EN 61373 Železničné aplikácie – Vybavenie železničných vozidiel – Skúšky nárazmi a vibráciami

Európska norma „EN 61373 Železničné aplikácie – Zariadenia koľajových vozidiel – Skúšky nárazmi a vibráciami“ opisuje požiadavky na testovanie zariadení určených na použitie na koľajových vozidlách, ktoré sú vystavené vysokým vibráciám a nárazom, ktoré sú vlastné prevádzkovému prostrediu železníc. Na zabezpečenie prijateľnej kvality zariadení sa vyžadujú skúšky prijateľnej dĺžky trvania simulujúce prevádzkové podmienky počas celej očakávanej životnosti.

Táto norma špecifikuje požiadavky na skúšky náhodnými vibráciami a nárazmi pneumatických, elektrických a elektronických zariadení a komponentov zabudovaných do železničných vozidiel. Skúšky náhodnými vibráciami sú jedinou metódou používanou na validáciu zariadení alebo komponentov.

Skúšobné metódy opísané v tejto norme sú určené na overenie schopnosti skúšaného zariadenia odolávať vibračným podmienkam prostredia, ktoré sa typicky očakávajú pre železničné vozidlá. Aby sa zabezpečili čo najlepšie výsledky, hodnoty uvedené v tejto norme sú odvodené zo skutočných prevádzkových skúšok vykonaných rôznymi železničnými spoločnosťami na celom svete.

Táto norma vylučuje spontánne vibrácie, pretože sú špecifické pre danú aplikáciu. Na aplikáciu a interpretáciu tejto normy je potrebný technický úsudok a skúsenosti. Táto norma je vhodná na účely výroby a overovania, ale nevylučuje použitie iných vývojových nástrojov (ako je sínusové budenie), ktoré poskytujú vopred určenú úroveň mechanickej a prevádzkovej spoľahlivosti.

Úrovne skúšok platné pre testované zariadenie sú určené výlučne jeho umiestnením na železničnom vozidle (t. j. namontované na dvojkolesí, podvozku alebo skrini vozňa). Tieto skúšky sa vykonávajú na prototypoch s cieľom získať informácie o výkone pri náhodných vibráciách súvisiace s výrobou. Na účely certifikácie sa však skúšky musia vykonať na zariadení z bežnej výroby.

Skúšobné hodnoty uvedené v tejto norme sú rozdelené do troch skupín, ktoré závisia výlučne od umiestnenia zariadenia vo vozidle:

• Skupina 1 Namontované na karosérii:
  • Trieda A: Zariadenia namontované na karosérii s nízkou úrovňou expozície (napr. priestory pre cestujúcich).
  • Trieda B: Zariadenia montované na telo s vyššou úrovňou expozície (napr. montované pod podlahu alebo strop)

Trieda B by sa mala vo všeobecnosti používať, pretože nie je jasné, kde bude zariadenie umiestnené.

Skupina 2: Montované na podvozok: Zahŕňa kabíny, podzostavy, zariadenia a komponenty určené na montáž na podvozok železničného vozidla. Sú vystavené silnejším vibráciám a nárazom ako skupina 1.

• Skupina 3 Montované na nápravu: Zahŕňa podzostavy, zariadenia a komponenty alebo zostavy, ktoré sa majú namontovať na zostavu dvojkolesia železničného vozidla. Vystavené nadmernému mechanickému namáhaniu. Menej bežné v elektronických zariadeniach.

Každá skupina špecifikuje rôzne testovacie profily pre úrovne nárazov a vibrácií na základe reálnych prevádzkových podmienok železničnej dopravy.

Táto norma (IEC 61373), ktorú následne vyvinula Medzinárodná elektrotechnická komisia (IEC), je navrhnutá tak, aby zabezpečila konzistentnosť a spoľahlivosť zariadení používaných v železničných vozidlách. Železničné prostredie je vo svojej podstate náročné kvôli neustálemu vystaveniu mechanickému namáhaniu, ako je pohyb koľají, nerovnosti koľají, brzdenie a zrýchľovanie. Zariadenia inštalované vo vlakoch (vrátane riadiacich systémov, komunikačných zariadení, informačných systémov pre cestujúcich a ďalších) musia odolávať týmto podmienkam, aby si zachovali výkon, bezpečnosť a odolnosť.

Táto norma poskytuje jednotnú testovaciu metódu na posudzovanie životnosti takýchto zariadení. Zabezpečuje, aby zariadenia fungovali bezpečne a presne počas celej ich očakávanej životnosti v reálnych železničných podmienkach. Táto norma sa vzťahuje na všetky elektrické, elektronické a elektromechanické zariadenia určené na použitie v železničných vozidlách. Patria sem:

• Ovládacie panely
• Elektronické obvody
• Systémy pre cestujúcich
• Trakčné a pomocné systémy
• inštrumentácie

Táto norma sa nevzťahuje na zariadenia určené pre pevné inštalácie, t. j. signalizačné zariadenia umiestnené pozdĺž koľaje.

Norma EN 61373 zahŕňa dva základné typy mechanických skúšok:

• Náhodné vibračné testovanie: Simuluje nepretržité vibrácie, ku ktorým dochádza počas bežnej prevádzky vlakov. Aplikuje sa na tri vzájomne kolmé osi (X, Y, Z). Jeho trvanie je zvyčajne 5 – 10 hodín na os. Vykonáva sa pomocou systému vibračných testov.
• Testovanie nárazmi: Simuluje krátkodobé mechanické nárazy z udalostí, ako sú spoje koľajníc, výhybky alebo núdzové brzdenie. Zvyčajne pozostáva z troch nárazov v každom smere na os. Profily nárazov sú definované z hľadiska zrýchlenia, trvania a tvaru vlny (zvyčajne polsínusový priebeh).

Kritériá pre úspešné/neúspešné testy sú:

• Žiadne fyzické poškodenie
• Kontinuita elektrického výkonu
• Ochrana zostavy
• Žiadna strata funkčnosti alebo údajov

Norma EN 61373 je dôležitá, pretože zohráva kľúčovú úlohu pri zabezpečovaní spoľahlivosti, bezpečnosti a dlhej životnosti elektrických a elektronických zariadení používaných v železničných vozidlách. Hlavné dôvody dôležitosti tejto normy sú:

• Železničné prostredie je drsné: Železničné vozidlá sú neustále vystavené:
  • Vibrácie z koľajníc a kolies
  • Nárazy spôsobené brzdením, spriahnutím alebo nerovnosťami koľajníc
  • Extrémne poveternostné podmienky, prach a nečistoty (v závislosti od miesta inštalácie)

Táto norma zabezpečuje, že zariadenia odolávajú tomuto mechanickému namáhaniu a naďalej fungujú bezpečne a spoľahlivo.

• Zaisťuje bezpečnosť a súlad s predpismi: Poruchy zariadení v železničných systémoch môžu viesť k prerušeniu prevádzky alebo, čo je horšie, k bezpečnostným rizikám. Táto norma pomáha:
  • Identifikácia slabých stránok dizajnu pred ich zavedením do reálneho sveta
  • Zníženie rizika mechanického zlyhania na palube
  • Splnenie regulačných požiadaviek a priemyselných štandardov
• Štandardizuje testovanie v celom odvetví: Táto norma zabezpečuje konzistentnú metódu testovania. To zabezpečuje:
  • Zabezpečuje, aby výrobcovia, železniční operátori a skúšobné laboratóriá hovorili rovnakým jazykom
  • Jasné kritériá vyhovenia/nevyhovenia pre odolnosť voči vibráciám a nárazom
  • Poskytuje spravodlivé porovnanie zariadení bez ohľadu na značku alebo krajinu
• Podporuje prístup na globálny trh: Táto norma je kompatibilná s normou IEC 61373, vďaka čomu je medzinárodne uznávaná. Súlad s ňou môže viesť k:
  • Zvyšuje exportný potenciál železničných produktov
  • Spĺňa požiadavky železničných operátorov na celom svete
  • Zjednodušuje certifikáciu cezhraničných železničných systémov
• Zvyšuje kvalitu a trvanlivosť produktu: Navrhnutím zariadení, ktoré spĺňajú túto normu,
  • Výrobcovia vyrábajú odolnejšie výrobky
  • Prevádzkovatelia zažívajú menej porúch, opráv a prestojov
  • Systémy vydržia dlhšie a šetria peniaze počas celého životného cyklu produktu

Norma EN 61373 je preto kľúčovou súčasťou zabezpečenia mechanickej spoľahlivosti železničných zariadení. Simuláciou reálnych otrasov a vibrácií poskytuje norma referenčný bod pre odolnosť, pomáha výrobcom a prevádzkovateľom znižovať náklady na údržbu, zvyšovať bezpečnosť a zlepšovať prevádzkovú spoľahlivosť.

Naša organizácia, ktorá pôsobí už mnoho rokov a dôkladne sleduje globálny vývoj vo vede a technike, vykonáva testovanie, meranie a analýzy v širokej škále oblastí pre podniky vo všetkých sektoroch so skúseným tímom a rozsiahlou infraštruktúrou. V tejto súvislosti poskytujeme aj testovacie služby v súlade s normou EN 61373 Železničné aplikácie - Vybavenie železničných vozidiel - Skúšanie nárazmi a vibráciami.