EN 61373 Ứng dụng đường sắt - Thiết bị phương tiện đường sắt - Thử nghiệm sốc và rung

Tiêu chuẩn Châu Âu "EN 61373 Ứng dụng đường sắt - Thiết bị đầu máy toa xe - Thử nghiệm va đập và rung" mô tả các yêu cầu thử nghiệm đối với thiết bị được thiết kế để sử dụng trên đầu máy toa xe, vốn chịu tác động rung động và va đập mạnh vốn có trong môi trường vận hành đường sắt. Để đảm bảo chất lượng thiết bị đạt yêu cầu, cần phải thực hiện các thử nghiệm có thời gian chấp nhận được, mô phỏng các điều kiện vận hành trong suốt vòng đời dự kiến.

Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu về thử nghiệm rung động và va đập ngẫu nhiên đối với thiết bị và linh kiện khí nén, điện và điện tử được tích hợp vào phương tiện đường sắt. Thử nghiệm rung động ngẫu nhiên là phương pháp duy nhất được sử dụng để xác nhận thiết bị hoặc linh kiện.

Các phương pháp thử nghiệm được mô tả trong tiêu chuẩn này nhằm mục đích xác minh khả năng chịu được các điều kiện rung động môi trường thường gặp ở phương tiện đường sắt của thiết bị cần thử nghiệm. Để đảm bảo kết quả tốt nhất có thể, các giá trị được đưa ra trong tiêu chuẩn này được rút ra từ các thử nghiệm thực tế đang được thực hiện bởi nhiều công ty đường sắt trên toàn thế giới.

Tiêu chuẩn này không bao gồm rung động tự phát vì chúng đặc thù cho từng ứng dụng cụ thể. Việc áp dụng và diễn giải tiêu chuẩn này đòi hỏi sự đánh giá kỹ thuật và kinh nghiệm. Tiêu chuẩn này phù hợp cho mục đích sản xuất và kiểm định, nhưng không loại trừ việc áp dụng các công cụ phát triển khác (như kích thích hình sin) cung cấp mức độ tin cậy cơ học và vận hành được xác định trước.

Mức độ thử nghiệm áp dụng cho thiết bị được thử nghiệm chỉ được xác định dựa trên vị trí của thiết bị trên toa xe lửa (tức là lắp trên bộ bánh xe, giá chuyển hướng hoặc thân xe). Các thử nghiệm này được thực hiện trên các nguyên mẫu để thu thập thông tin liên quan đến sản xuất về hiệu suất dưới tác động của rung động ngẫu nhiên. Tuy nhiên, vì mục đích chứng nhận, các thử nghiệm phải được thực hiện trên thiết bị từ dây chuyền sản xuất thông thường.

Các giá trị thử nghiệm được quy định trong tiêu chuẩn này được chia thành ba nhóm, tùy thuộc hoàn toàn vào vị trí của thiết bị trong xe:

• Nhóm 1 Thân gắn:
  • Lớp A: Thiết bị gắn trên thân xe, mức độ phơi nhiễm thấp (ví dụ: khoang hành khách).
  • Loại B: Thiết bị gắn trên thân máy có mức độ phơi nhiễm cao hơn (ví dụ: gắn dưới sàn hoặc trên trần nhà)

Lớp B thường được sử dụng vì không rõ thiết bị sẽ được đặt ở đâu.

Nhóm 2: Lắp trên toa xe: Bao gồm cabin, cụm chi tiết, thiết bị và linh kiện lắp trên toa xe của toa xe lửa. Chúng chịu tác động rung động và va đập mạnh hơn Nhóm 1.

• Nhóm 3 Lắp trên trục: Bao gồm các cụm lắp ráp phụ, thiết bị và linh kiện hoặc cụm lắp ráp được lắp trên cụm bánh xe của toa xe lửa. Chịu ứng suất cơ học quá mức. Ít phổ biến hơn trong thiết bị điện tử.

Mỗi nhóm chỉ định các cấu hình thử nghiệm khác nhau về mức độ rung và sốc dựa trên điều kiện dịch vụ đường sắt thực tế.

Tiêu chuẩn này (IEC 61373), sau đó được Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế (IEC) phát triển, được thiết kế để đảm bảo tính nhất quán và độ tin cậy của thiết bị được sử dụng trên các phương tiện đường sắt. Môi trường đường sắt vốn dĩ đầy thách thức do thường xuyên phải chịu các ứng suất cơ học như chuyển động đường ray, độ gồ ghề của đường ray, phanh và gia tốc. Các thiết bị được lắp đặt trên tàu (bao gồm hệ thống điều khiển, thiết bị liên lạc, hệ thống thông tin hành khách, v.v.) phải chịu được những điều kiện này để duy trì hiệu suất, độ an toàn và độ bền.

Tiêu chuẩn này cung cấp một phương pháp thử nghiệm thống nhất để đánh giá độ bền của các thiết bị này. Tiêu chuẩn đảm bảo các thiết bị hoạt động an toàn và chính xác trong suốt vòng đời dự kiến ​​của chúng trong điều kiện đường sắt thực tế. Tiêu chuẩn này áp dụng cho tất cả các thiết bị điện, điện tử và cơ điện được thiết kế để sử dụng trên các phương tiện đường sắt. Bao gồm:

• Bảng điều khiển
• Mạch điện tử
• Hệ thống hành khách
• Hệ thống kéo và phụ trợ
• thiết bị đo đạc

Tiêu chuẩn này không bao gồm các thiết bị được thiết kế để lắp đặt cố định, tức là thiết bị tín hiệu nằm dọc theo đường ray.

Tiêu chuẩn EN 61373 bao gồm hai loại thử nghiệm cơ học cơ bản:

• Kiểm tra rung động ngẫu nhiên: Mô phỏng các rung động liên tục gặp phải trong quá trình vận hành tàu bình thường. Thử nghiệm được áp dụng cho ba trục vuông góc với nhau (X, Y, Z). Thời gian thực hiện thường là 5-10 giờ cho mỗi trục. Thử nghiệm được thực hiện bằng hệ thống kiểm tra rung động.
• Kiểm tra va đập: Mô phỏng các va đập cơ học ngắn hạn từ các sự kiện như khớp ray, công tắc hoặc phanh khẩn cấp. Phương pháp này thường bao gồm ba va đập theo mỗi hướng trên mỗi trục. Biên dạng va đập được xác định theo gia tốc, thời gian và dạng sóng (thường là nửa sin).

Tiêu chí đạt/không đạt của các bài kiểm tra này là:

• Không có thiệt hại vật lý
• Tính liên tục của hiệu suất điện
• Bảo vệ hội đồng
• Không mất chức năng hoặc dữ liệu

Tiêu chuẩn EN 61373 rất quan trọng vì nó đóng vai trò then chốt trong việc đảm bảo độ tin cậy, an toàn và tuổi thọ của thiết bị điện và điện tử được sử dụng trên các phương tiện đường sắt. Những lý do chính cho tầm quan trọng của tiêu chuẩn này là:

• Môi trường đường sắt rất khắc nghiệt: Các phương tiện đường sắt thường xuyên phải tiếp xúc với:
  • Rung động từ đường ray và bánh xe
  • Tác động do phanh, khớp nối hoặc đường ray không đều
  • Điều kiện thời tiết khắc nghiệt, bụi và mảnh vụn (tùy thuộc vào vị trí lắp đặt)

Tiêu chuẩn này đảm bảo rằng thiết bị có thể chịu được những ứng suất cơ học này và tiếp tục hoạt động an toàn và đáng tin cậy.

• Đảm bảo an toàn và tuân thủ: Sự cố thiết bị trên hệ thống đường sắt có thể dẫn đến gián đoạn dịch vụ hoặc tệ hơn là nguy cơ mất an toàn. Tiêu chuẩn này giúp:
  • Xác định điểm yếu trong thiết kế trước khi chúng được triển khai trong thế giới thực
  • Giảm thiểu nguy cơ hỏng hóc cơ học trên tàu
  • Đáp ứng các yêu cầu quy định và tiêu chuẩn ngành
• Tiêu chuẩn hóa việc thử nghiệm trong toàn ngành: Tiêu chuẩn này đảm bảo phương pháp thử nghiệm thống nhất. Điều này đảm bảo:
  • Đảm bảo rằng các nhà sản xuất, nhà điều hành đường sắt và phòng thí nghiệm thử nghiệm nói cùng một ngôn ngữ
  • Tiêu chuẩn đạt/không đạt rõ ràng về khả năng chống rung và chống sốc
  • Cung cấp sự so sánh công bằng giữa các thiết bị bất kể thương hiệu hay quốc gia
• Hỗ trợ tiếp cận thị trường toàn cầu: Tiêu chuẩn này tương thích với IEC 61373, được công nhận trên toàn thế giới. Việc tuân thủ có thể mang lại:
  • Tăng tiềm năng xuất khẩu sản phẩm đường sắt
  • Đáp ứng nhu cầu cung ứng của các nhà khai thác đường sắt trên toàn thế giới
  • Đơn giản hóa việc chứng nhận cho các hệ thống đường sắt xuyên biên giới
• Tăng chất lượng và độ bền của sản phẩm: Bằng cách thiết kế thiết bị đáp ứng tiêu chuẩn này,
  • Các nhà sản xuất sản xuất ra những sản phẩm bền hơn
  • Người vận hành ít gặp phải sự cố, sửa chữa và thời gian ngừng hoạt động hơn
  • Hệ thống bền hơn và tiết kiệm tiền trong suốt vòng đời sản phẩm

Do đó, tiêu chuẩn EN 61373 là một phần thiết yếu trong việc đảm bảo độ tin cậy cơ học của thiết bị đường sắt. Bằng cách mô phỏng các chấn động và rung động thực tế, tiêu chuẩn này cung cấp một chuẩn mực về độ bền, giúp nhà sản xuất và nhà vận hành giảm chi phí bảo trì, tăng cường an toàn và cải thiện độ tin cậy vận hành.

Với kinh nghiệm hoạt động nhiều năm và luôn theo sát những phát triển khoa học và công nghệ toàn cầu, chúng tôi thực hiện thử nghiệm, đo lường và phân tích trong nhiều lĩnh vực cho các doanh nghiệp thuộc mọi ngành nghề, với đội ngũ nhân viên lành nghề và cơ sở hạ tầng rộng khắp. Trong bối cảnh này, chúng tôi cũng cung cấp dịch vụ thử nghiệm theo tiêu chuẩn EN 61373 Ứng dụng Đường sắt - Thiết bị Phương tiện Đường sắt - Thử nghiệm Va đập và Rung động.