【TB铁路运输标准】 铁道机车动力学性能试验鉴定方法及评定标准

中华人民共和国铁道行业标准
TB/T2360-93
铁道机车动力学性能试验
鉴定方法及评定标准
1993.-11—11发布
中华人民共和国铁道部
主题内容与适用范围
评定指标
3试验条件
4试验方法
5试验报告
TB/T236093
附录A
主要部件动荷特性的测试方法（补充件）次
附录B机车荷重系统固有频率的测量方法（补充件）附录C平稳性指标W的定义，计算方法及其与AW的换算关系（参考件）(1)
中华人民共和国铁道行业标准
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1435mm的于线铁道电力，内燃机车。TB/T2360-93
其它轨距和工矿用电力、内燃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·
2.1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bzxZ.net
一直接测量的作用于机车导向车轮与钢轨之间的垂向力，kN；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，kN；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)mx
e. (Q/P)m-M-
Q/P的最大值，试验样本中出现的最大数值：Q/P的常见最大值：
(Q/P）..M=Q/P+1.65g
式中：Q/P一Q/P的统计平均值：Q/P试验样本的均方差
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：
对于混凝土轨枕线路：
中华人民共和国铁道部1993-11-11批准3
19940701实施
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式中：Q1，Q2—一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，kN；
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，kN。
2.2.2评定等级及限值
脱轨系数各等级的界限值列于表1表1
(Q/P）mmx
(Q/P)m-M
脱轨系数Q/P的界限值
2.2.2.2根据2.2.2.1判定脱轨系数当（Q/P）mx≥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0.9的持续时间不得超过0.07s。c。当脱轨系数超过-0.9的持续时间未超过0.07s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）m≤0.065
式中t，的定义如图1所示。
(Q/P）mm
[(Q/P）mmx-0.9]
图1（4)式中t的定义示意图
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线路横向稳定性系数C的界限列于表2：表2
2.3运行平稳性
线路横向稳定性系数C的界限值
评定机车运行平稳性的主要指标是车体的垂直方向、水平横向振动加速度的最大值以及司机室振动加权加速度有效值。2.3.1术语、符号及说明
一最大振动加速度，m/s；
Amx-A+30
式中：A试验加速度样本中所有峰值绝对值的统计平均值，m/s\；da
试验加速度样本中所有峰值绝对值的均方差，m/s。(5)
加权加速度有效值，m/s。是考虑了人的感觉和引起疲劳的频率因素，评定机车悬挂系统运行平稳性的指标。
A有下列等效的两种定义和计算方法：频域法，
G(f)B(f)df
式中：GO
一试验加速度样本的平均功率谱密度，m\/s/Hz—一频率加权函数，其关系式和曲线如图2所示；Bcf)
f-频率,Hz。
时域法，采用衰减特性为B(F)（见图2)的滤波器对加速度样本信号进行模拟滤波，得到加速度的加权信号aw（t)，这时Aw定义为：Aw
式中：aw(t)-
aw\(t)dt
一加权加速度时间信号，m/s
T样本周期s。
2.3.2运行平稳性各评定等级的界限值列于表3。表3平稳性评定等级值：
Am(m/s2)
Aw(m/g)
注：表2中W是曾经长期应用于铁道机车的“平稳性指标”。表中列出了W与Aw各等级的相应数值，供评定参考。W的定义和计算方法以及它与Aw的换算关系见本标准附录A(参考件)。3
丢直报动
平抵动
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(rl4H3
（F-4BHa)
(=3--30Ha)
（=12H）
(r=230H)
53540303807023782025324030
赖带刷用数
证，等同采用了ISO2631/1-L985所给出的租应三分之一倍频程中心额就的加权累数。BorHa
2.3.3计算Amx时，测量的加速度信号需通过截止频率为40Hz的低通滤波器；计算A时，测量的加速度信号需通过截止频率为100Hz的低通滤波器，但计算频率范围取180Hz。2.4机车以线路的不同限制速度通过不同半径的曲线区段时，车体未被均衡的离心加速度不得大于0.784m/s。
3试验条件
3.1试验机车
3.1.1.试验机车必须运行不少于3×10\km之后，经检查走行部无明显异状，确认机车各部分处于正常技术状态时方可交付试验。，3.1.2试验前机车悬挂装置的弹簧（包括橡胶弹簧），液压减震器和具有橡胶元件的轴箱拉杆TB/T2360-93
等部件应进行型式试验，并提出试验报告3.1.3机车生产厂应向试验鉴定单位提供试验机车和转向架的总组装图、有关技术特性参数及设计文件。
3.2试验线路
3.2.1试验线路的直线区段应是铁路技术管理规程中规定的I级线路；曲线区段应为1级线路。线路养护状态良好。
3.2.2试验线路的直线区段应平直，坡度不超过6%允许速度为试验机车最大速度的区段长度应不少于5km。
3.2.3试验线路的曲线地段的曲线半径R=300m，允许速度60～70km/h；或R=350m.允许速度65~75km/h。
3.2.4试验机车通过车站侧线道岔的最小号为.12号单开道岔。3.3试验测量工况
3.3.1＇试验时机车应牵引列车在牵引工况下测量。3.3.2在直线上的试验最大速度为机车的设计最大速度。自最大速度以下分若干速度级。各速度级差值为10或20km/h。
3.3.3试验机车通过曲线和试验道岔时，应分别在该曲线和道岔的允许最高速度下测量。4.试验方法
4.1一般规定
4.1.1轮轨力测量
轮轨力指作用于机车车轮与钢轨之间的垂向力和横向力。4.1.1.1采用测力轮对测量轮轨力。根据机车转向架结构情况.测力轮对可以采用辐板式或辐条式，条件许可时也可采用试验机车的原有轮对，但必须根据测试要求进行加工改造。4.1.1.2测力轮对每个轮上一周的垂直力和横向力的测力点都不得少于二点。4.1.1.3试验前将测力轮对作为被试机车的第一轮对组装到试验机车上。41.2振动加速度测量
4.1.2.1车体垂向和横向加速度测量点设置在车体底架纵中心线的前、后牵引梁上。4.1.2.2.司机室振动加速度测量点设在前司机室地板中央。4:1.2.3加速度传感器安装座应具有足够的刚度。4.1.3“离心加速度测量
应使用灵敏度较高，下限可用频率为OHz的加速度传感器测量。测点应设置在车体纵向中心平面上尽量靠近车体重心的位置：加速度传感器的测量灵敏度轴线，当机车静置于平直线路上时应保持水平，并与车体纵轴线垂直。4.1.4主要部件的动荷特性测量
主要部件动荷特性主要是测量机车轴箱，转向架构架的振动加速度以及轴箱与转向架构架之间，转向架构架与车体之间的相对位移。测试方法见附录A（补充件）。
4.1.5机车荷重系统固有频率的测量机车荷重系统是指机车轮对，转向架构架和车体通过一系弹簧、二系弹簧所组成的振动系5
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统。其固有频率的测量方法见附录B(补充件)。4.2测量装置及测量仪器
4.2.1＇测力轮对
4.2.1.1测力轮对的电阻应变片布置方式和测量桥路的连接方法，推荐图3～图6所示的测量法，试验鉴定单位可根据试验对象的具体情况选用(）垂向力应变片布置方式：
(e)榄向力应变片布置方式：
(b)垂向力测量桥路及输出形：
d）横向力测量桥路及输出波形。图3辑条轮对上轮轨力间断测量法(a）垂向力应变片布置方式：
(c)横向力应变片布置方式：
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(b)垂向力测量桥路及输出波形
(d)横向力测量桥路及输出波形
图4辐板轮对上轮轨力间断测量法(a垂向力应变片布置方式：
(e）向力应变片布置方式：
（b）香中力测量桥路及输山波形(d）横向力测量析路及输出波形图5输条轮对上的轮轨力连续测盘法(e)
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A(8)栋
【）垂向力应变片布置方式：
（b）垂向力测量桥路及输出波形：(d)
(e)横向力应变片布置方式：
.PSI.A
(d）横向力测量桥路及辅出波形。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E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ep-fi(p）和Ea=fz(Q）。同时绘制相互干扰特性曲线Eap=g:(p)和em=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，（ua/kN）：
垂向力对横向力桥路的干扰系数，（ue/kN）8
横向力比例系数，（ue/kN）：
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横向力对垂向力桥路的干扰系数，（ue/kN）：K
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。s
式中：S..S.
试验时应变仪上垂向力，横向力测量点的标定植，：一与Su,S。相对应的应变仪输出值mV(mA)HpH.
一试验时垂向力（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响应应按照表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
测试目的
感器型式
特性名称
请振频率(Hz）
下限可用频率（Hz）
加度范国（9.8m/s2)
横问系数
压电式
运行平稳性
电阻应变式
0.7±0.05
米均衡高心加连度
电阻应变式
0.7±0.05
压阻式
4.2.3信号放大及调制仪器
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测量系统中传感器输出端与信号记录仪器之间的环节，包括电荷或电压前置放大器，低通滤波器和输出接口等。其各项技术特性应经国家计量单位检验，并在规定期限内使用。所用仪器应符合下列基本条件：(1)在所需测量的频率范围内，频率响应的幅值变化应小于土0.5dB·（2）应具有可供选择的灵敏度。经与传感器灵敏度适当选配后可在生1.0%的精度内读出2×10-应变或0.001g（1.02×10-4m/s）加速度。4.2.4信号记录仪器
光线示波器（当没有条件使用计算机处理数据时采用）和磁带记录仪应有小于土0.5%的非线性度：磁带记录仪的回放误差应小于士3%。4.3数据采集的一般规定
4.3.1直线上运行试验时，每一速度级应有5至8段有效采集。每段数据的采集长度相当于机车运行300~500m距离。
4.3.2曲线区段上运行试验时，数据信号采集应从直缓点前3050m开始，经过进口缓和曲线，圆曲线、出口缓和曲线至缓直点后30～50m止。对于特长曲线可在曲线两端分别采集，但两段各自包括的圆曲线长度不得小于100m，直线段不得小于30m。曲线区段的有效采集段数为5至8段。
4.3-3通过道岔采集的数据应包括从机车第一轮对到达道岔前30m至机车最后一轮对通过道岔后30m距离。
试验报告
机车动力学性能鉴定试验报告应包括以下内容：a：试验机车型号及技术状态：
b.试验机车与动力学性能有关的特性参数：C.试验线路区段的轨道参数和线路状态：d.测量仪器的型号和测量、分析时选用的参数。测量仪器的主要特性参数应编入报告的附录：
e，试验数据的处理方法和计算框图：f.按试验工况列出试验测量结果及分析：g：试验结论与建议：
h试验单位、参加工作人员，日期。
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