Контрольноиспытательные станции железнодорожного транспорта (стр. 11 из 24)

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;

· уникальный принцип без необходимости ёмкостного уравновешивания; · отсчёт деформации от 0,1me; · аналоговый выход на индикаторы

· возможность эксплуатации в четверть–, полу– и полномостовой конфигурации; · возможность применения тензодатчиков сопротивлением от 50 до 2000 Ом;

Рис. 5.13 Общий 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;

Рис. 5.14 Основные 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=10⁷ 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 лабораторией 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 любому испытателю. Для обеспечения надежных результатов персонал должен соответствовать ряду требований [88].

Результаты испытаний

Стендовые испытания рамы тележки на сопротивление усталости производились при нагружении 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 усталостных трещин. В случае наличия усталостной трещины вдоль её длины появляются пузырьки из указанной смеси.

После ремонта мест с обнаруженными усталостными трещинами испытания продолжаются. 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 сопротивление усталости. Для этого используется кроме тензодатчиков сопротивления базой 5, 10 и 20 мм ещё и модернизированный прибор СИИТ–3, приспособленный для замера динамических напряжений, допустимая погрешность которого составляет ±5%.

Допустимая погрешность измерения давления (нагрузки) в гидроцилиндрах стенда с помощью 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 отсутствия в нём усталостных трещин по достижении базы испытаний 10⁷ циклов нагружений. При возникновении в процессе испытаний в узлах образца рамы усталостных трещин, будут даны рекомендации технологического или конструктивного характера по повышению сопротивления усталости этих узлов. Усталостные испытания рамы тележки согласно методике проводились на вибрационном стенде испытаний рам тележек подвижного состава.

Проведения испытаний показали, что рама тележки не обладает достаточным сопротивление усталости. В стыковых сварных соединениях нижних полок боковин были обнаружены усталостные трещины. Трещина №1 (рис.5.15) была зафиксирована при числе циклов нагружения равном 5,15·10⁶, а трещина №2 – при 5,6·10⁶ циклов нагружения. Усталостная трещина на правой боковине выявлена при 8,56·10⁶ циклов нагружения.

Рис. 5.15 Дислокация усталостных трещин в сварных швах

Отчёт по проведённым испытаниям

Проведённые усталостные стендовые испытания образца рамы тележки электровоза ЭП200 на базе 10⁷ циклов нагружения, согласно принятой «Типовой методике стендовых вибрационных испытаний рам тележек СТ ССФЖТ ЦТ 20–98» показали, что она обладает достаточной сопротивляемостью 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 5,150·10⁶; 5,600·10⁶ и 8,560·10⁶, возникли усталостные трещины, причиной которых является технологический непровар в этих сварных стыковых соединениях.

Для обеспечения равномерного сопротивления усталости рамы тележки необходимо:

· обеспечить полный провар в сварных соединениях, для чего необходимо строгое соблюдение 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 наименьший уровень напряжений.

Заключение

Как следует из проведенного анализа тензопреобразователей, наиболее приемлемыми являются 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 статическую и циклическую, так и пространственную нагрузку, характерную для работы подвижного состава.

Известно, что напряжение концентрируется в местах перехода сечений, сварных соединений и прочее, но рассмотренный вид испытаний позволяет выявить количество циклов до появления трещин и, таким образом, обоснованно рекомендовать временные интервалы контроля состояния рам тележек.

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 тензопреобразователцелью повышения качества колесных пар подвижного состава и недопущения поставки на железные дороги дефектной продукции. Он обязывает руководителей предприятий и организаций разработать и, по согласованию с Департаментом технической политики, утвердить планы мероприятий по внедрению данного документа, привести требования, содержащиеся в документации по приемочному неразрушающему контролю цельнокатаных колес, бандажей и осей колесных 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 указанные 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 элементы колесных пар.

Настоящий РД составлен с учетом требований ИСО 5948 и ИСО 6933.

Под неразрушающим контролем понимается контроль качества продукции, который должен не нарушать ее пригодность к использованию по назначению. Каждый метода неразрушающего контроля – это совокупность приемов и значений основных параметров данного метода неразрушающего контроля. При этом каждый объект должен обладать свойством контролепригодности – свойство объекта, характеризующее его пригодность к проведению диагностирования (контроля) заданными средствами диагностирования (контроля). Классификация методов неразрушающего контроля приведена в табл. 6.1.

Результаты должны обеспечивать достоверность контроля, т.е. степень объективного соответствия результатов контроля действительному техническому состоянию объекта.

Этому способствует предельная чувствительность – чувствительность ультразвукового контроля, характеризуемая минимальной эквивалентной площадью (мм²) 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 контролируемый параметр может быть определен с заданной степенью достоверности. Реальностью становится применение бесконтактных методов акустического контроля с использованием электромагнито-акустических преобразователей. Методы акустического неразрушающего контроля подразделяют на две группы: активные и пассивные.