности
Настройка чувствительности при НК эхоимпульсным методом по вариантам, указанным в
табл. 2, выполняется по отраслевым стандартным образцам или стандартным образцам предприятия
с плоскодонными эталонными отражателями, залегающими на минимальной, средней и близко к
максимальной глубине зоны контроля при данном варианте метода. Стандартные образцы долж-
ны быть изготовлены из оси, прошедшей приемочный контроль, материал которой имеет макси-
мальные значения коэффициента затухания ультразвука, при которых еще обеспечивается "про-
звучиваемость" оси.
Допускается применять для настройки чувствительности стандартные образцы предпри-
ятий с альтернативными эталонными отражателями (например, в виде цилиндрических боковых
искусственных отражателей), залегающими на той же глубине и дающими такую же амплитуду
эхо–сигнала, что и плоскодонные эталонные отражатели в стандартном образце.
52
Рис. 6.3Стандартный образец СО-2 по ГОСТ 14782-96
Рис. 6.4Зоны контроля при ультразвуковом НК осей
54
Допускается выполнять настройку чувствительности эхоимпульсного метода по одному
отражателю, в том числе по донному эхо–сигналу в стандартном образце или в контролируемой оси (при контроле с цилиндрической поверхности), если при этом применяются также АРД– диаграммы которые построены по экспериментальным данным, полученным на стандартном образ- це с помощью электроакустических преобразователей, используемых при НК.
2.3 Оценка результатов НК. а) Не соответствуют требованиям (критериям) приемочного контроля оси, в которых при
контроле по эхоимпульсному методу (вариант А1 по 9.2.1) обнаружены внутренние дефекты:
· амплитуда эхо–сигналов от которых равна или превышает амплитуду эхо–сигнала от эта-
лонного плоскодонного отражателя, залегающего на той же глубине, что и дефект и имеющего диаметр:
1) 3,0 мм (эквивалентная площадь 7,1 мм 2 ), при глубине залегания до 380 мм;
2) 5,0 мм (эквивалентная площадь 19,6 мм 2 ), при глубине залегания до 700 мм;
3) 9,0 мм (эквивалентная площадь 63,6 мм 2 ), при глубине залегания более 700 мм;
б) Не соответствуют требованиям (критериям) приемочного контроля оси, в которых при
контроле по эхоимпульсному методу (вариант А2 по 9 2.1) обнаружены внутренние дефекты:
· амплитуда эхо–сигналов от которых равна или превышает амплитуду эхо–сигнала от эта-
лонного плоскодонного отражателя диаметром 5,0 мм, залегающего на той же глубине, что и де- фект (эквивалентная площадь которых равна или более 19,6 мм
2 );
· амплитуда эхо–сигналов от которых равна или превышает амплитуду эхо–сигнала от эта-
лонного плоскодонного отражателя диаметром 3,0 мм, залегающего на той же глубине, что и де- фект (эквивалентная площадь которых равна или более 7,1 мм
2 ), если:
1) в одной оси их обнаружено 6 или более; 2) минимальное условное расстояние между любыми двумя из них менее 50 мм; в) Не соответствуют требованиям (критериям) приемочного контроля оси, в которых при
контроле по эхо–импульсному методу (вариант А3 по 9.2.1) обнаружены внутренние дефекты: амплитуда эхо–сигналов от которых равна или превышает амплитуду эхо–сигнала от эталонного плоскодонного отражателя диаметром 3,0 мм, бегающего на той же глубине, что и дефект (экви- валентная площадь которых равна или более 7,1 мм
2 ).
3 Требования к магнитопорошковому НК 3.1 Варианты метода НК Магнитопорошковый НК применяется в качестве обязательного для контроля чистовых
осей на отсутствие поверхностных дефектов.
Магнитопорошковому НК подвергаются цилиндрические поверхности осей. НК должен выполняться способом приложенного поля. Напряженность магнитного поля,
тип магнитного индикатора и способ его нанесения указываются в технологической документа- ции на НК.
3.2 Настройка (проверка) чувствительности магнитопорошкового НК производится по
стандартным образцам предприятия с поверхностным дефектом, минимальная ширина раскры- тия которого не превышает – 10 мкм (условный уровень чувствительности – "Б" по ГОСТ 21105).
3.3 Оценка результатов НК. Не соответствуют требованиям (критериям) приемочного контроля оси, в которых обнару-
жены поверхностные дефекты, длина, количество и расположение которых не соответствует требованиям ГОСТ 30237.
Заключение
Таким образом, бандажи колесных пар необходимо контролировать эхоимпульсным мето-
дом – ультразвуковой контроль. Они не могут быть признаны годными при обнаружении внут-
55
ренних дефектов, так как в противном случае такой бандаж может стать причиной аварии транс- портного средства.
Магнитопорошковый метод обязателен для контроля цилиндрических поверхностей чис-
товых осей на отсутствие поверхностных дефектов. Оси колесных пар при обнаружении внут- ренних трещин.
Для реализации рассмотренных методов КИС должна быть оснащена современными при-
борами неразрушающего контроля, сертифицированными по правилам системы сертификации ФЖТ.
56
7 ВИБРОДИАГНОСТИКА
КОЛЕСНО-МОТОРНОГО БЛОКА 3
7.1 Назначение комплекса и принцип диагностирования
Комплекс предназначен для определения технического состояния и остаточного ресурса
(промежуток времени до следующей обязательной проверки) подшипников качения и зубчатых передач по результатам одного цикла измерения, обработки, регистрации и анализа сигналов вибрации и частоты вращения механических узлов оборудования. Окончательное заключение по результатам диагностирования дается в виде рекомендации: "В эксплуатацию допустить" – "За- менить подшипник". Рекомендация выдается с учетом результатов предыдущих диагностирова- ний, если они были.
Оценка технического состояния подшипников производится путем определения относи-
тельной количественной оценки (ОКО) развития следующих основных дефектов возникших в процессе эксплуатации:
· биение вала (повышенная вращающаяся нагрузка на подшипник, неуравновешенность ро-
тора, обкатывание наружного кольца);
· неоднородный радиальный натяг (является обычно дефектом сборки, в частности, следст-
вием посадки подшипника на вал, диаметр которого больше допустимого, перекоса вращающего- ся кольца, повышенной осевой нагрузки на подшипник);
· перекос наружного кольца (возникает обычно при монтаже подшипника и из-за дефектов по-
садочного места);
· износ наружного кольца (почти всегда происходит локально, изменяя коэффициент тре-
ния качения на отдельных участках поверхности наружного кольца);
· раковины (трещины) на наружном кольце (диагностические признаки раковины и трещины
практически совпадают);
· износ внутреннего кольца (как правило, происходит локально, но зона повышенного ко-
эффициента трения захватывает область, превышающую расстояние между точками контакта ближайших двух тел качения);
· раковины на внутреннем кольце;
· износ тел качения и сепаратора (относится к наиболее опасным дефектам, так как разви-
вается достаточно быстро);
· раковины и сколы на телах качения (относится к числу наиболее опасных и наиболее бы-
стро развивающихся дефектов);
· дефекты группы поверхностей качения;
· проскальзывание кольца в посадочном месте (является достаточно редким дефектом и
может обнаруживаться лишь в том случае, если проскальзывание происходит в момент измере- ния вибрации);
· недостаток смазки (дефекты смазки);
· не идентифицированный дефект. Каждый из обнаруженных дефектов, в соответствии с порогом относительной количест-
венной оценки, установленным в программе, относится к одному из следующих классификаци- онных состояний подшипника (рис. 7.1):
СЛАБЫЙ ДЕФЕКТ – обнаружены признаки зарождающегося дефекта не препятствующие
дальнейшей эксплуатации;
СРЕДНИЙ ДЕФЕКТ – зарождающийся дефект, за которым следует продолжить наблюде-
ние при дальнейшей эксплуатации);
СИЛЬНЫЙ ДЕФЕКТ – развитый дефект, который требует ограничения по срокам следую-
щей проверки;
3 По материалам проекта Е. Ильиной (2007 г.)
57
ЗАМЕНИТЬ ПОДШИПНИК – дальнейшая эксплуатация подшипника может привести к
его разрушению.
Средний
дефект
Слабый ОЦЕНКА Сильный
дефект дефект
Заменить
подшипник
Рис. 7.1Классификационные состояния подшипника
Пороговые значения относительной количественной оценки для каждого из классифика-
ционных состояний подшипника устанавливаются пользователем при конфигурации программы и могут быть уточнены в процессе эксплуатации при достаточно большом количестве статисти- ческого материала (не менее тридцати экспертных оценок для каждого уточняемого порога де- фекта по степени его развития).
Количественная оценка остаточного ресурса подшипников (срок очередного диагностиро-
вания) определяется программой в зависимости от вида обнаруженного дефекта, степени его развития и от значения общего ресурса подшипника, установленного в данном конкретном узле. Для локомотивов установлены следующие соотношения между степенью развития дефекта и сроком следующего диагностирования:
· при слабом дефекте – следующий срок диагностирования через один ТО 3;
· при среднем дефекте – следующее диагностирование на следующем ТО 3
· при сильном дефекте – следующее диагностирование при любом очередном заходе локомо-
тива на ТО или ТР.
Рис. 7.2Вид разрушенного роликового подшипника
Остаточный ресурс может быть уточнено в процессе эксплуатации комплекса при доста-
точно большом количестве статистического материала с учетом критериев безопасности и эко- номической целесообразности. Некачественная диагностика может стать причиной аварии, вы- званной разрушением подшипника (рис. 7.2).
58
7.2 Методы диагностирования подшипников качения
Методы диагностирования подшипников качения работающей машины, основаны на ана-
лизе вибрации, создаваемой силами трения в подшипниках. Дефекты подшипников характери- зуются частотой появления импульса от дефектного участка (детали).
Специфика сил трения качения во вращающихся узлах машин такова, что при отсутствии
дефектов в подшипниках качения они стабильны по времени. При недостаточной точности изго- товления подшипника, его монтажа в посадочном месте, а также при износе поверхности трения, силы трения в этом подшипнике перестают быть стабильными и зависят от угла поворота вра- щающегося кольца или сепаратора.
Рис. 7.3Характерный спектр дефектного подшипника
Постоянная сила трения возбуждает случайную вибрацию подшипника в широкой полосе
частот. Максимум ее спектральной плотности обычно приходится на частоты порядка 2–10 кГц. Частота спектральной плотности зависит в первую очередь от скорости вращения и размеров подшипника, качества поверхностей трения и смазки. При появлении дефектов а, следовательно, нестабильности силы трения, возбуждаемая случайная вибрация становится нестационарной, т.е. величина спектральной плотности на любой частоте периодически изменяется во времени. Именно нестационарность случайной вибрации подшипниковых узлов является объективным признаком появления дефектов трущихся поверхностей в подшипниках качения.
Количественные характеристики нестационарной случайной вибрации определяются в ре-
зультате спектрального анализа огибающей этой вибрации (рис.7.3). Нестационарность, пред- ставляющая собой амплитудную модуляцию высокочастотной вибрации периодическим про- цессом, например, с периодом вращения узлов подшипника, приводит к тому, что в спектре огибающей кроме случайных составляющих появляются еще и гармонические, с частотой вра- щения этих узлов. В результате по частотам появившихся составляющих определяются виды имеющихся в подшипнике дефектов (рис. 3), а по превышению амплитуд этих составляющих над линией фона – глубина каждого из обнаруженных дефектов. Диагностируемые параметры подшипника проиллюстрированы на рис. 7.4.
Рис. 7.4Основные диагностируемые параметры подшипника
Этот метод анализа сигналов вибрации (метод огибающей)
позволяет обнаружить и идентифицировать все основные виды де- фектов, определяющих ресурс подшипниковых узлов.
Для обнаружения сильно развитых дефектов анализируются
прямые спектры вибрации.
Возможные варианты диагностирования:
· в эксплуатации (ТО 1, ТО 2, ТО 3);
59
· для диагностирования агрегатов поступающих в ремонт и направляемых после ремонта в
эксплуатацию.
Нормальные условия эксплуатации комплекса:
· температура окружающего воздуха – (от +15 до +35)°С; (298±10)К; · относительная влажность от 50 до 80% при температуре +25°С
· изменение давления окружающей среды от 84 до 106,7 кПа
· допустима эксплуатация комплекса на тракционных путях при отсутствии ветра, пыли,
осадков
· в зимний период диагностирование должно проводиться в цехе на оттаявшем оборудо-
вании после предварительной прокрутки подшипников (ориентировочно в течение пяти минут) с номинальной для диагностирования частотой вращения (для разогрева и равномерного рас- пределения смазки по подшипнику).
7.3 Состав испытательного комплекса
В состав комплекса вибродиагностики входят: 1. персональный компьютер с программным обеспечением реализации следующие функ-
ции:
· установку дискретных значений коэффициента усиления тракта;
· преобразование сигнала в цифровую форму;
· цифровую обработку входных сигналов на основе БПФ (Быстрое Преобразование Фурье) –
фильтрацию, выделение огибающей;
· обмен информацией с компьютером. 2. Внешний блок с возможностями: · подключения датчика частоты вращения;
· подключения, питания и коммутация восьми датчиков вибрации со встроенными усили-
телями;
· дискретной установки значений коэффициента усиления;
· фильтрации входного сигнала для устранения эффекта наложения спектральных состав-
ляющих сигнала при его преобразовании в цифровую форму.
3. Датчики вибрации (пьезоэлектрические акселерометры). Их конструкции разнообраз-
ны, что определяется множеством особенностей приемов локализации источника вибрации. В настоящее время получили распространение акселерометры со встроенными усилителями заряда (рис. 7.5). Такое решение позволяет применять соединительные кабели между акселерометром и последующей измерительной аппаратурой практически любой длины.
Рис. 7.5Акселерометр со встроенным усилителем (слева)
и общий вид (справа)
Основные варианты конструкции показаны на рис. 6. Присоединительный разъем может
находиться сбоку или сверху корпуса. Последнее решение связано с необходимостью установки акселерометра в труднодоступных и ограниченных по площади местах.
60
Рис. 7.6 Варианты конструкции акселерометра
Другая особенность конструктивного исполнения относится к способу размещения чувст-
вительного элемента. Размещение его непосредственно у основания (рис. 7.6, 1 и 3) может ока- зать влияние на результат измерения при нагреве основания. С этой точки зрения варианты 2и 4 предпочтительны.
Кроме того, пьезоэлемент может работать как на сжатие, так и на сдвиг (рис. 7.6, 4). В по-
следнем случае конструкция способствует наилучшей изоляции пьезоэлемента от корпуса и обеспечивает достаточно высокую резонансную частоту.
Рис. 7.7Способы крепления акселерометра
В конструкции «кольцевой сдвиг» пьезоэлемент P и сейсмическая масса M сформированы
в кольцо вокруг центральной опоры (рис. 7.8). Указанные элементы предварительно нагружены конструктивом S , что обеспечивает высокую устойчивость к деформации основания B и темпе- ратурным переходным процессам в объекте и в нем.
Рис. 7.8Акселерометр
кольцевой конструкции
Выпускаемые в настоящее время пьезоакселерометры перекры-
вают диапазон ускорений 2·10 -5 –10 6 м/с 2 . Наиболее высокочастотные
акселерометры имеют собственную частоту до 200 кГц при чувстви- тельности 0,004 пКл/(м·с
-2 ). Наиболее высокочувствительные пьезоак-
селерометры имеют чувствительность до 1000 пКл/(м·с -2 ), но их соб-
ственные частоты не превышают 1 кГц.
Конструкция, выполненная по принципу центрального сжатия, – традиционная (рис. 7.6, 1-
3). Она простая, но обеспечивает умеренно высокую чувствительность к перемещению массы. Система «пьезоэлемент-пружина-масса» закреплена на центральной опоре, вмонтированной в основание акселерометра.
Конструкция плоского типа DeltaShear (рис. 9) представляет со-
бой два прямоугольных среза материала кристалла, которые размещены
61
по сторонам центральной опоры. Пьезоэлемент такого акселерометра подвергается деформации сдвига.
Рис. 7.9Акселерометр с плоским
сдвиговым пьезоэлементом
Сейсмические массы закреплены поверх пьезоэлементов с помощью стяжного кольца вы-
сокого сопротивления разрыву. Основание вибропреобразователя и пьезоэлементы эффективно изолированы друг от друга, что обеспечивает превосходную защиту от деформации основания и колебаний его температуры.
Из рассмотренного можно сделать следующий вывод: для измерений параметров вибра-
ции целесообразно применять акселерометр, пьезоэлемент которого работает на сдвиг любого конструктивного исполнения (рис. 7.9). Если же имеется риск появления пироэффекта, то целе- сообразно применять конструкцию, в которой пьезоэлемент изолирован от основания.
Рис. 7.10Малогабаритный
тахометрический датчик
Датчик частоты вращения работает как отметчик времени и
как сигнал синхронизации процесса усреднения: определяет начало и конец периода усреднения одного и того же участка процесса. Один из принципов его конструктивного исполнения состоит в том, что два полупроводниковых элемента вмонтированы по соседству. Один из них является светодиодом, другой фотоприемником.
На рис. 7.10 показан тахометрический датчик (ММ 0012, B&K
– Дания). Датчик отличается малыми габаритами, что способствует удобному размещению относительно исследуемого объекта. Отно-
сительным недостатком его является малое расстояние от отражающей поверхности – не более 10 мм. Время отклика не превышает 200 мс.
Рис. 7.11Общий вид тахометрического датчика (справа)
и разъём подключения кабеля (слева)
Более совершенным прибором такого типа является тахометрический датчик ММ 0024 той
же фирмы (рис. 7.11). Он может устанавливаться на расстоянии до 800 мм от отражающей по- верхности и работает на объектах с частотой вращения 200-20000 об/мин.
Циклограмма работы этого датчика показана на рис. 7.12, где под циклом движения пони-
мается период вращения, возвратно-поступательного движения или иного периодического про- цесса.
62
Рис. 7.12Циклическая диаграмма датчика ММ 0024
Перечисленные устройства в сочетании с комплектующими и соответствующим про-
граммным обеспечением решают следующие основные задачи:
· коммутацию измерительных каналов;
· регистрацию выборок виброизмерительной информации;
· преобразование аналогового сигнала в цифровую форму;
· полосовую фильтрацию входных сигналов и их детектирование в выбранной полосе;
· спектральный анализ прямых сигналов;
· спектральный анализ огибающей сигналов;
· измерение частоты вращения механизма;
· защиту программного обеспечения от несанкционированного доступа.
Рис. 7.13Сравнительная калибровка акселерометра
Как видно из перечисления, в комплект не входит процедура калибровки из-
мерительного тракта в целом. С этой целью применяются два метода: относитель- ная и абсолютная калибровка. В условиях производства относительная калибровка предпочтительней из экономических соображений. Её принципиальная схема пред- ставлена на рис. 7.13.
Рис. 7.14Общий вид ручного калибратора
Если есть уверенность в исправном состоянии акселерометра (он не подал, не
подвергался высоким ускорениям и т.п.), то для сквозного контроля измерительного тракта достаточно применить ручной калибратор, например, 4294 фирмы Brüel &Kjær (Дания), показанный на рис. 7.14. Это компактный батарейный источник вибрации с фиксированной частотой 160 Гц и ускорением 10 м·с
-2 (СКЗ).
Его применение достаточно простое: собрать измерительный тракт, закрепить
акселерометр на головке калибратора и включить его нажимной кнопкой на корпу-
63
се. Головка стола придет в движение с указанными пара- метрами, которое автоматически прекратиться после 100 с работы. Этого времени достаточно для контроля показаний измерительного прибора и экономит источник питания.
Рис. 7.15Общий вид прибора "Прогноз-1"
Для диагностики подшипников качения могут приме-
няться переносные приборы и стационарные системы мони- торинга. Отечественный прибор "Прогноз-1" (рис. 7.15) ши- роко распространен в локомотивных депо и применяется по
регламентам ТО 2, ТО 3 и ТО 4.
Аналогичным по функциональному назначению является анализатор вибрации 2515 фирмы
Brüel &Kjær (рис. 7.16). Он создан еще в 80-х годах прошлого столетия, но не потерял актуаль- ности и отвечает всем современным требованиям диагностики подшипников методом огибаю- щей высокочастотных составляющих спектра, планового контроля машинного оборудования и его балансировки.
Более совершенными, но и более дорогими, являются стационарные комплексы: они уни-
версальны, совершенны и применяются в основном в массовом производстве.
Рис. 7.16 Анализатор вибрации подшипников 2515
7.4 Подготовка объекта контроля к диагностированию
Датчик оборотов закрепляется на агрегате так, чтобы зазор между торцевой поверхностью
датчика и индуктором составлял от 7 до 10 мм. Индуктором может служить магнит (или пласти- на из ферромагнитного материала), установленный на вращающуюся часть контролируемого объекта, а также белая отражающая метка или полоска алюминиевой фольги при применении оптического датчика (рис. 7.17). В последнем случае датчик числа оборотов имеет встроенный излучающий светодиод и приемник отраженного света, по сигналу которого начинается процесс съема информации и усреднение результата.
Рис. 7.17Размещение датчика числа
оборотов ММ 0012
Креплению акселерометров на объекте исследова-
ния необходимо уделять серьезное внимание. Крепление должно надежно фиксировать акселерометр на протяже- нии всего эксперимента и не создавать помехи в виде
64
электрических наводок и шума соединительного кабеля (рис. 7.18).
Так как засверловка отверстия и крепление с помощью шпильки не допустимо, акселеро-
метр устанавливается на объекте с помощью магнита. Его удерживающая сила составляет, при- мерно, 140 Н, что вполне достаточно при действующих ускорений корпуса КМБ в процессе ис- следований.
Рис. 7.18Рекомендация по креплению кабеля акселерометра
Датчики вибрации на магнитном креплении устанавливаются в контрольных точках (рис.
7.19). Места установки датчиков должны быть очищены от грязи, краски, окиси и других за- грязнений и иметь ровную поверхность, которую необходимо смазать тонким слоем (около 0,5 мм.) консистентной смазки, например, солидол, циатим и др.
Оси вращения диагностируемых подшипников и зубчатых передач должны быть располо-
жены по возможности наиболее близко к горизонтали. Перекос оси приводит к появлению шу- мов от трения торцовых поверхностей в узлах и, соответственно, к снижению достоверности оп- ределения технического состояния узла.
Вывесить КМБ исследуемой колесной пары согласно технологической карте. Для этого в
депо предусмотрена гидростанция с домкратами и специальные упоры на тележке.
Собрать схему прокрутки тягового двигателя колесно-моторного блока, установить акселе-
рометры в контрольные точки и датчик числа оборотов. Закрепить индуктор на ободе колеса.
Рис. 7.19Размещения точек контроля спектров КМБ
7.5 Технология проведения диагностики
Привести во вращение тяговый двигатель и при достижении колесной парой установив-
шегося значения оборотов (не менее 150 об/мин), провести измерение. Во время съема информа- ции уход частоты вращения будет отслеживаться программой. Вибросигнал, при частоте враще- ния, вышедшей за допустимую 20% зону, игнорируется и исключается из усреднения. Одновременно с измерением, производимым под управлением программы, необходимо прослу- шивать сигнал с датчика вибрации через наушники, подключаемые к соответствующему разъе- му. Такое прослушивание дает возможность оператору более уверенно контролировать процесс диагностики. Повторить описанную процедуру для всех контрольных точек.
65
7.6 Выбор периодичности измерений, режимов работы
и пороговых значений
Периодичность диагностических измерений для подшипников качения в программах оп-
ределяется двумя различными способами.
Первый способ относится к массовому диагностическому обслуживанию по однократным
измерениям спектра огибающей вибрации. В этом случае периодичность измерений определяет- ся разработчиками пакета программ на основании данных диагностики более 100 тысяч под- шипников в разных отраслях промышленности. Оптимальная периодичность измерений связана с данными о среднем ресурсе подшипника в конкретных машинах пользователя, и этот ресурс задает сам пользователь при конфигурировании конкретной точки измерения (диагностируемого узла). Как показывают многолетние исследования, если в подшипнике нет скрытых дефектов из- готовления и его правильно эксплуатируют, нижняя граница безаварийной работы в случае, ко- гда подшипник не имеет, по крайней мере, средних дефектов монтажа и износа, составляет 20- 25% от его среднего ресурса. Однако, учитывая тот факт, что даже при неработающей машине могут происходить структурные изменения состояния смазки подшипника, разработчики уста- новили максимальный интервал между диагностическими измерениями для бездефектных под- шипников, равный 6 месяцам. Снижение рекомендуемого интервала производится в том случае, если установленный пользователем средний ресурс подшипника ниже 2,5 лет, и в том случае, когда по результатам диагностики обнаружены средние или сильные дефекты.
Второй способ выбора интервалов между диагностическими измерениями используется
при диагностике ротора (линии вала) с подшипниками качения по периодическим измерениям спектров вибрации и их огибающих. В этом случае интервалы между измерениями вибрации бездефектных машин устанавливает пользователь, исходя из имеющейся у него информации о скоростях развития дефектов. Рекомендуемый интервал составляет один - три месяца, но он мо- жет быть откорректирован как в меньшую, так и в большую сторону с учетом тех затрат на рабо- ты по диагностике, которые пользователь может допустить, а также с учетом периодичности проведения профилактического обслуживания машин.
Если в диагностируемом узле обнаружены изменения состояния, соответствующие появле-
нию одного среднего дефекта, рекомендуемый интервал сокращается в два раза. Изменения, со- ответствующие появлению двух средних или одного сильного дефекта, приводят к автоматиче- скому снижению рекомендуемого интервала между измерениями еще в 3 раза. В более сложных случаях предлагается либо заменить (отремонтировать) диагностируемый узел, либо, если веро- ятность аварийного выхода узла из строя не слишком велика, программа сокращает исходный интервал между измерениями в 10 раз. В том случае, когда количества измерений, выбираемых программой для автоматической диагностики, не хватает для постановки диагноза по периодиче- ским измерениям, предлагается произвести повторное измерение через 20% от установленного пользователем интервала для бездефектных машин.
Основной рекомендацией по выбору режима работы машины при диагностике подшипни-
ков качения является обеспечение одной и той же скорости ее вращения во время каждого из пе- риодических измерений вибрации. Для диагностики используются только те группы измерений, которые уложились по частоте в диапазоне ±10% от среднего значения. Для многоскоростных машин рекомендуется выбирать тот режим, в котором она работает наиболее продолжительное время, т.е. номинальный режим работы машины. Если пользователь не может обеспечить изме- рение вибрации подшипниковых узлов в номинальном режиме работы, он может выбрать любой из режимов, в котором условия смазки подшипника укладываются в технические требования, предъявляемые к нормальной работе подшипника качения.
Еще одной рекомендацией по выбору режима работы является отсутствие динамических
нагрузок на подшипник от других узлов машины, особенно если эти нагрузки имеют ударный характер. При необходимости пользователю рекомендуется отключать на время измерений те узлы машины, которые могут создать ударные нагрузки на подшипник. Наиболее удобным явля- ется режим работы машины без нагрузки на холостом ходу.
66
Все дефекты, автоматически обнаруживаемые при обработке данных измерений, по глуби-
не делятся на три группы: слабые(I), средние(M) и сильные(S).
Все пороговые значения, используемые для обнаружения, идентификации вида и опреде-
ления глубины дефекта, задаются пользователем, однако в программе или инструкции по ее ис- пользованию всегда приводятся рекомендуемые значения порогов, основанные на имеющихся у разработчиков статистических данных по диагностике подшипников с последующей их визуаль- ной дефектацией.
Величина рекомендуемого порога сильного дефекта составляет 20 дБ над средним уровнем
соответствующей составляющей спектра. Рекомендуемое значение порога среднего дефекта в два раза меньше и составляет 10 дБ.
Опыт диагностики различных машин и оборудования позволяет утверждать, что предла-
гаемые пороговые значения при стабильном режиме работы минимизируют вероятность оши- бочных решений, которая является суммой вероятностей пропуска дефекта и ложного срабаты- вания. При диагностике подшипников качения многорежимных машин оператор может установить более высокие пороги. Если машина непрерывно работает при относительно ста- бильных внешних условиях (температура, влажность и т.п.), а ее частота вращения и нагрузка не изменяются, значения порогов можно снизить. Это даст возможность обнаруживать дефекты на ранней стадии их развития, но требует принятия индивидуальных решений о продолжении экс- плуатации машины, если программой обнаружены сильные дефекты. Дело в том, что к множест- ву подшипников с сильными дефектами в этом случае программа относит и те, в которых глуби- на дефекта еще не дошла до аварийно опасных значений.
При диагностике подшипников качения по спектру огибающей задается три пороговых
значения для каждого из видов дефектов, за исключением дефектов смазки, для которых, как и в предыдущем случае, задаются пороги сильного и среднего дефектов.
Пороги определяются в величинах (процентах) глубины модуляции для всех дефектов,
кроме дефекта смазки, для которого они определяются в приращениях уровня высокочастотной вибрации, измеряемой в дБ виброускорения. Пользователю рекомендуется уточнять исходные пороги сильных дефектов по мере накопления информации об их величине, получаемой при де- фектации подшипников во время ремонтов.
В качестве отправных можно рекомендовать значения порогов сильных дефектов, состав-
ляющих для дефектов смазки 20 дБ, а для остальных видов дефектов 20% (по глубине модуля- ции). Пороги средних дефектов определяются автоматически, как среднее значение от порога сильного и слабого дефектов. Для дефектов смазки порог слабого дефекта отсутствует, а порог среднего дефекта составляет 10 дБ. Порог слабого дефекта по глубине модуляции всегда опреде- ляется автоматически и зависит от чувствительности диагностической аппаратуры, используе- мой для выделения слабых гармонических составляющих на фоне случайных составляющих спектра белого шума.
67
Таблица 7.1
Перечень типовых дефектов
Частота признака
Вид дефекта
основного дополнительного
кольца Окатывание неподвижного f ВР Нет роста ВЧ
натяг Неоднородный радиальный 2kf ВР Нет роста ВЧ
Перекос неподвижного кольца 2f -
Н
Износ неподвижного кольца f Рост ВЧ
Н
(неподвижного) кольца Раковины, трещины наружного kf Н Рост ВЧ
Износ внутреннего кольца kf Рост ВЧ
ВР
кольца Раковины, трещины внутреннего kf В Рост ВЧ, kf k 1 f ВР ± k 2fВР ВР ,
Износ тел качения и сепаратора kf С Рост ВЧ, k(f ВР -f С )
Раковины, сколы тел качения 2kf 2k f ± k f
ТK 1 ТK 2 С
Проскальзывание кольца kf , k> 10 Рост ВЧ
ВР
Дефект смазки Рост ВЧ дефектов качения Низкий уровень
Приведем трактовку легенд, использованных в табл. 7.1: f
– частота вращения вала;
ВР
f – частота вращения тел качения;
ТК
f , f – частота перекатывания тел качения по внутреннему и наружному кольцу соответст-
В Н
венно;
f – частота вращения сепаратора;
С
ВЧ – высокочастотная область спектра; k = 1, 2, 3, 4 ... – ряд чисел для обозначения гармоник.
7.7 Типовые диагностические признаки дефектов
Вопросами диагностики и разработкой специальных комплексов активно занимается фирма
АО ВАСТ (С.– Петербург). Разработанные ими комплексы рекомендованы к применению в под- разделениях ОАО РЖД. В табл. 7.1 приведен перечень типовых диагностических признаков де- фектов, обнаруживаемых и идентифицируемых при диагностике подшипников качения по одно- кратным измерениям спектра огибающей вибрации. Эти признаки можно использовать для распознавания дефекта в случае, если этот дефект единичен, т.е., при условии отсутствия в дан- ное время развитых дефектов в других узлах диагностируемого объекта, например дефектов вала соединительной муфты, зубчатой передачи и т.д.
Обкатывание наружного (неподвижного) кольца подшипника не является дефектом
собственно подшипника, а свидетельствует лишь о режиме его работы с повышенной вращаю- щейся нагрузкой на подшипник, снижающем его ресурс. В машинах с горизонтальным валом этот дефект указывает на сильную неуравновешенность ротора или на бой вала.
68
В машинах с вертикальным валом обкатывание является естественным режимом работы
подшипника, не снижающим его ресурс. Признаком этого режима работы подшипника является появление в спектре огибающей вибрации небольшого (до трех-четырех) числа гармонических составляющих вибрации с частотами kf
вр , из которых максимальные амплитуды приходятся на 1-
3 гармоники.
Работа подшипника качения в составе роторной машины при наличии в нем дефектов мо-
жет оказывать влияние на вибрацию и модулирующие ее процессы с частотой вращения сепара- тора:
æ d ö
f c = 0 , 5 f вр ç ç è 1 - d тк с cos a ø ÷ ÷ ,
где fс – частота вращения сепаратора относительно наружного кольца; fвр – частота вращения подвижного кольца относительно неподвижного;
a – угол контакта тел и дорожек качения; d –
диаметр тела качения; dс – диаметр сепаратора:
d - d
d » н в
c 2 ,
dн и dв – наружный и внутренний диаметры кольца.
Частота перекатывания тел качения по наружному и внутреннему кольцам определяются
выражениями:
f = 0,5 f z ç æ 1 - d тк cos a ÷ ö = × z f
н вр è d с ø c
æ d ö ( )
f в = 0 , 5 f вр z è ç ç 1 + d тк cos a ÷ ÷ ø = z × f вр - f c
с
Частота вращения тел качения относительно колец определяется более сложным выраже-
нием:
d æ d 2 ö
f тк = 0 , 5 f вр d тк с ç ç è 1 - d тк с 2 cos 2 a ø ÷ ÷
где z – число тел качения.
Приведенные выражения определяют частоты только основных гармоник спектров вибра-
ции при различных видах дефектов.
Рис. 7.20 Вид спектра огибающей при неоднородном натяге
Неоднородный радиальный натяг подшипника является обычно дефектом его сборки, в
частности, следствием посадки подшипника на вал, диаметр которого больше допустимого, пе- рекоса вращающегося кольца, повышенной осевой нагрузки на подшипник. Признаком этого дефекта является рост гармонических составляющих в спектре огибающей вибрации на четных
69
и, прежде всего, на второй гармонике частоты вращения вала (рис. 7.20). Проявляется этот де- фект обычно сразу после установки нового подшипника.
Перекос наружного кольца подшипника возникает обычно при монтаже из-за дефектов
посадочного места. Он проявляется сразу после монтажа и признаком его является рост состав- ляющих спектра огибающей на частотах kf
Н , преимущественно при четных k и, особенно, на второй
гармонике 2f Н .
Износ наружного кольца подшипника практически всегда происходит локально, изменяя
коэффициент трения качения на отдельных участках поверхности наружного кольца. В результа- те появляется плавная модуляция высокочастотной вибрации частотой f
Н и в спектре огибающей
вибрации растут гармонические составляющие на частотах kf Н , причем наибольший рост проис-
ходит на первой гармонике, а амплитуда кратных гармоник быстро падает.
Раковины(трещины) на наружном кольце подшипника приводят к появлению коротких
ударных импульсов при контакте каждого тела качения с раковиной (трещиной). В результате появляется ряд гармоник с частотами kf
Н в спектре огибающей высокочастотной вибрации, при-
чем число этих гармоник достаточно велико, а их амплитуда слабо снижается с ростом k.
Износ внутреннего кольца подшипника, как правило, происходит локально, поэтому при
диагностике внутреннего кольца диагностическим признаком является появление в спектре оги- бающей ряда гармоник с частотами kf
ВР . Достаточно часто при износе внутреннего кольца растет
и высокочастотная вибрация подшипника, что является дополнительным признаком дефекта.
Раковины(трещины) на внутреннем кольце подшипника приводят к появлению корот-
ких ударных импульсов при контакте каждого тела качения с раковиной (трещиной). В результа- те в спектре огибающей вибрации появляется ряд гармоник с частотами kf
В , причем из-за того,
что при слабом радиальном натяге в подшипнике величина удара зависит от нагрузки, т.е. от уг- ла поворота внутреннего кольца, у ряда гармоник в спектре огибающей появляются боковые со- ставляющие, отличающиеся на
±k 1 f ВР .
Раковины, сколы на телах качения в подшипнике – наиболее опасные и быстро разви-
вающиеся дефекты. Они сопровождаются появлением и ростом ударных импульсов, действую- щих между телом качения и поверхностями колец подшипника с основной частотой ударов 2f
ТК .
Так как амплитуды ударных импульсов при контакте с наружным и внутренним кольцом могут различаться, спектр огибающей вибрации содержит ряд составляющих с частотами k
1 f ТК ±k 2 f С ,
причём амплитуды составляющих с четными гармониками k 1 больше, чем с нечетными (рис. 7.21).
Рис. 7.21. Спектры огибающей вибрации
при раковинах или сколах на телах качения
70
Износ тел качения и сепаратораотносится к наиболее опасным дефектам и развивается
достаточно быстро. По спектру огибающей вибрации обнаруживается в первую очередь дефект, представляющий собой выкрашивание поверхности одного (группы) тела качения (рис. 7.22). Косвенно это указывает и на ускоренный износ того участка сепаратора, который контактирует с
дефектным телом качения. Именно этот признак является общим для рассмотренных двух дефектов подшипника.
Признаком износа тела качения является появление в
спектре вибрации гармонической составляющей с частотой f
ВР - f С .
Рис. 7.22Спектры
огибающей вибрации при износе тел качения
71
8 Примеры оформления
графической части проекта
Представление демонстрационных материалов
(слайдов)
? Защиту проекта рекомендуется проводить на основе комплекта слайдов, созданных в паке-
те Power Pointверсии Microsoft Office 2003.
Количество слайдов не должно быть менее 10, включая разделы по безопасности жизне-
деятельности и экономике. Содержание слайдов должно соответствовать последовательности ра- боты над проектом и отражать их результаты (см. для примера тему 6).
1. Структура Системы сертификации на федеральном железнодорожном транспорте. 2. Структура сертификационных испытаний. 3. Аккредитация испытательной лаборатории (ИЦ):
Основные цели аккредитации;
3.2 Порядок проведения аккредитации.
4. Организация испытательного центра. 5. Статистические методы управления качеством. 6. Организация теплопотоков в вагоне. 7. Автоматизация сертификационных испытаний. 8. Расположение контрольных точек измерений. 9. Безопасность жизнедеятельности. 10. Экономическая оценка эффективности
.
72
8.1 СЕРТИФИКАЦИОННЫЕ ИСПЫТАНИЯ
АВТОСЦЕПКИ
Рис. 8.1Общий вид стенда
Запрос необходимой документации Подача заявки экспертной Назначение комиссии Рассмотрение заявки
Оплата работ по договору Подписание договора Составление договора Принятие решения по заявке
Отбор образца для проведения испытаний усталостных Проведение испытаний Оформление испытаний протокола Рассмотрение испытаний протокола
инспекционного Проведение контроля инспекционного Выбор схемы контроля соответствия сертификата Выдача Принятие решения сертификата о выдачи
Рис. 2 Последовательность процедуры сертификации
Литейные
Эксплуата- Прокат
ционные и ковка
КЛАССИФИКА-
ЦИЯ ДЕФЕКТОВ
Обработка Свароч-
деталей ные
работы
Рис. 3Классификация дефектов автосцепки
Рис. 4
Схема монтажа тензодатчиков на корпусе автосцепки
6 P × x
s =
р b h 2
x
Рис. 5Калибровочная балочка тензодатчиков
Рис. 6Измерительная часть испытательного комплекса
Рис. 7Схемы измерительных цепей
Рис. 8Сварочный пост восстановления автосцепки
75
8.2 СЕРТИФИКАЦИОННЫЕ ИСПЫТАНИЯ
КРЕСЛА МАШИНИСТА
Рис. 1Размещение кресла в кабине машиниста
Порядок организации
и проведения
сертификационных испытаний
ж.-д. техники
Общие Организация Проведение Оформление
положения испытаний испытаний результатов
Рис. 2Основные положения правил П ССФЖТ 47–2001
Рис. 3Ускорение пола кабины машиниста
76
Контроль
эффективно-
сти
ь
рол
онт К возбуждения
Рис. 4Схема стендовых испытаний кресла
Рис. 5Элементы испытательного стенда
Рис. 6Схема измерительного тракта
Рис. 7Статистическая обработка исходной реализации
8.3 ДИНАМИКО–ПРОЧНОСТНЫЕ ИСПЫТАНИЯ
ЭЛЕМЕНТОВ ЛОКОМОТИВА
Типовая методика
динамико-прочностных
испытаний локомотивов
Виды и Требова-
последо- испыта- ватель- ность характе- Опреде- ляемые ристики Средства испыта- ний Методы, условия испыта- ний жающей охраны окру- ния
ний среды
Рис. 1Основные положения СТ ССФЖТ ЦТ 15-98
Рис. 2Схема проволочного тензодатчика (тензорезистора)
Рис. 3Стенд для испытания рам тележек
Рис. 4Локализация дефектов шкворневой балки
ПУЛЬТ УПРАВЛЕНИЯ
Гидравлическая
система
Гидродомкраты Пульсаторы
Гидроаккумулятор
Рис. 5Элементы испытательного стенда
Рис. 6Общий вид комплекта
измерительных приборов (ввер-
ху) и организация передачи
информации (справа)
80
Рис. 7Виды градуировок и размещение тензодатчиков
Характеристика тензодатчиков
тензодатчиков Маркировка сопротивление, Номинальное Ом Габаритные размеры, мм длина ширина Запрос необходимой документации Подача заявки
ПКБ–3–50 50 15 3
ПКБ–5–50 50 20 3 Оплата работ по договору Подписание договора
ПКБ–5–100 100 20 3
ПКБ–10–200 ПКБ–10–100 200 100 25 25 4,5 3 проведения испыта- Отбор образца для ний усталостных Проведение испытаний
инспекционного Проведение контроля инспекционного Выбор схемы контроля
Рис. 8 Последовательность процедуры сертификации
8.4 УЛЬТРАЗВУКОВОЙ КОНТРОЛЬ КОЛЕСНЫХ ПАР
Контроль неразрушающий
приемочный.
Технические требования
Контроль Общие Приемочный
цельнокатаных колес положения контроль осей
и бандажей
Рис. 1Основные положения РД 32.144-2000
Рис. 2Лицевая панель дефектоскопа УД2–70
Рис. 3Бесконтактные
преобразователи для
поперечных (слева)
и продольных (справа) волн
Рис. 4Стандартный образец СО–1 (ГОСТ 14782–86)
ДИАГНОСТИКА ОСЕЙ
Рис. 5Дефектограмма оси колесной пары
ДИАГНОСТИКА КОЛЁС
Зона контроля
Эхо-сигнал дефекта
Рис. 6Акустическая схема и дефектограмма бандажа
колесной пары
Рис. 7Применение шаблонов для оценки состояния КП
Рис. 8Дефекты поверхности катания:
1–уширение обода; 2–наплыв на фаску; 3–уширение
дорожки качения; 4,5–закатавшиеся ползун и навар
Рис. 9Общий вид испытательного стенда "Пеленг–автомат"
8.5 ДИАГНОСТИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ЛОКОМОТИВА
Рисунок.Элементы диагностики локомотива
8.6 СЕРТИФИКАЦИОННЫЕ ИСПЫТАНИЯ МИКРОКЛИМАТА КАБИН УПРАВЛЕНИЯ
БИБЛИОГРАФИЯ
1 Соколов М.М., Варава В.Н., Левит Г.М.Измерения и контроль при ремонте и эксплуа-
тации вагонов. – М.: Транспорт, 1991. – 157 с.
Изложены системы контроля технического состояния вагонов, методы и средства измерения, технология
измерения основных параметров и структура метрологического обеспечения. Рассмотрен контроль технического состояния ходовой, рессорной, тормозной, энергетической систем и систем кондиционирования воздуха. Приведе- ны краткие сведения по точности измерений и анализу диагностических сигналов.
Для инженеров–технологов и других инженерно–технических работников вагонного хозяйства, связанных с
контролем технического состояния вагонов.
2 Соколов М.М.Диагностирование вагонов. – М.: Транспорт, 1990. – 197 с. 3 Эрлер В., Вальтер Л.Электрические измерения неэлектрических величин полупровод-
никовыми тензорезисторами. – М,: Мир, 1974. – 286 с.
4 Платонов Г.А.Эргономика на железнодорожном транспорте. – М.: Транспорт, 1986. –
296 с.
5 Вудсон У., Коновер Д.Справочник по инженерной психологии для инженеров и худож-
ников–конструкторов. – М.: Мир, 1968. – 519 с.
6 Исаев И.П., Матвеевичев А.П., Козлов Л.Г.Ускоренные испытания и прогнозирование
надежности электрооборудования локомотивов. – Транспорт, 1984. – 248с.
9 Коротков В.П., Тайц А.М.Основы метрологии и теории точности измерительных уст-
ройств. – М.: Издательство стандартов, 1978. – 352 с.
10 Тюрин Н.И.Введение в метрологию. – М.: Издательство стандартов, 1973. – 280 с. 11 Мердок Дж.Контрольные карты/Пер. с англ.; Предисл. Ю.П. Адлера. – М.: Финансы и
статистика, 1986. – 151., ил. 42.
13 Кукуш В.Д. Электрорадиоизмерения: Учебн. пособие для вузов. – М.: Радио и связь,
1985. – 368 с., ил.
14 Коллакот Р.А.Диагностирование механического оборудования. – Л.: Судостроение,
1980. – 296 с., ил.
15 Болтон У. Карманный справочник инженера–метролога – М.: Издательский дом «Додэка–
XXI», 2002 – 384 с.
16 Подвижной состав и основы тяги поездов:Учебник для техникумов ж.–д. транспорта
/ П. И. Борцов, В. А. Валетов, П.И. Кельперис, Л.И. Менжинский и др. Под. ред. С. И. Осипова. 3–е изд., перераб. и доп. – М.: Транспорт, 1990. – 336 с.
Описаны устройство основного оборудования электровозов п электропоездов, тепловозов и дизель–поездов,
а также вагонов; приведены основные сведения о системе обслуживания и ремонта всех видов подвижного соста- ва. Рассмотрены вопросы тяги поездов, тормозных расчетов, подготовки информации для тяговых расчетов на ЭВМ.
17 Вершинский С.В., Данилов В.Н., Хусидов В.Д.Динамика вагона: Учебник для вузов
ж.–д. трансп. / Под. ред. С.В. Вертинского.–3–е изд., перераб. и доп.–М.: Транспорт, 1991. – 360 с.
Изложены основы теоретических и экспериментальных методов исследования динамики вагона. Освещены
вопросы безопасного и плавного движения вагона, определения динамических сил взаимодействия пути и ходовых частей, вагонов и локомотивов в поезде, а также установления критериев для отыскания оптимальных динамиче-
ских и конструктивных параметров вагонов и пути для современных и перспективных условий эксплуатации.
19 Потапов В. Н.Диагностирование авиационных электрических машин. М.: Транспорт,
1989.– 101 с.
Дан анализ условий работы авиационных электрических машин, причин отказов и физических процессов, со-
путствующих появлению дефектов, а также характерных признаков, предшествующих отказам изделий. Пред- ложена методика экспериментальной оценки параметров диагностических моделей. Приведены структурные схе- мы, поясняющие принципы реализации методов диагностирования. Освещены вопросы автоматизации процессов диагностирования с помощью измерительно–вычислительных комплексов.
20 Спичкин Г. В., Третьяков А. М.Практикум по диагностированию автомобилей: Учеб.
пособие – 2–е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1986. – 439 с.: ил.
Рассмотрены параметры, характеризующие техническое состояние агрегатов, систем и механизмов оте-
чественных автомобилей; приведены методы и средства для определения степени и вида износа автомобилей.
89
Второе издание (1–е – 1979 г.) дополнено сведениями о новых методах и средствах диагностирования автомоби- лей.
21 Тольский В.Е.Виброакустика автомобиля. –М.: Машиностроение, 1988. –144 с.: ил. Р
ассмотрены основные показатели, определяющие виброакустические качества автомобиля, дан анализ
влияния его агрегатов и систем на образование шума, приведены виброакустические модели автомобиля, резуль- таты исследования виброакустических показателей, рекомендации по их улучшению.
22 Краус М., Вошни Е.Измерительные информационные системы, Берлин, 1972, пер. с
нем., 16 л.
Книга посвящена изучению характеристик измерительного тракта с позиций информационного и системно-
го анализа; такая тематика представляет большой интерес для информационно–измерительной техники.
В качестве важнейших рассматриваются критерии минимума среднеквадратической погрешности и мак-
симума потока информации. Интересны подходы к оценке достоверности результатов измерений, а также иссле- дования пределов оптимизации информационного канала.
23 Четыркин Е.М.Статистические методы прогнозирования. Изд. 2–е, перераб. и доп. М.,
«Статистика»; 1977. – 200 с.: ил.
Автор рассматривает пути использования трендов и регрессий, проблемы обработки динамических рядов,
оценки параметров различного рода кривых и доверительных интервалов. В специальном приложении рассматри- ваются математические основы нелинейного метода наименьших квадратов. В работе анализируются предпосыл- ки и условия применения соответствующих методов прогностического анализа.
24 Молодык Н. В., Зенкин А. С.Восстановление деталей машин. Справочник. – М.: Ма-
шиностроение, 1989. – 480 с.: ил.
Приведены характерные неисправности деталей машин, описаны современные методы их восстановления.
Даны примеры и конкретные рекомендации по подготовке деталей к процессу восстановления, выполнению техно- логических приемов восстановления деталей непосредственно на рабочих местах с указанием применяемого обору- дования, материалов, режимов операций.
25 Веклич В. Ф.Диагностирование технического состояния троллейбусов. – М.: Транс-
порт, 1990. – 295 с.
Рассмотрены основы управления техническим состоянием троллейбусов, методы и средства диагностиро-
вания наиболее ответственных систем и узлов подвижного состава. Приведена система технического обслужива- ния и ремонта с использованием диагностической информации. Изложены принципы формирования организацион- но–технологических и планировочных структур троллейбусных депо, в которых предусматривается широкое
использование контрольно–диагностического оборудования и комплексов по механизации ремонтно– обслуживающих процессов.
26 Тюки Дж.Анализ результатов наблюдений. Изд–во «Мир», – М.: 1981. – 693 с.
В книге, написанной известным американским специалистом по математической статистике, изложены
основы разведочного анализа данных, т. е. первичной обработки результатов наблюдений, осуществляемой по- средством простейших средств – карандаша, бумаги и логарифмической линейки. На многочисленных примерах автор показывает, как представление наблюдений в наглядной форме с помощью схем, таблиц и графиков облегча- ет выявление закономерностей и подбор способов более глубокой статистической обработки. Автор дает много практических рекомендаций, мало упоминавшихся в литературе. Изложение сопровождается многочисленными упражнениями с привлечением богатого материала из практики.
27 Тензометрия в машиностроении. Справочное пособие. Под ред. канд. техн. наук Р.А.
Макарова. М.: «Машиностроение», 1975.
В справочном пособии рассмотрены методы и средства тензометрии в машиностроении. В нем описаны
тензорезисторы различных типов; приведены основные схемы и формулы для расчета тензорезисторных преобра- зователей механических величин, даны примеры их конструктивного выполнения; изложены вопросы методики тензометрирования: выбор мест установки тензорезисторов, тензометрирование вращающихся и движущихся объектов, первичная оценка результатов
.
28 Электрорадиоизмерения:Учебник. /В.И. Нефедов, А.С. Сигов, В.К. Битюков и др.
/Под ред. профессора А.С. Сигова. – М.: ФОРУМ: ИНФРА–М, 2005. – 384 с.: ил. – (Серия «Про- фессиональное образование»).
Рассмотрены цели, задачи, принципы и основы метрологии, а также методы и средства измерений элек-
трических величин. Материал представлен с учетом современных достижений и тенденций развития теории из- мерений и измерительной техники. Изложение базируется па действующей нормативно–технической государст- венной документации и рекомендациях международных организаций в области метрологии и измерительной техники.
29 Щурин К.В.Основы теории надежности мобильных машин: Учебное пособие. – М.: МГУЛ, 2004. – 216 с.: ил.
90
Учебное пособие содержит основные сведения о математическом аппарате анализа показателей надежно-
сти, повреждающих процессах, формирующих отказы, расчетах и экспертных оценках показателей надежности сложных технических систем.
30 Попков В. И., Мышинский Э. Л., Попков О. И.: Виброакустическая диагностика в
судостроении. – 2–е изд., перераб. и доп. – Л. : Судостроение, 1989. –256 с. ил. – (Качество и на- дежность)
Рассмотрены методы и средства экспериментальных исследований вибраций, динамических сил, потоков
колебательных мощностей и механических сопротивлений пространственных конструкций. Описаны способы ло- кализации источников колебаний. Проанализированы типы неисправностей и характерные износы, их влияние на вибрацию механизмов.
31 Анисимов П.С. Испытания вагонов: Монография. – М.: Маршрут, 2004. – 197 с: ил.
В монографии рассмотрены основные виды испытаний вагонов: лабораторные и стендовые, статические,
динамические (ходовые), по воздействию на путь, испытания на соударение вагонов, вибрационные. Указаны типы тензодатчиков, применяемых при испытаниях вагонов. Приведены основные данные по измерительным приборам и устройствам, динамометрам измерения вертикальных динамических сил и поперечных горизонтальных сил; тен- зометрическим усилителям измеряемых сигналов, электромагнитным лучевым осциллографам, магнитографам. Даны пакеты программ с использованием современных ЭВМ и компьютеров для автоматизации обработки ре- зультатов испытаний и автоматизации процессов измерения сигналов от тензодатчиков. Приведена методика
определения погрешностей измерения опытных данных.
32 Криворудченко В.Ф., Ахмеджанов Р.А.Современные методы технической диагности-
ки и неразрушающего контроля деталей и узлов подвижного состава железнодорожного транс- порта: Учебное пособие для вузов ж.–д. транспорта/Под ред. В.Ф. Криворудченко. – М.: Мар- шрут, 2005. – 436 с.
Изложены физические основы методов неразрушающего контроля, технического состояния деталей под-
вижного состава, применяемых на предприятиях по производству и ремонту вагонов и локомотивов; приведены технические характеристики, устройство, принцип действия средств технического диагностирования, а также технологические процессы неразрушающего контроля деталей.
33 Загорский Г.С. Контрольные карты Шухарта: Учебное пособие – М.:МИИТ,2004. – 40
с.
Изложены основы разработки и примеры использования контрольных карт Шухарта – одного из основных
инструментов статистического управления технологическими процессами.
34 Загорский Г.С. Приемочный контроль: Учебное пособие. – М.:МИИТ,2004.– 47 с.
В учебном пособии изложены основы статистического приемочного контроля по качественному и количе-
ственному признакам.
35 Миловидов Ю. И.. Физические величины и измерительные шкалы: Методические указа-
ния,– М: МИИТ, 2006 – 48 с.
Излагаются понятия о физических величинах, их шкалах и единицах физических величин. Предназначены для
студентов специальности «Стандартизация и сертификация» при подготовке к лабораторным работам, тести- рованию и экзаменам по первой части дисциплины «Общая теория измерений».
36 Миловидов Ю. И. Погрешности измерений: характер проявления. Методические указа-
ния.– М.; МИИТ, 2006 – 64 с.
Излагаются понятия о случайных и систематических составляющих погрешности измерений и методах их
оценки.
37 Логин В.В. Метрология: Учебное пособие – М.: МИИТ, 2002, 118 с.
Пособие посвящено проблемам измерения линейно–угловых размеров, отклонений формы, шероховатости и
взаимного расположения поверхностей, а также вопросам метрологического обеспечения изделий машинострое- ния. Рассмотрен широкий спектр современных средств измерений и контроля.
38 Солодилов В.Я. Контроль и испытания при сертификации. Учебное пособие: – М.:
МИИТ, 2006. –56с.ил..
Изложены общие положения контроля и испытаний и условия их проведения в Системе сертификации на
железнодорожном транспорте Российской Федерации. Рассматриваются способы проведения испытаний при воздействии внешних факторов, нормативно–методическое, метрологическое и техническое обеспечение испыта- ний. Приводятся требования к средствам испытаний, а также к составу, содержанию и условиям применения программ и методик проведения испытаний.
39 Чепульская О.В., Чепульский Ю.П.Оценка параметров видеодисплейных терминалов
для целей сертификации: Учебное пособие. – М: МИИТ.2006. – 61 с: ил. 12.
Предназначено для студентов специальностей «Безопасность жизнедеятельности», «Стандартизация и
сертификация» и может быть использовано студентами старших курсов всех специальностей университета в учебном процессе и при работе над соответствующим разделом дипломного проекта.
91
40 Чепульский Ю.П.Сертификация систем обеспечения микроклимата: Учебное пособие –
М.: МИИТ, 2006. – 95 с., ил. 28.
Изложены основы измерений и нормирования параметров микроклимата в кабинах управления подвижного
состава – одного из сертифицируемых факторов, определенных стандартом СТ ССФЖТ ЦТ-ЦП 129-2002.
41 Чепульский Ю.П.Первичные преобразователи механических величин: Учебное посо-
бие. – М.: МИИТ, 2007. – 108 с, ил. 80.
Рассмотрены принципы построения первичных преобразователей, их конструктивное исполнение и приме-
нение для средств диагностики механических узлов подвижного состава.
42 Гольдин С.Л. Испытания и сертификация железнодорожной техники. – М.: Интекст,
2002. – 143 с.
43 П ССФЖТ 31/ПМГ 40–2003 Система сертификации на федеральном железнодорожном
транспорте. Порядок сертификации технических средств железнодорожного транспорта .
44 П ССФЖТ 47–2001 Система сертификации на федеральном железнодорожном транс-
порте. Порядок организации и проведения сертификационных испытаний железнодорожной
техники .
45 РД 32.144–2000 Контроль неразрушающий приемочный. Колеса цельнокатаные, банда-
жи и оси колесных пар подвижного состава. Технические требования.
46 П ССФЖТ 47–2001 Система сертификации на федеральном железнодорожном транс-
порте. Порядок организации и проведения сертификационных испытаний железнодорожной
техники.
47 СТ ССЖТ ЦТ 15–98 Система сертификации на федеральном железнодорожном транс-
порте. Тяговый подвижной состав. Типовая методика динамико-прочностных испытаний локо- мотивов.
48 СТ ССФЖТ ЦТ16–98 Тяговый подвижной состав. Методика динамико-прочностных
испытаний электропоездов и дизель–поездов.
49 П ССФЖТ 48–2003Система сертификации на федеральном железнодорожном транс-
порте. Порядок сертификации средств технической диагностики, контролирующих показате-
ли безопасности технических средств железнодорожного транспорта.
50 СТ ССФЖТ ЦТ–ЦП 128–2002Кабины, салоны, служебные и бытовые помещения. Ме-
тодики испытаний по показателям микроклимата.
51 СТ ССФЖТ ЦТ–ЦП 129–2002 Кабины, салоны, служебные помещения. Методики ис-
пытаний по показателям систем обеспечения микроклимата.
52 Мердок Дж. Контрольные карты /Пер. с англ.; Предисл. Ю. П. Адлера. – М.: Финансы и
статистика, 1986. – 151 с, ил.– (Б-чка иностр. книг для экономистов и статистиков).
В книге английского ученого подробно описаны методы построения и использования контрольных карт – од-
ного из основных инструментов статистического контроля качества. Обсуждаются карты Шухарта, кумуля- тивные карты, элементы планов выборок.
53 Хенли Э. Дж., Кумамото X. Надежность технических систем и оценка риска: Пер. с
англ. В. С. Сыромятникова, Г. С. Деминой. Под общ. ред. В. С. Сыромятникова. – М.: Маши- ностроение, 1984. – 528 с, ил.
Рассмотрены методы качественного анализа надежности и безопасности простых и сложных систем, по-
зволяющие воздействовать на характеристики последних при отсутствии точных данных о количественных па- раметрах отдельных компонентов. Исследована возможность углубленного количественного анализа систем с получением важных практических результатов.
54 ПР 50.2.009–94 Государственная система обеспечения единства измерений. Порядок
проведения испытаний и утверждения типа средств измерений.
55 ГОСТ 2.601–95 Единая система конструкторской документации. Эксплуатационные до-
кументы.
56 ГОСТ 16504–1 Система государственных испытаний продукции. Испытания и контроль
качества продукции. Основные термины и определения.
57 ГОСТ Р 8.563–96 Государственная система обеспечения единства измерений. Методики
выполнения измерений.
58 ГОСТ Р 8.568–97Аттестация испытательного оборудования. Основные положения
92
59 ПР 50.2.009 Государственная система обеспечения единства измерений. Порядок про-
ведения испытаний и утверждения типа средств измерений.
60 П ССФЖТ 46–2002 Порядок разработки и аттестации методик сертификационных ис-
пытаний железнодорожной техники.
61 ПМГ 39–2001 Система сертификации на железнодорожном транспорте. Требования к
испытательным центрам (лабораториям) и порядок их аккредитации
62 ГОСТ 2.601–95 Единая система конструкторской документации. Эксплуатационные до-
кументы.
63 ГОСТ 8.315–97 Государственная система обеспечения единства измерений. Стандарт-
ные образцы состава и свойство веществ и материалов. Основные положения.
64 ГОСТ 398–96Бандажи из углеродистой стали для подвижного состава железных дорог
широкой колеи и метрополитена. Технические условия.
65 ГОСТ 3225–80 Бандажи черновые для локомотивов железных дорог широкой колеи.
Типы и размеры.
66 ГОСТ 4835–80. Колесные пары для вагонов магистральных железных дорог колеи 1520
(1524) мм. Технические условия.
67 ГОСТ 5000–83 Бандажи черновые для вагонов и тендеров железных дорог колеи 1520
мм. Размеры.
68 ГОСТ 9036–88 Колеса цельнокатаные. Конструкция и размеры. 69 ГОСТ 10791–89 (ИСО 1005–6–82) Колеса цельнокатаные. Технические условия. 70 ГОСТ 11018–87 (ИСО 1005–7–82) Колесные пары для тепловозов и электровозов же-
лезных дорог колеи 1520 мм. Технические условия.
71 ГОСТ 14782–86 Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуко-
вые.
72 ГОСТ 16504–81 Система государственных испытаний продукции. Испытания и кон-
троль качества продукции. Основные термины и определения.
73 ГОСТ 18353–79 Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов. 74 ГОСТ 20911–89 Техническая диагностика. Термины и определения. 75 ГОСТ 21105–87 Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод. 76 ГОСТ 22780–93 (ИСО 1005–9–86) Оси вагонов железных дорог колеи 1520 (1524) мм.
Типы, параметры и размеры.
77 ГОСТ 23829–85 Контроль неразрушающий акустический. Термины и определения. 78 ГОСТ 24450–80 Контроль неразрушающий магнитный. Термины и определения. 79 ГОСТ 30237–96 (ИСО 1005–3–82) Оси чистовые для подвижного состава железных до-
рог колеи 1520 мм. Технические условия.
80 ГОСТ 30272–96 (ИСО 1005–3–82) Оси черновые (заготовки профильные) для подвиж-
ного состава железных дорог колеи 1520 мм. Технические условия.
81 ГОСТ 30489–97 (ЕN 473–92) Квалификация и сертификация персонала в области нераз-
рушающего контроля. Общие требования.
82 Руководящий документ «Аккредитация лабораторий неразрушающего контроля. Ос-
новные положения» приказ Госстандарта России от 16.09.96 г. №282.
83 ПР 32.113–98 Правила сертификации персонала по неразрушающему контролю техни-
ческих объектов железнодорожного транспорта.
84 РД 32.144–2000 Контроль неразрушающий приемочный. Колеса цельнокатаные, банда-
жи и оси колесных пар подвижного состава. Технические требования.
85 ПР 32.151–2000 Система аккредитации лабораторий неразрушающего контроля пред-
приятий железнодорожного транспорта. Правила и порядок проведения аккредитации лаборато- рий неразрушающего контроля.
86 Конструкция,расчет и проектирование локомотивов: Учебник для студентов втузов,
обучающихся по специальности «Локомотивостроение»/А. А. Камаев, Н. Г. Апанович, В. А. Ка- маев и др.; Под ред. А. А. Камаева – М.: Машиностроение, 1981, 351 с, ил.
93
87 ТМ 47-01-2004Рамы тележек (и их элементы) локомотивов и моторвагонного подвиж-
ного состава магистральных железных дорог. Типовая методика стендовых испытаний.
88 Борисова Б. А.Оценка и аттестация персонала. – СПб.: Питер, 2003. — 288 с: ил. —
(Серия «Теория и практика менеджмента»).
Рассматривается оценка и аттестация как один из важнейших инструментов управления персоналом. Тео-
ретические положения дополняются рекомендациями по практическому применению и примерами из реальных си- туаций. Особое внимание уделяется взаимосвязи аттестации и других разделов управления персоналом.
89 Чепульский Ю.П.Сертификация систем управления окружающей средой организации:
Учебное пособие. – М.: МИИТ, 2006. – 86 с, ил. 15.
Рассмотрены принципы управления окружающей средой и требования к системам управления окружающей
средой предприятия. Изложены основные положения ГОСТ ИСО 14000-98, аналогия процедур сертификации сис- тем качества и систем управления окружающей средой, включая вопросы совместимости этих систем.
90 . Аттестация рабочих мест/ Чепульский Ю.П., Бекасов В.И., Под общ. ред. Ю.П. Че-
пульского. – М.: «Альфа-Композит», 1998. – 304 с.: ил.
Приведены официальные документы, определяющие задачи и методику проведения аттестации рабочих
мест, рассмотрены факторы производственной среды, подлежащие оценке, выбор соответствующей измери- тельной техники и методика выполнения исследований. Порядок проведения аттестации показан на примере рабо- чих мест операторов путевых машин, применяемых для ремонта железнодорожного пути.
94
Приложение 1
ИНСТИТУТ ТРАНСПОРТНОЙ ТЕХНИКИ
И ОРГАНИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА
Ц А К И И Я Ф ТР И Т АН ЕР СП иС ОРТНОЙ ТЕХНИК ИЕ ЕН Д ВЕ НО ШИ И МА КАФЕДРА МАШИНОВЕДЕНИЯ ТРАНСПОРТНОЙ ТЕХНИКИ И СЕРТИФИКАЦИИ
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
Контрольно–испытательные станции
железнодорожного транспорта
Тема: ____________________________________ __________________________________________
Студент группа ТСС–411 _________________________
Руководитель проекта: ___________________________
профессор Ю.П. Чепульский
МИИТ – 200__
95
ЗАДАНИЕ
на курсовой проект по дисциплине
«Контрольно–испытательные станции
железнодорожного транспорта»
Выдано студенту гр. ТСС – 411 _______________________
(Фамилия, инициалы)
ТЕМА ПРОЕКТА
Организация контроля рессорного подвешивания
тележки КВЗ–ЦНИИ
1. Цели и задачи контроля. 2. Организационная структура контроля. 3. Документирование результатов измерений. 4. Нормативные требования и регламенты по рессорному подвешиванию.
Раскрыть тему задания с использованием основных терминов и определений, используемых при измерениях
и статистической обработке результатов. Рассмотреть измерительную аппаратуру (дополнительную литера- туру подобрать в библиотеке университета.и Internt).
Задание выдал _____________________________________
Дата: _______________________ 200___ года
Литература:
1. Соколов М.М., Варава В.Н., Левит Г.М. Измерения и контроль при ремонте и эксплуатации вагонов. – М.:
Транспорт, 1991. – 157 с.
2. Соколов М.М. Диагностирование вагонов. – М.: Транспорт, 1990. – 197 с. 3.Коллакот Р.А. Диагностирование механического оборудования. – Л.: Судостроение, 1980. – 296 с., ил.
96
Система сертификации
на федеральном железнодорожном транспорте
ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ ЦЕНТР ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ
ТЕХНИКИ ИЦ ЖТ ФГУП ВНИИЖТ
РАМЫ ТЕЛЕЖЕК (И ИХ ЭЛЕМЕНТЫ)
ЛОКОМОТИВОВ И МОТОРВАГОТПТОГО
ПОДВИЖНОГО СОСТАВА МАГИСТРАЛЬНЫХ
ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ
Типовая методика стендовых вибрационных испытаний
ТМ 47-О1-20О4
2004
97
Система сертификации на федеральном
железнодорожном транспорте
Испытательный центр железнодорожной техники
ИЦ ЖТ ФГУП ВНИИЖТ
РАМЫ ТЕЛЕЖЕК (И ИХ ЭЛЕМЕНТЫ)
ЛОКОМОТИВОВ И МОТОРВАГОННОГО
ПОДВИЖНОГО СОСТАВА МАГИСТРАЛЬНЫХ
ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ
Типовая методика стендовых вибрационных испытаний
Дата введения 2004-02-01
1 Область применения 1.1 Настоящая типовая методика испытаний (далее - ТМ) устанавливает общий методиче-
ский порядок проведения стендовых вибрационных испытаний рам тележек (и их элементов) ло- комотивов и моторвагонного подвижного состава магистральных железных дорог.
1.2 Настоящая ТМ применяется при проведении сертификационных, приемочных и перио-
дических испытаний рам тележек (и их элементов) локомотивов и моторвагонного подвижного состава магистральных железных дорог.
1.3 На основе настоящей ТМ, при необходимости, ИЦЖТ может разрабатывать рабочую
методику проведения испытаний конкретного типа рам тележек и элементов, учитывающую требования рабочей программы испытаний, без изменений основных принципов испытаний, за- ложенных в настоящей ТМ.
2 Нормативные ссылки В настоящей ТМ использованы ссылки на следующие нормативные документы:
ГОСТ Р 8.568-97 Государственная система обеспечения единства измерений. Аттестация ис-
пытательного оборудования. Основные положения
ГОСТ 12.2.003-91 ССБТ Оборудование производственное. Общие требования безопасности ГОСТ 12.2.004-79 ССБТ Организация обучения работающих безопасности труда. Общие по-
ложения
ГОСТ 12..3.002-75 ССБТ Процессы производственные. Общие требования безопасности ГОСТ 12.3.003-86 ССБТ Работы электросварочные. Требования безопасности ГОСТ 25.502-79 Расчеты и испытания на прочность в машиностроении. Методы механиче-
ских испытаний металлов. Методы испытаний на усталость
ГОСТ 27.002-89 Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различ-
ных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды
ГОСТ 16504-81 Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определе-
ния
ГОСТ 23207-78 Сопротивление усталости. Основные термины, определения и обозначения ОСТ 32.55-96 Система испытаний подвижного состава. Требования к составу, содержанию,
оформлению и порядку разработки программ и методик испытаний и аттестации методик испы- таний
Примечание - При пользовании настоящей ТМ целесообразно проверить действие ссы- лочных стандартов по указателю "Государственные стандарты", составленному на 1 января текущего года, и соответствующим информационным указателям, опублико- ванным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользо- вании настоящим стандартом следует руководствоваться замененным (измененным)
98
стандартом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в кото- ром дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения 3.1 База испытаний:Предварительно задаваемая продолжительность испытаний 10
7 цик-
лов.
3.2 Циклическая долговечность рам тележек (элементов):Показатель, характеризую-
щий сопротивление усталости в условиях стендовых вибрационных испытаний до базы 10 7 цик-
лов.
3.3 Периодическое нагружение:Нагружение, характеризующееся периодическим изме-
нением нагрузок.
3.4 Регулярное нагружение:Нагружение, характеризующееся периодическим законом
изменения нагрузок с одним максимумом и с одним минимумом в течение одного периода при постоянстве параметров цикла нагружений в течение всего времени испытаний.
Остальные термины и определения, применяемые в настоящей ТМ, соответствуют МС
ИСО 8402, ГОСТ 16504, ГОСТ 23207, ГОСТ 27.002.
4 Объекты испытаний Объектами испытаний являются рамы тележек (и их элементы) локомотивов и моторвагон-
ного подвижного состава.
99
5 Определяемые характеристики (показатели) При проведении испытаний определяется показатель, согласно [1]
4 и [2], характеризующий со-
ответствие объекта испытаний нормативным требованиям, указанным в табл. П.3.1.
Таблица П.3.1
Характеристики (показатели), нормативные
требования и методы контроля
Значение и до- Регламенти-
Наименование определяе- руемый спо- соб подтвер-
мых характеристик Единицы пуск показателя
в соответствии с
(сертификационных измерения нормативным ждения
показателей) продукции соответ-
документом ствия
Циклическая долговечность- сопротивление усталости рамы тележки (элементов) при нагружении до базы ис- пытаний 10 Цикл Отсутствие Механиче- ские испы-
трещин
тания
7 циклов (усло-
вия нагружения установлены в п.п. 9.4, 9.5 данной ТМ)
При проведении испытаний возможно определение дополнительных показателей, характе-
ризующих объект испытаний в соответствии с нормативной документацией и не отраженных в настоящей ТМ. Перечень и методы определения этих показателей регламентируются рабочими методиками, аттестованными в установленном порядке.
6 Методы испытаний Рамы тележек (и их элементы) при стендовых вибрационных испытаниях подвергают ста-
тическому и периодическому регулярному нагружению силами, одновременно действующими в вертикальной, горизонтальной (продольной и поперечной) плоскостях.
Таблица П.3.2
Сведения об испытательном оборудовании
Документ
Наименование Основные о поверке
характеристики Наименование характеристики или ка-
ИО и СИ
(показателя) ИО и СИ либровке
ИО и СИ
Циклическая долговечность - сопротивление усталости рамы тележки (элемен- тов) при нагруже- нии до базы испы- таний 10 Стенд для испы- таний рам теле- жек подвижного состава Максимальная величи- на усилия, реализуемая в точке приложения нагрузки - 500 КН [Час- тота нагружения, Гц - 5+0,5 Суммарная погрешность задания нагрузки в ди- намическом режиме измеряется в диапазоне от 5% до 10% в зависи- мости от величины на- грузки, но не превышает 0,4 Тс Аттестат
№26/02 от
19.12.02;
2 года
7 циклов
4 Литература приведена в библиографии этого раздела на с. 176
100
№27/02
от 19.12
2002 г.;
2 года
ИО–испытательное оборудование; СИ–средства измерений
7 Условия испытаний Стендовые вибрационные испытания проводятся в помещении, в котором, в соответствии с
ГОСТ 15150, должны соблюдаться следующие условия:
Температура воздуха в помещении, °С 25±10. Атмосферное давление, ГПа 840-1067 Относительная влажность воздуха, %
45-80
8 Средства испытаний
8.1 При проведении испытаний должно применяться испытательное оборудование (далее -
ИО), отвечающее требованиям табл. П.3.2.
Все испытательное оборудование проходит аттестацию в соответствии с ГОСТ Р 8.568-97
[57] с периодичностью, установленной соответствующей НД.
9 Порядок проведения испытаний 9.1 Отбор образцов. Для проведения испытаний завод - изготовитель представляет один образец испытываемой
продукции.
Для сертификационных испытаний образец испытываемой продукции отбирают и оформ-
ляют акт отбора образцов уполномоченные представители PC ФЖТ. Форма акта отбора опреде- ляется документами ССФЖТ.
Для всех остальных категорий испытаний образец отбирает представитель завода-
изготовителя.
На испытания вместе с отобранными образцами заявитель направляет конструкторскую,
технологическую и эксплуатационную документацию по перечню, согласованному с РЩ ЖТ.
9.2 Производится визуальный осмотр рамы (элемента) 9.3 Рама (элемент) устанавливается на испытательный стенд для испытаний рам (элемен-
тов) тележек.
9.4 Перечисленные нагрузки воспроизводят в виде следующих режимов: №1 - нагружение вертикальными силами тяжести (веса) кузова; №2 - нагружение вертикальными силами тяжести (веса) кузова и динамическими состав-
ляющими сил, действующими от рессорного подвешивания 1- ой ступени при вертикальных ко- лебаниях экипажа в прямых участках пути;
№3 - нагружение вертикальными силами тяжести (веса) кузова, тяговых двигателей и дру-
гого оборудования, расположенного на раме тележки, динамическими составляющими, дейст- вующими от рессорного подвешивания 1- ой ступени при вертикальных колебаниях экипажа в прямых участках пути, инерционными нагрузками от колебаний масс тяговых двигателей и дру- гого оборудования;
101
№4 - суммарное нагружение силами, указанными для третьего режима, и рамными силами
(силами, действующими между рамой тележки и буксами в поперечном относительно пути на- правлении);
№5 - суммарное нагружение силами, указанными для четвертого режима, и инерционными
нагрузками, возникающими при продольной динамике подвижного состава;
№6 - нагружение силами, указанными для пятого режима, и квазистатическими силами,
возникающими при движении подвижного состава в режиме тяги;
№7 - нагружение силами, указанными для пятого режима, и квазистатическими силами,
возникающими при торможении подвижного состава, (действие которых противоположно по направлению усилиям от сил тяги).
Используемый режим нагружения указывают в рабочей программе и рабочей методике ис-
пытаний образца рамы тележки (элемента).
9.5 Значения сил принимают равными: · расчетным, нормируемым [1] – для рам тележек локомотивов и [2] – для рам тележек мо-
торвагонного подвижного состава;
· расчетным, полученным по результатам предварительных динамических расчетов;
· максимальным, полученным по результатам ранее проведенных динамико-прочностных
испытаний при движении соответствующего подвижного состава в прямых участках пути, эле- ментом конструкции которого является испытуемая рама тележки (элемент), если эти испытания проводились до стендовых испытаний.
9.6 Нагрузки и частоту колебаний задают насосной установкой и гидропульсаторами. Кон-
троль нагрузок выполняют не реже одного раза в час измерительными преобразователями избы- точного давления. Число циклов нагружения контролируют по счетчику.
9.7 Регистрацию числа циклов нагружения производят один раз за рабочую смену. 9.8 Испытания проводят до базы, равной 10
7 циклов.
9.9 Для обнаружения усталостных трещин используют метод "Керосиновой пробы" [3].
10 Обработка данных и оформление результатов
испытаний
10.1 Циклическую долговечность рамы тележки (элементов) определяют по числу циклов
нагружения, которое выдержала рама (элемент) до появления усталостной трещины при задан- ном нагружении.
10.2 Результаты испытаний считают положительными, если при базе испытаний N=10 7 в
испытуемой раме тележки (элементе) не возникли усталостные трещины.
Полученные результаты заносят в протокол испытаний.
102
11 Требования по охране труда 11.1 Требования безопасности при подготовке стенда 11.1.1 Стропольные работы при транспортировке испытуемых образцов с помощью мосто-
вого крана могут производить только лица, имеющие на это право.
11.1.2 Транспортировку испытуемого образца на стенд и со стенда следует производить
только на транспортных тележках, обеспечив надежное крепление к ним образца.
11.1.3 Переходные устройства на испытуемом образце должны быть надежно укреплены. 11.1.4 Перед пуском стенда закрыть дверцы шкафов с электрическими щитками, установив
на место съемные щиты пультов управления.
11.1.5 До пуска стенда выпустить воздух из гидросистемы. 11.1.6 Установить под испытуемый образец предохранительные упоры. 11.1.7 Следить за тем, чтобы не были загромождены проходы около стенда и на стенде. 11.2 Запуск стенда и работа на нем. 11.2.1 Запрещается запускать стенд с неубранными приспособлениями и инструментом. 11.2.2 Во время запуска и в период работы стенда категорически запрещается присутствие
около него лиц, не имеющих отношения к его обслуживанию и работе на нем, а также лиц, не ознакомившихся с инструкцией по технике безопасности.
11.2.3 Недопустимо оставлять разлитым масло на полу стенда и помещения. 11.2.4 Запрещается поправлять испытуемый образец, опоры и приспособления во время ра-
боты стенда.
11.3 Электробезопасность. 11.3.1 Запрещается лицам, не имеющим квалификацию электромонтера, открывать шкафы
с электроаппаратурой.
11.3.2 Производить работы на стенде следует с местным освещением напряжением не бо-
лее 12 В.
11.3.3 В случае загорания электропроводки или электродвигателя немедленно выключить
главный рубильник стенда и только после этого можно приступать к тушению пожара при по- мощи углекислого огнетушителя.
11.4 Охрана окружающей среды 11.4.1 Стенд не оказывает негативного влияния на окружающую среду tпри проведении
подготовительных работ и в процессе испытаний.
11.4.2 Для снижения уровня шума, создаваемого насосами пультов стенда, последние по-
мещены в звукоизоляционную камеру.
Обслуживающий персонал должен пользоваться звукоизоляционными наушниками. 11.4.3 Опасные места стенда должны быть ограждены, в помещении стенда должны висеть
плакаты, предупреждающие об опасности.
11.5 Требования безопасности при проведении стендовых и динамико-прочностных испы-
таний
11.5.1 Все работы по подготовке и проведению испытаний проводят под непосредствен-
ным руководством и контролем руководителя испытаний с соблюдением требований производ- ственной санитарии, правил и инструкций по охране труда и технике безопасности в промыш- ленности и на железнодорожном транспорте.
11.5.2 Все участники испытаний перед началом испытаний проходят инструктаж по тех-
нике безопасности. Порядок и виды обучения, а также организацию инструктажа участвующих в работах по подготовке и проведению испытаний осуществляют в соответствии с ГОСТ 12.0.004.
11.5.3 Применяемые во время подготовки и проведения испытаний оборудование, вспомо-
гательные средства и инструмент должны обеспечивать безопасность обслуживания и использо- вания, иметь соответствующие свидетельства о поверках, удовлетворять требованиям ГОСТ 12.2.003 и ГОСТ 12.2. 027.
103
11.5.4 Электросварочные работы на испытуемом объекте следует проводить согласно тре-
бованиям ГОСТ 12.3.003 с обеспечением надежного заземления узлов, на которых производится сварка.
Библиография
[1] Нормы для расчета и оценки прочности несущих элементов и динамических качеств и
воздействия на путь экипажной части локомотивов железных дорог МПС РФ колеи 1520 мм./ М. ВНИИЖТ. 1998.
[2] Нормы для расчета и оценки прочности несущих элементов и динамических качеств
экипажной части моторвагонного подвижного состава железных дорог МПС РФ колеи 1520 мм./ М. ВНИИЖТ. 1997.
[3] Основные технические требования к перспективной прокатной стали для несущих свар-
ных конструкций подвижного состава. ОТТ-ВНИИЖТ-03. М. 2003.
104
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
1 Виды испытаний железнодорожной техники 4
2 Требования к оформлению проекта 21
3 Аттестация испытательного оборудования 28
4 Тематика курсового проектирования 37
5 Сертификационные испытания рамы тележки 41
6 Неразрушающий контроль колёсных пар 74
7 Вибродиагностика колесно-моторного блока 102
8 Примеры оформления графической части проекта 130
8.1 Сертификационные испытания автосцепки 131
8.2 Сертификационные испытания кресла 135
машиниста
8.3 Динамико-прочностные испытания элементов 139
локомотива
8.4 Ультразвуковой контроль колесных пар 143
8.5 Диагностический комплекс локомотива 147
8.6 Сертификационные испытания микроклимата 148
кабин управления
БИБЛИОГРАФИЯ 151
Приложение 1. Титульный лист проекта 163
Приложение 2. Бланк задания на курсовое проектирование 164
Приложение 3. Типовая методика стендовых вибрационных испытаний ТМ 47-О1-2004 165
Св. план 2008 г. поз.
Юрий Петрович ЧЕПУ ЛЬ СК И Й
КОНТРОЛЬНО–ИСПЫТАТЕЛЬНЫЕ СТАНЦИИ
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
Учебное пособие
Формат 69х84 1/16. Подписано к печати – Заказ
Усл. – п.л. 11,25
Тираж – 100 экз.
127994, Москва, ул. Образцова, 15. Типография МИИТ
106
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ (МИИТ)
Кафедра
"Машиноведение и сертификация
транспортной техники"
Ю.П. ЧЕПУЛЬСКИЙ
КОНТРОЛЬНО–ИСПЫТАТЕЛЬНЫЕ СТАНЦИИ
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
Учебное пособие для студентов специальности
"Стандартизация и сертификация"
Москва – 2009
107
Контрольноиспытательные станции железнодорожного транспорта
Рефераты по транспорту » Контрольноиспытательные станции железнодорожного транспорта
Другие работы по теме:
Выбор вида транспортного средства
Задача выбора вида транспорта решается во взаимной связи с другими задачами логистики, такими, как создание и поддержание оптимального уровня запасов, выбор вида упаковки и др.
Транспорт и связь: мировая транспортная система
Все пути сообщения и транспортные средства в совокупности образуют мировую транспортную систему. Она сформировалась в XX в. В ней можно выделить транспортные системы экономически развитых и развивающихся стран, а также региональные транспортные системы.
Радиационная безопасность АЭС
Радиационная безопасность АЭС обеспечивается комплексом организационно-технических мероприятий, направленных на создание и поддержание таких условий труда персонала станции и жизнедеятельности населения.
Экология на железной дороге
Эволюция развития человечества и создание индустриальных методов хозяйствования привели к образованию глобальной техносферы, одним из элементов которой является железнодорожный транспорт.
Расчет распределительных сетей
Расчет системы водоснабжения. Выбор диаметров труб для участков сети. Режим максимального водопотребления. Расчет режима максимального транзита нагрузка сети. Производительность насосной станции. Начальное потокораспределение. Первый закон Кирхгофа.
Управление эксплуатационной работой железных дорог
Оглавление Решение 4 Вывод: 11 Введение Целью данной самостоятельной работы является помимо закрепления теоретических положений соответствующего лекционного курса, является приобретение ими практических навыков при разработке отдельных элементов технологий, при расчёте эксплуатационных норм и измерителей работы железнодорожного транспорта, а также показателей использования подвижного состава.
Грузовые перевозки. Планирование и экономическое регулирование работы подвижного состава в грузо
Тема 5. Грузовые перевозки. Планирование и экономическое регулирование работы подвижного состава в грузовом движении Основные показатели, структура и неравномерность грузовых перевозок
История развития станции Челябинск-Главный
Станция Челябинск-Главный как самая крупная станция Южно-Уральской железной дороги и одна из важнейших станций Транссибирской магистрали. Основные моменты ее развития. История возникновения и реконструкции пригородного и железнодорожного вокзалов.
Расчет платы за перевозку грузов по железной дороге
Алгоритм расчета платы за перевозку грузов повагонными и мелкими железнодорожными отправками. Оформление контейнерной отправки, индексация действующих тарифов и расчет сроков доставки. Учет весовой нормы загрузки, расчетной массы отправки, коэффициентов.
Управление эксплуатационной работой железных дорог
Расчет плана формирования одногруппных поездов. Условия эффективности выделения струи вагонопотока в самостоятельное назначение. Определение оптимального варианта плана нормирования и мощности каждого значения. Подсчет показателей оптимального варианта.
История Белорусской железной дороги
Первая железная дорога была построена между Санкт-Петербургом и Царским Селом. Ее протяженность была 27 км. Начало строительства железной дороги в Белоруссии относится во второй половине XIX столетия.
Нормативно-правовая документация, регламентирующая деятельность транспорта
1.5. , взаимоотношения видов транспорта между собой и с потребителями. Транспортное законодательство является наиболее стабильным законодательством, и основные его положения, регулирующие отношения, связанные с заключением договора перевозки, с подачей транспортных средств, ответственностью за их неиспользование, утрату, повреждение грузов, предъявлением претензий и т.д., продолжают оставаться неизменными уже многие годы.
Работа багажного отделения 2
ВВЕДЕНИЕ. Значение транспорта велико во всех странах, но особенно оно велико в нашей стране, занимающей огромную территорию, имеющую развитую промышленность и сельское хозяйство. Железнодорожный транспорт является основой транспортной системы Российской Федерации, основным, а в некоторых случаях единственным видом транспорта, осуществляющим массовые перевозки грузов и пассажиров практически при любых климатических условиях.
Теоретико-метологические осмысления безопасности на железной дороге
Порядок пользования пассажирами железнодорожным транспортом, его отражение в современном законодательстве Беларуси. Виды железнодорожного транспорта, их структура и основные элементы. Государственный надзор за обеспечением пожарной безопасности.
Грузовая и коммерческая работа
Грузовая и коммерческая работа – это отдельная отрасль работы железнодорожного транспорта. Основные документы, регламентирующие работу данной отрасли:
Железнодорожный и автотранспорт мира
Железнодорожный транспорт, зародившийся в эпоху промышленной революции, оставался основным видом транспорта на протяжении всего XIX и первой половины XX в. А вся история автомобильного транспорта умещается в рамки одного XX в.
Обязательное личное страхование пассажиров
Обязательное личное страхование пассажиров, перевозимых воздушным, железнодорожным, водным и автомобильным транспортом по междугородним и туристическим маршрутам.
развитие экономики любой страны, нормальная производственная деятельность всех ее участников зависит от четкой работы транспорта по своевременной доставке сырья и готовой продукции.
Для обеспечения этой деятельности и других разнообразных потребностей необходимо иметь высокоразвитую, оснащенную самой передовой техникой систему путей сообщения всех современных видов транспорта
Утверждено
Разработана на основании примерной учебной программы данной дисциплины составленной в соответствии с Государственными требованиями к минимуму содержания и уровню подготовки инженера по специальности 060800 «Экономика и управление на предприятии (железнодорожный транспорт)»
Проектирование контактной сети электрифицируемого участка железной дороги
Тип контактной подвески: на станции – полукомпенсированная; с рессорными струнами, компенсированная, полукосая на перегоне
Вагонное хозяйство
МПС РФ Ростовский Государственный Университет Путей Сообщения Кафедра «Вагоны и вагонное хозяйство» Организация вагонного хозяйства для обслуживания грузовых поездов.
Общие условия экспедиторского обслуживания внешнеторговых перевозок
ОБЩИЕ УСЛОВИЯ ЭКСПЕДИТОРСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ВНЕШНЕТОРГОВЫХ ПЕРЕВОЗОК Грузоотправители, грузополучатели и транспортные организации выполняют ряд операций, связанных с перевозками:
Общественный транспорт
Сочинение-описание с элементами рассуждения На мой взгляд, лучший способ путешествовать по городу - это ходить пешком. Когда вы ходите пешком, вы не зависите ни от какого вида транспорта. Вы можете любоваться красотой зданий и пейзажей. А идя вдоль улиц, вы можете пойти, куда вам нравится. Это все преимущества.
Почему жанр произведения А.Н. Радищева путешествие
Почему жанр произведения А.Н. Радищева "путешествие?" Автор: Радищев А. Сегодня на уроке литературы я познакомилась с произведением А.Н. Радищева "Путеществие из петербурга в Москву"
Войтович, Василий Ермолаевич
( 1891 - 2.11. 1917) - красногвардеец Рогожского района. Сын железнодорожного сторожа с Винничины. Работал подпаском, рабочим вагонного участка станции Могилёв-Подольский, завода Келлера, проводником на Львовском железнодорожном узле.
Ямщик
Введение 1 Происхождение названия 2 Влияние на культуру Список литературы Введение Ямщи́к (от монг. ямчи — проводник или «дзям» — дорога), устаревшее — «ямской охотник»[1], — человек, занимающийся грузовыми и/или пассажирскими перевозками на гужевом транспорте. До широкого распространения железнодорожного транспорта ямщики имели важнейшее значение для экономики России, осуществляя львиную долю коммерческих наземных перевозок.
Торговля в России 19 век
2.1. Торговля в России Заметно изменился внутренний рынок. Пореформенные годы отмечены быстрым ростом внутреннего товарооборота: с 2,4 млрд. руб. в 1873 году до 11-12 млрд. руб. в 1900 году. По мере общего развития крупной промышленности и железнодорожного транспорта менялись и формы торговли. Сезонные ярмарки сохранялись в основном в менее развитых регионах.
Разработка модели выбора маршрута железнодорожным транспортом
Разработка модели выбора маршрута железнодорожным транспортом. Анализируются причины потерь качества транспортировки грузов ж/д транспортом. Рассмотрены ранее предложенные алгоритмы. Критерий качества перевозочного процесса является приоритетным в выборе маршрута. Предложен в качестве метода решения муравьиный алгоритм.
Моделирование траектории движения космического аппарата в среде MathCAD и Matlab
Моделирование траектории движения космического аппарата, запускаемого с борта космической станции, относительно Земли. Запуск осуществляется в направлении, противоположном движению станции, по касательной к её орбите. Текст программы в среде Matlab.
БД Информационная система Железнодорожная станция
Составить » используя СУБД Microsoft Access Необходимо разработать информационную систему, обслуживающая пассажиров на предмет покупки билетов и получения информации о тех или иных составах. Система не привязана к конкретной станции и, тем самым с любой станции можно купить билет на любой состав, как следующий через эту станцию, так и не следующий, но внесённый в систему.
БД Информационная система Железнодорожная станция
Составить » используя СУБД Microsoft Access Необходимо разработать информационную систему, обслуживающая пассажиров на предмет покупки билетов и получения информации о тех или иных составах. Система не привязана к конкретной станции и, тем самым с любой станции можно купить билет на любой состав, как следующий через эту станцию, так и не следующий, но внесённый в систему.
Тулеев Аман-гельды Молдагазыевич
Глава администрации Кемеровской области, Доктор транспорта, Почетный железнодорожник, Почетный профессор Академии прикладных наук, Академик Международной Академии информатизации.
Актуальные вопросы применения устройств пожарной автоматики на объектах железнодорожного транспорта
Система пожарной автоматики является одной из подсистем комплексной безопасности объектов железнодорожного транспорта. Она предназначена для обнаружения и ликвидации пожара, а также для управления при пожаре техническими системами.
Проблемы управления безопасностью движения на железнодорожном транспорте: стратегия, социальная ответственность
В настоящее время в промышленном комплексе Российской Федерации происходят структурные сдвиги за счет более быстрого роста отраслей, производящих конечную продукцию.
Определение страхования и назвать его функции
Страхование — особый вид экономических отношений, призванный обеспечить страховую защиту людей и их дел от различного рода опасностей. Выделяют следующие функции страхования, выражающие общественное назначение этой категории: