61009铁道机车动力学性能试验鉴定方法及评定标准标准TBT2360-1993.pdf

. 铁 道 行 业 标 准 汇 编 机车车辘 标准汇编 姆 烹 邹 2沙 armqtb/t 1704-tb/t 2422 标准化是一项综合性的技术基础工作 是 组织现代化生产和进行贸易的技术准则 是 科 学管 理的重要组成部分。 通过标准的制定和组织实施 可以 有效地保证和提高产品质量、 工 程质量及服务质量 促进贸易与技术交流， 提高经济效益和社会效益 随着我国社会主义市场经济 体制的建立和 铁路的改革与 发展 铁 路标准化作为 铁路运输、 安全和管理的重要技术基础工作， 在促进铁路行业的技术进步、 提高技术装备和服务质量水 平上起到越来越重要的作用 本次编辑出版的铁道行业标准汇编是根据铁道部标准化工作项目 安排 在铁道部2 0 0 1 年组织对1 9 9 0 年以前铁道行业标准复审结论和2 0 0 3 年组织的 对， 9 9 1 一1 9 9 7 年铁道行业标 准复审结论废止了不符合铁路改革和发展要求的9 6 8 项行业标准基础上， 将全部现行铁道行 业1 6 8 8 项标 准， 按专业分为 机车车辆标准汇编 、 工务标准汇编 、 通信 信号标准汇编 、 电 气化铁道标准汇编 、 铁路运输标准汇编及 ( 综合基础标准汇编六 部分编辑出 版。 机车车辆标准汇编包括 机车车辆综合部分三册、 机车部分四册. 车辆部分 四册及有关机车车辆专业的现行 铁道国家标准部分) 一册. 共收集了截止于本汇编出版时 已发布实施的 现行有效铁道行业标准和 铁道国家标准共9 4 7 项 以供铁路相关管理人员、 科 技人员以 及各级领导全面系统地学习 和了 解现行有效的铁道行业标准、 铁道国家 标准及计量 检定规程更好地贯彻实施标准为铁路的科技发展提供技术支持。 本汇编根据现行标准单行本编印 在编印过程中 亦可能出 现错误之处， 请 予以 指出 并函 告我所 所有标准在实 施期间可能会发布修改单、 被 修订或被废止. 若有变更应以 标准的最新版 本 为 准 。 卜铁 道 部 标 准 计 量 研 究 所 2 0 0 4 年5 月 簇蒸黔一 一 墨羹籍粼 麟 馨 中 华 人 民 共 和 国 铁 道 行 业 标 准 t s / t 2 3 6 0 一9 3 铁道机车动力学性能试验 鉴定方法及评定标准 主题 内容与适 用范围 本标准规定了电力机车和内燃机车动力学性能试验的方法和评定指标。 本标准适用于轨距为 1 4 3 5 m m的干线铁道电力、 内燃机车。 其它轨距和工矿用电力、 内 0 1 机车的动力学性能鉴定试验及有关研究性试验亦可参照使 用本标准中的有关内容。 本标准未尽事宜 由有关部门另行商定。 2 评定指标 2 门本标准所列各项试验评定指标均给出“ 合格” 、 “ 良 好” 、 “ 优良” 三个等级的界限值。 试验机 车的动力学性能都应不低于其“ 合格” 等级。 2 . 2 运行安全性 评定机车运行安全性的主要指标是脱轨系数和线路的横向稳定性系数 2 . 2 . 1 术语及符号说明 a . p直接测量的作用于机车导向车轮与钢轨之间的垂向力， k n; b . q直接测量的作用于机车导向车轮与钢轨之间的横向力， k n; c . q/ p 脱轨系数， 用于评定机车在轮轨间横向力和垂向力综合作用下， 防止轮缘爬 上钢轨的安全程度; d . ( q / p ) - x -q / p的最大值， 试验样本中出现的最大数值; e . ( q/ p ) , . .m q/ p的常d . 最大值， ( q/ p ) ,. . m 二q/ p+l . 6 5 a ( 7 ) 式中: 面 p 一一q / p的统计平均值; a q / p试验样本的均方差。 f. c 一 线路横向稳定性系数， 表示线路在机车横向力作用下， 可能产生轨距扩大或轨 排横移的程度。 对于木枕线路: _一q ,十 q , 一 七 一 一-; 又一 - ;于 . l0-r 夸 r 2 ( 2 ) 对于混凝土轨枕线路: 中华人民共和国铁道部 1 9 9 3 一1 1 一1 1批准1 9 9 4 一0 7 -0 1 实施 8 61 t b/ t 2 3 6 0 一9 3 一 一 q , + q s 1 5 + p p z 式中: q , . q 2 分别作用于第一轮对的导向车轮与钢轨间和非导向车轮与钢轨间的横 向力， k n; p , . p 2 分别作用于第一轮对的导向车轮与钢轨间和非导向车轮与钢轨间的垂 向力， k n o 2 . 2 . 2 评定等级及限值 2 . 2 - 2 . 1 脱轨系数各等级的界限值列于表1 表 1脱轨系数 q/ p的界限值 优良良好合格 ( q/ p) 。 a 0 . 60 . 80 . 9 ( q / p ) m . m 0 . 40 . 60 . 7 2 . 2 . 2 . 2 根据 2 . 2 - 2 . 1判定脱轨 系数当( q / p ) ,n r x 7 0 . 9时， 应同时检查该脱轨系数的持续时 间。如果不符合下列规定之一时。 则判定为不合格: a .当按本标准 4 . 2 . 1 规定的间断测量法测量轮轨力时 ， 不得连续出现两个超过 0 . 9的峰 值 。 b .当采用连续测量法测量轮轨力时， 脱轨系数超过 。9 的持续时间不得超过 。 . 0 7 s , c .当脱轨系数超过 0 . 9的持续时间未超过 0 . 0 7 s 时 ， 脱轨系数在该持续时间内的最大值 应满足下式要求: ( q/ p) -. c a 垂向力应变片布盆方式;( c ) 横向力应变片布置方式: ( l ) 乖向力测量桥路及输出波形;( d ) 横向力侧量桥路及愉出波形 图 6 辐 板 轮 对 上的 轮轨 力 连 续 测量 法 4 . 2 . 1 . 2 试验前必须对测力轮对进行垂向力和横向力标定。 标定应在专用的轮轨力校正 台上进行。 垂向力标定时， 用垂向力加载器对测力轮对轴箱逐级加载。 用经过校验的压力传感器读取 载荷值， 用电阻应变仪读出垂向力桥路输出的应变值e . 和横向力桥路输出的应变值 p 。 横向力标定时， 先在两个轴箱上按设计载荷施加垂向荷载， 然后在轮轨接触点上方的轮箍 上逐级加横向力。分别求出横向力桥路输出的应变值 e v t. 和垂向力桥路输出的应变值、。 根据标定结果绘制灵敏度标定曲线e v v =f t ( p ) 和 , =f 2 ( q ) 。同时绘制相互干扰特性曲线 e a t“ =b t ( p ) 和e=g , ( q) ， 并求出相应的比例系数和相互干扰系数: 垂向力比例系数. ( p e / k n) oc 丛p kv v - 垂向力对横向力桥路的干扰系数, ( u e / k n ) 8 6 8 t s / t 2 3 6 0 -9 3 o 际一 k a v - 横向力比例系数， ( f1 e / k n ) k = 横向力对垂向力桥路的干扰系数， ( l e / k n ) 肠 q ( 1 0 ) 。_ e w npo 一q ( 1 1 ) 4 . 2 - 1 . 3 垂向力和横向力的相互干扰应在数据处理时予以修正。 经修正后测力轮对测得的车 轮垂向力p和横向力q分别按下式计算。 ( 1 2 ) ( 1 3 ) 内叨一一州1|引，乌h一闪拍 kk-长氏sv一氏民一叹-氏k 熟熟-阮丸丸弋一风氏 -一一一 式中: s , , s , 试验时应变仪上垂向力， 横向力测量点的标定值. i i e ; h , , h 一 - 碑 与s p , 凡相对应的应变仪输出值m v( m a) ; h n , h , 试验时垂向力( p 桥) 和横向力( q桥) 的应变仪输出值。 4 . 2 . 2 加速度传感器 振动测量可使用电阻应变式， 压电( 包括剪切压电) 式或压阻应变式加速度传感器。 应严格 遵守传感器的使用环境温度， 为保证传感器在所需频率范围内有平直的频率啊应， 应按照表3 选用适当的加速度传感器。 表 3 加速度传感器特性选用表 、谈耍了 飞 黔妙 运行平撼性未均衡离心加速度 ” “ 名 称 ， 俄 戮 乏 二 压 电式t 巨 阻 应变 式 卜 - - -一一 电阻 应 变式压阻 式 谐振频率( h 5 0 0 全 0 0 5 0 1 0 0 0 下限可用颇“ k ( h . ) 5 k 2 . 5 k 1 o k 5 k 1 0 k s k 下限可用频率h 沼 位移传感器应具有较好的频率特性。 a 4 试验数据处理 a4 . 1 轴箱振动加速度记录的数据需经截止频率为 1 k hz 的低通滤波器滤波后进行处理 。 转向架构架及电动机、 中间齿轮箱的振动加速度数据需经截止频率为5 0 0 h z 的低通滤波 器滤波后进行处理 。 a 4 . 2 取经过滤波后的振动加速度试验记录的峰值( 谷值) 的绝对值作为随机变量的样本; 位 移试验记录也作为随机变量的样本， 然后按照随机数据处理的原则对以上试验数据做 以下统 计处理。 、 最大值 x m ，二 ， 定义为: x. . =x . +3 a ( a1 ) 其中: x m 随机变量x的均值; 。 随机变量x的方差。 在曲线区段运行试验所取得的位移数据的均值表示在该曲线上测量的稳定值。在直线区 段上， 位移数据的均值x , =0 o 最大值 x m . ， 的简易决定方法是取样本中实际出现的最大值。如果有偶然值出现时应该排 除， 但应加以解释说明。 b . 常见最大值x ,u m ， 定义为: x. m二x,。 十l . 6 5 a ( a2 ) 常见最大值的简易决定方法是从最大值算起， 取顺序出现的第五大值。 n 4 . 3 振动的典型频率 设所测量的振动加速度记录为随机变量的样本， 计算其功率谱密度。 在滤波器截止频率以 内给出振动的典型频率或频率范围。 8 7 2 t b / t 2 3 6 0 一9 3 附录 b 机车荷三系统固有颇率的测t方法 ( 补充件) b 1 机车荷兹系统的固有频率是指如图b l 所示的机车两系是挂系统的垂向振动固有预率。 、 、: 尹 z : f 图b 1 机车两系悬挂垂向振动系统模型 b 2 激振方法 推荐使用楔块激振法和激振器激振法。 b 2 . 1 楔块激振法 以不同的布置方式在机车车轮下设置楔块。 将车轮滚上楔块并从最高处落下， 使机车产生 振动( 如图 b 2 所示) 。楔块的最高处高度为5 - 7 m m, l十、” 车 轮 .块 图b 2 懊块法激振示惫图 楔块的布置分为如图b 3 所示的四种， 测量分别在每一种楔块布置下进行。 8 7 3 t b / t 2 3 6 0 一9 3 止 二万止 二止逻二 二 竺二二二犷 ( 1 ) ( 2) ( 3 ) ( 4 ) 图e3 3 锲块布置示意图 b 2 . 2 激振器激振法 用一个激振器分别在机车车体和转向架构架的不同部位沿垂直方向进行激振， 激振信号 可以是正弦扫频信号， 也可以是宽带随机信号。 b 3 测量数据及其分析方法 b 3 门测量数据可根据需要选用机车车体， 转向架构架上的垂向加速度传感器或一系和二系 弹簧的垂向位移传感器在激振后的响应信号。 当选用车体或转向架构架的振动加速度信号时应分别采用截止频率为2 0 h : 或4 0 h : 的 低通滤波器滤波后再进行分析处理 。 b 3 . 2 用楔块激振法测量时推荐采用频谱分析的方法计算固有频率。 也可根据各信号的振动 波形图量测其一次基本频率; 根据振动波形的振幅衰减情况计算该振动的阻尼系数。 b 3 , 3 用激振器激振法测量时应根据响应信号的幅频特性或系统的传递函数分析系统的固 有频率。 8 7 4 t b / t 2 3 6 0 一9 3 附录 c 平艳性指标 w的定义、 计算方法及其与 a ， 的换算关系 ( 参考件) c1 定义 w 一 涯 下 f (f;)(一 式中: a频率为f 。 的振动加速度最大值， c m / s ; f 第 i 级振动频率， h z ; f ( f )频率加权系数， 函数式如下: 对于垂直振动 _ _一 0 . 3 2 5 f . . . 0 (， 一 4 0 0/ f1 ” 方 . 5 2 0 0.50. 1|之十 一一 、卫 f 了、 b 对于水平横向振动 ( 0 . 6 4 4 f“ 5 2 6 c 2 计算方法 由 于机车在运行中所测得的加速度信号是连续的随机振动信号。 计算 w值可采用如下所 述的“ 时域法” 和“ 频域法” 。 8 7 5 t b / t 2 3 6 0 -9 3 c 2 . 1 时域法 将( c 1 ) 式写成连续形式 w 一 粼 寺 j +rt i b 3 b ,3dt 一 羚 厂i b (t) id t (c 2) 式中: b =b ( t ) 加速度时间历程样本; 6( t ) - b ( t ) 经滤波( 在时域内加权处理) 后的时域信号; 下 一 一样本的历经时间。 5 。 c 2 . 2 频域法 w 一 m b b ,d f 一 c l6.s7 fc , j b b ,zdf0 一 c ,了 2 j,g , (f)b ,zdf0 ( c3 ) 式中: g