Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12699:2019 về Ứng dụng đường sắt - Thiết bị trên phương tiện

• Số hiệu: TCVN12699:2019
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2019

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 12699:2019

EN 61373:2010

ỨNG DỤNG ĐƯỜNG SẮT - THIẾT BỊ TRÊN PHƯƠNG TIỆN GIAO THÔNG ĐƯỜNG SẮT - CÁC THỬ NGHIỆM VA ĐẬP VÀ RUNG ĐỘNG

Railway applications - Rolling stock equipment - Shock and vibration tests

Lời nói đầu

TCVN 12699:2019 hoàn toàn tương đương với tiêu chuẩn EN 61373:2010.

TCVN 12699:2019 do Cục Đăng kiểm Việt Nam biên soạn, Bộ Giao thông vận tải đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn - Đo lường - Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

...

...

...

Railway applications - Rolling stock equipment - Shock and vibration tests

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu về việc thử nghiệm các thiết bị được sử dụng trên các phương tiện giao thông đường sắt chịu sự rung động và va đập do tính chất của môi trường vận hành đường sắt. Để đảm bảo chất lượng của thiết bị có thể được chấp nhận, thiết bị phải chịu được các thử nghiệm trong khoảng thời gian hợp lý mà mô phỏng các điều kiện khai thác được xác định trong suốt vòng đời làm việc mong muốn của thiết bị.

Có thể thực hiện việc thử nghiệm mô phỏng thời gian làm việc lâu dài của thiết bị bằng một số phương pháp với các ưu điểm và nhược điểm tương ứng của từng phương pháp, các phương pháp sau đây là phổ biến nhất:

a) Khuếch đại: nếu biên độ dao động tăng lên và chu kỳ thời gian giảm xuống;

b) Kỹ thuật nén theo thời gian: nếu lịch sử khuếch đại được lưu giữ và chu kỳ thời gian cơ sở bị giảm (tăng tần số);

c) Sự phân chia (decimation): nếu các khoảng phân chia thời gian trong dữ liệu lịch sử được loại bỏ khi độ khuếch đại ở dưới giá trị ngưỡng được quy định.

Sử dụng phương pháp khuếch đại như được nêu trong khoản a) điều này và cùng với các tài liệu viện dẫn tại Điều 2; phương pháp này quy định trình tự thử nghiệm mặc định cần phải tuân thủ khi thực hiện các hạng mục thử nghiệm rung động trên các phương tiện giao thông đường sắt. Tuy nhiên, có thể sử dụng các tiêu chuẩn hiện có khác theo thỏa thuận trước đó giữa nhà sản xuất và khách hàng. Trong những trường hợp như vậy, không áp dụng việc chứng nhận theo tiêu chuẩn này. Nếu các thông tin về khai thác là sẵn có thì có thể thực hiện các thử nghiệm bằng phương pháp được nêu trong Phụ lục A. Nếu các cấp độ thử nghiệm thấp hơn các cấp độ được nêu ra trong tiêu chuẩn này thì thiết bị sẽ chỉ được chứng nhận một phần theo tiêu chuẩn này (chỉ đối với các điều kiện khai thác có các giá trị thử nghiệm chức năng thấp hơn hoặc bằng giá trị quy định trong báo cáo thử nghiệm).

Tiêu chuẩn này chủ yếu liên quan đến phương tiện giao thông đường sắt trên các hệ thống đường ray cố định nên việc sử dụng tiêu chuẩn rộng hơn sẽ không bị loại trừ. Đối với hệ thống hoạt động bằng lốp có chứa khí nén hoặc các hệ thống vận tải khác như phương tiện buýt điện, nếu cấp độ va đập và rung động khác với cấp độ đạt được đối với các hệ thống đường ray cố định, đơn vị cung cấp và khách hàng có thể thỏa thuận về các cấp độ thử nghiệm tại giai đoạn đấu thầu. Khuyến nghị xác định phổ tần số và thời gian/biên độ va đập bằng cách sử dụng các hướng dẫn trong Phụ lục A. Thiết bị được thử nghiệm ở các cấp độ thấp hơn các cấp được nêu ra trong tiêu chuẩn này sẽ không được chứng nhận phù hợp hoàn toàn theo các yêu cầu của tiêu chuẩn này.

...

...

...

Tiêu chuẩn này áp dụng cho việc thử nghiệm một phương. Tuy nhiên có thể sử dụng thử nghiệm nhiều phương theo thỏa thuận trước đó giữa nhà sản xuất và khách hàng.

Các giá trị thử nghiệm được đưa ra trong tiêu chuẩn này được chia thành ba loại, chỉ phụ thuộc vào vị trí của thiết bị bên trong phương tiện.

Loại 1  Lắp trên phương tiện

Kiểu A  Tủ điện, các tổng thành phụ, thiết bị và linh kiện được gắn trực tiếp trên hoặc dưới thân xe.

Kiểu B  Mọi bộ phận được lắp bên trong vỏ thiết bị được gắn trực tiếp trên hoặc dưới thân xe theo thứ tự.

CHÚ THÍCH 1: Nên sử dụng kiểu B nếu vị trí đặt thiết bị không rõ ràng.

Loại 2  Lắp trên giá chuyển hướng

Tủ điện, các tổng thành phụ, thiết bị và các linh kiện được gắn trên giá chuyển hướng của phương tiện giao thông đường sắt.

Loại 3  Lắp trên trục bánh

...

...

...

CHÚ THÍCH 2: Trong trường hợp thiết bị được lắp trên phương tiện có hệ thống treo một cấp như các toa xe hàng, thiết bị được lắp trên trục bánh sẽ được thử nghiệm là loại 3 và tất cả các thiết bị khác sẽ được thử nghiệm là loại 2, trừ khi có thỏa thuận khác ở giai đoạn đấu thầu.

Chi phí thử nghiệm phụ thuộc vào khối lượng, hình dạng và mức độ phức tạp của thiết bị được thử nghiệm. Do đó, ở giai đoạn đấu thầu, đơn vị cung cấp có thể đề xuất một phương pháp chứng minh sự phù hợp với các yêu cầu của tiêu chuẩn này hiệu quả hơn về mặt chi phí. Nếu thỏa thuận được một phương pháp thay thế thì trách nhiệm của đơn vị cung cấp là chứng minh cho khách hàng của mình hoặc đại diện của họ biết là mục tiêu của tiêu chuẩn này đã được đáp ứng. Nếu thực hiện theo một phương pháp đánh giá thay thế khác đã được thỏa thuận thì khi đó thiết bị được thử nghiệm không thể được chứng nhận theo yêu cầu của tiêu chuẩn này.

Tiêu chuẩn này nhằm mục đích đánh giá các thiết bị được gắn vào kết cấu chính của phương tiện (và/hoặc các linh kiện được lắp trên đó). Tiêu chuẩn này không dự định dùng để thử nghiệm thiết bị tạo thành một phần của kết cấu chính. Kết cấu chính theo tiêu chuẩn này bao gồm thân xe, giá chuyển hướng và trục bánh. Có một số trường hợp khách hàng có thể yêu cầu các thử nghiệm rung động đặc biệt bổ sung, ví dụ:

a) Thiết bị gắn trên hoặc liên kết với các bộ phận được xác định là tạo ra sự kích thích tần số cố định;

b) Thiết bị như động cơ điện kéo, cần lấy điện, guốc lấy điện hoặc các linh kiện treo có thể phải thử nghiệm phù hợp với các yêu cầu đặc biệt của thiết bị, có thể áp dụng để sử dụng trên các phương tiện giao thông đường sắt. Trong tất cả các trường hợp như vậy, nên xử lý các thử nghiệm đã được thực hiện theo thỏa thuận riêng tại giai đoạn đấu thầu;

c) Thiết bị nhằm mục đích sử dụng trong môi trường vận hành đặc biệt theo quy định của khách hàng.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau đây là cần thiết để áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 7699-2-27:2007 (IEC 60068-2-27:1987), Thử nghiệm môi trường - Phần 2-27: Các thử nghiệm - Thử nghiệm Ea và hướng dẫn: Xóc.

...

...

...

TCVN 7699-2-64:2013 (IEC 60068-2-64:2008), Thử nghiệm môi trường - Phần 2-64: Các thử nghiệm - Thử nghiệm Fh: Rung, ngẫu nhiên băng tần rộng và hướng dẫn.

TCVN 8244-1:2010 (ISO 3534-1:2006), Từ vựng và ký hiệu - Phần 1: Thuật ngữ chung về thống kê và thuật ngữ dùng trong xác suất.

3  Thuật ngữ và định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này, áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa được đưa ra trong TCVN 7699-2-64:2013 (IEC 60068-2-64:2008) và trong TCVN 8244-1:2010 (ISO 3534-1:2006) cũng như các thuật ngữ dưới đây.

3.1  Rung động ngẫu nhiên (random vibrations)

Rung động có giá trị tức thời không thể được dự đoán chính xác trong mọi khoảng thời gian cho trước.

3.2  Phân bố Gaussian; phân bổ chuẩn (Gaussian distribution; normal distribution)

Phân bố Gauss, hoặc phân bố chuẩn có hàm mật độ xác suất bằng (xem Hình 1):

...

...

...

σ  là sai lệch bình phương trung bình hoặc độ lệch chuẩn của gia tốc rung động, r.m.s;

x  là đại lượng ngẫu nhiên mô tả gia tốc rung động (giá trị tức thời);

 là giá trị trung bình hoặc kỳ vọng toán học của gia tốc rung động.

Hình 1 - Phân bố Gauss

CHÚ THÍCH: Theo Hình 1, xác suất giá trị gia tốc tức thời nằm trong khoảng ± a sẽ thuộc vùng dưới đường cong phân bố xác suất P_x (x). Điều này có nghĩa là xác suất để đại lượng ngẫu nhiên x rơi vào các khoảng:

• Từ -1σ đến +1σ là 68,26%,

• Từ -2σ đến +2σ là 95,44%,

• Từ -3σ đến +3σ là 99,73%.

...

...

...

Giá trị bình phương trung bình của một phần tín hiệu gia tốc đi qua một bộ lọc băng hẹp quanh một tần số trung tâm, trên đơn vị băng thông, tiến tới giới hạn băng thông tiếp cận 0 với thời gian trung bình tiếp cận vô hạn.

3.4  Linh kiện (components)

Các bộ phận khí nén, điện hoặc điện tử đặt bên trong tủ điện.

3.5  Tủ điện (cubicle)

Toàn bộ thiết bị, bao gồm các bộ phận cơ khí và đặc biệt là kết cấu tạo nên các linh kiện được gắn vào, (ví dụ: bộ chỉnh lưu, bộ biến tần, ...).

4  Tổng quan

Tiêu chuẩn này nhằm tập trung vào mọi nhược điểm/lỗi có thể dẫn đến các vấn đề như hậu quả của việc vận hành trong môi trường được biết đến là có xảy ra rung động và va đập trong quá trình khai thác trên một phương tiện giao thông đường sắt. Tiêu chuẩn này không nhằm thể hiện việc thử nghiệm vòng đời đầy đủ. Tuy nhiên, các điều kiện thử nghiệm là đủ để đưa ra một số mức độ tin cậy hợp lý về việc thiết bị sẽ vẫn còn hoạt động theo vòng đời được quy định dưới các điều kiện khai thác.

Đạt được sự tuân thủ theo tiêu chuẩn này nếu các tiêu chí trong Điều 13 được đáp ứng.

Các cấp độ thử nghiệm được đưa ra trong tiêu chuẩn này được lấy từ dữ liệu thử nghiệm môi trường, như được quy định trong Phụ lục A. Các tổ chức chịu trách nhiệm đệ trình các thông tin này để thu thập cấp độ rung động môi trường dưới các điều kiện khai thác.

...

...

...

Thử nghiệm chức năng ngẫu nhiên

Các cấp độ thử nghiệm chức năng ngẫu nhiên là các cấp độ thử nghiệm tối thiểu được áp dụng để chứng minh rằng thiết bị được thử nghiệm có khả năng hoạt động đúng chức năng khi chịu các điều kiện có khả năng xảy ra trong khai thác, trên các phương tiện giao thông đường sắt.

Cấp độ thử nghiệm chức năng sẽ được thỏa thuận giữa nhà sản xuất và người dùng cuối trước khi thử nghiệm bắt đầu (xem 6.3.2). Các yêu cầu thử nghiệm chức năng được nêu chi tiết trong Điều 8.

Các thử nghiệm chức năng không nhằm mục đích đánh giá hiệu năng đầy đủ trong các điều kiện khai thác mô phỏng.

Thử nghiệm mô phỏng thời gian dài

Thử nghiệm này nhằm mục đích thiết lập tính toàn vẹn cơ học của thiết bị ở các cấp độ khai thác gia tăng. Không cần thiết phải chứng minh khả năng hoạt động theo đúng chức năng dưới các điều kiện này. Các yêu cầu thử nghiệm mô phỏng thời gian dài được nêu chi tiết tại Điều 9.

Thử nghiệm va đập

Thử nghiệm va đập nhằm mục đích mô phỏng các tình huống khai thác hiếm khi xảy ra. Không cần thiết chứng minh khả năng hoạt động theo đúng chức năng trong thử nghiệm này. Tuy nhiên sẽ cần chứng minh rằng sẽ không xảy ra thay đổi trong trạng thái vận hành, không có biến dạng nhìn thấy được và tính toàn vẹn cơ học không thay đổi. Những điểm này phải được chứng minh rõ ràng trong báo cáo thử nghiệm cuối cùng. Yêu cầu về thử nghiệm va đập được nêu chi tiết tại Điều 10.

5  Trình tự thử nghiệm

...

...

...

Thử nghiệm mô phỏng thời gian dài theo phương đứng, ngang và dọc bằng rung động ngẫu nhiên gia tăng; tiếp theo là thử nghiệm va đập theo phương đứng, ngang và dọc; sau đó là vận chuyển, chuyển giao (khi được xác định/đồng ý) và cuối cùng là thử nghiệm ngẫu nhiên theo phương đứng, ngang và dọc

CHÚ THÍCH: Các thử nghiệm vận chuyển, chuyển giao không phải là yêu cầu của tiêu chuẩn này và do đó không được quy định trong tiêu chuẩn này.

Trình tự thử nghiệm có thể thay đổi để giảm thiểu việc bố trí (gá lắp) lại. Trình tự thử nghiệm phải được ghi lại trong báo cáo. Các thử nghiệm hiệu năng theo 6.3.3 phải được thực hiện trước và sau khi thử nghiệm mô phỏng thời gian dài, trong thời gian đó phải thực hiện các chức năng chuyển đổi nhằm mục đích so sánh để thiết lập nếu có bất kỳ thay đổi nào xảy ra do việc thử nghiệm mô phỏng thời gian dài.

Phải nêu rõ phương và hướng kích thích trong quy định chỉ dẫn kỹ thuật thử nghiệm và trong báo cáo.

6  Thông tin tham chiếu theo yêu cầu của đơn vị thử nghiệm

CHÚ THÍCH 1: Thông tin tổng quan bổ sung có thể tham khảo trong TCVN 7699-2-64:2013 (IEC 60068-2- 64:2008).

CHÚ THÍCH 2: Để lắp ráp các linh kiện, tham khảo TCVN 7699-2-47:2007 (IEC 60068-2-47:2005).

6.1  Phương pháp lắp đặt và định hướng thiết bị được thử nghiệm

Thiết bị được thử phải được kết nối cơ khí với máy thử bằng thiết bị gá lắp thông thường, bao gồm mọi gắn kết đàn hồi, hoặc trực tiếp hoặc bằng cách sử dụng các bộ gá cố định.

...

...

...

Trừ khi có thỏa thuận khác, khuyến nghị thiết bị phải được thử nghiệm theo trạng thái làm việc bình thường của nó, không có biện pháp phòng vệ đặc biệt nào chống lại tác động của nhiễu từ, nhiệt hoặc bất kỳ yếu tố nào khác trong quá trình vận hành và hoạt động của thiết bị được thử nghiệm.

Nếu có thể, các bộ gá cố định không gây ra cộng hưởng trong phạm vi dải tần số thử nghiệm. Nếu sự cộng hưởng là không thể tránh khỏi thì ảnh hưởng của sự cộng hưởng đến hiệu năng của thiết bị được thử nghiệm phải được nghiên cứu và xác định trong báo cáo.

6.2  Điểm chuẩn và điểm kiểm tra

Các yêu cầu về thử nghiệm được xác nhận bằng các phép đo được thực hiện tại điểm chuẩn và trong một số trường hợp nhất định, tại các điểm kiểm tra thuộc các điểm cố định trên thiết bị.

Trong trường hợp có một số lượng lớn các thiết bị nhỏ được gắn trên một bộ gá cố định, điểm chuẩn và/hoặc các điểm kiểm tra có thể thuộc bộ gá cố định chứ không phải là các điểm cố định trên thiết bị được thử nghiệm, sao cho tần số cộng hưởng thấp nhất của bộ gá cố định có tải là cao hơn giới hạn trên của tần số thử nghiệm.

6.2.1  Điểm cố định

Điểm cố định là một phần của thiết bị được thử nghiệm tiếp xúc với bộ gá cố định hoặc bề mặt thử nghiệm độ rung động tại một điểm mà tại đó thiết bị thường được gắn chặt trong khai thác.

6.2.2  Điểm kiểm tra

Điểm kiểm tra phải gần nhất có thể với điểm cố định và trong bất kỳ trường hợp nào cũng phải được liên kết cứng vững với điểm cố định đó. Nếu có bốn điểm cố định hoặc ít hơn, mỗi điểm được xác định là một điểm kiểm tra. Độ rung động tại các điểm này không được thấp hơn giới hạn tối thiểu được quy định. Tất cả các điểm kiểm tra phải được xác định rõ trong báo cáo thử nghiệm. Trong trường hợp các bộ phận nhỏ của thiết bị có kích thước, trọng lượng và cấp độ phức tạp của kết cấu cơ khí không thể đáp ứng việc kiểm tra theo nhiều điểm thì báo cáo phải xác định có bao nhiêu điểm kiểm tra đã được sử dụng và vị trí của chúng.

...

...

...

Điểm chuẩn là điểm duy nhất thu được tín hiệu tham chiếu để xác nhận các yêu cầu thử nghiệm và được lựa chọn để thể hiện chuyển động của thiết bị được thử nghiệm. Điểm chuẩn này có thể là một điểm kiểm tra hoặc một điểm giả định được tạo ra bằng cách xử lý thủ công hoặc tự động các tín hiệu từ các điểm kiểm tra.

Đối với các rung động ngẫu nhiên, nếu sử dụng một điểm giả định, thì phổ của tín hiệu tham chiếu được xác định là trung bình số học của các giá trị mật độ phổ gia tốc (acceleration spectral density - ASD) trong các tín hiệu từ tất cả các điểm kiểm tra ở từng tần số. Trong trường hợp này, tổng giá trị r.m.s của tín hiệu tham chiếu là tương đương với căn bậc hai bình phương trung bình của các giá trị các tín hiệu từ các điểm kiểm tra.

Tổng giá trị r.m.s. của điểm chuẩn =

Trong đó n_c là số lượng các điểm kiểm tra.

Báo cáo phải nêu rõ điểm được sử dụng và cách lựa chọn điểm. Khuyến nghị sử dụng điểm giả định cho thiết bị lớn và/hoặc phức tạp.

CHÚ THÍCH: Việc xử lý tự động tín hiệu từ các điểm kiểm tra bằng cách sử dụng kỹ thuật quét để tạo ra điểm giả định để xác nhận tổng thể quá trình tăng giá trị r.m.s. Tuy nhiên, không cho phép xác nhận mức ASD mà không hiệu chỉnh đối với các nguồn gây lỗi như băng thông của bộ phân tích, thời gian lấy mẫu, ...

6.2.4  Điểm đo

Điểm đo là một vị trí cụ thể trên thiết bị được thử nghiệm, tại đó dữ liệu được thu thập với mục đích kiểm tra các đặc tính phản ứng với rung động của thiết bị. Điểm đo phải được xác định trước khi bắt đầu các thử nghiệm được nêu chi tiết trong tiêu chuẩn này (xem Điều 7).

...

...

...

6.3.1  Trạng thái cơ học

Nếu thiết bị được thử nghiệm có nhiều hơn một trạng thái cơ học, có thể duy trì trong thời gian dài khi được lắp đặt trên một phương tiện giao thông đường sắt thì phải lựa chọn hai trạng thái cơ học để thử nghiệm. Phải lựa chọn ít nhất một trong các trạng thái xấu nhất (ví dụ, trong trường hợp một contactor, ở trạng thái cơ học đủ để đáp ứng áp suất đóng tiếp điểm nhỏ nhất).

Khi có nhiều trạng thái tồn tại, thời gian thử nghiệm thiết bị phải như nhau trong cả hai trạng thái được chọn trong quá trình thử nghiệm độ rung động và va đập, các cấp độ được quy định trong các Điều 8, 9 và 10.

6.3.2  Thử nghiệm chức năng

Nếu được yêu cầu, các thử nghiệm chức năng phải được nhà sản xuất quy định và được thỏa thuận giữa nhà sản xuất và khách hàng trước khi bắt đầu các thử nghiệm. Các thử nghiệm này phải được thực hiện trong quá trình thử nghiệm rung động ở các cấp độ được quy định tại Điều 8 của tiêu chuẩn này.

Các thử nghiệm chức năng nhằm mục đích thẩm tra khả năng hoạt động và không bị nhầm lẫn với các thử nghiệm hiệu năng. Các thử nghiệm này chỉ nhằm chứng minh về mức độ tin cậy của thiết bị được thử nghiệm khi hoạt động trong khai thác.

CHÚ THÍCH 1: Các thử nghiệm chức năng sẽ không được tiến hành trong quá trình thử nghiệm va đập trừ khi đã được thỏa thuận trước đó giữa nhà sản xuất và người dùng cuối.

CHÚ THÍCH 2: Trong trường hợp các thử nghiệm chức năng được sửa đổi, điều này phải được nêu chi tiết trong báo cáo.

6.3.3  Thử nghiệm hiệu năng

...

...

...

6.4  Khả năng tái lập đối với các thử nghiệm rung động ngẫu nhiên

Các tín hiệu rung động ngẫu nhiên không thể tái lập được trong miền thời gian; không có hai miền thời gian có độ dài giống nhau từ một máy phát tín hiệu ngẫu nhiên có thể bị chồng lấn và được hiển thị giống hệt nhau. Tuy nhiên, có thể đưa ra tuyên bố về sự giống nhau của hai tín hiệu ngẫu nhiên này và thiết lập các dải dung sai dựa trên các đặc điểm của chúng. Cần xác định tín hiệu ngẫu nhiên sao cho đảm bảo rằng việc thử nghiệm này nên được lặp lại bởi một đơn vị thử nghiệm khác hoặc trên một hạng mục khác của thiết bị, quá trình kích thích có cấp độ tương tự. Cần lưu ý rằng tất cả giới hạn về dung sai sau đây là bao gồm cả các lỗi về thiết bị đo nhưng không bao gồm các lỗi khác, các lỗi cụ thể ngẫu nhiên (thống kê) và lỗi sai số. Các phép đo được thực hiện tại (các) điểm kiểm tra/điểm chuẩn.

6.4.1  Mật độ phổ gia tốc (ASD)

ASD phải nằm trong khoảng ± 3 dB (dải ½ x ASD đến 2 x ASD) của các mức ASD được quy định như được thể hiện trong các hình từ Hình 2 đến Hình 5 tương ứng. Độ dốc ban đầu và cuối cùng không được nhỏ hơn độ dốc được thể hiện trong các hình từ Hình 2 đến Hình 5.

6.4.2  Sai lệch bình phương trung bình (r.m.s.)

Giá trị r.m.s của gia tốc tại điểm chuẩn trong dải tần số xác định phải như được quy định trong các hình từ Hình 2 đến Hình 5 là ± 10%.

CHÚ THÍCH: Đối với giá trị tần số thấp, có thể khó đạt được ± 3 dB. Trong những trường hợp như vậy, quan trọng là giá trị thử nghiệm phải được đưa ra trong báo cáo.

6.4.3  Hàm mật độ xác suất (PDF)

Trừ khi có quy định khác, đối với mỗi điểm đo, chuỗi các giá trị gia tốc đo được theo thời gian sẽ là một hàm phân bố với mật độ xác suất PDF xấp xỉ hàm phân bố Gaussian và một hệ số đỉnh (là tỷ số giữa giá trị đỉnh với giá trị r.m.s.) tối thiểu là 2,5.

...

...

...

6.4.4  Khoảng thời gian

Tổng thời gian chịu dao động ngẫu nhiên theo quy định trên mỗi phương sẽ không được nhỏ hơn thời gian đã được quy định (xem 8.2 và 9.2).

6.5  Dung sai đo

Dung sai đo rung động phải thỏa mãn 4.2, 4.3 và 4.6 của tiêu chuẩn TCVN 7699-2-64:2013 (IEC 60068-2-64:2008).

6.6  Phục hồi

Các phép đo ban đầu và cuối cùng phải được thực hiện trong cùng điều kiện (ví dụ: nhiệt độ). Để cho phép các thiết bị được thử nghiệm đạt được các điều kiện tương tự như điều kiện của phép đo ban đầu, (nếu cần thiết) cho phép có một khoảng thời gian phục hồi sau khi thử nghiệm và trước khi thực hiện các phép đo cuối cùng.

7  Phép đo ban đầu và điều kiện ổn định trước

Trước khi bắt đầu bất kỳ thử nghiệm nào, thiết bị phải được thử nghiệm hiệu năng theo 6.3.3. Trường hợp đặc tính của thử nghiệm đó nằm ngoài khả năng thử của đơn vị thử nghiệm thì các thử nghiệm này phải được nhà sản xuất thực hiện, nhà sản xuất phải đưa ra kết luận về đối tượng được thử nghiệm thỏa mãn các thử nghiệm hiệu năng trước khi thử nghiệm rung động và va đập được xác định trong tiêu chuẩn này. Trách nhiệm của nhà sản xuất là xác định vị trí của các điểm đo được quy định rõ ràng trong báo cáo.

Các chức năng chuyển đổi được tính toán từ các tín hiệu ngẫu nhiên lấy từ điểm chuẩn và các điểm đo được xác định bởi nhà sản xuất. Nếu các thiết bị được tháo ra để kiểm tra hoặc đo thử, chúng phải được thay thế trong quá trình thử nghiệm.

...

...

...

Việc đo này nhằm mục đích đạt mức độ phù hợp giữa hàm phân bố thực nghiệm và hàm phân bố lý thuyết tối thiểu là 90%. Nếu không thể đạt được, phải lấy tối thiểu 120 số liệu thống kê ngẫu nhiên đối với giá trị trung bình của phổ (hoặc 240 số liệu thống kê ngẫu nhiên đối với giá trị trung bình tuyến tính) với độ chồng tín hiệu là 0%.

8  Điều kiện thử nghiệm chức năng khi bị rung động ngẫu nhiên

8.1  Cấp độ thử nghiệm và dải tần số

Thiết bị phải được thử nghiệm với các giá trị r.m.s và dải tần số được đưa ra trong Bảng 1. Khi chưa rõ hoặc không biết phương, chiều của thiết bị được lắp đặt, thử nghiệm phải được thực hiện trên cả 3 phương với giá trị r.m.s cho trước đối với phương thẳng đứng.

Bảng 1 - Cấp độ thử nghiệm và dải tần số để thử nghiệm chức năng khi bị rung động ngẫu nhiên

Loại

Phương

RMS, m/s^2

Dải tần số

...

...

...

Thẳng đứng

0,750

Kiểu A

Nằm ngang

0,370

Hình 2

Lắp trên thân xe

Dọc trục

...

...

...

1

Thẳng đứng

1,01

Kiểu B

Nằm ngang

0,450

Hình 3

...

...

...

Dọc trục

0,700

2

Thẳng đứng

5,40

Lắp trên giá chuyển hướng

Nằm ngang

...

...

...

Hình 4

Dọc trục

2,50

3

Thẳng đứng

38,0

Lắp trên trục

...

...

...

34,0

Hình 5

Dọc trục

17,0

CHÚ THÍCH 1: Các giá trị thử nghiệm này nhằm thể hiện các giá trị khai thác điển hình như được đưa ra trong Phụ lục A và là các cấp độ thử nghiệm tối thiểu được áp dụng cho thiết bị được thử nghiệm để chứng nhận đầy đủ. Nếu có dữ liệu đo thực tế, các điều kiện thử nghiệm chức năng khi bị rung động được liệt kê ở trên có thể được tăng lên theo phương pháp được đưa ra trong Phụ lục A và công thức được đưa ra trong Phụ lục D.

CHÚ THÍCH 2: Bằng cách sử dụng phương pháp được đưa ra trong Phụ lục A và các công thức được thể hiện trong Phụ lục D, dữ liệu đo thực tế có thể dẫn đến các giá trị thử nghiệm chức năng thấp hơn các mức thử nghiệm tối thiểu được quy định trong Bảng 1. Các giá trị thử nghiệm chức năng thấp này có thể được áp dụng cho thiết bị được thử nghiệm với thỏa thuận trước đó giữa nhà sản xuất và khách hàng. Trong trường hợp này, thiết bị được thử nghiệm không thể được chứng nhận đầy đủ theo các yêu cầu của tiêu chuẩn này. Thiết bị thử nghiệm chỉ được chứng nhận một phần (chỉ được thẩm định theo các điều kiện khai thác có các giá trị thử nghiệm chức năng thấp hơn hoặc bằng giá trị được quy định trong báo cáo thử nghiệm).

8.2  Thời gian thử nghiệm chức năng khi bị rung động

...

...

...

CHÚ THÍCH 2: Dự kiến rằng các thử nghiệm này thường không kéo dài quá 10 phút.

Thời gian thử nghiệm chức năng khi bị rung động phải đủ để cho phép hoàn thành tất cả các chức năng được quy định.

8.3  Thực hiện chức năng trong khi thử nghiệm

Các thử nghiệm chức năng đã thỏa thuận với khách hàng (xem 6.3.2) phải được thực hiện trong quá trình thử nghiệm chức năng khi bị rung động ngẫu nhiên.

9  Thử nghiệm mô phỏng thời gian dài ở các cấp độ rung động ngẫu nhiên gia tăng

9.1  Cấp độ thử nghiệm và dải tần số

Khi chưa rõ hoặc không biết phương, chiều của thiết bị được lắp đặt, thiết bị phải chịu các mức thử nghiệm theo phương thẳng đứng ở Bảng 2.

Bảng 2 - cấp độ thử nghiệm và dải tần số

Loại

...

...

...

RMS, m/s^2

Chu kỳ thử 5 h

Dải tần số

1

Thẳng đứng

4,25

Kiểu A

Nằm ngang

...

...

...

Hình 2

Lắp trên thân xe

Dọc trục

2,83

1

Thẳng đứng

5,72

...

...

...

Nằm ngang

2,55

Hình 3

Lắp trên thân xe

Dọc trục

3,96

2

Thẳng đứng

...

...

...

Lắp trên giá chuyển hướng

Nằm ngang

26,6

Hình 4

Dọc trục

14,2

3

...

...

...

144

Lắp trên trục

Nằm ngang

129

Hình 5

Dọc trục

64,3

...

...

...

CHÚ THÍCH: Nếu các giá trị thử nghiệm chức năng được lấy ra từ dữ liệu đo đạc thực tế, các giá trị thử nghiệm mô phỏng thời gian dài sẽ được lấy bằng cách sử dụng tỷ số gia tốc được tính toán trong Phụ lục A.

9.2  Thời gian thử nghiệm rung động gia tốc

Tất cả các loại thiết bị phải được ổn định trong tổng thời gian là 15 h. Điều này sẽ thường được chia thành các giai đoạn 5 h ổn định theo từng phương vuông góc với nhau. Nếu trong quá trình thử nghiệm, hiện tượng quá nhiệt của thiết bị gây ra vấn đề (ví dụ: rung động của các bộ phận cao su ...) thì cho phép dừng các thử nghiệm trong một khoảng thời gian để thiết bị phục hồi. Tuy nhiên, lưu ý rằng phải đạt được tổng thời lượng rung động là 5 h. Nếu thử nghiệm bị dừng lại, khi đó phải nêu rõ điều này trong báo cáo.

CHÚ THÍCH 1: Không nhất thiết thiết bị phải thực hiện chức năng trong quá trình diễn ra thử nghiệm này.

CHÚ THÍCH 2: Có thể giảm biên độ dao động theo thỏa thuận trước đó. Tuy nhiên, điều quan trọng là thời gian của giai đoạn thử nghiệm được tăng lên phù hợp với phương pháp được trình bày trong Phụ lục A. Đây không phải là lựa chọn ưu tiên và nên giới hạn đối với thiết bị loại 3 được gắn trên trục bánh.

10  Điều kiện thử nghiệm va đập

10.1  Hình dạng xung và dung sai

Thiết bị thử nghiệm phải chịu tác dụng một chuỗi các xung đơn dạng nửa hình sin trong khoảng thời gian danh nghĩa D và với biên độ đỉnh danh nghĩa A theo TCVN 7699-2-27:2007 (IEC 60068-2- 27:1987) (xem Hình 7 về các giá trị của D và A).

Gia tốc ngang không vượt quá 30% gia tốc đỉnh của xung danh nghĩa theo hướng cho trước theo TCVN 7699-2-27:2007 (IEC 60068-2-27:1987).

...

...

...

10.2  Thay đổi vận tốc

Việc thay đổi vận tốc thực tế phải nằm trong khoảng ± 15% giá trị tương ứng với xung danh nghĩa được thể hiện trong Hình 7.

Trường hợp việc thay đổi vận tốc được xác định bằng cách tích hợp xung thực tế được hiển thị thì trường hợp này phải được đánh giá trong khoảng thời gian tích hợp được đưa ra trong Hình 7.

10.3  Lắp đặt

Thiết bị được thử phải được kết nối với máy thử theo 6.1.

10.4  Giá trị tái lập

Để cho phép thiết bị thử nghiệm được phục hồi từ mọi hiệu ứng cộng hưởng, cho phép thiết bị có đủ thời gian giữa các lần tác dụng va đập.

10.5  Cấp độ thử nghiệm, dạng xung và phương thử nghiệm

Các giá trị được đưa ra trong Bảng 3.

...

...

...

Loại

Phương

Gia tốc đỉnh A, m/s^2

Thời gian danh nghĩa D, ms

1

Thẳng đứng

30

30

Kiểu A và kiểu B

...

...

...

30

30

Lắp trên thân xe

Dọc

50

30

2

Lắp trên giá chuyển hướng

Tất cả

...

...

...

18

3

Lắp trên trục

Tất cả

1000

6

CHÚ THÍCH 1: Chi tiết về hình dạng xung xem Hình 7.

CHÚ THÍCH 2: Đối với thiết bị lớn (khi không có bệ thử nghiệm đủ kích thước để thực hiện các thử nghiệm va đập) phải tuân theo các điều kiện thử nghiệm thích hợp (giảm các giá trị đỉnh gia tốc), theo thỏa thuận trước đó giữa nhà sản xuất và khách hàng.

10.6  Số lần va đập

...

...

...

10.7  Thực hiện chức năng trong khi thử nghiệm

Thiết bị không nhất thiết phải hoạt động trong quá trình thử nghiệm. Tuy nhiên một số thiết bị có thể phải duy trì tính toàn vẹn chức năng của nó; điều này phải được xác minh theo yêu cầu của nhà sản xuất hoặc khách hàng trong quy định chỉ dẫn thử nghiệm trừ khi có quy định khác trong tiêu chuẩn sản phẩm liên quan.

11  Vận chuyển và chuyển giao

Trường hợp người dùng cuối yêu cầu cụ thể về vận chuyển và chuyển giao, các yêu cầu này phải phù hợp với TCVN 7699-2-27:2007 (IEC 60068-2-27:1987).

12  Các lần đo cuối cùng

Khi hoàn thành các thử nghiệm, thiết bị phải được thử nghiệm hiệu năng theo 6.3.3. Do tính chất của thử nghiệm này, có thể nằm ngoài khả năng của đơn vị thử nghiệm. Trong những trường hợp như vậy, các thử nghiệm này phải được nhà sản xuất thực hiện, nhà sản xuất phải đưa ra kết luận về đối tượng được thử nghiệm thỏa mãn các thử nghiệm hiệu năng trước khi thử nghiệm rung động và va đập được xác định trong tiêu chuẩn này.

Các chức năng chuyển đổi được tính toán từ các tín hiệu ngẫu nhiên lấy từ điểm chuẩn và các điểm đo được xác định bởi nhà sản xuất. Nếu các thiết bị được tháo ra để kiểm tra hoặc đo thử thì chúng phải được thay thế trong quá trình thử nghiệm.

Các chức năng chuyển đổi phải được thực hiện trong các điều kiện thử được quy định tại Điều 8 đối với thiết bị loại 2 và 3 và Điều 9 đối với thiết bị loại 1.

Việc đo này nhằm mục đích đạt mức độ phù hợp giữa hàm phân bố thực nghiệm và hàm phân bố lý thuyết tối thiểu là 90%. Nếu không thể đạt được, phải lấy tối thiểu 120 số liệu thống kê ngẫu nhiên đối với giá trị trung bình của phổ (hoặc 240 số liệu thống kê ngẫu nhiên đối với giá trị trung bình tuyến tính) với độ chồng tín hiệu là 0%.

...

...

...

13  Tiêu chí chấp nhận

Khi hoàn thiện thành công tất cả các thử nghiệm sau đây, thiết bị phải được xem xét phù hợp để được chứng nhận thử nghiệm:

a) Hiệu năng theo 6.3.3 vẫn nằm trong giới hạn quy định;

b) Chức năng theo 6.3.2 vẫn nằm trong giới hạn quy định;

c) Không có biến dạng nhìn thấy được và tính toàn vẹn về mặt cơ học không thay đổi.

Cần có kết luận mang tính kỹ thuật.

14  Báo cáo thử nghiệm

Sau khi hoàn thành tất cả hoặc một phần các thử nghiệm, các phép đo cuối cùng và các bài kiểm tra chức năng, đơn vị thử nghiệm phải đưa ra báo cáo toàn diện cho khách hàng. Báo cáo phải mô tả việc thực hiện các thử nghiệm và tác động của chúng lên thiết bị cùng với:

a) Bản tổng hợp xác định những thay đổi đã xảy ra trong quá trình thử nghiệm, số serial/nhận dạng phải được trích dẫn;

...

...

...

c) Phương pháp lắp đặt phải được báo cáo như được quy định trong 6.1;

d) Phương pháp và trình tự thử nghiệm được sử dụng. Báo cáo cũng phải bao gồm các số liệu thể hiện vị trí của tất cả các điểm kiểm tra và đo lường;

e) Các thử nghiệm chức năng được thực hiện và các giá trị thu được trước thử nghiệm và sau thử nghiệm;

f) Kết quả thử nghiệm từ các vị trí kiểm tra và tham chiếu, cùng với việc giám sát theo các mục tiêu đã được thiết lập và tiêu chí chấp nhận. Báo cáo phải bao gồm tất cả các sơ đồ điểm kiểm tra theo định dạng từ Hình 2 đến Hình 7. Báo cáo cũng phải có các dải dung sai để chứng minh các thử nghiệm vẫn nằm trong giới hạn dung sai được nêu trong tiêu chuẩn này;

g) Tất cả các quá trình giám sát được thực hiện khi thử nghiệm chức năng trong quá trình rung động và/hoặc quá trình xác minh chức năng trong khi bị va đập được yêu cầu.

CHÚ THÍCH: Các thử nghiệm đặc biệt đã được thực hiện vượt quá yêu cầu của tiêu chuẩn này có thể được đưa vào trong báo cáo.

15  Chứng chỉ thử nghiệm

Chứng chỉ thử nghiệm phải bao gồm tất cả các thông tin sau:

- Mô tả về thiết bị được thử nghiệm;

...

...

...

- Loại thiết bị và tình trạng khi sản xuất/sửa đổi;

- Số serial của thiết bị;

- Số báo cáo của đơn vị thử nghiệm;

- Ngày báo cáo;

- Thông số kỹ thuật của sản phẩm.

Chứng chỉ này phải được đại diện được ủy quyền của đơn vị thử nghiệm và nhà sản xuất ký.

CHÚ THÍCH: Ví dụ về chứng chỉ thử nghiệm kiểu loại điển hình được đưa ra trong Phụ lục C.

16  Kết thúc thử nghiệm

Thiết bị đã đáp ứng các mục tiêu thử nghiệm và tiêu chí chấp nhận, có thể được cải tạo, nâng cấp theo một tiêu chuẩn được thỏa thuận giữa nhà sản xuất và người dùng cuối, và được đưa vào khai thác vận hành.

...

...

...

Khi khối lượng

m ≤ 500 kg:

f₁ = 5 Hz

f₂ = 150 Hz

Khi khối lượng

500 kg < m ≤ 1 250 kg

 Hz

 Hz

...

...

...

m > 1 250 kg:

f₁ = 2 Hz

f₂ = 60 Hz

Thẳng đứng

Nằm ngang

Dọc

Thử nghiệm chức năng

Mức ASD

...

...

...

0,0166

0,0041

0,0073

Giá trị RMS m/s^2

2 Hz đến 150 Hz

0,750

0,370

0,500

Thử nghiệm mô phỏng thời gian dài

...

...

...

(m/s^2)^2/Hz

0,532

0,131

0,234

Giá trị RMS m/s^2

2 Hz đến 150 Hz

4,25

2,09

2,83

...

...

...

CHÚ THÍCH 2: Đối với các hạng mục có tần số thử nghiệm nhỏ hơn 150 Hz, thì các mức r.m.s phải thấp hơn các mức được trích dẫn ở trên.

CHÚ THÍCH 3: Nếu có tồn tại các tần số lớn hơn f₂, các tần số này có thể được đưa vào, biên độ được thiết lập bằng cách kéo dài đường suy giảm 6 dB / octave cho đến khi nó cắt ngang tần số tối đa cần thiết. Trong các trường hợp này, các mức r.m.s phải tăng lên.

Hình 2 - Loại 1 - Kiểu A - Gắn trên thân xe - phổ ASD

Khi khối lượng

m ≤ 500 kg:

f₁ = 5 Hz

f₂ = 150 Hz

Khi khối lượng

...

...

...

 Hz

 Hz

Khi khối lượng

m > 1 250 kg:

f₁ = 2 Hz

f₂ = 60 Hz

Thẳng đứng

Nằm ngang

...

...

...

Thử nghiệm chức năng

Mức ASD

(m/s^2)^2/Hz

0,0301

0,0060

0,0144

Giá trị RMS m/s^2

2 Hz đến 150 Hz

1,01

...

...

...

0,700

Thử nghiệm mô phỏng thời gian dài

Mức ASD

(m/s^2)^2/Hz

0,964

0,192

0,461

Giá trị RMS m/s^2

2 Hz đến 150 Hz

...

...

...

2,55

3,96

CHÚ THÍCH 1: Đối với các hạng mục có tần số thử nghiệm lớn hơn 2 Hz, thì các mức r.m.s phải thấp hơn mức được trích dẫn ở trên.

CHÚ THÍCH 2: Đối với các hạng mục có tần số thử nghiệm nhỏ hơn 150 Hz, thì các mức r.m.s phải thấp hơn các mức được trích dẫn ở trên.

CHÚ THÍCH 3: Nếu có tồn tại các tần số lớn hơn f₂, các tần số này có thể được đưa vào, biên độ được thiết lập bằng cách kéo dài đường suy giảm 6 dB / octave cho đến khi nó cắt ngang tần số tối đa cần thiết. Trong các trường hợp này, các mức r.m.s phải tăng lên.

Hình 3 - Loại 1 - Kiểu B - Gắn trên thân xe - Phổ ASD

Khi khối lượng

m ≤ 100 kg:

...

...

...

f₂ = 250 Hz

Khi khối lượng

100 kg < m ≤ 250 kg

 Hz

 Hz

Khi khối lượng

m > 250 kg:

f₁ = 2 Hz

f₂ = 100 Hz

...

...

...

Thẳng đứng

Nằm ngang

Dọc

Thử nghiệm chức năng

Mức ASD

(m/s^2)^2/Hz

0,190

0,144

0,0414

...

...

...

2 Hz đến 150 Hz

5,40

4,70

2,50

Thử nghiệm mô phỏng thời gian dài

Mức ASD

(m/s^2)^2/Hz

6,12

4,62

...

...

...

Giá trị RMS m/s^2

2 Hz đến 150 Hz

30,6

26,6

14,2

CHÚ THÍCH 1: Đối với các hạng mục có tần số thử nghiệm lớn hơn 2 Hz, thì các mức r.m.s phải thấp hơn mức được trích dẫn ở trên.

CHÚ THÍCH 2: Đối với các hạng mục có tần số thử nghiệm nhỏ hơn 150 Hz, thì các mức r.m.s phải thấp hơn các mức được trích dẫn ở trên.

CHÚ THÍCH 3: Nếu có tồn tại các tần số lớn hơn f₂, các tần số này có thể được đưa vào, biên độ được thiết lập bằng cách kéo dài đường suy giảm 6 dB / octave cho đến khi nó cắt ngang tần số tối đa cần thiết. Trong các trường hợp này, các mức r.m.s phải tăng lên.

Hình 4 - Loại 2 - Lắp trên giá chuyển hướng - phổ ASD

...

...

...

Khi khối lượng

m ≤ 50 kg:

F₂ = 500 Hz

Khi khối lượng

50 kg < m ≤ 150 kg

 Hz

Khi khối lượng

...

...

...

F₂ = 200 Hz

Thẳng đứng

Nằm ngang

Dọc

Thử nghiệm chức năng

Mức ASD

(m/s^2)^2/Hz

...

...

...

7,0

1,751

Giá trị RMS m/s^2

10 Hz đến 500 Hz

38,0

34,0

17,0

Thử nghiệm mô phỏng thời gian dài

Mức ASD

...

...

...

124,9

100,2

25,02

Giá trị RMS m/s^2

10 Hz đến 500 Hz

144

129

64,3

CHÚ THÍCH 1: Đối với các hạng mục có tần số thử nghiệm lớn hơn 500 Hz, thì các mức r.m.s phải thấp hơn mức được trích dẫn ở trên.

...

...

...

Hình 5 - Loại 3 - Lắp trên trục bánh - phổ ASD

Hình 6 - Dải dung sai hàm mật độ xác suất tích lũy

Loại

Phương

Gia tốc đỉnh A

m/s2

Thời gian danh nghĩa

...

...

...

1

Thẳng đứng

30

30

Kiểu A và kiểu B

Nằm ngang

30

30

Lắp trên thân xe

...

...

...

50

30

2

Lắp trên giá chuyển hướng

Tất cả

300

18

3

Lắp trên trục bánh

...

...

...

1000

6

CHÚ THÍCH: Một số thiết bị loại 1 sử dụng cho các ứng dụng cụ thể có thể yêu cầu thử nghiệm va đập bổ sung với gia tốc đỉnh A là 30 m/s^2 và thời gian D là 100 ms. Trong các trường hợp này, các cấp độ thử nghiệm nên được yêu cầu và thỏa thuận trước khi thực hiện thử nghiệm.

Hình 7 - Dạng xung và các giới hạn dung sai của xung nửa hình sin

Phụ lục A

(Tham khảo)

Giải thích về các phép đo trong khai thác, vị trí đo, phương pháp ghi dữ liệu khai thác, tổng hợp dữ liệu khai thác và phương thức được sử dụng để đạt được các mức thử nghiệm ngẫu nhiên từ dữ liệu khai thác thu được

A.1  Tổng quan

...

...

...

Để thiết lập quy định chỉ dẫn thử nghiệm thực tế, cần phải có được dữ liệu khai thác và các mức thử nghiệm cơ bản trên cơ sở dữ liệu này. Các dữ liệu và phương thức sau được sử dụng để có được các mức này:

- Các vị trí đo tiêu chuẩn được sử dụng cho các loại thiết bị lắp trên trục bánh, giá chuyển hướng và lắp trên thân xe (xem A.2).

- Dữ liệu khai thác thu được từ các đơn vị vận hành đường sắt và các nhà sản xuất thiết bị sử dụng danh mục câu hỏi gồm hai trang (xem A.3).

- Dữ liệu khai thác tổng hợp thu được (xem A.4).

- Phương pháp được sử dụng để đạt được các mức thử nghiệm ngẫu nhiên từ dữ liệu khai thác thu được (xem mục A.5).

- Các mức thử nghiệm thu được từ dữ liệu khai thác sử dụng phương pháp trong A.5 (xem A.6).

CHÚ THÍCH: Khi có sẵn dữ liệu khai thác cho các phương tiện/mạng đường sắt thực tế, các mức thử nghiệm có thể được tính toán bằng cách sử dụng phương pháp nêu tại A.5.

A.2  Vị trí đo tiêu chuẩn được sử dụng đối với loại bộ phận được lắp trên trục bánh, giá chuyển hướng và thân xe (Hình A.1)

...

...

...

A  Vị trí đo trục bánh theo các phương thẳng đứng, ngang và dọc

F  Vị trí đo khung (giá chuyển hướng) theo các phương thẳng đứng, ngang và dọc

B  Vị trí đo thân xe theo các phương thẳng đứng, ngang và dọc.

Hình A.1 - Các vị trí đo tiêu chuẩn được sử dụng đối với trục bánh, giá chuyển hướng (khung giá) và thân xe

A.3  Dữ liệu khai thác thu được từ đơn vị vận hành đường sắt và nhà sản xuất thiết bị sử dụng bảng câu hỏi gồm hai trang

Đối với từng vị trí đo cần thực hiện hoàn thiện Bảng A.1.

Bảng A.1 - Tổng hợp thu thập dữ liệu môi trường về các thông số/điều kiện thử nghiệm

Vị trí đo ……………………

Hướng đo …………………

...

...

...

Thông số/Điều kiện thử nghiệm

(Yêu cầu)

Kết quả

Tổng quan

1  Lý do đo các cấp độ rung động

2  Vị trí của hệ thống đường sắt

3  Loại phương tiện được đo

4  Thử nghiệm đặc biệt hay khai thác bình thường

...

...

...

…………………………

…………………………

…………………………

…………………………

…………………………

Điều kiện chính

6  Điều kiện thời tiết (°C, % RH, mưa, tuyết)

7  Tải trọng trục

...

...

...

9  Nền đường (tà vẹt, ballaset)

10  Loại mối nối ray (hàn, nối)

…………………………

…………………………

…………………………

…………………………

…………………………

Điều kiện bổ sung

...

...

...

12  Điều kiện đường ray (biên độ r.m.s theo phương thẳng đứng)

13  Chiều dài đường được sử dụng để đo

14  Số lượng và bán kính đường cong

15  Số lần giao cắt và ghi

16  Các điều kiện khác khác (cầu, đường hầm)

17  Cấu hình tàu và tổng khối lượng

18  Năng lực kéo (chỉ dành cho phương tiện động lực)

…………………………

…………………………

...

...

...

…………………………

…………………………

…………………………

…………………………

…………………………

Ghi chép

19  Loại bản ghi (FM, DR, PCM, DAT)

20  Dải tần số (dưới và trên)

...

...

...

…………………………

…………………………

…………………………

Phân tích miền thời gian

22  Băng thông phân tích miền thời gian

23  Tần số lấy mẫu

24  Tổng số mẫu hoặc tổng thời gian của tất cả các bản ghi

25  Gia tốc lớn nhất (m/s^2, dương)

...

...

...

27  Giá trị RMS

28  Độ phân giải biên độ

29  Giá trị RMS m/s^2 trên cơ sở hàm mật độ

…………………………

…………………………

…………………………

…………………………

…………………………

…………………………

...

...

...

…………………………

Phân tích tần số (Khuyến nghị băng thông 150 Hz đối với thân xe, 250 Hz đối với giá chuyển và 500 Hz đối với trục bánh)

30  Băng thông của tần số phân tích/tần số ngắt của bộ lọc chống răng cưa

…………………………

31  Tần số lấy mẫu của bản ghi theo thời gian tương ứng

32  Độ phân giải tần số (delta f) hoặc số đường tần số

33  Số mẫu thu thập dữ liệu (độ dài khối)

34  Giới hạn tần số thấp

...

...

...

…………………………

…………………………

…………………………

35  Loại khung thời gian và chiều dài bản ghi khi thu thập/phân tích

…………………………

36  Số lượng giá trị trung bình (các bản ghi thời gian)

37  Vòng lặp (0 ≤ 0_t <1) và tổng số mẫu

38  Độ phân giải ADC (dải động)

39  Cấp độ độ ồn vốn có của thiết bị đo

...

...

...

…………………………

…………………………

…………………………

…………………………

…………………………

Đồ thị cần thiết

41  Phổ mật độ phổ gia tốc dùng để phân tích miền tần số

42  Phân bố mật độ xác suất dùng để phân tích miền thời gian

...

...

...

…………………………

A.4  Dữ liệu khai thác tổng hợp thu được

Xem Bảng A.2.

Bảng A.2 -Tổng hợp các cấp độ gia tốc r.m.s. thu được từ bảng câu hỏi

Loại

Giá trị r.m.s cấp lớn nhất

Giá trị r.m.s cấp trung bình

Sai lệch chuẩn

Số giá trị

...

...

...

Thân xe - thẳng đứng

1,24

0,49

0,26

19

...

...

...

0,43

0,29

0,08

15

Thân xe - dọc

0,82

0,30

0,20

8

...

...

...

Giá chuyển hướng - thẳng đứng

7,0

3,1

2,3

14

...

...

...

7,0

3,0

1,7

10

Giá chuyển hướng - dọc

4,1

1,2

1,3

9

...

...

...

Trục bánh - thẳng đứng

43

24

14

19

...

...

...

39

20

14

17

Trục bánh - dọc

20

11

6

9

...

...

...

A.5  Phương pháp được sử dụng để thu thập các cấp độ thử nghiệm ngẫu nhiên từ dữ liệu khai thác thu được

Để giảm thời gian thử nghiệm, lựa chọn phương pháp khuếch đại biên độ gia tăng đối với tiêu chuẩn này. Để thực hiện thử nghiệm rung động ngẫu nhiên mô phỏng thời gian dài, sử dụng các giả thiết sau:

a) Có mối quan hệ tỷ lệ thuận giữa gia tốc cho trước và ứng suất sinh ra ( trong đó σ là ứng suất, M là khối lượng, γ là gia tốc và S là diện tích).

b) Tổn hại tỷ lệ thuận với số chu kỳ phá hủy mỏi nhân với biên độ ứng suất cấp số mũ.

Từ giả thiết a), mối quan hệ giữa tổn hại và biên độ ứng suất có thể áp dụng cho cấp độ thử nghiệm mô phỏng thời gian dài, ví dụ: tỉ số gia tốc giữa thử nghiệm mô phỏng thời gian dài và thử nghiệm chức năng. Giả thiết b) được thể hiện theo công thức sau:

Tổn hại = α.∆σ^m N_f

Trong đó

N_f  là số chu kỳ phá hủy mỏi;

∆σ  là biên độ ứng suất;

...

...

...

α  là hằng số.

Hình A.2 - Đường cong mỏi điển hình

Mối quan hệ này lấy từ công thức tính toán độ bền mỏi:

N ≤ 5 x 10^6: log(N) = log(a) - m₁log(∆σ)

5x10^6 ≤ N ≤ 100 x 10^6: log(N) = log(b) - m₂log(∆σ)

Trong đó: m₂ = m₁ + 2

Công thức tính toán độ bền mỏi có thể được thể hiện dưới dạng sau:

...

...

...

Đối với biên độ ứng suất dưới mức giới hạn mỏi dài hạn: ∆σ_L ở 100 x 10^6 chu kỳ (xem Hình A.2), số chu kỳ tương ứng là vô hạn. Điều đó có nghĩa là biên độ ứng suất dưới giới hạn mỏi dài hạn không gây ra bất kỳ tổn hại nào.

Để có cùng một cấp độ tổn hại trong suốt quá trình thử nghiệm 5 h như khai thác trong thực tế, các giá trị ASD phải được khuếch đại.

Tuổi thọ của phương tiện được lấy là 25 năm với 300 ngày/năm và 10 giờ/ngày. Điều này tương ứng là 75 x 10^3 h hoặc 270 x 10^6 s. Do tần số tối thiểu được chỉ định trong các đường cong ASD chức năng là 2 Hz (Loại 1 và 2) hoặc 10 Hz (Loại 3), số chu kỳ tối thiểu N_s tương ứng với tuổi thọ khai thác (540 x 10^6 chu kỳ cho loại 1 và 2; 2 700 x 10^6 chu kỳ cho loại 3) sẽ trên mức giới hạn 100 x 10^6 chu kỳ. Biên độ ứng suất để xem xét đối với tuổi thọ khai thác: ∆σ_s là ∆σ_L và số chu kỳ cần xem xét đối với tuổi thọ khai thác: N_s= 100 x 10^6 chu kỳ.

Thời gian thử nghiệm là 5 h = 18 000 s. Tần số tối thiểu được quy định theo đường cong ASD chức năng là 2 Hz (loại 1 và 2) hoặc 10 Hz (loại 3). Số chu kỳ tối thiểu N_t tương ứng với thời gian thử nghiệm là 0,036 x 10^6 chu kỳ (loại 1 và 2) hoặc 0,18 x 10^6 chu kỳ (loại 3). Biên độ ứng suất để xem xét đối với thử nghiệm: ∆σ_t ở trên phần đầu tiên của đường cong mỏi tương ứng.

Hệ số gia tốc phải được áp dụng cho giá trị ASD chức năng để thu được giá trị ASD mô phỏng thời gian dài được đưa ra theo công thức:

Khi xem xét giới hạn độ bền mỏi có biên độ không đổi ∆σ_D ở 5 x 10^6 chu kỳ, α₁ và α₂ có thể được biểu thị bằng:

Với m₁ = 4 (điển hình đối với kim loại):

...

...

...

Đối với loại 3, giá trị hệ số gia tốc là: 3,78.

Theo tiêu chuẩn này, một cuộc khảo sát về môi trường đã được thực hiện. Dữ liệu thu được được coi là các mức giá trị r.m.s. và sự thay đổi các mức được xem là sai lệch chuẩn. Xem bảng A.2.

Loại 1. Thân xe kiểu B

Mức thử nghiệm chức năng ngẫu nhiên = mức khai thác trung bình + 2 sai lệch chuẩn.

Tất cả các loại khác

Mức thử nghiệm chức năng ngẫu nhiên = mức khai thác trung bình + 1 sai lệch chuẩn.

Mức thử nghiệm ngẫu nhiên mô phỏng thời gian dài = mức thử nghiệm chức năng ngẫu nhiên x hệ số gia tốc

(Xem Bảng A.3 về các giá trị thử nghiệm được tính toán.)

A.6  Các mức thử nghiệm thu được từ dữ liệu khai thác sử dụng phương pháp được nêu trong A.5

...

...

...

Bảng A.3 - Các mức thử nghiệm thu được từ dữ liệu khai thác sử dụng phương pháp được nêu trong A.4

Các mức gia tốc RMS, m/s^2

Loại

RTL chức năng

RTL mô phỏng thời gian dài

Kiểu A

Kiểu B

Kiểu A

...

...

...

1

Thân xe - thẳng đứng

0,750

1,01

4,25

...

...

...

Thân xe - nằm ngang

0,370

0,450

2,09

2,55

Thân xe - dọc

0,500

0,700

2,83

...

...

...

2

Giá chuyển hướng - thẳng đứng

5,40

30,6

...

...

...

Giá chuyển hướng - nằm ngang

4,70

26,6

Giá chuyển hướng - dọc

2,50

14,2

...

...

...

3

Trục bánh - thẳng đứng

38,0

144

...

...

...

Trục bánh - nằm ngang

34,0

129

Trục bánh - dọc

17,0

64,3

...

...

...

AS = Cấp độ khai thác trung bình

STD = Sai lệch chuẩn

RTL = Cấp độ thử nghiệm ngẫu nhiên

FRTL = Cấp độ thử nghiệm chức năng ngẫu nhiên

SLLRTL = Cấp độ thử nghiệm ngẫu nhiên mô phỏng thời gian dài

Kiểu A = Loại 1. Thiết bị gắn trên thân xe được nối trực tiếp với kết cấu thân xe

Kiểu B = Loại 1. Các bộ phận/linh kiện được gắn trên thiết bị được kết nối trực tiếp với kết cấu thân xe.

Ví dụ: Tính toán cấp độ thử nghiệm sử dụng phương pháp trong Điều A.5.

Thân xe - phương thẳng đứng

...

...

...

STD = 0,26

FRTL = AS + STD = 0,750 Kiểu A

SLLRTL = FRTL x Hệ số gia tốc = 4,25 Kiểu A

Phụ lục B

(Tham khảo)

Mô tả việc xác định vị trí đặt thiết bị trên phương tiện giao thông đường sắt và phân loại thử nghiệm

CHÚ THÍCH: Các loại thử nghiệm này không áp dụng đối với các phương tiện chỉ có một cấp hệ thống treo.

...

...

...

Vị trí

Mô tả vị trí đặt thiết bị

1

Kiểu A

M N O

I và J

Các bộ phận được gắn trực tiếp trên hoặc dưới thân xe

1

Kiểu B

...

...

...

Các bộ phận được gắn vào bệ xe và được chuyển thành gắn cố định vào thân xe

1

Kiểu B

K và E

Các bộ phận được gắn vào tủ điện bên trong rộng và được chuyển thành gắn cố định vào thân xe

2

G

Tủ điện, tổng thành lắp ráp phụ, thiết bị và linh kiện được gắn vào thân phương tiện giao thông đường sắt

3

...

...

...

Tổng thành lắp ráp phụ, thiết bị và linh kiện hoặc tổng thành được gắn vào trục bánh của phương tiện

Hình B.1 - Vị trí đặt thiết bị trên phương tiện

Phụ lục C

(Tham khảo)

Ví dụ về chứng chỉ thử nghiệm kiểu loại

Thiết bị sau đã được thử nghiệm theo các yêu cầu đưa ra trong TCVN ... Ứng dụng đường sắt - Thiết bị trên phương tiện giao thông đường sắt - Các thử nghiệm va đập và rung động

MÔ TẢ THIẾT BỊ:

...

...

...

………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………

LOẠI THIẾT BỊ SỐ……………………… TÊN NHÀ SẢN XUẤT:………………………………

…………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………

TRẠNG THÁI XUẤT XƯỞNG/SỬA ĐỔI……………………… SỐ SERIAL: …………………

…………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………

...

...

...

…………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………

CHỈ DẪN KỸ THUẬT THỬ NGHIỆM SẢN PHẨM SỐ:

…………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………

GHI CHÚ: ……………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………

...

...

...

1) ĐƠN VỊ THỬ NGHIỆM……………………… VỊ TRÍ……………… NGÀY……………………

2) ĐƠN VI SẢN XUẤT………………………….. VỊ TRÍ……………… NGÀY……………………

Phụ lục D

(Tham khảo)

Hướng dẫn tính toán giá trị RMS từ các giá trị hoặc cấp độ ASD

D.1  Tổng quan

Phụ lục này đưa ra các công thức để tính toán các giá trị RMS chức năng từ dữ liệu khai thác và để tính toán các giá trị RMS thử nghiệm chức năng hoặc thử nghiệm mô phỏng thời gian dài từ các cấp độ ASD thể hiện trong hình từ Hình 2 đến Hình 5.

Dữ liệu khai thác là các giá trị ASD đo được ((m / s^2)^2 / Hz) trên dải tần số (f₁ - f₂).

...

...

...

ASD_i  Giá trị ASD ((m / s^2)^2 / Hz) của số liệu đo được "i".

fi  Giá trị tần số (Hz) của số liệu đo được “i”.

D.3  Tính toán giá trị RMS chức năng từ dữ liệu khai thác

Giả thiết: dữ liệu khai thác đo được tại vị trí đo tiêu chuẩn quy định tại khoản A.1 bao gồm “n₁” các giá trị đo được: (f_i; ASD_i).

Giá trị RMS đo được tương ứng được đưa ra theo công thức sau:

Từ “n₂” các giá trị RMS đo được, giá trị RMS chức năng được tính toán theo Phụ lục A bằng công thức sau:

Đối với các loại 1A, 2 và 3: giá trị RMS chức năng = AS + STD                                (D.4)

...

...

...

D.4  Tính toán các giá trị RMS từ các cấp độ ASD trong hình từ Hình 2 đến Hình 5

Giá trị RMS thử nghiệm chức năng hoặc thử nghiệm mô phỏng thời gian dài bằng căn bình phương của bề mặt phổ ASD tương ứng (xem Hình D.1).

Hình D.1 - Phổ ASD

Giá trị RMS được tính toán sử dụng công thức sau:

MỤC LỤC

1  Phạm vi áp dụng

...

...

...

3  Thuật ngữ và định nghĩa

4  Tổng quan

5  Trình tự thử nghiệm

6  Thông tin tham chiếu theo yêu cầu của đơn vị thử nghiệm

7  Phép đo ban đầu và điều kiện ổn định trước

8  Điều kiện thử nghiệm chức năng khi bị rung động ngẫu nhiên

9  Thử nghiệm mô phỏng thời gian dài ở các cấp độ rung động ngẫu nhiên gia tăng

10  Điều kiện thử nghiệm va đập

11  Vận chuyển và chuyển giao

...

...

...

13  Tiêu chí chấp nhận

14  Báo cáo thử nghiệm

15  Chứng chỉ thử nghiệm

16  Kết thúc thử nghiệm

Phụ lục A (Tham khảo) - Giải thích về các phép đo trong khai thác, vị trí đo, phương pháp ghi dữ liệu khai thác, tổng hợp dữ liệu khai thác và phương thức được sử dụng để đạt được các mức thử nghiệm ngẫu nhiên từ dữ liệu khai thác thu được

Phụ lục B (Tham khảo) - Mô tả việc xác định vị trí đặt thiết bị trên phương tiện giao thông đường sắt và phân loại thử nghiệm

Phụ lục C (Tham khảo) - Ví dụ về chứng chỉ thử nghiệm kiểu loại

Phụ lục D (Tham khảo) - Hướng dẫn tính toán giá trị RMS từ các giá trị hoặc cấp độ ASD