ҚККА Хабаршысы № 4 (53), 2008

ҚККА Хабаршысы № 4 (53), 2008 
 
 
65
Бұл  дипломдық  жұмыста  зерттелген  ғылыми-техникалық  ақпаратты  талдау 
жылжымалы  құрамның  тербелістері  туралы  тапсырмалардың  шешу  жолдарын  бұрынғы 
Кеңес  Одағының  ғалымдары  жасаған  болатын. 1903 жылы  Петров  Н.П.  рельс  жолы 
бойымен доңғалақ инерция центрі қозғалысының дифференциялдық теңдеуін құрды жəне 
шешті. 
Жылжымалы құрамның динамикасына арналған қызықты териялық жұмыс орыстың 
ұлы  ғалымы  Н.Б.  Жуковскийға  тиесілі. 1920 жылы  ол  паровоздың  жүйедегі  кедергі 
күштерін  ескермей,  бойлық,  тік  жəне  көлденең  жазықтықтардағы  еркін  тербелістерін 
зерттеді,  сондай-ақ  бұл  тербелістер  амплитудаларының  орналасу  коэффициенттері  мен 
жиіліктерін  анықтау  əдісін  де  ұсынды.  Жылжымалы  құрамның  динамикасын  меңгеру 
сұрақтарына  келесіде  көптеген  ғалымдар  назарын  аударды.  Біздің  республика  мен 
шетелдерде  жарияланған  жылжымалы  құрамның  динамикасы  бойынша  жұмыстарда 
стендтердегі  теориялық  жəне  тəжірибелік  зерттеулер  нəтижелері  жəне  жоғары 
жылдамдықты  жолдардағы  қозғалысы  кезіндегі  олардың  жүріс  сапаларын  жақсартуға 
бағытталған  эксплуатациялау  жағдайында  жеке  құрастыру  бірліктерінің  жəне  əр  түрлі 
типті вагондар мен локомотивтердің серпімді ілінісі элементтерінің жаңа конструкторлық 
шешімдері  келтірілген.  Жолаушы  вагондарының  көлденең  тербелістерін  меңгеру 
бойынша  алдымыздағы  зерттеулердің  мақсатын  ескере  отырып,  бұрынырақ  орындалған 
жұмыстар келесі тəртіп бойынша қарастырылды.     Жылжымалы құрам мен жолдың өзара 
əсерлесуін ескере отырып, жолдың қисық бөліктеріне енуі бойынша зерттеулер талданды. 
Доңғалақ жұбының арбаша рамасымен, сондай-ақ шанақ пен жүріс бөліктерінің экипажды 
байланыстарының динамикасына əсері айқындалды. 
Жолдың  қисық  бөліктерінде  жылжымалы  құрамға  əсер  ететін  кері  факторлармен 
байланысты жұмыстар, сондай-ақ доңғалақ жұбын радиалды орнату мен шанақты күшпен 
иілдіру  есебінен  жүріс  бөліктерін  жетілдірудегі  қазіргі  заманғы  тенденциялар  қысқаша 
талданды.  Бақылау  нəтижесінде  жолаушы  вагондарының  арбаша  құрылысын  дамыту 
тенденциялары орнатылды.  
Жолдың  қисық  бөлігімен  экипаждар  қозғалысы  бойынша  бірінші  негізгі  жұмыстар 
локомотив құрастырумен байланысты. 
1884  пен 1947 жылдар  арасында  жолдың  қисық  бөліктеріне  локомотив  енуі 
есептеріне  арналған  оннан  артық  əдістер  ұсынылды,  соның  ішінде:  Руа,  Пуши,  Билле 
жəне Вантуа, Фогель, Местра, Плясе, Холл, Элла, Якоб, Карминский, аналитикалық əдіс. 
Отандық  тəжірибеде  айтарлықтай  жаңашаланған  Руа  əдісі  кең  қолданыс  тапты.  Барлық 
бұл  əдістер  локомотивтің  қисық  бойынша  квази-қозғалысының  кинето-статикасын 
қарастыруға  негізделген.  Бұл  сұрақ  бойынша  жаңа  көзқарас  проффесор  Куценко  С.М. 
монографиясында  көрсетілген.  Онда  жалдың  тозуы  мен  доңғалақ  жұбы  айналу  алаңы 
профилінің  бірелкі  емес  сызықтарын  ескеріп,  локомотивтердің  жолдың  қисық  бөліктері 
бойынша  қозғалысының  жаңашаланған  теориясы  сипатталады.  Локомотивтің  дұрыс 
конфигурациядағы жолдың қисық бөлігіндегі орнатылған қозғалысының негізгі сұрақтары 
қарастырылады.  Монографияда    геометриялық  мен  серпімді  біркелкі  еместікпен 
байланысты динамикалық үрдістер қарастырылмаған.  
Соңғы  жылдары  əр  түрлі  типті  локомотивтер  мен  вагондардың  көлденең 
динамикасын  зерттеу  бойынша  үлкен  жұмыстары  МИИТте,  ЛИИЖТте,  БИТМде, 
ҚазККАда  жəне  басқа  ғылыми  ұйымдарда  жасалған.  Жылжымалы  құрамның  динамика 
мен беріктілік теориясына айтарлықтай өз үлесін келесідей ғалымдар енгізді: Блохин Е.П., 
Вериго  М.Ф.,  Вершинский  С.В.,  Грачева  Л.О.,  Кальницкий  Л.А.,  Камаев  А.А.,  Камаев 
В.А., Котуранов В.Н., Каглин Б.Г., Кудрявцев Н.Н., Коротенко М.Л., Лазарян В.А., Лукин 
В.В.,  Львов  В.В.,  Никольский  Е.Н.,  Манашкин  Л.А.,  Савоськин  А.Н.,  Шадур  Л.А., 
Хусидов  В.Д.,  Ушкалов  В.Ф.,  Челноков  И.И.,  Биттибаев  С.М.,  Нурмамабетов  С.М., 
Солоненко В.Г. жəне басқалары.   
Бұл  ғалымдардың  зерттеулері  сызықтық  емес  күштік  сипаттамалары  бар 
демпферленетін  жəне  серпімді  элементтердің  рессорлық  ілінісіндегі  динамикалық 

ҚККА Хабаршысы № 4 (53), 2008 
 
 
66
жүйелер тербелістерінің бірқатар заңдылықтарын шығаруға, конструктивті орындалуына, 
жолдың жағдайы мен вагонның негізгі параметрлеріне қатысты көрсетілген элементтердің 
параметрлерін  анықтау  əдістерін  жасауға,  сондай-ақ  арбаша  іліністерінің  көлденең 
иілулерін бағалау критерийлерін орнатуға мүмкіндік берді.  
Жұмыста жүргізілген зерттеулердің ерекшелігі болып көлденең күші вагонды қисық 
ішіне  енгізуге  тырысатын  бойлық  созылыңқы  күш  əсерінен  кіші  радиусты  қисықтағы 
вагон қозғалысын қарастыру жағдайы табылады. Қарастырылып отырған жағдайда келесі 
жағдай  туады,  сыртқы  доңғалақ  жүксізденеді,  ал  ішкісі  қисықтың  орта  жағынан  шығып 
кетеді. 
Бұл  жұмыста  доңғалақ  бірінің  жалы  рельске  қысылған  жағдайда  рельс  табанымен 
доңғалақ жұбының тербелу кинематикасының аналитикалық зерттеуі орындалды. 
Соңғы  жылдары  шетелде  қозғалыс  бағыты  белгілі  шарттарда  берілетін – доңғалақ 
жалының  рельспен  түйісуінде,  жəне  де  доңғалақ  конустылығымен  сəйкес  келетін 
күштермен  берілетін,  жолдың  түзу  емес  бөлігінде  екі  арбашалы  жəне  екі  осьті  вагондар 
қозғалысының беріктілігі қысқартылған сызықтық теориясын қолдана отырып зерттелетін 
мақалалар  тобы  жарияланған.  Мұндай  сипаттағы  қозғалыс  жылжымалы  құрам  мен 
жолдың техникалық параметрлерінің кең диапазонында мүмкін екендігі көрсетілді.  
Көптеген  авторлар  жоғары  жылдамдықты  қозғалыс  кезінде  вагонның  серпімді 
іліністі  бөліктерінің  бүірлік  үдеулерінің  шамасын  анықтайтын  негізгі  себеп  доңғалақ 
жұбының  ирелеңдеген  қозғалысының  интенсивтігі  болып  табылатындығын  орнатып 
берді. Экипаж бұлғауын азайту құралдарының бірі жоспардағы арбаша рамасына қатысты 
доңғалақ  жұбының  жылжуын  болдырмайтын  немесе  шектейтін  арнайы  құралдарды 
іліністердің буксалық сатысында қолдану болып табылады. Вагонның жүріс сынақтарын 
нəтижелерінің  талдауы  доңғалақ  жұптарының  бүйірлік  берушілігін  алып  тастау  жолдың 
түзу  бөлігіндегі  қозғалысы  кезінде  экипаж  жүрісінің  жұмсақтылығына  əсер  етеді.  Бірақ 
қатты  буксалық  бағыттауыштарды  қолдану  доңғалақ  жұбының  рельспен  жүруінде, 
жолдың қисық бөліктері мен бағыттық ауысу жолдарына кіруі кезінде соққыға қатысатын 
экипаждың көлденең рессор астылық емес салмағының ұлаюына əкеліп соғады.    
Басқа  да  жұмыстарда  доңғалақтың  рельспен  тіреу  нүктелеріндегі  үйкеліс  күштері 
доңғалақтың рельске тіреу бетіне қалыпты қысымының шамасына, ал олардың бағыттары 
доңғалақтың  рельс  бойымен  бойлық  жəне  көлденең  сырғанауының  қатынасына  тəуелді. 
Доңғалақтың рельспен түйісу зонасындағы деформациясымен бірге бойлық сырғанаудың 
пайда  болуы  өз  кезегінде  қисық  радиусына,  доңғалақ  жұбының  қисықтағы  экипаждың 
айналу полюсіне дейін ара қашықтығына, доңғалақтың айналу алаңының  қатынастарына 
жəне    айта  берсек,  доңғалақ  жұбы  еркін  қозғала  ма  əлде  оған  тартым  немесе  тежеу 
моменті  қойылған  ба,  осыған  қатысты  болады.  Зерттеу  кезінде  сыртқы  мен  ішкі 
доңғалақтардың  айналу  алаңдарының  сəйкес  келмеуінен  доңғалақтардың  сырғанауы, 
доңғалақтардың рельске нақты қысымы, ортадан тепкіш күш тудыратын, сыртқы рельстің 
көтерілуімен,  сондай-ақ  доңғалақ  жұбына  рамадан  берілетін  бүйірлік  күштер  тудыратын 
жүктемелерді тарату назарға алынады.  
Қисыққа кіруді жеңілдету үшін жəне экипажға қойылатын талапты қанағаттандыру 
үшін жолдың түзу бөлігіндегі қозғалыс кезінде доңғалақ жұбы арбаша рамасымен қандай 
да бір серпімді байланыста болуы керек яки болмаса бастапқы бастапқы натягпен серпімді 
байланыста  болуы  керек.  Байланыстың  соңғы  түрі  кейбір  жұмыстарда  дəлелденгендей 
айтарлықтай  рационалды,  өйткені  жолдың  түзу  бөлігінде  доңғалақ  жұбының  еркін 
ирелеңдеген  қозғалысына  кедергі  жасайды  жəне  доңғалақтың  рельспен  соққылы  жүруі 
кезінде  бастапқы  тартымнан  асып  түсетін  көлденең  соққыларды  азайтады.  Тағы  бір 
жұмыста буксалық тораптың арбаша рамасымен əр түрлі құрылымдық байланыста болған 
кезінде 
жүйрік 
жолаушы 
вагондарының 
қозғалыс 
беріктілігінің 
сұрақтары 
қарастырылады.  Жүйрік  вагондар  үшін  ең  перспективті  болып  көлденең  жəне  бойлық 
қаттылықтың тіркелген параметрлері бар серпімді-жетектегішті байланыс табылады. 

ҚККА Хабаршысы № 4 (53), 2008 
 
 
67
Арбашалардың ирелеңдеген қозғалысын басу үшін шанақтың бүйірлік сырғымаларға 
тірелу  жолымен,  сондай-ақ  шанақ  пен  арбаша  рамасы  арасында  орналасқан 
гидравликалық тербеліс өшіргіштер көмегімен жүзеге асырылады. 
 Кейбір  зерттеулер  көрсеткендей,  шанақ  пен  арбаша  рамасы  сырғымаларының 
үйкеліс моменті жылжулары нөлге жақын шамадан аспауы тиіс, өйткені ол оның қисыққа 
кіруін қиындатады жəне доңғалақ жұбы жалдарының тозуын ұлғайтады. Вагоннның түзу 
жол  бойымен  қозғалысы  мен  əр  түрлі  радиустағы  қисыққа  кіруіндегі  жол  мен  жүріс 
бөліктерінің  динамикалық  жүктемелерінің  одан  əрі  зерттелу  қажеттілігі  туралы 
көрсетіледі. 
Басқа  авторлар  арбашаның  түзу    жəне  қисық  жол  бөлігінде  бұрылуын  шектейтін 
кедергі  күштерінің  дұрыс  қатынасы  қауіпсіз  қозғалыс  пен  доңғалақ  жалы  мен  рельстің 
тозуын төмендетуге айтарлықтай маңызды деп көрсетеді. Шанақ пен арбаша арасындағы 
байланыстың  кедергі  күштерінің  параметрлері  бойынша  бірнеше  кеңестер  келтіріледі. 
Кедергі  күштерінің  нақты  шамаларын  сəйкес  стендте  экипаждың  əрбір  жаңа 
конструкциясы  үшін  орнатылуы  тиіс,  сондай-ақ  оларды  пайдалану  кезінде  орнатылған 
шамадан  айтарлықтай  ауытқымайтындай  нақты  бір  жүрістен  кейін  периодты  түрде 
тексеріп отыру қажет.         
Тағы бір мақалаларда рельс табанының жақсы болуын жəне жоспардағы еркін сызық 
жолы  бойынша  пайда  болған  кезде  экипаж  конструкция  элементтерін  ескере  отырып, 
темір  жол  экипажының  механикалық  жүйесінде  болып  жатқан  бекітілмеген  үрдістердің 
дифференциалдық  теңдеулері  құрылды.  Осьтің  арбаша  рамасына  қатысты  жəне 
арбашаның шанаққа қатысты жылжулары бар арбашалы экипаж қозғалысының теңдеулері 
келтіріледі, мұның өзінде тік динамика ескерілмейді.  
Жолдың  қисық  жəне  түзу  бөлігінде  қозғалысы  кезінде  жылжымалы  құрам 
динамикасы тапсырмаларының кең аймағы Камаев А.А. еңбектерінде қарастырылған. Ол 
қисықтағы  жылжымалы  құрам  мен  жолдың  əсерлесуін  физикалық  модельдеудің  əдісін 
дайындады.  Бұл  əдістің  негізінде  сирек  кездесетін  стендтер  қатары  құрылды,  оларды 
қолданылу  жылжымалы  құрам  əр  түрлі  бірлігінің  рессорлы  ілінісінің  тиімді 
параметрлерін орнату бойынша бағалы кеңестер қатарын жəне олардың жолға əсері қалай 
болатындығын алуға мүмкіндік берді.  
Кейбір  жұмыстарда  жолдың  түзу  жəне  қисық  бөліктері  бойынша  локомотив 
қозғалысының  жалпы  сипатын  зерттеу  кезінде  сəйкес  арбашаның  бойлық  осіне  қатысты 
доңғалақ  жұбын  орнату  кезінде  мүмкін  көлденең  жылжулар  мен  қисықтарды  ескеру 
керектігі  көрсетілген.  Бұл  эксплутациялық  факторлардың  əсері  жылжымалы  құрам  мен 
жолдың өзара əсерлесуінің сипатын айтарлықтай өзгерте алатындығы көрсетіледі.  
Савоськин  А.И.  еңбектерінде  кездейсоқ  динамикалық  жүктеу  шарттарында  жұмыс 
істейтін  жылжымалы  құрам  бөлшектерінің  сенімділік  көрсеткіштерін  жобалау  əдісі 
жасалынған.  Көпкритерийлі  оптимизация  шешімдерінің  нəтижесінде  жылжымалы  құрам 
рессорлы ілінісінің рационалды параметрлерінің таңдауы жүргізілді. 
Бұл жұмыста жүріс бөліктерінің дамуында негізгі бағыттарды орнату үшін жолаушы 
вагондарының бар жəне перспективті арбашаларының экспертті талдауы жүргізілді.  
Техникалық  əдебиеттерді,  соның  ішінде  соңғы  он  жылда    ВНИИЖТте,  ҚазККАда, 
ЛИИЖТте,  ДИИТте  жəне  басқа  ұйымдарда  келтірілген  ғылыми  жұмыстар  мен 
зерттеулерге көз жүгіртсек, жолаушы вагондарының жүріс бөліктері өз дамуында бірнеше 
стадиялардан өтті, олар келесі ерекшеліктермен сипаттлады: ең ескі арбаша ЦМВ болып 
табылады,  оның  ерекшелігі  қанатты  буксаны,  цилиндрлік  серіппелерді  жəне  еркін 
орнатылған  шпинтондарды  қолданумен  орындалған  буксалық  торап  табылады.  Аспалық 
конструкциясының  орталық  ілінісі  эллипстік  рессорлар  жинағымен  жабдықталған,  ал 
шанақ  тіреуі  өкшеліктен  өкшеастылық  арқылы  жүзеге  асырылады.  Мұндай  құрылысты 
арбашалар,  ВНИИЖТте  көрсетілгендей,  арбаша  мен  вагонның  тербелістерінің  өсуінен 
қозғалыс жылдамдығы 33 м/с артық, сондай-ақ шанақтың бұлғақтауы 30м/с артық болған 
жағдайда  қолданылмайды.  Бірақ,  арбашаның  жолдың  қисық  бөлігіне  кіруі  кезінде  бұл 

ҚККА Хабаршысы № 4 (53), 2008 
 
 
68
конструкцияны  бұрыштық  берілу  көзқарасынан    қарастыра  отырып,  оның  келесі 
артықшылықтарын атап өтуге болады: доңғалақ жұбының өздігінен орнатылу мүмкіндігі 
мен  қисық  бөліктердегі  арбаша  бұрылу  кедергісінің  аз  моменті  аспа  құрылысы  есебінен 
бойлық жəне бұрыштық жылжулардың серпімді шектеуі.                 
Жолаушы  арбашаларының  дамуының  екінші  сатысы  КВЗ-5  арбашасын  құрап 
шығару болып табылады. Ол ЦМВ арбашасынан айтарлықтай жұмсақ рессорлы ілінісімен 
ерекшеленеді. Буксалық торапта фрикционды тербеліс өшіргіштері орналасқан, сондай-ақ 
орталық  ілінісі  гидравликалық  тербеліс  өшіргіштері  бар  цилиндрлік  серіппелерден 
жасалған.  Айтарлықтай  майысатын  фрикционды  жəне  гидравликалық  тербеліс 
өшіргіштерін  қолданғаннан  кейін  конструктивті  жылдамдығын 40 м/с  дейін  арттыруға 
мүмкіндік  берді.  Буксалық  торапта  серпімді  фрикционды  байланыстарды  қолдану 
доңғалақ  жұбының  жылжуын  шектейді,  бірақ  аз  радиусты  қисыққа  кіруіне  кері  əсерін 
тигізеді.    
ВНИИЖТте  жүргізілген  терең  зерттеулер  35-40 м/с  жылдамдықта  арбашаның 
ирелеңдеуінен  шанақтың  интенсивті  бүйірлік  тербелістері  басталатындығын  көрсетті. 
Жолаушы вагондар динамикасының бұл ерекшелігі  
КВЗ-5  арбашасынан  шанақтың  сырғымаларға  бекуі  есебінен  ирелеңдеуінің 
күшейтілген  демпферленуімен  ерекшеленетін  КВЗ-ЦНИИ  типті  арбашасын  жасап 
шығаруды қажет етті.       
Шанақтың  сырғымаларға  бекуін  қолдану  конструктивті  жылдамдығын                50  м/с 
жеткізуге мүмкіндік берді. 
Жолаушы  поездарының  қозғалыс  жылдамдығын (55-70 м/с)  одан  əрі  ұлғайтуы 
рессорлы  іліністің  жаңа  жүйелерін  принципиалды  түрде  жасап  шығару  қажеттігін 
туғызады.  Бұл  бірінші  кезекте  ілініс  серпімді  элементтерінің  иілгіштігін  одан  əрі 
жоғарлату  қажеттігінен  туындайды.  Зерттеу  нəтижелері  көрсеткендей, 55-70 м/с 
жылдамдықта жақсы жайлы жүрісті қамтамасыз ету үшін іліністің  0,25-0,30м иілгіштігі 
бар  арбаша  болуы  қажет.  Мұның  өзінде,  винттік  серіппелерді  негізгі  элементтер  ретінде 
қолдану  жағдайында  автотіркегіш  қондырғысының  қалыпты  жұмысын  қамтамасыз 
етпейтін  шанақтың  толық  жəне  минималды  жүктелуінде  статикалық  иілудің  толық  түсу 
қауіптілігі туады. Сондықтан жоғары жылдамдықты жылжымалы құрам арбашалары үшін 
вагонның  жүктелуіне  тəуелсіз  белгілі  бір  деңгейде  шанақты  автоматты  ұстайтын 
пневматикалық    рессорларды  кеңінен  қолдана  бастады.  Шанақтың  арбаша 
сырғымаларына жай бекітілуін арбашаның ирелеңдеуін өшіретін ғана емес, сонымен қатар 
шанақтың бүйірлік тербелістерін азайтатын арнайы байланыстармен алмастырады.   
Сонымен,  арбаша  құрылысын  талдауы  олардың  құрастыру  бірліктері  негізінен 
вагондар қозғалыс жылдамдығын ұлғайту мақсатымен жүзеге асырылатындығын көрсетті. 
КВЗ-ЦНИИ  типті  қазіргі  заманғы  арбашасын  қолдану  биік  ұзақ  түсетін  жерлердегі  аз 
радиусты қисықтарда жолаушы вагондарының динамикасын ғана жақсартып қана қоймай, 
сондай-ақ бұзылу ағындарының жойылуына да əкеліп соғады.  
Жүргізілген  зерттеулер  талдауы  жолаушы  вагонджарының  тік  жəне  көлденең 
тербелістер сұрақтарына үлкен назар бөлінгендігі көрсетілді. Доңғалақтың рельспен өзара 
əсерлесуінің  сызықтық  күштері  мен  теміржолдың  кездейсоқ  біркелкің  емес  жолдарын 
ескере  отырып,  жүрдек  жолаушы  вагондарының  рессорлы  ілінісі  элементтерінің  тиімді 
күштік  сипаттамаларын  орнатудың  сұрақтары  тереңірек  қарастырылған.  Сызықтық 
сипаттамалары мен кездейсоқ заң бойынша өзгеретін қарсы күш əсері бар серпімді жəне 
демпферленетін  элементтердің  рессорлы  ілінісіндегі  жолдың  түзу  жəне  қисық 
бөліктерінде жүйе тəртібі зерттеулерінің көптеген еркін дəрежелерімен ұқсас жəне сандық 
əдістері жасалынды.  
Орындалған  зерттеу  көлеміне  қарамастан,  вагондар  тербелісінің  кейбір  сұрақтары 
əлі  де  дұрыс  меңгерілген  жоқ.  Бірінші  кезекте  бұл  аз  радиусты (300 метрге  дейін) 
қисықтар  мен 10 
0
/
00
  көлбеуліктен  артық  ұзақ  түсетін  жерлерде  эксплуатацияланатын 
жзолаушы вагондарының динамикалық жүктелуіне қатысты. 

жүктеу/скачать 5,31 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: