ГОСТ 31373-2008 Колесные пары локомотивов и моторвагонного подвижного состава. Расчеты и испытания на прочность (Издание с Поправкой)

Наименование показателя

Критерии оценки КП по показателям прочности

1 Коэффициент запаса статической прочности диска колеса

,                                (А.1)

где - предел текучести материала;

- максимальные суммарные эквивалентные напряжения от монтажных, остаточных и внешних воздействий;

[] - допускаемый коэффициент запаса статической прочности диска колеса от 1,0 до 1,2.

Если суммарные напряжения в наиболее нагруженной зоне колеса являются сжимающими, то на длине колеса не более 15 мм, допускаемый коэффициент запаса статической прочности диска колеса может быть установлен не менее 0,9

2 Коэффициент запаса статической прочности оси КП

,                                 (А.2)

где   - максимальные напряжения, действующие при эксплуатации, в т.ч. возникающие от однократных или редко повторяющихся (менее 10 раз за срок службы) предельных (экстремальных) нагрузок;

[] - допускаемый коэффициент запаса статической прочности оси от 1,0 до 1,1

3 Коэффициент запаса сопротивления усталости колеса

,                           (А.3)

где - предел выносливости колеса, полученный по результатам его стендовых испытаний при аcимметричном цикле нагружения с учетом действия монтажных и остаточных напряжений;  

- наибольшее значение амплитуды напряжений от динамических нагрузок в выбранной точке колеса;

- коэффициент, учитывающий зависимость сопротивления усталости от значения суммарного среднего напряжения цикла при эксплуатации;

- коэффициент, учитывающий зависимость сопротивления усталости от значения суммарного среднего напряжения циклов при стендовых испытаниях.

Коэффициенты , определяют по диаграмме, приведенной на рисунке А.1 (приложение А), или по формуле

,                           (А.4)

где - суммарное среднее напряжение цикла (монтажное, остаточное и эксплуатационное);

[] - допускаемый коэффициент запаса сопротивления усталости колеса:

1,31,5 - при наличии результатов расчетов и стендовых испытаний на усталость колес, результатов полигонных испытаний, а также опыта эксплуатации прототипов;

1,51,7 - при наличии результатов расчетов и стендовых испытаний колес на усталость, опыта эксплуатации прототипов;

1,72,0 - при наличии результатов расчетов, отсутствии полигонных и стендовых испытаний колес на усталость, опыта эксплуатации прототипов

4 Коэффициент запаса сопротивления усталости оси

,                    (А.5)

где  - предел выносливости в расчетном сечении оси ();

- наибольшая амплитуда напряжения в расчетном сечении;

- допускаемый коэффициент запаса сопротивления усталости оси в расчетном сечении ():

2,0 - для буксовой шейки и предподступичной части оси;

1,3 - для подступичных частей оси под ходовым и зубчатым колесами и ступицей тормозного диска;

1,2 - для заподступичной и средней свободной частей оси

5 Остаточные напряжения сжатия на поверхности катания цельного чернового колеса

При радиальном разрезе цельного колеса от вершины гребня до отверстия ступицы сходимость базового расстояния должна быть не менее 1 и не более 5 мм (ГОСТ 10791)

6 Остаточные напряжения сжатия на поверхности катания чернового бандажа

При радиальном разрезе бандажа от вершины гребня до внутреннего диаметра бандажа базовое расстояние должно уменьшиться не менее чем на 3 мм. Значение показателя должно быть уточнено при изменении химического состава и режима закалки бандажа

7 Показатели испытаний материала колеса (колесного центра), оси

Соответствие:

- химического состава - ГОСТ 977, ГОСТ 4491, ГОСТ 4728, ГОСТ 10791;

- твердости - ГОСТ 10791, ГОСТ 31334;

- механических свойств - ГОСТ 4491, ГОСТ 10791, ГОСТ 31334;

- микро- и макроструктуры - ГОСТ 398, ГОСТ 4491, ГОСТ 10791, ГОСТ 31334

8 Прочность соединения колеса с осью (прессовый метод формирования)

Нормированная форма диаграммы запрессовки с регламентированным диапазоном конечных усилий - по ГОСТ 11018

9 Прочность соединения колеса с осью (тепловой метод формирования)

Отсутствие сдвига колеса на оси, проверяемое усилием на сдвиг - по ГОСТ 11018

10 Прочность посадки бандажа на обод колесного центра

1 Соблюдение натяга посадки бандажа - по ГОСТ 11018.

2 Соблюдение регламентированного значения усадки обода колесного центра от посадки бандажа - по ГОСТ 11018.

3 Плотность посадки бандажа и обжатия бандажного кольца - по ГОСТ 11018

11 Радиальная усадка (потеря натяга) колесного центра от посадки бандажа на обод колесного центра

Не более 20% максимального натяга - по ГОСТ 11018

12 Осевые деформации (перемещения) обода цельного и бандажа составного колеса

Изменение расстояния между внутренними торцами ободьев колес вследствие нагрева при колодочном торможении и уменьшения толщины обода колеса (бандажа) из-за износа и ремонтных обточек должны быть в пределах допусков, установленных ГОСТ 11018

13 Жесткость КП

По согласованию с заказчиком

14 Прогиб оси в местах посадочных поверхностей подшипников и зубчатых колес

Не должен превышать значений перекосов, радиальных и осевых перемещений, допускаемых радиальными и осевыми зазорами и углами поворотов подшипников соответствующих типов и условиями контакта зубчатых колес

15 Предел выносливости колеса

Определяют при испытаниях на усталость натурных колес. Ориентировочные значения указаны в таблице А.2

16 Предел выносливости оси

Должен быть не менее:

- 145 МПа - в сечениях буксовой шейки и предподступичной части оси;

- 140 МПа - в сечении подступичной части оси;

- 160 МПа - в сечениях заподступичной и средней частей оси

17 Вероятность безотказной работы (расчетная)

Должна быть не менее 0,999 для колес и оси по критерию появления трещин усталости