| 标准编号 | GB/T 5599-2019 (GB/T5599-2019) | | 中文名称 | 机车车辆动力学性能评定及试验鉴定规范 | | 英文名称 | Specification for dynamic performance assessment and testing verification of rolling stock | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | S30 | | 国际标准分类 | 45.060.01 | | 字数估计 | 30,313 | | 发布日期 | 2019-12-10 | | 实施日期 | 2020-07-01 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 5599-2019
Specification for dynamic performance assessment and testing verification of rolling stock
ICS 45.060.01
S30
中华人民共和国国家标准
代替GB/T 5599-1985
机车车辆动力学性能评定及试验鉴定规范
2019-12-10发布
2020-07-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
目次
前言 Ⅲ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 符号 2
5 机车车辆坐标系 3
6 总则 3
7 试验条件 3
8 测量参数 6
9 评定指标 7
10 评定和数据处理方法 7
11 试验报告 10
附录A(规范性附录) 相对摩擦系数测量方法 11
附录B(规范性附录) 测试系统 12
附录C(资料性附录) 轮轨力测量 14
附录D(规范性附录) 运行稳定性和运行品质数据统计处理方法 17
附录E(规范性附录) 平稳性指标W 的测量和数据处理方法 18
附录F(规范性附录) 舒适度指标NMV的测量和数据处理方法 21
参考文献 24
前言
本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
本标准代替GB/T 5599-1985《铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范》。与 GB/T 5599-
1985相比,主要技术变化如下:
---增加了术语和定义(见第3章);
---删除了倾覆系数指标(见1985年版的3.3.5);
---删除了用动应力评价结构疲劳方面的内容(见1985年版的3.4);
---增加了符号(见第4章);
---增加了机车车辆坐标系(见第5章);
---修改了对试验线路条件的要求(见6.3、7.2,1985年版的2.2);
---修改了试验条件(见第7章,1985年版的第2章);
---增加了对机车动力学评定的内容(见第10章);
---修改了脱轨系数评定限值(见10.1.1.2,1985年版的3.3.2);
---修改了轮重减载率评定限值(见10.1.1.3,1985年版的3.3.3);
---修改了轮轴横向力评定限值(见10.1.1.4,1985年版的3.3.4);
---增加了横向稳定性评定(见10.1.2);
---增加了舒适度指标及其测量和数据处理方法(见10.3.2和附录F);
---增加了对试验报告的要求(见第11章);
---删除了车辆用钢材的机械性能和零部件的许用应力表(见1985年版的附录A);
---增加了对测试系统的要求(见附录B);
---删除了用车体振动加速度评定车辆运行平稳性的简化方法(见1985年版的附录B);
---删除了计算程序框图(见1985年版的附录C);
---修改了运行稳定性和运行品质数据处理计算方法(见附录D,1985年版的5.3)。
本标准由国家铁路局归口。
本标准起草单位:中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所、中国铁道科学研究院集团有限公司标准计量研究所。
本标准主要起草人:倪纯双、李谷、王新锐、王悦明、徐力、祖宏林、熊芯、张岩、宋瑞。
本标准所代替标准的历次版本发布情况为:
---GB/T 5599-1985。
机车车辆动力学性能评定及试验鉴定规范
1 范围
本标准规定了标准轨距机车车辆在线路上进行动力学性能试验鉴定的方法和评定指标。
本标准适用于标准轨距机车车辆的线路运行动力学性能评定和试验鉴定。城市轨道车辆及工矿用
电力、内燃机车的动力学性能试验鉴定可参照使用。
本标准不适用于标准轨距铁路特种车辆(长大货物车和有、无动力的轨行车辆)以及工程机械(架桥
机、铺轨机、轨道起重机等)、工务养路机械(清筛机、捣固机等)等轨行机械的动力学性能试验鉴定。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
TB/T 3332-2013 铁路应用 确定轮轨等效锥度的方法
TB/T 3355-2014 轨道几何状态动态检测及评定
UIC513:1994 铁道车辆旅客乘坐舒适度评估导则
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
最高运营速度
机车车辆能够适应长期持续运行的最高速度。
注:最高运营速度用千米每小时(km/h)表示。
3.2
运营速度
运输组织、线路、信号和机车车辆综合决定的运用速度。
注:运营速度用千米每小时(km/h)表示。
3.3
允许欠超高
机车车辆通过曲线时允许最大未被平衡的超高。
注:允许欠超高用毫米(mm)表示。
3.4
轮轨力
车轮和钢轨之间的相互作用力。
注:轮轨力分为轮轨垂向力P 和轮轨横向力Q,在每个车轮上测量。轮轨力用千牛(kN)表示。
3.5
轮轴横向力
左右轮轨横向力的向量和。
注:轮轴横向力用千牛(kN)表示。
3.6
振动加速度
在轴箱、转向架和车体等部件上测得的线性加速度。
注:振动加速度用米每二次方秒(m/s2)表示。
4 符号
符号及单位见表1。
5 机车车辆坐标系
5.1 机车车辆动力学试验的坐标系
机车车辆动力学试验的坐标系为右手坐标系,列车前进方向为x 轴正方向,车辆向上为z轴正方
向。图1为坐标系的示例。
在试验中,被试车辆试验运行方向应唯一规定,进而可以分为正向运行和反向运行。
图1 机车车辆动力学试验的坐标系
5.2 测点命名规则
首先沿运行方向依次进行顺位命名,如图1中的j。进而依xOz平面对称,命名车侧,如图1中的k。
动力学试验中,每个测点都以测点符号和下标jk命名。如P12、Q12。
6 总则
6.1 机车车辆动力学性能的鉴定应通过线路试验的方法进行。
6.2 机车车辆出厂应经不少于5×103km的磨合运行后,经检查走行部技术状态正常,方可进行动力
学性能试验鉴定,供需双方另有规定的除外。
6.3 试验前应确认下列参数:
a) 线路等级、维修养护等级和几何质量特性。试验线路的几何状态应符合TB/T 3355-2014中
Ⅲ级及以上的要求。
b) 机车车辆技术参数。
c) 运行试验区段特性,如直线、大半径曲线和小半径曲线。
d) 机车车辆实际状态,如整备状态、空车、重车等。
6.4 钢轨表面宜处于干燥状态。钢轨的状态、气候条件、试验时间都应在试验报告中说明。
7 试验条件
7.1 一般规则
试验运行条件应考虑线路等级、试验速度、欠超高、曲线半径、编组和运行方向等因素。
7.2 试验区段和采样要求
7.2.1 试验区段分类
试验区段分为直线、大半径曲线、小半径曲线、直向通过道岔和侧向通过道岔。
7.2.2 直线区段
7.2.2.1 最高试验速度Vmax为1.1倍的vmopr或vmopr+10km/h,取两者大值。试验应在最高试验速度
下分若干速度级,速度级增量推荐为10km/h或20km/h。速度控制容许偏差为±5km/h。
7.2.2.2 每个速度级采样段数N≥25。
7.2.2.3 每段采样长度:若Vmopr≤220km/h,则l=250m;若Vmopr >220km/h,则l=500m。每段采
样长度容差为10%。
7.2.3 大半径曲线区段
7.2.3.1 大半径曲线的曲线半径根据不同运用条件、车种、速度级、常用线路的实际工况,参考表2和表3选取。
7.2.3.2 最高试验速度vmax为1.1倍的vopr,困难条件下不应低于vopr。试验应在最高试验速度下进行。
速度控制容许偏差为±5km/h。
7.2.3.3 采样段数N≥25。
7.2.3.4 每段采样长度:若vopr≤140km/h,则l=100m;若140km/h< vopr≤220km/h,则l=250m;
若vopr >220km/h,则l=500m。每段采样长度容许偏差为10%。
7.2.4 小半径曲线区段
7.2.4.1 小半径曲线半径R 范围:250m ≤R≤400m。
7.2.4.2 最高试验速度vmax为1.1倍的vopr,困难条件下不应低于vopr。试验应在最高试验速度下进行,
速度控制容许偏差为±3km/h。
7.2.4.3 采样段数N≥25。
7.2.4.4 每段采样长度:l=70m。如曲线长度不足70m,则每个曲线作为一个采样段。每段采样长度
容许偏差为10%。
7.2.5 直向通过道岔
7.2.5.1 最高试验速度vmax为1.1倍的vopr,困难条件下不应低于vopr。试验应在最高试验速度下分若
干速度级,速度级增量为10km/h或20km/h。速度控制容许偏差为±5km/h。
7.2.5.2 直向通过的每一个道岔区作为一个采样段。每个速度级采样段数N≥10。
7.2.6 侧向通过道岔
7.2.6.1 最高试验速度vmax为1.1倍的vopr,困难条件下不应低于vopr。速度控制容许偏差为±2km/h。
7.2.6.2 侧向通过的道岔为12号道岔或9号道岔。
7.2.6.3 侧向通过的每一个道岔区作为一个采样段。采样段数N≥10。
7.3 被试机车车辆
7.3.1 机械特性
7.3.1.1 鉴定试验时制造厂应提供被试机车车辆相关特性参数,并确认其状态正常、符合规定要求。
7.3.1.2 对于带有摩擦减振装置的货车转向架应测量相对摩擦系数,方法见附录A,测得的结果记入试验报告。
7.3.2 载荷状态
7.3.2.1 机车试验应在整备状态下进行。
7.3.2.2 客车和动车组试验应在整备状态下进行。
7.3.2.3 货车试验应在空车和标记载重状态下分别进行。
7.3.3 车轮轮缘踏面外形
7.3.3.1 车轮轮缘踏面应无擦伤、剥离等异常情况。
7.3.3.2 应记录被试机车车辆的轮缘踏面外形,确认其状态正常并将结果记入试验报告。踏面等效锥度按TB/T 3332-2013规定计算。
7.3.4 空气弹簧
如果是空气弹簧悬挂车辆,出于安全的考虑,宜在与7.2中规定的相同的条件下补充进行空气弹簧
失气后的运行试验。试验速度逐步提高,最高试验速度控制在运行稳定性指标允许的范围内。
7.4 编组和运行方向
7.4.1 一般规则
试验列车编组和运行方向应考虑被试车运营当中可能遇到的运用工况,为简化试验可以只进行经
过试验经验证明是最不利的运用工况。
试验列车为专列方式运行。
7.4.2 在列车中的位置
7.4.2.1 对于客车和货车,一般挂在试验列车的尾部。若多辆车同时试验,应在试验报告中明确注明编组位置。
7.4.2.2 对于机车,试验在牵引状态下进行。
7.4.2.3 对于动车组或无法改变编组的列车组,则应在报告中说明被试车辆种类及其在列车中的位置。
7.4.3 运行方向
客车和动车组试验应在正反两个运行方向上进行。
7.5 测试系统
测试系统要求见附录B。
8 测量参数
8.1 轮轨力
轮轨横向力Q 和轮轨垂向力P 采用测力轮对方法测量。160km/h及以上速度等级机车车辆的测
试转向架应至少安装两条测力轮对,160km/h以下速度等级机车车辆可安装一条测力轮对。在测试转
向架的前导轴位上应安装测力轮对。测力轮对测量方法参见附录C。
8.2 振动加速度
8.2.1 车体振动加速度
8.2.1.1 机车车体垂向和横向振动加速度测点布置在底架纵向中心线的前牵引梁上和司机座椅基础上。
8.2.1.2 客车和动车组车体垂向、横向振动加速度测点对角布置在1、2位转向架中心偏向车体一侧
1000mm的车内地板上,见图2。动车组司机室座椅下方地板上布置垂向、横向加速度测点。
图2 客车和动车组车体振动加速度测点布置示意图
8.2.1.3 货车车体垂向和横向振动加速度测点布置在1位或2位心盘内侧,距心盘中心线小于1000mm
的车底架中梁下盖板上或对应位置上。
8.2.2 转向架构架横向振动加速度
加速度传感器安装在测量轮轨力转向架构架上,位置在对应的一个轴箱上方。
8.3 位移
根据测试转向架的特点,在一系悬挂和二系悬挂的相关部位选择安装垂向、横向或纵向位移传感器
测量弹簧位移(一系弹簧垂向位移Sjz、二系弹簧横向位移Sty、二系弹簧垂向位移Stz等)。
9 评定指标
9.1 运行稳定性
9.1.1 概述
运行稳定性采用脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力、横向稳定性等指标进行评价。
9.1.2 脱轨系数
9.1.2.1 脱轨系数用于评定车辆的车轮轮缘在横向力作用下是否会爬上轨头而脱轨。
9.1.2.2 脱轨系数为爬轨侧车轮作用于钢轨上的横向力Q 与其作用于钢轨上的垂向力P 的比值,即脱
轨系数为Q/P。
9.1.3 轮重减载率
9.1.3.1 轮重减载率是评定因轮重减载过大而引起脱轨的另一种脱轨安全指标。
9.1.3.2 轮重减载率为轮重减载量ΔP 与该轴平均静轮重P 的比值,即轮重减载率为ΔP/P。
9.1.4 轮轴横向力
轮轴横向力H 用于评定车辆在运行过程中是否会因为过大的横向力而导致轨距扩宽或线路产生
严重变形。
9.1.5 横向稳定性
横向稳定性用于评定转向架是否发生了不能迅速衰减的连续横向振荡,采用转向架构架横向振动
加速度ajy进行评价。
9.2 运行品质
运行品质采用车体振动加速度aty、atz进行评价。
9.3 运行平稳性
运行平稳性采用平稳性指标W 或乘坐舒适度NMV进行评价。
10 评定和数据处理方法
10.1 运行稳定性评定
10.1.1 脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力评定方法
10.1.1.1 脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力在最高试验速度vmax范围内评定,测量和数据处理方法见附录D。
10.1.1.2 脱轨系数评定限值见表4。
10.1.2 横向稳定性评定
10.1.2.1 采样方法
对轴箱上方构架振动加速度进行实时连续采样。
10.1.2.2 数据处理方法
横向稳定性在最高试验速度vmax范围内评定,用0.5Hz~10Hz进行带通滤波。
10.1.2.3 横向稳定性评定
加速度峰值有连续6次以上达到或超过8m/s2时,判定转向架横向失稳。
10.2 运行品质评定
10.2.1 测量和数据处理方法
运行品质在最高试验速度vmax范围内评定,测量和数据处理方法见附录D。
10.2.2 评定方法
计算统计评定值应小于10.2.3规定的评定极限值。
10.2.3 运行品质评定
运行品质的评定限值按客车和动车组、货车、机车规定如下:
a) 客车和动车组:atz≤2.5m/s2,aty≤2.5m/s2;
b) 货车:atz≤5.0m/s2,aty≤3.0m/s2;
c) 机车:atz≤3.5m/s2,aty≤2.5m/s2。
10.3 运行平稳性评定
10.3.1 平稳性指标
10.3.1.1 平稳性指标W 在最高运营速度Vm......
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