1
Доступно поисковых запросов: 1 из 2
Следующий пробный период начнётся: 06 октября 2022 в 13:22
Снять ограничение

ГОСТ Р 57211.3-2016

Внешние воздействия. Данные о воздействии на электротехническое оборудование вибрации и ударов. Часть 3. Оборудование, перевозимое железнодорожным транспортом
Действующий стандарт
Проверено:  28.09.2022

Информация

Название Внешние воздействия. Данные о воздействии на электротехническое оборудование вибрации и ударов. Часть 3. Оборудование, перевозимое железнодорожным транспортом
Дата актуализации текста 01.01.2021
Дата актуализации описания 01.01.2021
Дата издания 15.07.2019
Дата введения в действие 01.10.2017
Область и условия применения Настоящий стандарт устанавливает метод использования данных динамических процессов, наблюдаемых на железнодорожном транспорте, для формирования типичных условий воздействий вибрации и ударов при перевозке электротехнического оборудования железнодорожным транспортом
Опубликован Официальное издание. М.: Стандартинформ, 2019 год
Утверждён в Росстандарт

     
ГОСТ Р 57211.3-2016/ IEC/TR 62131-3:2011

     

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Внешние воздействия

ДАННЫЕ О ВОЗДЕЙСТВИИ НА ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ВИБРАЦИИ И УДАРОВ

Часть 3

Оборудование, перевозимое железнодорожным транспортом

Environmental conditions. Data of vibration and shock effects on electrotechnical equipment. Part 3. Equipment transported in rail vehicles



ОКС 19.040

Дата введения 2017-10-01

     

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом "Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем" (АО "НИЦ КД") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии международного документа, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 183 "Вибрация, удар и контроль технического состояния"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 2 октября 2016 г. N 1576-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному документу IEC/TR 62131-3:2011* "Внешние воздействия. Вибрация и удары электротехнического оборудования. Часть 3. Оборудование, перевозимое железнодорожным транспортом" (IEC/TR 62131-3:2011 "Environmental conditions - Vibration and shock of electrotechnical equipment - Part 3: Equipment transported in rail vehicles", IDT).

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.


Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с требованиями ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Апрель 2019 г.


Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

     1 Область применения


Настоящий стандарт устанавливает метод использования данных динамических процессов, наблюдаемых на железнодорожном транспорте, для формирования типичных условий воздействий вибрации и ударов при перевозке электротехнического оборудования железнодорожным транспортом. Полученные условия сравниваются с установленными в [16].

Используемые данные динамических процессов были получены из надежных литературных источников. Тем не менее все они прошли процедуру проверки достоверности согласно [14]. В стандарте представлены также данные, для которых полная процедура проверки достоверности не была выполнена вследствие отсутствия необходимой информации. Такие данные были использованы для косвенного подтверждения согласованности данных, прошедших процедуру проверки.

Данные, используемые в настоящем стандарте, были получены в ходе нескольких исследований, одно из которых было выполнено в Великобритании, а остальные - в США. Хотя в одном из исследований рассматривались смешанные перевозки, применяемые не во всех странах, полученные в его ходе данные включены для сопоставления и подтверждения качества информации из других источников. Большинство исследований вибрации железнодорожного транспорта было проведено в США, остальные - в Западной Европе. Некоторые из рассматриваемых транспортных средств в настоящее время выведены из эксплуатации. Достоверно установить, какие источники были использованы для формирования жесткостей вибрационного воздействия в МЭК 60721-3-2:1997, не представляется возможным.

В большинстве исследований, результаты которых рассматриваются в настоящем стандарте, анализу подвергались как вибрационные, так и ударные воздействия. В то же время в ряде источников основной упор сделан на измерения ударов. Такие удары появляются в основном в процессе маневрирования при сцепке вагонов. В свою очередь, стратегии маневрирования в разных странах могут быть разными. Во многих национальных железнодорожных системах не допускаются операции маневрирования и сцепки вагонов, когда в них находится чувствительный к ударам груз (исключением из этого правила может служить, например, транспортирование минерального сырья). Другие железнодорожные системы предполагают применение только вагонов высокого качества и, соответственно, использование операций маневрирования, смягчающих ударные воздействия. Эти меры позволяют существенно снизить жесткость ударного воздействия на транспортируемое чувствительное оборудование.

     2 Нормативные ссылки


В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

IEC 60068-2 (all parts), Environmental testing - Part 2: Tests [Тестирование окружающей среды. Часть 2. Тесты (все части)]

IEC 60721 (all parts), Classification of environmental conditions [Классификация условий окружающей среды (все части)]

IEC 60721-3 (all parts), Classification of environmental conditions - Part 3: Classification of groups of environmental parametrs and their severities [Классификация условий окружающей среды. Часть 3. Классификация групп параметров окружающей среды и их степеней жесткости (все части)]

IEC 60721-3-2:1997, Classification of environmental conditions - Part 3: Classification of groups of environmental parameters and their severities - Section 2: Transportation (Классификация условий внешних воздействий. Часть 3. Классификация групп внешних воздействий и их жесткостей. Раздел 2. Транспортирование)

IEC/TR 60721-4-2, Classification of environmental conditions - Part 4-2: Guidance for the correlation and transformation of environmental condition classes of IEC 60721-3 to the environmental tests of IEC 60068. Transportation (Классификация условий окружающей среды. Часть 4-2. Руководство по корректировке и преобразованию условий окружающей среды по IEC 60721-3 в соответствии с экологическими испытаниями по IEC 60068. Траспортировка*)

_________________

* Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

     3 Источник данных и их качество

3.1 Измерения на железных дорогах Великобритании

Данные о вибрации железнодорожного транспорта в Великобритании из довольно давнего отчета [1] были использованы Министерством обороны Великобритании для обобщения информации о вибрационных и ударных воздействиях, которым подвергаются товары при их транспортировании по железным дорогам страны. Изначально в отчете рассматривались пять операций с грузами, которые в то время использовались в Великобритании, однако в последнее время некоторые из этих операций более не применяются.

В отчете указывается, что основными факторами, определяющими вибрационное воздействие на железнодорожном транспорте, являются:

- характеристики ходовой части вагона (подвески, колесной базы и т.д.);

- состояние железнодорожного пути;

- скорость транспортного средства;

- перевозимый груз.

Настоящий стандарт включает в себя данные, полученные для "самых плохих" (две оси, короткая колесная база, простое подвешивание), "средних" (увеличенная колесная база) и "хороших" (длинная колесная база, эффективная подвеска тележки, наличие пневматических тормозов) вагонов. Данные приводятся для низкочастотного диапазона - до 100 Гц. В отчете указывается на возможность присутствия составляющих вибрации на более высоких частотах, но какие-либо выводы по таким составляющим отсутствуют. Указывается также, что при расстоянии между шпалами приблизительно 0,7 м и движении на скорости от 50 до 100 км/ч наблюдается вертикальная вибрация в диапазоне частот от 20 до 40 Гц. В отчете отсутствует статистическая информация о погрешностях результатов измерений, а также о длительности этих измерений. Не приводится также информация о точном месте установки датчиков вибрации, а также о специфических особенностях вагонов.

В отчете указывается, что ударные воздействия, особенно в продольном направлении, являются следствием соударений вагонов, которые имеют место при страгивании, торможении и движении под уклон. Жесткость ударов обычно зависит от условий сцепки вагонов и состояния тормозной системы. В отчете рассматриваются вагоны с вакуумными, воздушными тормозами и вообще без тормозов, а также вагоны с жесткой и нежесткой сцепкой.

Из отчета следует, что основные удары имели место при столкновении груженых вагонов при маневрировании на сортировочных станциях. Жесткость ударов зависела от скорости сближения вагонов, амортизационных свойств ходовой части и общей массы вагона. В отчете описаны два типа амортизирующих устройств: пружинное и гидравлическое. Более традиционные пружинные амортизаторы уменьшают ускорение до момента полного сжатия пружины (обычно на скорости около 8 км/ч), после чего уровень ускорения резко возрастает. Поскольку пружины можно считать линейной системой, накапливающей энергию, высвобождение этой энергии может вызывать маятниковое движение вагона. Линейность системы приводит к тому, что удар имеет форму, близкую к классической полусинусоиде. Новые вагоны были снабжены амортизаторами гидравлического типа, специально сконструированными для смягчения ударов таким образом, чтобы обеспечивать приблизительно одинаковое запаздывание реакции на удар во всем диапазоне скоростей. При этом значительно уменьшается и количество высвобождающейся энергии. Форма ударного импульса в данном случае близка к трапецеидальной. В отчете приведено распределение скоростей ударов (см. рисунок 3).

В целом данные, приведенные в отчете, не могут рассматриваться как вполне удовлетворительные с точки зрения их качества вследствие того, что в отчете отсутствуют статистические характеристики результатов измерений. Тем не менее данные этого отчета использованы в настоящем стандарте ввиду их полноты с точки зрения описания ударных и вибрационных воздействий.

3.2 Удары в продольном направлении, по данным Американской ассоциации железных дорог

Относительно недавние исследования, проведенные Американской ассоциацией железных дорог (см. [2]), посвящены анализу ударных воздействий вдоль продольной оси вагона. Хотя из наименования документа должно следовать, что исследования в большей части посвящены измерениям и анализу данных, в действительности в нем основное место занимает обсуждение общих вопросов. Как следствие, приведенной в документе информации недостаточно для оценки достоверности представленных данных (отсутствуют статистические характеристики процессов). Динамические воздействия, рассматриваемые в отчете, полностью связаны с соударениями вагонов во время маневрирования, как оно предписано правилами национальной системы железных дорог. Отчет содержит классифицированную по группам информацию об ударах в продольном направлении, обусловленных соударениями:

- вагона со стандартным поглощающим аппаратом сцепного устройства с другим аналогичным вагоном на скорости от 1,8 до 2,7 м/с;

- вагона с поглощающим аппаратом типа М921 с вагоном со стандартным поглощающим аппаратом на скорости от 1,8 до 3,8 м/с;

- вагона с поглощающим аппаратом типа M921D с вагоном со стандартным поглощающим аппаратом на скорости от 1,8 до 3,6 м/с;

- вагона с поглощающим аппаратом типа М921 с другим аналогичным вагоном на скорости от 1,8 до 3,6 м/с;

- вагона с поглощающим аппаратом типа M921D с вагоном с поглощающим аппаратом типа М921 на скорости от 1,8 до 3,7 м/с;

- вагона с поглощающим аппаратом типа M921D с другим аналогичным вагоном на скорости от 1,8 до 3,7 м/с;

- вагона с поглощающим аппаратом с другим вагоном с поглощающим аппаратом (типы поглощающих аппаратов неизвестны) на скорости от 1,3 до 4,0 м/с.

В отчете указано, что под стандартным поглощающим аппаратом понимается пружинный амортизатор с ходом до 85 мм и малым демпфированием. Поглощающий аппарат типов М921 и M921D представляет собой гидравлический демпфер с полным ходом от 250 до 500 мм. При проведении измерений была установлена частота выборки 256 с и использовался фильтр низких частот для защиты от наложения спектров с частотой среза 60 Гц. Длительность записи для каждого удара составляла 2 с (хотя реальная длительность ударного воздействия всегда была меньше этого значения). Предполагается, что измерения выполнялись с помощью одного трехкомпонентного акселерометра, встроенного в цифровое устройство записи. Место установки акселерометра не указывается. Скорость соударения определялась с помощью радарного устройства (без указания его метрологических характеристик). Используемый акселерометр относится к преобразователям пьезорезистивного типа, позволяющим измерять отклик в низкочастотном диапазоне, начиная с 0 Гц. Такой выбор является подходящим для измерений импульсов большой длительности, подобных тем, что имели место в указанном исследовании.

В отчете приведены пиковые значения ускорения (положительные и отрицательные), среднеквадратичные значения ускорения (a) и значения пик-фактора для диапазонов частот от нуля до 60 Гц, до 10 Гц и до 3 Гц. В двух последних случаях определялась длительность удара и рассчитывался сигнал скорости вибрации. Скорость вибрации сравнивалась со скоростью соударения вагонов, чему посвящена значительная часть отчета.

3.3 Сравнение условий разных видов перевозок, по данным Американской ассоциации железных дорог

Относительно недавние исследования, проведенные Американской ассоциацией железных дорог (см. [3]), посвящены анализу динамических воздействий на стандартизованные контейнеры в условиях смешанных перевозок (дорожным и железнодорожным транспортом). Целью исследований было сравнение воздействий для этих двух видов перевозок. Техническая часть исследований содержит описание проведенных измерений, анализа данных и полученных результатов. Для разных видов перевозок сведения были получены из разных отчетов (см. [4]-[6]) и обобщены в итоговом отчете [7]. Испытания проводились на железных дорогах США и Канады.

Исследования включали в себя три этапа:

Этап 1. На стандартную 29-метровую грузовую платформу были загружены два трейлера. Состав передвигался по трансконтинентальным маршрутам, проложенным по горам, холмам и равнинной местности США и Канады. Общая протяженность маршрута - 14500 км.

Этап 2. Четыре загруженных стандартных 12-метровых контейнера перемещались составами для смешанных перевозок по маршруту общей длиной 18000 км по железным дорогам преимущественно США. В качестве составов использовались двухъярусная железнодорожная платформа, сочлененные контейнерные платформы и сочлененные трейлерные платформы. Шарнирное сочленение обеспечивало постоянство длины соединения (без провисания).

Этап 3. 14-метровая грузовая платформа путешествовала по автострадам, соединяющим штаты США (4200 км), автострадам внутри штатов (3050 км) и городским улицам (2253 км). Динамические воздействия измерялись также во время погрузки на транспортное средство и выгрузки с него.

Как следует из отчета, на разных этапах применялись разные устройства записи данных. На этапе 1 запись одновременно осуществлялась с помощью 18-канальной системы сбора данных и шести независимых устройств записи. По два таких устройства устанавливались на каждый трейлер и на платформу. Многоканальная система имела фильтр нижних частот с частотой среза 30 Гц и осуществляла выборку данных с частотой 128 с. Запись велась в течение примерно 11% общего времени перевозки грузов по железной дороге. Шесть автономных устройств записи обеспечивали преимущественно измерение ударных процессов в окне длительностью 0,5 с с частотой выборки 1600 Гц. На оставшихся двух этапах измерения проводились с использованием двух автономных устройств записи. Одно устройство было запрограммировано на запись случайной вибрации на заданном интервале времени с пороговым значением 0,1 g. Для другого устройства пороговое значение было установлено на уровне 0,5 g, что обеспечивало сбор данных об ударных процессах. Оба устройства были снабжены трехкомпонентными пьезорезистивными акселерометрами, позволявшими измерять вибрацию в продольном, поперечном и вертикальном направлениях. Частота выборки для обоих устройств была выбрана 256 с.

В настоящем стандарте рассматривается только та часть данных отчета [3], которая связана с измерениями вибрации на больших 12-метровых контейнерах при их перевозках по железным дорогам США и Канады. Данные обладают хорошим качеством и удовлетворяют критериям их оценки (в пределах одного источника).

3.4 Удары и вибрация в товарных вагонах, по данным Американской ассоциации железных дорог

Относительно недавние исследования, проведенные Американской ассоциацией железных дорог (см. [8]), посвящены измерениям и анализу вибрации и ударов, которым подвергается груз при перевозке стандартными и амортизированными товарными вагонами. Эти исследования во многом повторяют те, что рассмотрены в 3.3. Данные были собраны для 14 вагонов, совершивших в общей сложности 16 рейсов общим расстоянием 40000 км. Вагоны имели разную загрузку и располагались в разных местах железнодорожного состава. В каждом вагоне было установлено от 2 до 4 программируемых устройств записи, в состав каждого из них входил один трехкомпонентный пьезорезистивный акселерометр. Одно из устройств было запрограммировано на запись 4-секундных реализаций случайной вибрации в течение заданных интервалов времени с заданным пороговым уровнем 0,1 g. Другое устройство осуществляло записи 2-секундных реализаций в том случае, когда значение ускорения превышало 0,5 g в течение 15,6 мс, что обеспечивало сбор данных об ударных процессах в вагонах. Частота выборки в обоих случаях составляла 256 с. Такая пара записывающих устройств располагалась на полу по возможности ближе к центру грузовой платформы.

Подобно отчету, рассмотренному в 3.3, в [8] содержатся сведения о распределении ускорений при ударах и спектральные плотности мощностей ускорения для вибрации. Сведения распространяются только на товарные вагоны, применяемые в национальной железнодорожной системе США. Данные обладают хорошим качеством и удовлетворяют критериям их оценки (в пределах одного источника).

3.5 Удары и вибрация, воздействующие на роудрейлеры, по данным Американской ассоциации железных дорог

Относительно недавние исследования, проведенные Американской ассоциацией железных дорог (см. [9]), посвящены измерениям и анализу вибрации и ударов, которым подвергаются роудрейлеры модификаций Mk IV и Mk V. Эти исследования во многом повторяют те, что рассмотрены в 3.3 и 3.4. Данные были собраны по двум маршрутам, на каждом из которых была использована своя модификация роудрейлера. Испытания каждого из роудрейлеров проводились с восемью разными грузами (не повторяющимися для разных роудрейлеров). На каждом трейлере было установлено по два программируемых устройства записи, в состав каждого из которых входил один трехкомпонентный пьезорезистивный акселерометр. Одно из устройств было запрограммировано на запись 4-секундных реализаций случайной вибрации в течение заданных интервалов времени с заданным пороговым уровнем 0,1 g. Другое устройство осуществляло записи 2-секундных реализаций в том случае, когда значение ускорения превышало 0,5 g в течение 15,6 мс, что обеспечивало сбор данных об ударных процессах в вагонах. Частота выборки в обоих случаях составляла 256 с. Такая пара записывающих устройств располагалась близко к порогу задней двери трейлера, что в плане приблизительно соответствует центру области размещения груза.

Подобно отчетам, рассмотренным в 3.3 и 3.4, в [9] содержатся сведения о распределении амплитуд для ударов и спектральные плотности мощностей ускорения для вибрации. Сведения распространяются только на роудрейлеры, применяемые в национальной железнодорожной системе США. Данные обладают хорошим качеством и удовлетворяют критериям их оценки (в пределах одного источника).

3.6 Дополнительные источники данных

Поиск информации о наблюдавшихся динамических воздействиях на железнодорожном транспорте позволил обнаружить еще несколько источников, заслуживающих доверия, но для которых не было возможности провести полную процедуру подтверждения надежности данных. Использовать данные из источников, описанных в настоящем пункте, следует с осторожностью. Они включены в настоящий стандарт в первую очередь в качестве вспомогательного инструмента подтверждения информации из других источников.

В середине 70-х годов прошлого века по поручению Министерства обороны Великобритании был проведен ряд исследований, посвященных воздействиям ударов на транспорте. Заключительный отчет по теме (см. [10]) включает в себя обширный обзор доступной информации об ударных воздействиях. Все описанные удары являлись следствием столкновений вагонов при маневрировании. В отчете приведен ряд ссылок на работы, где рассматриваются данные аналогичных исследований. Однако все эти ссылки относятся к довольно старым исследованиям, и кроме того, оригинальные материалы этих исследований недоступны. Данные, представленные в [10] и относящиеся к динамическим воздействиям в процессе маневрирования (см. рисунок 28), нерепрезентативны для практики, применяемой в последние годы на железных дорогах Великобритании.

В целях написания военного стандарта Mil Std 810, устанавливающего типичные жесткости динамических воздействий при транспортировании, был проведен ряд обширных исследований, в ходе которых в том числе рассматривалась вибрация на платформах некоторых железнодорожных транспортных средств. Результаты исследований нашли отражение в [11]. Измерения осуществлялись в ходе трех перевозок по железным дорогам США. Кроме того, в отчет включены данные из неидентифицированного источника. В общей сложности описаны динамические отклики в диапазоне до 350 Гц для 22 событий. Однако в отчете по результатам измерений не сопоставлены транспортные средства, для которых эти результаты получены. Кроме того, в отчете [11] использован ряд специфических методов анализа, что затрудняет оценку надежности качества данных сравнением с данными из других источников.

Французский военный стандарт GAM EG 13 (см. [12]) содержит данные, полученные для трех транспортных средств. Измерения были проведены на железнодорожных путях, находящихся в разном техническом состоянии, на разных скоростях движения (хотя точное описание условий испытаний не приведено). Все данные представлены в форме спектральной плотности ускорения с разрешением 1 Гц и выше. Длительность записей неизвестна, что не позволяет осуществить их статистический анализ. На одном графике представлены спектры вибрации для одного транспортного средства на скоростях 90, 10 и 120 км/ч. Дополнительно представлены ударные спектры для столкновений на скоростях 4 и 7 км/ч.

Кроме того, был выявлен еще ряд источников данных, которые трудно связать с какими-либо конкретными условиями динамических воздействий. Эти данные приведены для полноты анализа и возможности сопоставления с ними данных из надежных источников. Так, в [13] приведены полученные отклики в вертикальном направлении для двух транспортных средств.

     4 Сопоставление записей из одного источника

4.1 Общие замечания

Данные из каждого источника подверглись проверке на самосогласованность. Процедура проверки записей вибрации учитывала ее изменчивость вследствие изменений условий работы и характеристик транспортного средства. Степень доверия к полученным данным непосредственно влияет на уровни спектров, используемых для описания жесткости воздействий на железнодорожном транспорте.

4.2 Измерения на железных дорогах Великобритании

В отчете [1] приводится много сравнений данных, но без указания должной основы для таких сравнений. Делается вывод, что вибрация в вертикальном направлении несколько превосходит поперечную. Что же касается продольной вибрации, то она, как правило, незначительна. Однако в отчете указано, что исследовавшиеся вагоны были снабжены простой подвеской (какие обычно используют для перевозок минерального сырья), которая делает условия передачи вибрации в вертикальном направлении много менее благоприятными. Полученные данные о вибрации в вертикальном и поперечном направлениях представлены на рисунках 1 и 2. Информация об амплитудах вибрации представлена в таблице 1.

В отчете указывается, что удары в продольном направлении могут быть следствием соударений вагонов, которые имеют место при страгивании, торможении и движении под уклон. Жесткость таких ударов обычно зависит от условий сцепки вагонов и состояния тормозной системы. В отчете рассматриваются вагоны с вакуумными, воздушными тормозами и вообще без тормозов, а также вагоны с жесткой и нежесткой сцепкой. Получены следующие типичные максимальные значения ускорения удара в продольном направлении для вагонов разных типов:

- 0,2 g для условий жесткой сцепки и эффективного торможения;

- 0,5 g для условий нежесткой сцепки и эффективного торможения;

- 2,0 g для условий нежесткой сцепки и отсутствия торможения.

Из отчета следует, что наиболее сильные удары имели место при столкновении груженых вагонов при маневрировании на сортировочных станциях. Жесткость ударов зависела от скорости сближения вагонов, амортизационных свойств ходовой части и общей массы вагона. В отчете описаны два типа амортизирующих устройств: пружинное и гидравлическое. Сообщается, что удар в продольном направлении имеет максимальную длительность, но не обязательно максимальное пиковое значение. Вследствие расположения центра тяжести вагона непосредственно над буфером пиковое значение вибрации в вертикальном направлении может быть в полтора раза больше, чем в продольном, но при этом длительность удара может составлять всего 20 мс. Получены следующие пиковые значения ускорения:

- 1,5 g для вагонов с пружинным амортизатором (не допуская их полного сжатия) с полным грузом;

- 3,0 g для вагонов с пружинным амортизатором (не допуская их полного сжатия) с малым грузом;

- 15,0 g и более для вагонов с пружинным амортизатором (после их полного сжатия) с полным грузом;

- 2,0 g и более для вагонов с гидравлическим амортизатором с полным грузом при соударениях на скорости 8 км/ч (для малонагруженных вагонов ускорение вдвое больше);

- 4,0 g и более для вагонов с гидравлическим амортизатором с полным грузом при соударениях на скорости 15 км/ч (для малонагруженных вагонов ускорение вдвое больше).

В отчете не показано, на основе каких данных получены вышеприведенные значения.

4.3 Удары в продольном направлении, по данным Американской ассоциации железных дорог

Отчет [2] представляет собой результат единственных в своем роде исследований, посвященных измерению и анализу ударов вдоль продольной оси вагонов. При том что результатом исследований стало получение числовых значений для ряда естественным образом выбранных показателей, приведенные в отчете данные позволяют на их основе получить собственные оценки жесткости продольных ударов. В качестве итоговых показателей в отчете выбраны пиковые и среднеквадратичные значения отфильтрованной вибрации. В отчете представлены типичные ударные импульсы, возникающие при столкновении вагонов разных типов (см. рисунок 4). В отчете приведены характеристики ускорения для 96 случаев столкновения вагонов разных типов на разных скоростях (см. рисунки 5 и 6). Для этих столкновений получены среднеквадратичные значения (a) и пик-факторы (см. рисунки 7 и 8). Значительная часть отчета посвящена оценке отношения энергии удара к переданной энергии импульса в продольном направлении (см. рисунок 9). Сделан вывод, что чем лучше поглощающий аппарат автосцепного устройства, тем меньше пиковое значение и больше длительность ударного импульса (см. рисунок 10).

Представленные в отчете данные позволяют установить соотношение между пиковым значением удара и его длительностью для вагонов разных типов. При этом ряд результатов является явно выпадающим из построенной зависимости. Как правило, эти результаты получены для случаев столкновения двух вагонов с поглощающими аппаратами неизвестных типов. Каких-либо разъяснений имеющим место отклонениям в отчете не приводится.

4.4 Сравнение условий разных видов перевозок, по данным Американской ассоциации железных дорог

Отчет [3] включает в себя результаты измерений и анализа вибрационных и ударных воздействий, которым подвергаются стандартные контейнеры при их перевозке железнодорожным и автодорожным транспортом. На каждом этапе исследований измерения проводились для разных видов транспорта, при этом основной целью исследований было сопоставление жесткости динамических воздействий для транспортов двух видов. Тем не менее данные, приведенные в отчете, позволяют сделать ряд сопоставлений условий воздействия вибрации для железнодорожных вагонов разных типов. В частности, приведены данные для сравнения вибрации в разных направлениях. В отчете даны распределения значений сигналов вибрации и ударов, которые позволяют вновь прийти к выводу, что пиковые значения естественным образом согласуются с указанными распределениями и не должны рассматриваться как аномалии (выбросы).

Анализ результатов измерений ударов (см. таблица 5) позволил установить следующее:

a) определены характеристики распределения пиковых значений ускорения для разных типов оборудования и транспорта. Имеющиеся данные не позволяют с определенностью делать какие-либо заключения, однако общая сводка результатов, приведенная в таблице 5, показывает весьма высокое отношение стандартного отклонения к среднему значению. Это происходит от того, что значение ускорения для приблизительно 1% всех данных значительно выше, чем для остальных. Как результат, распределение имеет явную асимметрию и характеризуется редкими появлениями экстремальных значений;

b) распределение для ударного воздействия на стандартный 27-метровый трейлер на платформе в продольном направлении показано на рисунке 11 и в таблице 2. Это распределение соответствует направлению наиболее жесткого воздействия ударов, но оно не представительно с точки зрения предельных воздействий;

c) распределение для ускорения в поперечном направлении показано на рисунке 12 и в таблице 3. Ударное воздействие в поперечном направлении является наименее жестким как с точки зрения преобладающих значений ускорения, так и с точки зрения предельных воздействий;

d) распределение для ускорения в вертикальном направлении показано на рисунке 13 и в таблице 4. Ударное воздействие в вертикальном направлении похоже на то, что наблюдается вдоль продольной оси вагона.

Анализ результатов измерений вибрации позволил установить следующее:

a) вибрация в вертикальном направлении на железнодорожном транспорте сопоставима с вибрацией при движении трейлера по городским улицам или автомагистралям или несколько ниже. Характеристики распределения пиковых значений приведены в таблице 6. Отчет содержит графики спектральных плотностей мощности - усредненные и огибающие по пиковым значениям. Огибающая для вертикальной оси показана на рисунке 14. Из него видно, что вибрация в диапазоне частот измерений мало зависит от типа транспортного средства;

b) характеристики вибрации в поперечном направлении приведены в таблице 6, а огибающая спектров показана на рисунке 15. Для разных транспортных средств наблюдается больший разброс данных, чем в случае вибрации в вертикальном направлении, но общие закономерности еще просматриваются;

c) характеристики вибрации в продольном направлении приведены в таблице 6, а огибающая спектров показана на рисунке 16. Эти спектры сильно зависят от вида транспортного средства. Никаких общих закономерностей установить не удается.

4.5 Удары и вибрация в товарных вагонах, по данным Американской ассоциации железных дорог

Поскольку данное исследование во многом повторяет то, что описано в отчете [3], можно ожидать, что его результаты будут аналогичны изложенным в 4.4. Одной из основных целей исследований было сравнение условий воздействий вибрации в стандартных вагонах и вагонах с амортизационными устройствами, а также выявление зависимости от расположения вагона в железнодорожном составе. Кроме того, рассматривалась зависимость жесткости воздействия от его направления. Основным недостатком приведенных в отчете [8] данных является, как и в предыдущем исследовании, отсутствие сведений о длительностях ударных импульсов. Особенно этот недостаток сказывается при анализе ударов в продольном направлении.

Результаты измерений вибрации в середине и в конце вагонов обоих типов в вертикальном, поперечном и продольном направлениях показаны на рисунках 17-19. Приведены только огибающие спектров по их пиковым значениям, поскольку исходное представление данных в логарифмическом масштабе по вертикальной оси затрудняет получение усредненных спектров. В диапазоне до 5 Гц данные всех четырех измерений близки между собой, в то время как на более высоких частотах видна разница между стандартным вагоном и вагоном с амортизационным устройством. Данные измерений в поперечном направлении имеют больший разброс, но согласуются с данными измерений в вертикальном направлении. Наименьшей согласованностью обладают данные измерений в продольном направлении. Есть признаки того, что для стандартных вагонов имели место некоторые ударные воздействия.

На рисунках 20-23 и в таблице 7 приведены данные о распределении размахов (a) ударных ускорений в середине и в конце вагонов обоих типов. Из них видно, что в случае стандартного вагона разница в ударных воздействиях слабо зависит от места измерения, но эта разница становится существенной в случае вагона с амортизационным устройством. Что касается предельных (максимальных) значений, то разница в жесткости для вагонов разных типов мала в вертикальном и поперечном направлениях, но в продольном направлении в случае стандартного вагона значения ускорения будут в три раза больше.

4.6 Удары и вибрация, воздействующие на роудрейлеры, по данным Американской ассоциации железных дорог

Одной из основных целей исследования, также в значительной степени повторяющего те, что описаны в [3] и [8], было сравнение условий воздействий вибрации и ударов для роудрейлеров модификаций Mk IV и Mk V по разным направлениям воздействия. Как и в предыдущих исследованиях, основным недостатком приведенных данных является отсутствие информации о длительностях ударов.

На рисунке 24 показаны вибрационные отклики роудрейлеров Mk IV и Mk V по трем осям. Приведены только огибающие спектров по их пиковым значениям, поскольку исходное представление данных в логарифмическом масштабе по вертикальной оси затрудняет получение усредненных спектров. Видна хорошая согласованность полученных результатов, из которых следует, что вибрация в вертикальном и поперечном направлениях выше, чем в продольном.

На рисунке 25 показана функция распределения размаха ускорения вибрации для роудрейлера Mk V на частотах 10 и 30 Гц. Сводная информация приведена в таблице 8.

4.7 Дополнительные источники данных

Ниже приведен анализ данных из источников, заслуживающих доверия, но для которых не было возможности провести полную процедуру проверки достоверности. Он включен в настоящий стандарт в первую очередь в качестве вспомогательного материала для подтверждения информации из других источников.

В отчете [10] приведены ссылки на работы, в которых получены данные об ударных воздействиях при маневрировании составов. Приведенные в отчете ударные спектры воспроизведены на рисунках 26 и 27. Они относятся к ударам на разных скоростях между вагонами, снабженными как пружинными, так и гидравлическими поглощающими аппаратами. На рисунках хорошо видна разница, обусловленная разными конструкциями поглощающих аппаратов.

Закупки не найдены
Свободные
Р
Заблокированные
Р
Роль в компании Пользователь

Для продолжения необходимо войти в систему

После входа Вам также будет доступно:
  • Автоматическая проверка недействующих стандартов в закупке
  • Создание шаблона поиска
  • Добавление закупок в Избранное