Распоряжение ОАО РЖД от 23.10.2012 N 2126р
ОАО «РОССИЙСКИЕ ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ»
РАСПОРЯЖЕНИЕ
от 23 октября 2012 г. N 2126р
ОБ УТВЕРЖДЕНИИ И ВВЕДЕНИИ В ДЕЙСТВИЕ СТО РЖД «РЕЛЬСОВЫЕ СКРЕПЛЕНИЯ. МЕТОДИКА СТЕНДОВЫХ ИСПЫТАНИЙ»
С целью сокращение затрат и времени на проведение полигонных и эксплуатационных испытаний конструкций верхнего строения пути:
1. Утвердить и ввести в действие с 1 ноября 2012 года прилагаемый СТО РЖД 08.016-2012 «Рельсовые скрепления. Методика стендовых испытаний» (далее — стандарт).
2. Начальнику Управления пути и сооружений Центральной дирекции инфраструктуры Гришову А.И.:
довести настоящее распоряжение до сведения причастных работников;
организовать в установленном порядке изучение стандарта.
Старший вице-президент ОАО «РЖД»
В.А.Гапанович
СТО РЖД 08.016-2012
РЕЛЬСОВЫЕ СКРЕПЛЕНИЯ
МЕТОДИКА СТЕНДОВЫХ ИСПЫТАНИЙ
Дата введения — 2012-11-01
1 РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью — ПРИКЛАДНЫЕ ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ — «АпАТэК» и МГУПС (МИИТ).
2 ВНЕСЕН Управлением пути и сооружений Центральной дирекции инфраструктуры-филиала ОАО «РЖД».
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Распоряжением ОАО «РЖД» от 23.10.2012 г N 2126р.
4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Настоящий стандарт распространяется на промежуточные рельсовые скрепления железнодорожного транспорта с шириной колеи 1520 мм.
Настоящий стандарт устанавливает методику стендовых испытаний натурных узлов промежуточных рельсовых скреплений различной конструкции по условию достижения предельного состояния в результате регулярного нагружения, моделирующего взаимодействие закрепленной рельсовой нити с колесами подвижного состава с осевой нагрузкой 270 кН.
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты, нормы и правила:
ГОСТ 10629-88 Шпалы железобетонные, предварительно напряженные для железных дорог колеи 1520 мм. Технические условия
ГОСТ 16504-81 Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения
ГОСТ 18321-73 Статистический контроль качества. Методы случайного отбора выборок штучной продукции
ГОСТ 23207-78 Сопротивление усталости. Основные термины, определения и обозначения
ГОСТ 12162-77 Двуокись углерода твердая. Технические условия
ГОСТ 30427-96 Фанера общего назначения. Общие правила классификации по внешнему виду
ГОСТ 25881-83 Бетоны химически стойкие
ГОСТ Р 8.568-97 Государственная система обеспечения единства измерений. Аттестация испытательного оборудования. Основные положения
ГОСТ Р 51685-2000 Государственный стандарт Российской Федерации. Рельсы железнодорожные. Общие технические условия.
Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных документов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулирование и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году, а также по единой информационной базе ОАО «РЖД». Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться замененным (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины, определения и обозначения
В настоящем стандарте применены термины с соответствующими определениями, обозначениями и сокращениями:
3.1 Термины и определения:
3.1.1 метод испытаний: Правила применения определенных принципов и средств испытаний.
[ГОСТ 16504-81, термин 11]
3.1.2 методика испытаний: Организационно-методический документ, обязательный к выполнению, включающий метод испытаний, средства и условия испытаний, отбор проб, алгоритмы выполнения операций по определению одной или нескольких взаимосвязанных характеристик свойств объекта, формы представления данных и оценивания точности достоверности результатов, требования техники безопасности и охраны окружающей среды.
[ГОСТ 16504-81, термин 14]
3.1.3 испытание (эксперимент): Экспериментальное определение количественных и (или) качественных характеристик свойств объекта испытаний как результата воздействия на него, при его функционировании, при моделировании объекта и (или) воздействий.
Примечание — Определение включает оценивание и (или) контроль
[ГОСТ 16504-81, термин 1]
3.1.4 образец для испытаний: Продукция или ее часть, или проба, непосредственно подвергаемые эксперименту при испытаниях.
[ГОСТ 16504-81, термин 7]
3.1.5 окружающая среда: Внешние условия, которые могут возникать в эксплуатации (температура, влажность, горюче-смазочные материалы, солнечные радиация и свет, микроорганизмы и так далее).
3.1.6 регулярное нагружение: Нагружение, которое характеризуется периодическим законом изменения нагрузок с одним максимумом и одним минимумом в течение одного периода при постоянстве параметров цикла нагружения в течение всего времени испытаний.
[ГОСТ 23207-78, термин 17]
3.1.7 коэффициент асимметрии цикла: Отношение минимального значения нагрузки цикла к максимальному значению. [ГОСТ 23207-78, термин 38]
3.1.8 база испытаний: Предварительно задаваемая наибольшая продолжительность испытаний на усталость.
[ГОСТ 23207-78, термин 15]
3.1.9 визуальный контроль: Органолептический контроль, осуществляемый органами зрения.
[ГОСТ 16504-81, термин 114]
3.1.10 предельное состояние: Состояние объекта, при котором его дальнейшее испытание должно быть прекращено из-за нарушения требований безопасности, или разрушения, или предельного износа его элементов, или выхода определяемых характеристик рельсового скрепления за установленные пределы нормативных значений.
3.1.11 вертикальная статическая жесткость подрельсовой прокладки-амортизатора: Отношение вертикальной нагрузки, равномерно распределенной на рабочую поверхность подрельсовой прокладки, к изменению ее высоты.
3.1.12 удерживающая способность узла рельсового скрепления в продольном направлении: Максимальная сила, приложенная к подошве рельса в продольном направлении, предшествующая появлению остаточного смещения рельса относительно подрельсового основания.
3.1.13 нормативное значение: Среднее арифметическое значение результатов частных определений.
3.1.14 заказчик: Подразделение ОАО «РЖД» или юридическое лицо, по договору с которым осуществляются испытания.
3.1.15 статическое нагружение: Нагружение, скорость изменения которого (нарастания или убывания) значительно меньше скорости распространения деформаций в конструкции.
3.2 Обозначения
3.2.1 x — продольное перемещение рельса относительно подрельсового основания, мм;
3.2.2 y — вертикальное перемещение рельса относительно подрельсового основания, мм;
3.2.3 z — боковое перемещение головки рельса относительно подрельсового основания, мм;
3.2.4 s — боковое перемещение подошвы рельса относительно подрельсового основания, мм;
3.2.5 Q — сила, создаваемая нагружающим устройством испытательной машины или стенда, кН;
3.2.6 Q(Y) — вертикальная сила, действующая перпендикулярно к основанию шпалы, бруса или плиты, кН;
3.2.7 Qz — боковая сила, действующая перпендикулярно к рельсу в плоскости, параллельной основанию шпалы, бруса или плиты, кН;
3.2.8 (альфа) = arctg(Qz/Q(Y)); (альфа) — угол между вектором результирующей силы от действия сил Q(Y) и Qz и перпендикуляром к основанию шпалы, бруса или плиты, °;
3.2.9 (гамма) — подуклонка — уклон подрельсовых площадок к продольной оси шпалы в вертикальной плоскости, рад;
3.2.10 Gx — удерживающая способность узла рельсового скрепления в продольном направлении пути, кН;
3.2.11 В — расстояние между боковыми поверхностями головок рельса у образцов, находящихся в рабочем положении на испытательном оборудовании, в отсутствии нагрузки, мм;
3.2.12 (Дельта)b(ост) — остаточное смещение головки рельса в боковом направлении при испытании рельсового скрепления циклическими нагрузками, мм;
3.2.13 W — расстояние между внутренними краями подошвы рельса у образцов, находящихся в рабочем положении на испытательном оборудовании, в отсутствии нагрузки, мм;
3.2.14 (Дельта)w(ост) — остаточное смещение подошвы рельса в боковом направлении при испытании рельсового скрепления циклическими нагрузками, мм;
3.2.15 h — высота (относительно нижней поверхности подошвы рельса) расположения точки, выбранной для измерения бокового перемещения головки рельса, мм;
3.2.16 c — расстояние между двумя точками на подошве рельса, расположенными по одну сторону от оси симметрии его профиля и используемыми для измерения перемещения рельса в вертикальном направлении, мм;
3.2.17 t — толщина подрельсовой прокладки-амортизатора или их пакета, мм;
3.2.18 (Дельта)t — уменьшение средней толщины подрельсовой прокладки — амортизатора или их пакета, мм;
3.2.19 k(s)=Q/(Дельта)t — вертикальная статическая жесткость прокладки-амортизатора, кН/мм;
3.2.20 Q(0) — монтажное прижатие рельса в узле рельсового скрепления, кН;
3.2.21 N — циклы нагружения, циклов;
3.2.22 P — наработка (суммарный объем совершаемой работы объекта за определенный период времени, выраженный количеством пропущенного груза), тонн-брутто пропущенного груза.
Объектом испытаний являются натурные узлы рельсовых скреплений различных конструкций, соединяющие отрезок рельса со шпалой, брусом или плитой соответствующего типа.
Образец для испытаний представляет собой натурный узел рельсового скрепления, собранный вместе с отрезком рельса Р65 на подрельсовом основании (шпале, брусе или плите, либо на отрезках шпал с подрельсовой площадкой). Отрезок рельса не должен иметь расслоений, коррозии на всей его поверхности и полированной подошвы вследствие многократного применения. Длина отрезка рельса должна обеспечить сборку узлов рельсового скрепления и установку на испытательное оборудование. Сборку образца выполняют в соответствии с конструкторской документацией на узлы рельсового скрепления. Допускается применение образцов двух типов (рисунок 1).
См. Рисунок 1 — Образцы для испытаний скреплений
Образец типа 1-е закреплением рельса на одной подрельсовой площадке шпалы, бруса или плиты. Образец типа 2 — с закреплением рельса на двух подрельсовых площадках. Для испытаний скреплений софсетным расположением (*) использовать образцы типа 2. Отбор элементов рельсового скрепления для проведения испытаний проводят в соответствии с ГОСТ 18321 любым способом.
———————————
* — Скрепления, у которых фиксаторы внутренней и наружной стороны подошвы рельса выполнены конструктивно с заданным смещением в разные стороны относительно плоскости симметрии подрельсовой площадки, перпендикулярной рельсу, (рисунок 2).
Все комплекты рельсовых скреплений, переданные на испытания, должны сопровождаться чертежами, техническими условиями, сведениями об изготовителе и материале, дате выпуска, номере партии. Все элементы рельсового скрепления и шпала должны иметь соответствующую маркировку. Способ нанесения маркировки не должен влиять на выполнение и результат испытаний, при этом маркировка не должна повреждаться.
См. Рисунок 2 — Схема для испытаний рельсового скрепления с офсетным расположением.
Перед сборкой образца все его элементы подвергаются входному контролю.
Стендовое испытание рельсового скрепления заключается в регулярном синфазном нагружении образца в сборе вертикальной и горизонтальной силами, приложенными к головке отрезка рельса. Схема
приложения испытательной нагрузки показана на рисунке 3. Нагрузку прикладывают в центр радиуса R15 головки рельса в плоскости поперечного сечения рельса Р65 чертежного профиля по ГОСТ Р 51685. Испытания проводят в условиях циклического температурного воздействия, моделирующего сезонные изменения температуры в эксплуатации.
См. Рисунок 3 — Схема нагружения узла рельсового скрепления при испытаниях.
Результаты испытаний, получаемые при использовании данного метода, используют при прогнозировании срока службы в эксплуатации рельсового скрепления в предъявленной комплектации.
Воспроизводимость результатов испытаний зависит от соблюдения следующих условий испытаний:
— усилия затяжки рельсового скрепления;
— точности установки положения подрельсовых площадок;
— способа и механизма приложения испытательной нагрузки.
7.1 Режимы статического нагружения
7.1.1 Q(Y, max) = 100 кН для образца типа 1 и 200 кН для образца типа 2. Скорость нагружения от 9 до 11 кН/с.
7.1.2 Q(Z, max) = 50 кН для образца типа 1 и 100 кН для образца типа 2. Скорость нагружения от 4,5 до 5,5 кН/с.
7.2. Режимы регулярного нагружения
7.2.1 Q(Y, max) =100 кН для образца типа 1 и 200 кН для образца типа 2. Q(Y, min) = 5,0 кН. Номинальная частота циклов f = 4 Гц (1).
———————————
(1) — При скоростях движения поездов 200 км/час номинальная частота устанавливается 10 Гц и может быть изменена по согласованию с заказчиком.
7.2.2 Q(Z, max) = 50 КН для образца типа 1 и 100 кН для образца типа 2. Q(Z, min) = 2,5 кН. Номинальная частота циклов f= 4 Гц (1).
7.2.3 База испытаний — 5 млн. циклов.
7.3. Допускаемая погрешность заданных значений результирующей нагрузки Qи (рисунок 3) в расчете на один узел рельсового скрепления не должна превышать +/-1%, а угла наклона ее вектора — +/-0,5° как при статическом, так и при регулярном характере нагружения.
Во время испытаний температура окружающего воздуха может находиться в диапазоне от 15 °С до 25 °С, а относительная влажность — от 25 % до 75 %.
В процессе испытаний периодически осуществляют термоциклирование узлов рельсового скрепления (циклическое воздействие смен температур) со скоростью не более 1 °С/мин и изотермические выдержки в диапазоне температуры воздуха от минус 60 °С до плюс 60 °С (1), контролируемой (2) в климатической камере или в термоконтейнере. По согласованию с заказчиком допускается проведение испытаний в более узком диапазоне температур.
———————————
(1) — Если их иные значения не были заданы заказчиком.
(2) — По требованию заказчика температура может контролироваться на несущих элементах скрепления (клеммы, анкеры, упоры, подошва рельса и шпала в зоне контакта с прокладкой-амортизатором).
Допустимое отклонение от заданных выше значений температуры при изотермических выдержках составляет +/-3 °С.
Температурное воздействие комбинируют с регулярным нагружением. В процессе испытаний на базе 5 млн. циклов нагружений выполняют 15 термоциклов (3).
———————————
(3) — Если их иное число не задано заказчиком.
Во время изотермической выдержки образцов на каждом из режимов (минус 60 °С и плюс 60 °С) выполняют по три блока, состоящих от 8300 до 8400 циклов регулярного нагружения по режиму, указанному в 7.2, и 30-минутного отсутствия нагружения. Для каждого термоцикла рекомендуется следующая программа:
Шаг 1 — нагревание образцов до заданной максимальной температуры плюс 60 °С в контролируемых точках (в климатической камере или в термоконтейнере) в течение времени, обеспечивающего ее достижение, и термостатирование при этой температуре в течение 30 минут. При этом образцы не подвергают нагружению.
Шаг 2 — нагружение образцов по режиму, указанному в 7.2, продолжительностью от 8300 до 8400 циклов в сочетании с воздействием температуры при ее заданном максимальном значении в климатической камере или в термоконтейнере.
Шаг 3 — образцы не подвергают нагружению в течение 30 минут, но продолжают пребывать при заданной максимальной температуре в контролируемых точках (изотермическая выдержка).
Шаг 4 — повторение шагов 2 и 3, затем еще раз шаг 2. При этом во время реализации шагов с 2 по 4 суммарное число циклов нагружения должно составить 25000 циклов (1).
———————————
(1) — Реализовывать указанные числа повторения шагов и циклов нагружения, если их иные значения не заданы владельцем инфраструктуры.
Шаг 5 — охлаждение от заданного максимального значения до температуры плюс (20+/-5) °С, когда образцы не подвергают нагружению.
Шаг 6 — нагружение образцов по режиму, указанному в 7.2, продолжительностью от 141600 до 141700 циклов при температуре окружающего воздуха.
Шаг 7 — охлаждение образцов до температуры в климатической камере или в термоконтейнере минус 60 °С в течение времени, обеспечивающего ее достижение, и термостатирование при этой температуре в течение 30 минут. При этом образцы не подвергают нагружению.
Шаг 8 — нагружение образцов по режиму, указанному в 7.2, продолжительностью от 8300 до 8400 циклов при поддержании температуры воздуха в климатической камере или в термоконтейнере минус 60 °С.
Шаг 9 — образцы не подвергают нагружению в течение 30 минут, но продолжают пребывать при заданной минимальной температуре в климатической камере или в термоконтейнере (изотермическая выдержка).
Шаг 10 — повторение шагов 8 и 9, затем еще раз шаг 8. Во время реализации шагов с 6 по 8 регулярное нагружение должно составить 25000 циклов.
Шаг 11 — нагревание до температуры воздуха в климатической камере или в термоконтейнере (20+/-5) °С, когда образцы не подвергают нагружению.
Шаг 12 — нагружение образцов по режиму, указанному в 7.2, продолжительностью от 141600 до 141700 циклов при температуре окружающего воздуха.
Определяемые при испытаниях характеристики рельсового скрепления и их нормативные значения приведены в таблице 1.
┌──────┬────────────────────────────────┬─────────────────┬─────────────────┐
│ │ │ │ Предельное │
│ │ │ │ состояние [1], │
│ N │ Определяемые характеристики(1) │ Нормативное │ при постижении │
│п. п. │ │ значение [1] │ которого │
│ │ │ │ испытания │
│ │ │ │ прекращаются │
├──────┼────────────────────────────────┼─────────────────┼─────────────────┤
│ 9.1 │Размеры деталей, отвечающие за │ зависит от типа │ зависит от типа │
│ │функциональные характеристики │ рельсового │ рельсового │
│ │рельсового скрепления и │ скрепления по │ скрепления по │
│ │геометрию рельсовой колеи │ конструкторским │ конструкторским │
│ │(например, толщина t │ документам │ документам │
│ │прокладок-амортизаторов) │ │ │
├──────┼────────────────────────────────┼─────────────────┼─────────────────┤
│ 9.2 │Вертикальная статическая │ от 50 до 150 │ менее 50 или │
│ │жесткость k(s) подрельсовых │ кН/мм │ более 150 кН/мм │
│ │прокладок-амортизаторов при │ │ │
│ │температуре 20+/-2 °С (2) │ │ │
├──────┼────────────────────────────────┼─────────────────┼─────────────────┤
│ 9.3 │Удерживающая способность узла │ │ │
│ │рельсового скрепления │ │ │
│ │в продольном направлении Gх для │ │ │
│ │температурного диапазона │ │ │
│ │эксплуатации: │ │ │
│ │больше 110 °С │не менее 16,5 кН │ менее 16,5 кН │
│ │меньше или равно 110 °С │не менее 14,0 кН │ менее 14,0 кН │
├──────┼────────────────────────────────┼─────────────────┼─────────────────┤
│ 9.4 │Монтажное прижатие рельса в │ │ │
│ │узле рельсового скрепления Q0 │ │ │
│ │для температурного диапазона │ │ │
│ │эксплуатации: │ │ │
│ │больше 110 °С │не менее 25.0 кН │ менее 22,5 кН │
│ │меньше или равно 110 °С │не менее 20,0 кН │менее 18,0 кН (3)│
├──────┼────────────────────────────────┼─────────────────┼─────────────────┤
│ 9.5 │Циклическое перемещения рельса │ Не │ Не │
│ │относительно шпалы в │регламентировано │регламентировано │
│ │вертикальном и боковом │ │ │
│ │направлениях y и z (рисунок 4) │ │ │
│ │при периодическом нагружении │ │ │
│ │наклонной силой по режиму, │ │ │
│ │указанному в 7.2. │ │ │
├──────┼────────────────────────────────┼─────────────────┼─────────────────┤
│ 9.6 │Остаточное смещение головки │ не более 3,0 мм │ более 3,0 мм │
│ │рельса в боковом направлении │ │ │
│ │(Дельта)b(ост) │ │ │
├──────┼────────────────────────────────┼─────────────────┼─────────────────┤
│ 9.7 │Остаточное смещение подошвы │ не более 2,0 мм │ более 2,0 мм │
│ │рельса в боковом направлении │ │ │
│ │(Дельта)w(ост) │ │ │
├──────┼────────────────────────────────┼─────────────────┼─────────────────┤
│ 9.8 │Уклон подошвы рельса (гамма) │ 0,045-0,056 рад │меньше 0,017 рад │
│ │ │ │ или │
│ │ │ │больше 0,083 рад │
├──────┼────────────────────────────────┼─────────────────┼─────────────────┤
│ 9.9 │База испытаний до предельного │ не менее 5 млн. │ Разрушение │
│ │состояния │ циклов без │ рельсового │
│ │ │ разрушения и │ скрепления. │
│ │ │ выхода │ Выход │
│ │ │характеристик за │характеристик за │
│ │ │ пределы │ пределы │
│ │ │ нормативных │ нормативных │
│ │ │ значений │ значений │
├──────┼────────────────────────────────┼─────────────────┼─────────────────┤
│ 9.10 │Вертикальная жесткость узла │ от 50 до 150 │ менее 50 или │
│ │рельсового скрепления (4) │ кН/мм │ более 150 кН/мм │
├──────┴────────────────────────────────┴─────────────────┴─────────────────┤
│ (1) — Значения характеристик, перечисленных в 9.1 — 9.5 определить в│
│начале и в конце испытаний согласно 11.1.1, 11.1.2, 11.2, 11.3, 11.10 и │
│11.15, а остальных характеристик — периодически с установленным интервалом│
│(см. 11.10). │
│ (2) — Температуры, отличные от 20 °С, могут быть заданы заказчиком. │
│ (3) — Значения приведены с учетом допускаемого изменения монтажного│
│прижатия │
│рельса не более 10%. │
│ (4) — Проверяется перед началом испытания в рамках входного контроля. │
└───────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
См. Рисунок 4 — Схема расположения точек и направлений измерения перемещения рельса относительно шпалы y1…y4 и z1 z2 при испытаниях рельсовых скреплений
10 Испытательное оборудование и средства измерений
Для испытания рельсовых скреплений используют универсальную испытательную машину с вертикальным расположением оси нагружения, либо специализированный многоканальный стенд, которые позволяют одновременно нагружать два образца (см. рисунок 1) по схеме, представленной на рисунке 3, и режимам, указанным в разделе 7. Погрешность реализации задаваемых параметров испытательной нагрузки не должна превышать +/-1 %.
В случае применения универсальной испытательной машины она должна обеспечивать приложение максимальной испытательной нагрузки (1) с частотой циклов в диапазоне от 3 до 10 Гц к образцам типа 1 величиной Q = 112 кН, и к образцам типа 2-Q = 224 кН.
———————————
(1) Разработка и аттестация метода контроля заданного положения подрельсовых площадок образцов и точек приложения испытательной нагрузки возлагается на пользователя настоящего стандарта
Технические требования к оснастке:
Монтажно-регулировочная платформа должна обеспечивать:
— установку образцов на одной высоте в симметричных положениях относительно оси нагружения испытательной машины. Максимально допустимая погрешность установки заданного положения образца — не более +/-0,5 мм;
— жесткое крепление подрельсового основания образца к опорно-силовой плите.
10.2 Испытательную нагрузку прикладывают в центр радиуса R15 головки рельса через шарниры типа «вал-втулка» или иные устройства, обеспечивающие во время испытаний минимальное сопротивление перемещениям.
Технические требования к средствам нагрева и к наклейке датчиков контроля температуры:
— электронагреватели, количество и мощность которых в течение одного часа обеспечивают нагрев узла рельсового скрепления от комнатной температуры 15 °С и поддержание в климатической камере или контейнере температуры плюс 60 °С.
— датчики температуры на шейке рельса должны быть приклеены и защищены отражающей теплоизоляцией в радиусе от 5 до 7 мм от датчика.
10.3 Средства охлаждения образцов
Для охлаждения образцов рекомендуется применять твердую двуокись углерода (диоксид углерода, ГОСТ 12162).
10.4 Допускается проводить испытания в климатических камерах, позволяющих регулировать температуру в диапазоне от минус 60 °С до плюс 60 °С, или использовать по согласованию с заказчиком другие устройства, обеспечивающие нагрев и охлаждение.
10.5 Многоканальный прибор с датчиками температуры, позволяющий измерять и регистрировать температуру в диапазоне от минус 60 °С до плюс 80 °С. Погрешность измерений температуры допускается не более +/-1 °С.
10.6 Многоканальная система для одновременного измерения в процессе нагружения образца компонентов перемещения рельса относительно шпалы в местах и направлениях, указанных на рисунке 4. Допускаемая погрешность измерений — не более +/-0,01 мм. Регистрируемые данной системой параметры работы рельсового скрепления в динамике позволяют уточнить требования к статическим характеристикам элементов рельсового скрепления.
10.7 Применяемые средства измерения подвергают периодической аттестации в соответствии с ГОСТ Р 8.568. Разработка методики и программы аттестации испытательного оборудования возлагается на испытательную организацию.
11 Порядок проведения испытаний
11.1.1 Проверяют комплектующие детали скреплений на отсутствие дефектов поверхности и на соответствие размерам, указанным в конструкторских документах. В рабочий журнал заносят схему расположения на деталях точек измерений, их координаты и значения размеров деталей, от которых зависят функциональные характеристики рельсового скрепления. Средние арифметические значения регистрируемых параметров и заключение об их соответствии нормативным значениям заносят в протокол испытаний.
11.1.2 Определяют вертикальную статическую жесткость подрельсовых прокладок-амортизаторов, руководствуясь техническими требованиями ОАО «РЖД» [1], при температурах, 20 °С, 60 °С и минус 60 °С (*). Результаты измерений заносят в протокол.
———————————
* — Использовать указанные значения температуры, если иные не были заданы заказчиком.
11.1.3 Выравнивают нижнюю поверхность и наружный торец подрельсовых опор (шпалы, бруса или отрезков шпал с подрельсовой площадкой) механическими способами или посредством заливки полимербетоном (ГОСТ 25881). Допуск формы этих поверхностей от прилегающих плоскостей не более 3 мм.
11.1.4 Собирают образцы для испытаний (см. раздел 5), руководствуясь конструкторскими документами на испытываемые рельсовые скрепления. При сборке поле допуска поперечной плоскости симметрии рельса относительно продольной плоскости симметрии подрельсового основания составляет не более 1 мм.
11.2 Определяют удерживающую способность узла рельсового скрепления в продольном направлении при нагружении до нормативного значения, руководствуясь методикой, изложенной в Приложении А. Полученные результаты заносят в протокол.
11.3 Определяют усилие монтажного прижатия рельса к шпале Q0, руководствуясь методикой, изложенной в Приложении Б. Полученные результаты заносят в протокол.
11.4 Устанавливают образцы на опорно-силовую плиту нагружающего устройства с использованием монтажно-регулировочных платформ (см. 10.1). При установке под нижнюю поверхность подрельсового основания укладывают прокладку из фанеры не ниже II сорта (ГОСТ 30427), вырезанную по контуру подрельсового основания. Толщина фанеры — от 9 до 12 мм.
11.5 Закрепляют образцы рельсовых скреплений в сборе (и монтажно-регулировочные платформы) на силовой плите так, чтобы исключить перемещение подрельсового основания во время нагружения образцов по режимам, указанным в 7.1 и 7.2.
11.6 Прикладывают к образцам испытательную нагрузку и постепенно доводят ее до максимального значения, указанного в 7.1, а затем разгружают. Выполняют дополнительно девять повторно-статических нагружений в том же режиме, что и первый цикл, следя за поведением образцов и изменением положения рельсов под нагрузкой.
11.7 Подвергают образцы нагружению по режиму, указанному в 7.2. в течение 1000 циклов. Во время реализации последних 50 циклов измеряют циклическое перемещение рельсов относительно подрельсовой площадки образца в местах и направлениях, указанных на рисунке 4.
11.8 Определяют расстояния В и W, описывающие условно размеры колеи (*), при нагрузке равной нулю. Допускаемая погрешность определения этих расстояний не более 0,1 мм.
———————————
* — Разработка методики определения размеров B и W возлагается на организацию, проводящую данные испытания.
11.9 Поэтапно нарабатывают 5 млн. циклов нагружения, реализуя требуемые условия температурного воздействия (см. раздел 8). При испытаниях ни один из элементов рельсового скрепления не подвергают регулировке или замене.
11.10 В процессе испытаний выполняют визуальные осмотры испытываемых узлов рельсового скрепления на предмет целостности его элементов не реже чем через 100 тысяч циклов. Определяют размеры В и W с погрешностью не более 0,1 мм через 1х10 в 6 степени циклов при нагрузке равной нулю, результаты замеров заносят в протокол. При достижении образцом предельного состояния испытания останавливают и принимают решение об уточнении значений предельного состояния узлов рельсового скрепления или о прекращении испытаний.
11.11 Определяют еще раз удерживающую способность узла рельсового скрепления в продольном направлении и усилие монтажного прижатия рельса в соответствии с 11.2 и 11.3.
11.12 При завершении испытаний повторно измеряют циклическое перемещение рельса относительно подрельсовой площадки по аналогии с п. 11.7.
11.13 По окончании испытаний узлы скреплений разбирают.
11.14 Определяют размеры деталей, которые контролировали до испытаний (см. 11.1.1). Измерения деталей из упругих полимерных материалов выполняют в течение одного часа после разборки рельсовых скреплений. Толщину t подрельсовых прокладок-амортизаторов измеряют на расстоянии от 5 до 7 мм от края, различая результаты t(нар) и t(вн) относящиеся к наружной и внутренней сторонам подрельсовой площадки. Результаты измерений заносят в протокол.
11.15 Определяют вертикальную жесткость прокладок-амортизаторов, руководствуясь техническими требованиями, при температуре (20+/-2) °С. Полученные результаты заносят в протокол.
11.16 Оценивают техническое состояние деталей и узлов рельсовых скреплений в целом. Описывают его в виде формы, представленной в таблице 2.
Таблица 2 — Форма для описания и сравнения состояния рельсового скрепления
┌────────────┬──────────────┬───────────────┬─────────────────┬────────────────┬─────────┐
│ Элемент │Изготовитель, │ │ │ Значение │ Доля │
│ рельсового │дата выпуска, │ Определяемая │Экспериментальное│характеристики, │отказов в│
│ скрепления │ марка │характеристика │ значение │ вызывающее │ выборке │
│ │ материала │ │ │ отказ │ │
├────────────┼──────────────┼───────────────┼─────────────────┼────────────────┼─────────┤
│1 Клемма │ │Трещина, излом │ Да/нет │ излом │ │
│ │ ├───────────────┼─────────────────┼────────────────┤ │
│ │ │ Изменение │ │В соответствии с│ │
│ │ │ высоты │ │конструкторским │ │
│ │ │ │ │ документом │ │
├────────────┼──────────────┼───────────────┼─────────────────┼────────────────┼─────────┤
│2 Прокладка-│ │ Трещины │ Да/нет │Сквозная трещина│ │
│ амортизатор│ ├───────────────┼─────────────────┼────────────────┼─────────┤
│ │ │ Средняя │ см. 9.1 │ см. 9.1 │ │
│ │ │ толщина, │ │ │ │
│ │ │ относящаяся к │ │ │ │
│ │ │ наружной и │ │ │ │
│ │ │ внутренней │ │ │ │
│ │ │ сторонам │ │ │ │
│ │ │ подрельсовой │ │ │ │
│ │ │ площадки, │ │ │ │
│ │ │ t(нар), [мм] │ │ │ │
│ │ │ t(вн), [мм] │ │ │ │
│ │ ├───────────────┼─────────────────┼────────────────┼─────────┤
│ │ │ Уменьшение │ │ более 20 │ │
│ │ │средней толщины│ │ │ │
│ │ │(Дельта)t / t, │ │ │ │
│ │ │ [%] │ │ │ │
│ │ ├───────────────┼─────────────────┼────────────────┼─────────┤
│ │ │ Деструкция на │ Да/нет │ │ │
│ │ │ площади │ │ │ │
│ │ │ поверхности │ │ │ │
│ │ │ более 50% │ │ │ │
│ │ ├───────────────┼─────────────────┼────────────────┼─────────┤
│ │ │ Вертикальная │ │ увеличение в │ │
│ │ │ статическая │ │ три раза │ │
│ │ │жесткость k(s),│ │ и более │ │
│ │ │ прокладок- │ │ │ │
│ │ │ амортизаторов │ │ │ │
│ │ │при температуре│ │ │ │
│ │ │ 20°С, [кН/мм] │ │ │ │
├────────────┴──────────────┴───────────────┴─────────────────┴────────────────┴─────────┤
│3 Другие элементы │
├────────────┬──────────────┬───────────────┬─────────────────┬────────────────┬─────────┤
│Узел │ │ Удерживающая │ │ │ │
│рельсового │ │ способность │ │ │ │
│скрепления │ │ узла │ │ │ │
│в целом │ │ рельсового │ │ │ │
│ │ │ скрепления в │ │ │ │
│ │ │ продольном │ │ │ │
│ │ │направлении Gx │ │ │ │
│ │ │ для │ │ │ │
│ │ │температурного │ │ │ │
│ │ │ диапазона │ │ │ │
│ │ │ эксплуатации: │ │ │ │
│ │ │больше 110 °С, │ │ менее 16,5 │ │
│ │ │ [кН] │ │ │ │
│ │ │ меньше или │ │ менее 14,0 │ │
│ │ │ равно 110 °С, │ │ │ │
│ │ │ [кН] │ │ │ │
│ │ ├───────────────┼─────────────────┼────────────────┼─────────┤
│ │ │ Монтажное │ │ │ │
│ │ │прижатие рельса│ │ │ │
│ │ │ в узле │ │ │ │
│ │ │ рельсового │ │ │ │
│ │ │ скрепления Q0 │ │ │ │
│ │ │ для │ │ │ │
│ │ │температурного │ │ │ │
│ │ │ диапазона │ │ │ │
│ │ │ эксплуатации: │ │ │ │
│ │ │больше 110 °С, │ │ менее 22,5 │ │
│ │ │ [кН] │ │ │ │
│ │ │ меньше или │ │ менее 18,0 │ │
│ │ │ равно 110 °С, │ │ │ │
│ │ │ [кН] │ │ │ │
│ │ ├───────────────┼─────────────────┼────────────────┼─────────┤
│ │ │ Остаточное │ │ более 3,0 │ │
│ │ │ смещение │ │ │ │
│ │ │головки рельс в│ │ │ │
│ │ │ боковом │ │ │ │
│ │ │ направлении │ │ │ │
│ │ │(Дельта)b(ост) │ │ │ │
│ │ │ [мм] │ │ │ │
│ │ ├───────────────┼─────────────────┼────────────────┼─────────┤
│ │ │ Остаточное │ │ более 2,0 │ │
│ │ │ смещение │ │ │ │
│ │ │ подошвы │ │ │ │
│ │ │ рельса в │ │ │ │
│ │ │ боковом │ │ │ │
│ │ │ направлении │ │ │ │
│ │ │(Дельта)w(ост),│ │ │ │
│ │ │ [мм] │ │ │ │
│ │ ├───────────────┼─────────────────┼────────────────┼─────────┤
│ │ │ Уклон подошвы │ │ меньше 0,017 │ │
│ │ │рельса (гамма),│ │ или │ │
│ │ │ [рад] │ │ больше 0,083 │ │
└────────────┴──────────────┴───────────────┴─────────────────┴────────────────┴─────────┘
12 Обработка результатов испытаний
12.1 Вертикальную статическую жесткость k(s) подрельсовых прокладок-амортизаторов определяют согласно техническим требованиям [1]. Результаты, полученные по двум (для образцов типа 1) или четырем (для образцов типа 2) прокладкам, усредняют.
12.2 Удерживающую способность узла рельсового скрепления в продольном направлении Gх определяют согласно Приложению А. Результаты, полученные по двум образцам любых типов, усредняют.
12.3 Монтажное прижатие рельса в узле рельсового скрепления Q0 определяют согласно Приложению Б. Результаты, полученные по двум (для образцов типа 1) или четырем (для образцов типа 2) образцам, усредняют.
12.4 Перемещения рельса относительно шпалы в вертикальном и боковом направлениях (см. на рисунке 4), измеренные при регулярном нагружении в начале и конце испытаний (см. 11.7).
12.4.1 Среднее вертикальное перемещение края подошвы рельса с наружной стороны колеи y(нар), [мм]:
150 n
y(нар) = —— SUM 0,5(y(1, max) + y(2, max)) , (1)
c · n i=1 i
где y(1, max) и y(2, max) — значения координат y1 и y2 соответствующих точек (рисунок 4) i -того образца (рисунок 1) при максимальной нагрузке цикла Q(и, max) (рисунок 3), измеренные относительно нулевого значения, присвоенного координате y при минимальной нагрузке Q(и, min) Положительный знак у координат y(1, max) и y(2, max) соответствует уменьшению расстояния между точками измерения на подошве рельса и поверхностью подрельсовой площадки шпалы;
n — число испытанных образцов;
c — расстояние между двумя точками измерения перемещения рельса в вертикальном направлении на подошве рельса, расположенные в одной плоскости поперечного сечения рельса (рисунок 4), мм.
12.4.2 Среднее вертикальное перемещение края подошвы рельса с внутренней стороны колеи y(вн) [мм]:
150 n
y(вн) = —— SUM 0,5(y(3, max) + y(4, max)) , (2)
c · n i=1 i
где y(3, max) и y(4, max) — значения координат y3 и y4 соответствующих точек (рисунок 4) i -того образца при максимальной нагрузке цикла Qи, max (рисунок 3), измеренные относительно нулевого значения, присвоенного координате у при минимальной нагрузке цикла Q(и, min) на образец любого типа. Отрицательный знак у координат y(3, mах) и y(4, max) соответствует увеличению расстояния между точками измерения на подошве рельса и поверхностью подрельсовой площадки шпалы (бруса, плиты).
12.4.3 Среднее боковое перемещение головки рельса z, мм:
1 n
z = —- SUM 0,5(z(1, max) + z(2, max)) , (3)
n i=1 i
где z(1, max) и z(2, max) — значения боковой координаты соответствующих точек i -того образца при максимальной нагрузке цикла, измеренные относительно нулевого значения, присвоенного координате z при минимальной нагрузке цикла Q(и, min) на образец любого типа.
12.4.4 Среднее боковое перемещение подошвы рельса s, мм:
h
s = z — —— (y(нар) — y(вн)), (4)
138
где h — высота (относительно нижней поверхности подошвы рельса) расположения точки, выбранной для измерения бокового перемещения головки рельса (см. 3.2.15), мм.
12.5 Остаточное смещение головки и подошвы рельса в боковом направлении (Дельта)b(ост) и (Дельта)w(ост), соответственно, мм.
12.6 Изменение уклона подошвы рельса, рад:
(Дельта) гамма = (t(нар) — t(вн)) / 150, (5)
где t(нар) и t(вн) средняя толщина прокладки-амортизатора, относящаяся, соответственно, к наружной и внутренней сторонам подрельсовой площадки, мм.
12.7 Прогнозируемый срок службы до наработки в эксплуатации, млн. тонн-брутто пропущенного груза:
Р = k(экв)N, (6)
где k(экв) = 96 тонн-брутто пропущенного груза/цикл — коэффициент эквивалентности по повреждающему воздействию наработки при полигонных испытаниях на кольце с кривой радиусом 400 м наработке при стендовых испытаниях идентичных скреплений согласно настоящему стандарту;
N — база испытаний в циклах без разрушений и отказов.
Если при испытании нескольких образцов в каком-либо из них произойдет отказ рельсового скрепления раньше, чем будет достигнута база испытаний, то в качестве значения N принять в расчет минимальную наработку, уменьшенную в три раза (предполагается логарифмически нормальный закон распределения долговечностей).
13 Интерпретация результатов испытаний
Для получения информации, достаточной для прогнозирования срока службы рельсового скрепления в эксплуатации, испытывают не менее двух узлов идентичной комплектации. Промежуточные рельсовые скрепления, прошедшие стендовые испытания в соответствии с настоящим стандартом до наработки 5 млн. циклов без разрушений и сохранившие значения нормируемых функциональных характеристик на допустимомуровне, обладают прогнозируемым сроком службы в эксплуатации до наработки не менее 480 млн. тонн-брутто пропущенного груза.
Для заявления прогнозируемой наработки скреплений до 1 млрд. тонн-брутто база испытаний должна составлять не менее 10-ти млн. циклов.
14 Оформление результатов испытаний
Результаты испытаний регистрируют в рабочем журнале. По окончании испытаний оформляют протокол, содержащий значения характеристик для каждого образца и их средние значения, а также следующую информацию:
14.1 Время и место проведения испытаний, название испытательной организации и данные об ее аккредитации на проведение данных испытаний.
14.2 Сведения об испытываемом рельсовом скреплении и его элементах (ссылки на конструкторские документы), изготовителях деталей, партиях, материалах.
14.3 Результаты определения размеров деталей по 11.1.1.
14.4 Схемы измерения деталей, ссылки на рабочие методики измерений, разработанные испытательной организацией.
14.5 Значения вертикальной статической жесткости подрельсовых прокладок — амортизаторов у j-той прокладки (j = 2 для образца типа 1 и j = 4 для образца типа 2, рисунок 1) в первоначальном состоянии k(s, j) — при температурах 20 °С, 60 °С и минус 60 °С.
14.6 Удерживающую способность узлов рельсового скрепления в продольном направлении у i-того образца (i = 2) перед началом испытаний Gx,i.
14.7 Монтажное прижатие рельса к подрельсовому основанию образца перед началом испытаний для i-ого (i = 2) образца Q(0, i).
14.8 Тип конструктивно-силовой схемы нагружения при испытаниях.
14.9 Режимы нагружения и температурного воздействия на образцы во время испытаний. Программу реализации механического нагружения и температурного воздействия.
14.10 Сведения об испытательном оборудовании и средствах измерений.
14.11 Размеры B и W в начале испытаний и после регламентированных наработок (см. 11.10). Остаточное смещение головки (Дельта)b(ост) и подошвы рельса (Дельта)w(ост) в боковом направлении. Результаты, относящиеся к одинаковой наработке, по двум образцам узла рельсового скрепления, собранного вместе с отрезком рельса Р65 на подрельсовой опоре, усредняют.
14.12 Значения циклического перемещения головки и подошвы рельса относительно подрельсовой площадки образца в вертикальном и боковом направлениях (y(нар), y(вн), z, s) в начале и в конце испытаний (см. 12.4). Результаты, относящиеся к одинаковой наработке, по двум образцам узла рельсового скрепления, собранного вместе с отрезком рельса Р65 на подрельсовой опоре, усредняют.
14.13 Число циклов нагружения при испытаниях образцов, разрушившихся или достигших предельного состояния раньше установленной базы испытаний в 5 млн. циклов.
14.14 Удерживающую способность узлов рельсового скрепления в продольном направлении после окончания испытаний i-того (i = 2) образца G(x,i) при отсутствии преждевременных разрушений и отказов рельсового скрепления. Результаты, полученные по двум образцам, усредняют.
14.15 Монтажное прижатие рельса к подрельсовой площадке каждого i-того (i = 2) образца после окончания испытаний Q(0,i) при отсутствии преждевременных разрушений и отказов рельсового скрепления. Результаты, полученные по двум образцам, усредняют.
14.16 Результаты определения размеров деталей после окончания испытаний. Средняя толщина прокладки-амортизатора, относящаяся к наружной t(нар) и внутренней t(вн) сторонам подрельсовой площадки, изменение уклона подошвы рельса (Дельта)гамма.
14.17 Значения вертикальной статической жесткости при температуре 20 °С каждой j-той (j = 2 для образца типа 1 и j = 4 для образца типа 2, рисунок 1) подрельсовой прокладки-амортизатора, прошедших испытания k(s,j).
14.18 Сопоставление значений определяемых характеристик после завершения испытаний со значениями, соответствующими предельному состоянию или отказу узла рельсового скрепления, согласно таблиц 1.
14.19 Заключение о прогнозируемой наработке рельсового скрепления в эксплуатации.
14.20 Фамилию, имя, отчество и должность исполнителей, проводивших испытания, их подписи и утверждающую подпись ответственного руководителя испытательной лаборатории.
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ УДЕРЖИВАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ УЗЛА РЕЛЬСОВОГО СКРЕПЛЕНИЯ В ПРОДОЛЬНОМ НАПРАВЛЕНИИ
А.1 Образец для испытаний
Удерживающую способность рельсового скрепления в продольном направлении определяют у каждого образца любого типа перед началом и после проведения испытаний рельсового скрепления, не прибегая к переборке или обслуживанию скрепления. При этом натяжение образца испытательной нагрузкой осуществляют в одном и том же продольном направлении.
А.2 Метод испытаний
Для оценки удерживающей способности узла рельсового скрепления в продольном направлении к середине подошвы рельса прикладывают ступенчато возрастающую нагрузку (рисунок А.1), действующую вдоль рельса. Во время испытаний определяют удерживающую способность Gх, при которой появляется остаточное продольное смещение рельса относительно подрельсового основания, закрепленного на неподвижной опоре. Момент достижения остаточного смещения рельса характерен прекращением роста нагрузки при перемещении рельса относительно подрельсового основания.
См. Рисунок А.1 — Схема нагружения узла рельсового скрепления, собранного вместе с отрезком рельса Р65 на подрельсовом основании, для определения удерживающей способности узла рельсового скрепления в продольном направлении
А.3 Условия испытаний
Испытания проводят в помещении с температурой окружающего воздуха от 15 °С до 25 °С. Перед проведением испытания все используемые элементы и оборудование должны находиться в этом помещении не менее 4 часов.
А.4 Испытательное оборудование и средства измерений
— Нагружающее устройство, обеспечивающее нагружение не менее 50 кН со скоростью до 10 кН/мин, включающее динамометр. Погрешность нагружения — не более 0,5%. Для испытания образцов типа 2 максимальное усилие нагружающего устройства должно быть вдвое больше приведенных значений.
— Датчик линейного перемещения с рабочим диапазоном не менее 10 мм. Погрешность измерения регистрации перемещения — не более 0,01 мм;
— Приборы для автоматической непрерывной записи диаграмм «нагрузка-перемещение» или дискретной регистрации цифровых данных для их построения.
— упоры, препятствующие смещению, наклону и повороту подрельсового основания (шпалы, бруса или отрезков шпал с подрельсовой площадкой) во время продольного нагружения рельса испытательной нагрузкой.
А.5 Порядок проведения испытаний
Устанавливают и фиксируют в горизонтальном и вертикальном положении подрельсовое основание в нагружающем устройстве, позволяющем реализовать схему, приведенную на рисунке А.1.
Для образцов типа 1 к рельсу прикладывают продольную силу величиной (2,5 +/- 0,3) кН со скоростью (0,20 +/-0,1) кН/с и поддерживают ее постоянной в течении 30 секунд. Далее увеличивают нагрузку с постоянным шагом (2,5 +/- 0,3) кН и выдержкой на каждой последующей ступени нагружения в течение 30 секунд. От начала нагружения автоматически регистрируют продольное перемещение рельса относительно шпалы в зависимости от силы натяжения рельса. При использовании компьютерных средств регистрацию показаний датчиков силы и перемещения осуществляют с интервалом времени от 3 до 5 секунд.
При достижении проскальзывания рельса в узле рельсового скрепления, либо при превышении силы натяжения нормативного значения более чем в два раза, за время не более 10 секунд снять натяжение до нуля, не прекращая измерения продольного перемещения рельса в течение двух минут. Затем, без регулировки рельсового скрепления, повторить вышеописанный цикл нагружения три раза с интервалом три минуты между отдельными циклами. Для каждого цикластроят диаграмму «нагрузка-перемещение», аналогичную показанной на рисунке А.2.
См. Рисунок А.2 — Диаграмма «нагрузка-перемещение» за один цикл нагружения
Для образцов типа 2 нагрузку ступеней, ее скорость, предельное значение силы натяжения при испытании увеличивают в два раза.
А.6 Обработка результатов
Используя каждую диаграмму, определяют значения x1 и x2. Если x2 <= 0,5 мм, а сила продольного натяжения не превысила предельного значения при испытании, то цикл нагружения необходимо повторить.
Затем вычисляют значение х из следующего уравнения:
x = x1 — x2 (А.1)
По каждой диаграмме для значения x, вычисленного по формуле (А.1), определяют значение удерживающей способности Gx, при котором появляется остаточное продольное смещение рельса относительно подрельсового основания. Не учитывая результаты предварительного цикла нагружения, по остальным трем значениям вычисляют среднюю величину Gх в кН и записывают ее в качестве удерживающей способности образца в продольном направлении. Если все циклы нагружения оканчиваются достижением предельного значения силы натяжения, превышающего нормативную удерживающую способность в 2 или 4 раза (в зависимости от типа образца), то максимальное значение испытательной нагрузки принимают в качестве удерживающей способности образца в продольном направлении. Для образцов типа 2 вычисленное по диаграммам значение удерживающей способности образца уменьшают в два раза из расчета на единичный узел рельсового скрепления.
А.7 Представление результатов испытаний
Значения удерживающей способности единичного узла рельсового скрепления в продольном направлении, установленные для каждого образца до и после испытаний, относят к двум соответствующим выборкам: 1 — до испытаний, 2 — после испытаний. Для каждой выборки вычисляют средние значения, которые заносят в протокол испытаний (см. 14.5 и 14.13) и в форму для описания и сравнения технического состояния рельсового скрепления после испытаний (см. таблицу 2).
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСИЛИЯ МОНТАЖНОГО ПРИЖАТИЯ РЕЛЬСА К ШПАЛЕ
В качестве подрельсового основания в образце применяют брус, плиту или отрезок шпалы. В дальнейшем при изложении процедуры испытаний данный элемент образца будет условно называть шпалой.
Усилие монтажного прижатия рельса к шпале определяют у каждого образца перед началом и после проведения испытаний рельсового крепления, не прибегая к переборке или обслуживанию скрепления.
Б.2 Метод испытаний
Усилие монтажного прижатия рельса к шпале, создаваемое узлом промежуточного рельсового скрепления, определяют посредством измерения силы, приложенной к рельсу и действующей перпендикулярно подрельсовому основанию, которой достаточно для отрыва рельса от поверхности, на которую он опирается (рисунок Б. 1).
См. Рисунок Б.1 — Схема нагружения образца при определении монтажного прижатия рельса к шпале
Б.3 Условия испытаний
Испытания проводят в помещении с температурой воздуха от 15 °С до 25 °С. Перед проведением испытания все используемые элементы и оборудование должны находиться в этом помещении не менее четырех часов.
Б.4 Испытательное оборудование и средства измерений
— Нагружающее устройство, обеспечивающее нагружение не менее чем до 50 кН со скоростью до 10 кН/мин, включающее динамометр. Погрешность регистрации нагрузки — не более 0,5%. Для испытания образцов типа 2 максимальное усилие нагружающего устройства должно быть вдвое больше приведенных значений;
— датчики линейного перемещения, рассчитанные на ход до 10 мм. Погрешность измерения регистрации перемещения — не более 0,01 мм;
— приборы для автоматической непрерывной записи диаграмм «нагрузка-перемещение» или дискретной регистрации цифровых данных для их построения;
— крепление, препятствующие отрыву шпалы от силовой плиты;
— стальные прокладки (25 х 25) мм толщиной не более 0,3 мм.
Б.5 Подготовка к проведению испытания
Прикрепляют рельс к шпале (вместе с подкладкой при ее наличии в конструкции рельсового скрепления), в соответствии с конструкторской документацией на узлы рельсового скрепления, используя конструктивные элементы рельсового скрепления.
Примечание — Если подрельсовая прокладка-амортизатор имеет конструктивную форму, обеспечивающую ей фиксированное положение в узле рельсового скрепления, то края отбортовки такой подкладки должны быть отрезаны так, чтобы обеспечить ее беспрепятственное извлечение из узла рельсового скрепления при условии, изложенном в Б.6. При обрезке краев отбортовки та часть прокладки-амортизатора, которая находится непосредственно под рельсом, должна остаться без изменений.
Закрепляют отрезок шпалы на опорной плите испытательного стенда. Монтируют испытательное приспособление, позволяющее приложить к рельсу усилие в направлении, перпендикулярном к подрельсовой площадке согласно рисунку Б.1. В каждый угол подрельсовой площадки устанавливают датчики перемещения, позволяющие регистрировать вертикальные перемещения подошвы рельса у относительно подрельсового основания.
Б.6 Порядок проведения испытаний скреплений, содержащих подрельсовую прокладку-амортизатор
К рельсу прикладывают усилие, возрастающее во времени с постоянной скоростью и отрывающее его от шпалы, вдоль оси, перпендикулярной к середине подрельсовой площадки, до момента возможности смещения руками прокладки-амортизатора, находящейся под рельсом. При этом необходимо убедиться в том, что рельс сохраняет положение, параллельное подрельсовой площадке. Удаляют подрельсовую прокладку-амортизатор и начинают снижать приложенное к рельсу усилия до тех пор, когда среднее значение показаний датчиков перемещения не станет равным нулю. Записывают нагрузку Q, а затем уменьшают ее до 0,9·Q. Регистрируя значения y (как среднюю величину показаний при одновременном отсчете с четырех датчиков перемещения), увеличивают нагрузку Q со скоростью, не превышающей 10 кН/мин, до тех пор, пока нагрузка не достигнет значения 1,1·Q. С диаграммы «нагрузка-перемещение» (см. рисунок Б.2) получают значение Q0 при y = 0, которое является усилием монтажного прижатия рельса к шпале. Дополнительно повторяют указанные операции дважды. По полученным результатам определяют среднее значение усилия монтажного прижатия рельса к шпале.
См. Рисунок Б.2 — Диаграмма «нагрузка-перемещение»
Б.7 Представление результатов испытаний
Значения монтажного прижатия рельса к шпале, установленные для каждого образца до и после испытаний, относят к двум соответствующим выборкам: 1 — до испытаний, 2 — после испытаний. Для каждой выборки вычисляют средние значения, которые заносят в протокол испытаний (см. 14.7 и 14.15) и в форму для описания и сравнения технического состояния рельсового скрепления после испытаний (см. таблицу 2).
[1] ЦПТ 11/100 Определение жесткости при сжатии прокладок-амортизаторов для рельсовых скреплений железнодорожного пути.
Технические требования ОАО «РЖД». Департамент пути и сооружений. Утв. 23.12.2009.