іагыма отара бүйірлік еңкеюі шсктеулі; в - скі кквуш да ашык - ш о и р к і шпсрдщ
шмісуғс арналып коіайлы орналасуы, г - а т о пркспштср ілшіскен
ХіЛкЮршііп гасыма ідауларды и ш ш к ю ету >шін вагондардын «р турлі потп
у я р п ь б с і м ц м әсерлесу мүмгшліп о й я к п ір ш г п Соа максагта арнайы ауысу шішстсрін
па ндаланады,
олар
аагондардын
ілішсуін
камтамасъл еісш,
ол
ваіомлар САЗ
а і г о іі ш і іигтерімен жабдыкталган.
I
А
-О сь ЛМЦСЛЛ
1
ЩШШ
лл т о сц еп л и С А Я
I
1
1
і
\
\
О
і
г
П
1
1
«
I
•
•
«
I
I
С
*
1
1
1
8
I
;
1
і
1
Н І Я
н н р
1
«
1
* )
3.43.
сурст. Ауыспа і ірксг іштер
а -СА — 3 автотіркегішінін жөне американдык тіркегішпен ілінісуге арналган кулак; б — жук
вагондарындағы ілмектіц қалпы; в - жолаушы вагондарындағы ілмсктін калпы.
Ауысып ілінісу (кулак) КХР вагонлары бар САЗ аатотіркспшшсн жабдыкталган, олар
скі боліктен түрады; сол жак 1(3.43. сурет) - американдык ілінісінш контуры, ал екінші жағы
— СА-3 автотіркегішінін контуры. Шекарадағы станцияларда ауыспа тірксгші СА-3
аатотіркегішшін контурына орнатылады, сонда кулактын бөлігі ресей автопркепшінің 4
іліиу контурына кіредқ ал жартысы 2 онын кіші тісін камтуы тиіс (оган үстінсн тірсле
отырып). Осындай калыпта ауыспа тіркепші американдык тіркепшпен жабдыкталған
вагонмен ілінісуді қамтамасыз етеді.
109
Егер Ресей вагондары Еуропанын жолтабаны 1435 темір жолдарына кслш жатеа,
шекаралык станцияларда СА — 3 автотіркегіштерін демонтирлейді Ілмек 1 соңғы бөліктен
түрады, ол тарту қамытымен 2 сынаның 5 көмегімен жалғануына ыңғайланған.
Ілмектің горнзонтальдык қалпын қамтамасыз ету үшін, орталықтайтын арқалықтың
орнына автотіркегіштің соғу розеткасына арнайы қапсырма 4 орнатылады. Шүралы упряжы
бар вагондармен ілінісу қолмен, тарту 3 аркылы жасалады.
Шетелдің темір жолдарына берілетін жүк вагондарының бүйірлі буферлері болуы тиіс.
Вагондардын шетел темір жолдарынан қайтып келгенінен кейін буферлерді демонтерлейді,
ауыспа тіркегіштерді автотіркегіштерге ауыстырады. Еуропа темір жолдарымен үнемі
жүретін вагондарды буферлерімен жобалап, шыгарады, олардың санын ККМ белгілейді.
Х ал ы қар ал ы қ қ аты н астағы вагондарды ң
согу-тарту
құралдары
Ресей Федерациясының жол қатынастары мннистрлігі «Ресейде жүк жылжымалы
қүрамның жаңа түрін (2010ж дейін) «Шығыс -Баты с» қатынасында жүру үшін
(жылдамдатылып ауысу, 1435 мм жолтабанынан 1520мм жолтабанына және керісінше)
дайындау жөне шығару» бағдарламасын жүзеге асыруға көшті.
Халықаралық қатынастағы жүк вагондарын пайдалану үшін, олардын белгілі бір
тапаптарга жауап беруі тиіс. Еуропанын калыпты жолтабаны 1435мм темір жолдарында жүк
вагондарын (ЮУ) пайдалану бойынша Халықаралык кеңестің (МСЖД) ережелері, МСЖД
Кодексі жэне БЭИ МСЖД талаптары қолданылады. ТМС желісі үшін жетекші қүжаттар
жол қатынастары министрлігінің ережелері мен ГОСТ талаптары болып табылады.
МСЖД-ға кіретін вагондарда тарту қүрылгылары қолданылады, олар бүрама тіркегіш
түрінде МСЖД 520 қүжаты бойынша қолданылады, ал соғу қүрылғысы ретінде -М СЖ Д 526-
1
қүжаты бойынша буферлер қолданылады.
ТМД елдерінің вагондары СА -3 автотіркегішімен жабдыкталған жене еуропа темір
жолдарынын вагондарымен жалғана алмайды (3.44.сурет). Бүрама тіркегінггермен жөне согу
күралдарымен, буферлермен жабдыкталган'
3.44.
сурет. Польша Республикасының вагондарының бүрамалы тіркегіші: 1- сырға; 2-
бүрама; 3-гайка; 4-түтка; 5-қажырма;
6
-валик.
Бүрамалы тіркегіш вагондарынын өзара жалғасуы жэне тарту күштерінің ілмек
аркылы берілуі үшін қызмет етеді.
Соғу күралдары кысу күштерін кабылдау үшін кызмет етеді. Олар буфер күрылғысы
түрінде орындалған (3.45. сурст).
110
Тарту күшін э ласти кал ык қабылдау ұшін ілмек рамаға күшті тіреу және түтқыр-
серіппелі сіңіру аппараты аркылы (73 2 \У) береді, энергия сыйымдылығы 55кДж және
ІЗОкДж. 73 2\Ү аппараты елімізде шығарылытын аппараттармен ауыстырыла алады және
СА-3 автотіркегіш қүрылғысының тарту камытына орналастырыпа алады. Онын тіреу
плитасы корпуспен төрт бүрандамен жалғанған.
Аппарат корпусынын ішінде 5с плунжер орналасқан, оның эласт өлшсу материалы
КАМАХІЬ бар, плунжермен кысылып, согу күшіне түтқыр кедергі жасайды.
3.45.
сурет. Буфер қүрылғысы: а - буфер конструкциясы; 1- согу тарелі бар стакан; 2 -
корпус; 3 - сына; 4 - эластөлшегіш; 5 - тіреу плитасы.
3.11. Жүк жэне жолаушы вагондарының тежеу жабдықтары
Жүк вагондары ауа таратқышпен 7 жабдықталған, сонымен катар үштық крандары 4
бар магистральды ауа таратқышпен, жалгау жеңдерімен ^З жабдықталган. Төрт осьті
вагондарға қосымша резервуар 11 жэне тежеу цилиндрі 1 орнатылған. Ауа таратқыш және
тежеу цилиндрінің арасына кейбір вагондарда жүк авторежимі
2
қосылған.
Ауа таратқыш магистральды ауа қүбырымен бүрғыпшен 10 ажыратқыш кран 9 және
тройник
8
арқылы жалганган. Ажырату краньга тройникке бүргыштың 10 алдына орнатады.
Кран 9 қосылып түрганда ауа таратқыш тежеу магистралімен қатынасады, өшірілген
кезде — атмосферамен.
Стоп - кранды (түтқасы алынып тасталған) тежеу алаңымен жабдықталган вагондарга
орнатады.
Жүк сегіз осьті вагондардагы пневматикалық схема осыган үқсас орындалған, бірак
үлкен көлемді қосымша резервуар пайдаланылады.
Тайганақтауга қарсы қүрылғысы жок жолаушы вагондары электрпневматикалық
тежегішпен жабдықталган (3.47. сурет), оньщ ауа таратқьппы 17 және электрауатаратқышы
11 болады, олар камера 10 аркылы тежеу цилиндрінің 16 кронштейніне бекітіледі. Қосымша
резервуарды 13 ауа таратқышпен жалгайтын қүбырда, немесе резервуардьщ өзінде шығару
клапаны
12
орнатылган, оның жетегі екі жақка да шыгарылған, сыртына және ішіне.
Ауатаратқьпп тежеу магистралімен 15 бүргыш
8
арқылы жалганган. Магистральда екі үпггық
краны 2, жалгау жеңдері 1 бар, олардын электр контакторлары жэне үш стоп —краннан 4 кем
емес;
олардын
екеуі
вагон
тамбурына
^ойылган.
Электрлік
линия
сымдары
(электрпневматикалык тежегіштің) болат қабырга 5 жүргізілген жэне жалгастыру жеңдеріне
111
екі қүбырлы үштық коробкалар 3 арқылы әкелінген. Ауатаратқышқа №1 жүмысшы жетегі
ортаңғы үш қүбьфлы коробка
6
аркылы қосыЛады.
3.46. сурет. Жүк вагенының тежеу жабдықтарының схемасы
♦
м
Егер жалғастыру жеңі 1 ажыратылған және оқшаулау аспасына 14 ілінген болса, №1
жөне
2
сымдардың контакторлары жеңнің басында түйыкталады.
Жолаушы вагондары (тайғанакка қарсы қүрылғысы бар) тежеу цилиндрлерімен
жабдықталған, бір арбага бірсудсн он екілік тежегіш болса, тежсу цилиқдрінің саны көп
болады.3.47. б суретте екі тежеу цилиндрі бар жолаушы вагонының тежеу жабдықтарыііың
схемасы көрсетілген. Ауа таратқышты 22 жөне элсктрауатаратқышты 24 камерасымсн
арнайы кронштейнге 23 орнатады, оған косымша резервуар 25 жөне кысым 27 релесінің
камералары косылады. Бүл реле екі корек беру резервуарымен 18 жалганған, олар тежеу
магистраліне 21 ажырату краны 20 және дросселі бар кері клапан арқылы косылады. Тежеу
цилиндрлсрінің 29 жөне кысым релесінің арасына лактыру клапандары 28 орнатылган.
112
I
3.47. сурет. Жолаушы вагонының тежеу жабдықтарының схемасы
а - тайғанақтауға қарсы құрылғысыз;
б - тайғанақтауға қарсы құрылғымен
Дөңгелектердің рельспен ілінісуі бұзылған кезде тайғанақтауға қарсы қүрылғының
датчигі (анықтағышы) электрлік сигнал береді және қажетті лақтьфу клапаны тежеу
цилиндрін қысым релесінен ажьфатады да оны атмосферамен біріктіреді. Соның
нәтижесінде тежеусіз жіберіледі. Дөңгелектердің қальшты айналуы қайта қалпына келген
кезде лақгьфу клапаны тежеу цилиндрін қысым релесімен біріктіреді де, цилиндрдегі қысым
белгіленген шамаға дейін тез көтеріледі.
д
а
щ
\
113
4. ЭЛЕКТРЛЕНГЕН ТЕМІР ЖОЛДАР
4.1 Электрленген темір жолдың қурылымдық сызбасы
Өнеркәсіп, ауыл шаруышылық және түрмыс қажеті үшін электр қуатын өндіру әр
түрлі типтегі: жылу (ЖЭС), гидравликалық (ГЭС) жөне атом (АЭС) электр станцияларында
(ЭС) орналасқан генераторлармен орындалады. Қуаггылық базаның негізін ЖЭС қүрайды,
қуаттың аздаған мөлшері басқа типтегі (геотермальды, жел, күн) ЭС өндіріледі.
ЭС
генераторлары
қуатты
5-20
кВ
күшпен
өндіреді,
содан
соң
ЭС
трансформатрларында ол күш 220-1150 кВ дейін көтеріледі де, қуат элекртасымалдау
желістерімен (ЭТЖ) аудандык подстанцияларға (АП) жіберіледі. Қуатты көтеру қажеттілігі
қуат неғүрлым жоғары болса оның тасымал кезіндегі шығьшы соғүрлым аз болуымен
түсіндіріледі. Бүл әсіресе қуатты үлкен қашыктықтарға тасымалдауда маңызды.
ЭС пен ЭТЖ бірлестігі энергетикалык жүйені қүрайды. Қазіргі кезеңде еліміздегі
электр қуатының 90% бірыңғай энергетикалык жүйеге бірлескен — ҚР БЭЖ (сур. 4.1) ЭС
өндіреді.
11
і Б В к
В ' •
>
4.1. сурет
Аудандық подстанцияларда қуаттың төмендеуі жүреді, содан соң оны өнеркәсіптік
өндірістер мен басқа түтынушылар алады. ЭС-дан (не АП) темір жол бойында орналасқан
жэне электр жылжымалы қүрамын (ЭЖҚ) электр қуатымен қамтамасыз етуге арналған
тартым подстанциялары (ТП) қоректенеді. Айта кеткен жөн, ТП тек электр қуатымен ЭЖҚ-
ды ғана емес жақын арадағы өндірістерді де қамтамасыз етеді.
114
Электр жылжымалы күрам электр қуатьш темір жол үстінен өтетін жанасу желісінен
(ЖЖ) жэне рельс қатарынан (РҚ) түратын тартым желісінен (ТЖ) алады, аталған тартым
желісі электрмен қамтамасыз ету жүйесін құрайды.
Осылайша, козғалыстағы жылжымалы құрамның жылжу жанасуы (токқабыдцағыш
' V
- байланыс сым) және' сырғанағыш жанасуы (дөңгелек — рельс) үнемі электр қуаты көзімен
байланыста. Метрополитендерде әуелік жанасу желісі орнына былайша айтқанда үшінші
рельс (24 [2] сур. қараңыз) қолданылады, оның үстімен метрополитен электропойыз
вагонына тіркелген башмак сырғиды. Мүндай техникалық шешім қаражатты үнемдеу
мақсатында тоннель аумағын кішірейту қажеттілігінен туды.
ЭЖҚ тсөлік процесін — пойыз қозғалысына жүмсалатын электр қуатын механикалық
куатқа айналдыра отырып, жүк жэне жолаушы тасымалдау қызметін орындайды.
Энергетикалық жүйе ҚР энергетика жэне электрификация министрлігінің, ал тартым
подстанциялары мен ЭЖҚ “Қазақстан темір жолы ҮК” ЖАҚ қүзырлыгында.
Электрмен қамтамасыз ету орнатқыштары (ТП мен ЖЖ) және ЭЖҚ электр
тартымдық жүйені қүрайды.
Электр темір жолының қүрылымдық кестесінде көрсетілгендей (3.1 сур. қараңыз)
пойыз қозғалысы үшін қажетгі қуат өзінің ЭС-дан ЭЖҚ дөңгелегіне дейінгі жолында әр
кайсысында шығын жүретін бірнеше ауысымнан өтеді.
Қорытындысында электр
тартымының пайдалы қимыл коэффициенту цэт жүйесі ретінде, барлық катардың жеке
буындарының ПҚК туындысы:
Ш-С Чэтж Чтп І)тж Чэжк,
: ■
| ‘ (4Д)
мүнда, дэс Цэтж дта Цтж жэне г)эжк, электр станциясының, электртасымалдау желісінің,
тартым подстанциясының, тартым желісінің
және ЭЖҚ-ның ПҚК-і. Бүл қосындыда
анықтаушы ЭС генераторларының қуаттылық бірлігі өскен сайын, сонымен катар ГЭС пен
АЭС ондірген куат үлесінің осу есебінен үлғаятын і)эс, казіргі кезеңде
г}х
~
0,48.
*
Онда электр тартымының ПҚК, (4.1) бойынша
г)эт= 0,48 0,95 0,95 0,94 0,81 =0,330.
4.2 Электр тартымының жүйелері
Электр тартымыньщ жүйелері байланыс желісіндегі ток түрімен және күш
деңгейімен анықталады. Темір жол электрификациясын түрақты және ауыспалы бірфазды
токта орындау мүмкін.
Электр тартымы жүйесін таңдауда қарама-қайшы талаптар туындайды.
1. ТП-дан ЭЖҚ-ға қуатты жеткізуде тартым желісінде шығынды томендету
үшін жоғары қуат күшінің болғаны жон, ол ЭЖҚ қуаттылығының үнемі осіп түруына
байланысты маңызды. Қуат деңгейінің озгеруі оңай, тек ауыспалы токта ғана
(трансформаторлар комегімен) орындалады. Бірақ, қуат күшінің котершуі жанасу желісінің
жер үсті темір жол бойында орналаскан (копірлер, тоннельдер мен басқа жасанды
қүрылыстар) қүрылыстарын оқшаулауда пайда болатын қиындықтармен байланысты.
2. ЭЖҚ тартым қозғалтқышынын жақсы ретһгеу қабілеті болуы тиіс, ойткені
ол қозғалыс жағдайына байланысты түрлі жылдамдыкқа ауысуды орындауды қамтамасыз
етуі тиіс. Алайда, стандартты жиілігі 50(60) Гц бірфазды ауыспалы токтың тартым
115
қозғалтқышы электровозға қажетті қуаттылықты жасау техникалық киындықтардың
тууынан мүмкін емес. Мүндай қозғалтқышты іс жүзінде қоректендіру ток жиілігі 2-3 есе
төмсндеген жағдайда мүмкін.
Түрақты ток қозғалтқышының жақсы реттеу қабілеттері бар. Сондықтан, ауыспалы
токта электрификациялауда ЭЖҚ-да ауыспалы токты түрақтыға (түзетуші) ауыстырғыш
орнатылады, бүл қазіргі жартылай өткізгіш техниканың дамыған кезеңінде еш қиындакка
соқпайды.
3.
Түрақты токта темір жолды электрификациялауда куатты ЭЖҚ-да ауыстырусыз
түрақты токтың ТҚ қолдаиу мүмкіндігі туады. Алайда, мүндай қозғаптқышты техникалык
түрғыда орындау салыстырмалы төмеи қуат күшінде болады (1,5 кВ). Түрақты ток
деңгейінің өзгеруі күрделі жүмыс, сондықтан түракты ток жүйесін пайдалануда көлемі 3 кВ
жанасу желісіндегі қуат күшін шектеуге тура келеді.
Айта кеткеи дүрыс, жартылау өткізгіш ауыстырғыш техникасының бүгінгі күнп
дамуы жоғарыда аталғаидардан баска (олар туралы жоғары курстарда арнайы дербес
пәндерде қарастырылады) түрлі жүйедегі ЭЖҚ жасауға мүмкіндік береді.
Қазіргі кезде электр тартымынын 3 жүйесі бар. Олар XX ғасыр басында әр түрлі
елде пайда болды да, олардың пайда болуы әрбір елдің ерекшелігімен, электротехникалык
өнеркәсіптің даму деңгейімен және оның энергетикалық базасымен анықталды. Оларға
жататындар:
а) жанасу желісіндегі 3 кВ қуат күші бар түрақты ток жүйесі. ТП-да куат күшін
төмендетуге арналған трансформаторлар мен түрақты токты ауыспалыға ауыстыратын
түзеткіштер орнатылады.
б) 50(60) Гц орташа жиіліктегі қуат күші 25 кВ бірфазды ауыспалы ток жүйесі. Бүл
жүйеде ТП-да қуат күші кажетті деңгейге дейін төмендейді, ЭЖҚ-да трансформатор
көмегімен қуат күші 800-1500 В көрсеткішіне дейін төмендейді де, тартым қозғалтқыштарын
йі
қоректендіру үшін ауыспалы ток түрақты токқа айналады. Мүндаи қүрылым кеңінен
қолданылады.
1
в) 16%Гц (50Гц үштен бірі), 25 Гц (50 Гц жартысы) және 15 Гц (60 Гц төрттен бірі)
төменгі жиіліктегі қуат күші 25 кВ бірфазды ауыспалы ток жүйесі. Стандартгы жиіліктің
төменгіге ауысуы ТП-да орындалады немесе электр темір жолы қуатты генераторлары
төменгі жиіліктегі ауыспалы ток қуатын өндіретін ЭС-ның арнайы жүйесінен алады.
Атап кету керек, электр тартымының шығу таңында үшфазды ток жүйесі
шығарылып, ондаған жылдар бойы қызмет етгі, ол ЭЖҚ қоректендіру үшін үш сымды
болды: екі жанасу сымдары мен рельс буыны. Бүл жүйе бүгінгі күні қызмет атқармайды.
4.3 Электр тартымының негізгі артықш ылығы
Пойыздардың электр тартымы тартым түрлерінің алдыңғысы болып табылады,
өйткені ол толығымен өнеркәсіп пен ауыл шаруашылықтың
барлық салаларындағы
технологиялық процестерді электрлік жүмысқа ауыстыру идеясына сай.
Электр тартымының негізгі артықшылықтары:
1
)
локомотив қуаттылығын үлғайту қорытындысында жылдамдыкты, тартым
күшін өсіру арқылы учаскенің өткізгіш және тасымалдық қабілетін көтеру (немесе пойыз
салмағын көтеру);
116
2
) пойыз тартымы үшін отынның кез-келген түрін қолдану мүмкіндігі, оның ішінде
төменгі сортты көмір, сонымен қатар гидрокуат пен атом станцияларының қуаты;
3) басқа тартым түрлеріне қарағанда электр тартымы жүйесінің жалпы ПҚК-ін
көтеру;
4) жолаушылар тасымалында қозғалыстың жоғары жылдамдығын іс жүзіне енгізу
мүмюндігі (қуатгылықты көтеру есебінен). Мүндай мүмкіндік жолаушы жылдам көлігінде
электр тартымын қолдануына ықпал етеді.
5) электр тартымы экологиялық таза көлік болып табылады, электровоз жүмысы
нәтижесінде қоршаған ортаға зиянды заттар шығарылмайды. Қоршаған ортаны қорғау
мәселесі оған адам қызметінің әсері салдарынан бүгін бірінші сүрақ болып түр.
Темір жолды электрификациялау басқа өндіріс орындарының, темір жол көлігінің
жөне темір жол бойындағы өнеркәсіп пен ауыл шаруашылық аудандардың электрленуіне
себебін тигізеді. 1985 ж. тартым подстанциялары тартымды емес түтьшушьшарға 29 млрд
кВтсағ., немесе олар өңдеген қуаттың шамамен 36%.
Электр тартьшьш қолдануда көлік процесін негізгі “орындаушылары” - локомотив
машинистері мен олардың көмекшілерінің жүмыс жағдайы едөуір женілдейді.
Осы артықшылықтарды есепке алсақ, біздің елімізде жүріп жатқан темір жол
полигондарының одан әрі кеңею процессі түсінікті.
4.4 Электр көліктерінің түрлері
“Қазақстан темір жолы ҮК” ЖАҚ күзырлығындағы магистральді темір жолдардан
баска, электр тартымы жүйесі басқа көлік түрлерінің арасында да кеңінен тарады.
Бүл түрлерге ең алдымен тау кендерін алушы және өнеркәсіптікөндірістерге
қызмет ететін өнеркәсіптік көлікті жатқызуға болады. Мүнда орташа жиіліктегі (10 кВ)
түрақты ‘(1500 жөне 3000 В) жэне ауыспалы ток жүйесі колданылады. Электровоздар
шахталар мен жер асты кендерде (түрақты ток 250 және 550 В қуат күшімен) қолданылады.
Электр тартымы кеңінен үлкен калалардың жолаушылар көлігінде де колданылады:
метрополитендер, трамвайлар мен троллейбустар.
Метрополитен — (теігороі — астаналық), әдетте қаланың жер асты темір жолы
дүние жүзінде 28 мемлекеттің 71 қаласында жүмыс істейді. ТМД елдеріндегі 12 қалада
метрополитендер қуат күші 825 В түрақты ток жүйесінде салынып, қызмет етеді (Мөскеу,
Петербург, Киев, Харьков, Баку, Ташкент, Ереван, Минск, Новосибирск жөне Куйбышев).
Желіс үзындығынан мемлекетте бірінші орьгады дүниежүзі бойынша Нью-Йорк, Лондон,
Париж бен Токиодан сон 5-орында түрған В.И.Ленин атындағы Мәскеу метрополитені (227
км) алады, бірақ оның өткізгіштік қабілеті орасан. Қауырт уақытта пойыздар 80 с
интервалымен жүреді, ал Нью-Иоркта (2-орын) - 90 с.
Жолаушыларды тасымалдауда үж ен жүмысты қалалық электр көлігі орьгадайды:
1987 ж. аягында трамвайды біздің елдің 110 қаласы қолданса, оның жалпы үзындығы 9,8
мың км қүрайды; троллейбус желісінің үзындығы - 17,2 мың км. Қала көлігі үшін ТМД
елдерінде қуат күші 600 В түрақты ток колданылады. Қалалық электр көлігі тасымалының
жалпы мөлшері (метрополитенді қосқанда) 25 млрд адамды қүрайды.
Автобус орнына электр тартымын қала көлігіне ендіру токсинді газдардың
шығуының жойылуынан қаланың экологиялық жа^дайын едәуір жақсартады.
117
4.5 Электр тартымының негіздері
Пойызға эсер ететін күштер
Пойыз массасы шл локомотивтен және вагондардан (әр қайсысының массасы шв)
тұрады және өзара серпінді байланыспен, ал темір жолмен — қатты байланыспен жалғасқан
(темір жолдың қайсыбір серпінділігін есепке алмағанда) материалдық денелер жүйесі болып
табылады. Пойыздың жалғасқан бөлігін (вагондарды) қүрам деп атайды, оның салмағы шс =
Ешв (сур. 4.1, а).
Жалпы пойыздың тартым теориясында жэне электр тартымында пойыз қозғалысын
түсетіндей етіп қарастырады, немесе, оның барлық нүктелері бағыт бойынша да, көлемі
бойынша да бірдей жылдамдықта болады. Барлық тұжырымдар мен түсініктерді ықшамдау
үшін, пойызды материалды нүкте, немесе өте кіші көлемдегі матерналды дене ретінде
қарастырсақ. Материалды нүктеге, математикалыққа қарағанда, соңғьі көлем мен салмақты
косып жазамыз:
т п = т л +піс
(сур. 4.1, б)
Айта кетейік, көптеген оқулық, қүрал мен ресми материалдарда бүрьгағы белгілер сақталып
қалған:
Р
- локомотив массасы (салмак),
қүрам массасы, ( Р + © - пойыз массасы.
Пойызға көптеген бағыты жэне көлемі жағынан эр түрлі күштер эсер етеді. Пойыз
тартым теориясында тек пойызға он бағытта немесе оған карсы эсер еткен күш (не онын
күрайтындар) назарға альшады. Оған келесі күштер жатады:
«
қ ү р а м
л .
ПОІІЫЗ
а
д
4.1 сурет.
а) локомотив шығарған күш, - тартым күші
Ғ
(Ғаһгеп— нем. тасу, көтеру);
б) жылжымалы қүрамның козғалысына қарсьшасатын
\Ү
(сіег \Үісіегвіапсі - нем.
қарсыласу);
' ' '
в) тежеу күші -
В
(ёіе Вгешзип^ - нем. тежеу). Бүл күш жасанды, оны арнайы
қүрылғы арқылы жасайды жэне пойыз қозғалысына қарама-қарсы бағытталады.
118
Күштердің өрютік белплері оларды неміс тіліндегі сөздердің бастапқы әрпінен
алынған, жэне олар пойыз тартымы бойынша техникалық әдебиетте колданылады.
Көрсетілген күштердің жиынтығы пойыз қозғалысының сипаттамасын береді.
Аталған күштің пайда болуын және физикалык табиғатьш қарастырайық.
Козғалыс кедергісі
Жалпы мәліметтер
Қозғапыс кедергісі деп қозғалыска қарсы бағытталған барлық күштерді басып
өтуге арналған жүмысқа тепе тең күшті айтады.
Қозғалыс кедергісі шартты түрде үш қүрамға бөлінеді:
-
қозғалыстың негізгі кедергісі, немесе орташа деп саналатын метеорологиялық
жағдайларда қозғалысқа жолдың түзу горизонтальді учаскесімен кедергі жасау: сыртқы ауа
температурасы Іс а “ +20°С, барометрлік қысым - сынап бағанасының 760 мм (1013 гПа),
желсіз;
қозғалысқа көмскші кедергі, ол жол қапталы мен жоспарына байланысты, немесе
пойыз қозғалысы кезінде жоғары көтерілу не жолдың қисық учаскесінде пайда
болатын кедергі;
қозғалысқа қосымша кедергі, ол арнайы жағдайларда жүреді (пойыздың
орнынан жылжуы кезінде, тоннель ішіндегі қозғалыс және т.б.)
Дөңгелек жубы мен рельс жолы
Кез-келген темір жолдың жылжымалы қүрамы бірлігінің айнымас бөлігі болып
дөнгелек жүбы табылады, ол кіндікпен 2 қатты жалғасқан
екі дөңгелек ~1 (сур. 4.2).
Дөңгелек жүбы подшипниктарда 3 айналады, олар арқылы рельс жолына бір кіндікке
Одж
келетін локомотивтің (не вагонның) салмақ күші түседі. Рельс жолы қозғалыс бағытын
анықтайды. Темір жол дөңгелегі орталықтан 4 және оған қатгы тіркелген бандаждан 5
түрады.
1
Л
\
119
120
4.
2
с
у
р
е
т
Дөңгелектердің рельс үстінде түрақты жөне сенімді жылжуы үшін бандаждың өлшемі
нормативті қүжаттармен регламенттелген арнайы қапталы бар (сур. 4.3). Банджадың
конустығы қозғалыс процесінде дөңгелектің рельспен жанасу нүктесінің жолмен көлденең
жылжуын қамтамасыз етеді, онысымен бандаждың еніне қарай тозуын реттейді. Бандаж
айдары (реборда) дөңгелек жүбының берілген шектікпен жылжымалы қүрамның қисық
жолмен қозғалысын бағыттау үшін көлденең жылжуын шектеп отырады. Бандаж жоғары
тозуға шыдамдылығы жоғары арнайы болаттан жасалады, қапталы тозған сайын бүзылады,
ал қалпына келтіру қолдану процесінде депода қайрау жолымен орындалады. Қатты тозған
бандаж жаңасына ауыстырылады.
Дөңгелек жүбы темір жол рельсіне сүйенеді. Бандаждың конустығы мен рельс
басының формасы дөңгелек жүбын 4.3 суретте көрсетілгендей ортаңғы қалыпта орналастыру
мүмкіндігін береді.
Сырғу қайсыбір диаметрі />ссырғу шеңбері деп аталатын шенбермен жүреді.
Сырғу процесінде дөңгелек жүбы жолға кәлденең
А
саңылауының екі есе көлемінде
қозғалады. Дөңгелектің рельсқа эсер ететін күші, кН,
Д я - т де
(4.1)
2
2
^
мүнда, шл—локомотив массасы, т.
%
- ауьфлық күшінің жеделтуі, м/с
N()л - локомотив кіндіктерінің саны
4.3 сурет.
\
доңғалақ
бандаж ы
конустылығы 1:20
шүқце
қурсау \
гр е б е т
\
рельс
моныны
табаны
121
доңғалақ
шеңбері
/
реллс
_________________________ у
Юндікке түсетін 23-25 т. массасында бүгінгі электровоздарда, бұл күш жоғары
мағынаға жетеді (113-123 кН) және оның өсерінен дөңгелек (А1)
жөне рельс (А2)
микробүзылуға үшырайды. Осының қорытындысында дөңгелек пен рельстің жанасуы
К
(4.3
сур. қараңыз) нүтстесінде емес, қайсыбір 350-400 мм
2
алаңында (сур. 4.4), қысым 3500 кПа
(35 кгс/мм ) дейін жетеді.
Оған қысымның өзгеру жолы арқылы топырақ деформациясын болдыртпау
мақсатында рельс жолынын арнайы қүрылысы бар. Ол жолдың астыңғы қүрылысы (жер
төсеніші мен жасанды құрылыс) мен үстіңгі қүрылысынан түрады да, қымбат жөне күрделі
қүрылыс болып табылады. Жол шаруашылығына темір жол көлігінің негізгі қордың 53%
жүмсалады десек жеткілікті.
Жолдың үстіңгі қүрылысы (4.2 сур. қараңыз) үстіне шпал 7 қойылатын балластты
призмадан
6
, ал шпал үстіне төсеніш
8
көмегімен рельстар салынады. Рельс астына салынған
төсеніш
а
бүрышының тік қалпына ^арай рельстің ылдилауын қамтамасыз етеді (4.3 сур,
қар.).
*
_
4 . 4
I
| "
Рельстар арнайы болаттан металлургиялық зауыттардың прокат станоктарында
жасалады. Бліміздің темір жолдарында погонды метрдің салмағы сәйкес 50, 60, 75 кг, өр
қайсысының үзындығы 25 м болатын Р50, Р65 жөне Р75 типті рельстар қолданылады.
Рельстарды ағаш шпалдарға арнайы балдақпен тағады. Салмас бүрын шірітпеу үшін
шпапдарға арнайы қүрам сіңіреді. Жолдың 1 км-не 1800-2000 шпал қажет. Ағаш шпалдардан
баска темірбетонды шпалдар да қолданылады, бірақ тәжірибе көрсеткендей олар коррозияға
үшырағыш келеді. Көлденең бағытга рельстар жапсырмалармен қосылған, рельстардың шет
)
жағында сыртқы ауа температурасының өзгеруіне қарай олардың үзындығын толықтыру
үшін саңылаулар бар. Б алласты призма үшін үсақ тас, қүм жөне қүрылыс жүргізіліп жатқан
жерге тән басқа да үқсас матери ал дар колданылады. Артық болып үсак тас саналады, оны
салмақты жүк едөуір көп тасымалданатын магистральді желісте пайдалынады.
Дөңгелектің қысым
күшін үстіңгі
күрылыс
элеметтерімен
рельсқа жіберу
қорытындысында қысым дөңгелек пен рельстің жанасу орнында 3500 10 кПа-дан жер үсті
төсенішінде (0,8-1,0)10* кПа дейін төмендейді, ол оңьщ мықтылығын бүзады. Үстіңгі
күрылыс элементтері мен қысым белгілері 4.2 сур. бейнеленген.
Қазіргі кезде жапсарсыз - “мақпал” жол кең қолданылуда. Жеке түйіндерді үзындығы
150-ден 950 м-ге дейін шыбықта дәнекерлейді. Шыбықтар қосылған жерлерде рельс
үзындығының температуралық өзгерісін компенсациялау мақсатында
арнайы жапсарлы
рельстің шүйде
басы
4.4 сурет
122
түйін жасалынады. Еліміздің темір жолдарының 40 мың км жапсарсыз рельстар
қодцанылуда.
і
Темір жол желісінің 1 км 100-170 т темір, 185 м
2
ағаш пен шамамен 1500 м
3
ұсақ
тас жүмсалады. Темір жолдың толық конструкциясы [2] де қарастырылады.
ҚР темір жолдарында бүгінгі күні соқпақ ені (рельс басының екі ішкі шеті) 1520мм
тең. Темір жолдың салыну кезінен 1971 ж. дейін ол 1524 мм. (бес ағылшын фут — 5*304,8 =
1524 мм) қүрайтын. Қозғалыс түрақтылығын көтеру мақсатында 1971 ж. бастап барлық
салынып жатқан темір жолдардың соқпақ ені 1520 мм, осы енге темір жол жүйесінің
барлығы (кезекті күрделі жөндеуден өткен соң) өткізілуде.
Түрлі елдерде соқпақтың әр түрлі енін қолданады: 1667 мм-ден (Индия, Жапония,
Португалия және Оңтүстік Американың бір қатар елдері) енсіз (750 мм-ге дейін) соқпақты
жолдарды (узкоколейка) есептемегенде 1435 мм-ге дейін. Батыс Еуропа мемлекеттерінде
соқпақ ені 1435 мм.
Темір жол көлігінің жол шаруашылығы оның ең маңызды бөлігі болып саналады,одан
оның техникалық қалпынан пойыз қозғалысының қауіпсіздігі байланысты. Жолдың жүмыс
қалпын сақтаумен темір жол көлігі ясүмысшыларының үлкен отряды айналысады. Олар
қолдану саласының барлық қызметкерлерінің шамамен
20
% қүрайды.
.
Негізгі қозгалыс кедергісі және оның қүрамы
Пойыздың негізгі козғалыс кедергісі жылжымалы қүрамның конструкциясы мен
техникалык қалпына және жолдың үстіңгі қүрылысыиа байланысты. Оның мағынасы
локомотивтің % 'ж ө н е қүрамның (вагондардың) негізгі қозғалыс кедергісінен
№0"
түрады.
Ш М М Ф
(4.2)
1
Негізгі қозғалыс кедергісінің магьшасы жылжымалы қүрамның рельс жолъшда
сыргуының жэне жылжымалы қүрамньщ өзіне тән тығыздығы бар ауа ортасындағы
қозғалысының сүйемелдеуімен жүретін физикалық процестермен анықталады.
Негізгі қозғалыс кедерНсі келесі факторлармен шартталады:
*
-
дөңгелектердің рельс үстімен сырғуынан үйкелу кедергісі дөңгелек пен рельстің
микробүзылуына байланысты (4.4 сур. қар.). Деформациялардың жоғары мағьшасында
(мысалы қүмды жол үстіндегі велосипед дөңгелегінің қозғалысы) бүл негізгі қозғалыс
кедергісін қүраушы болат рельс үстімен болат дөңгелектің сьфғуына қараганда едәуір
жоғары болады;
\
123
- дөңгелектің рельсте сырғуынан үйкелуден пайда болған кедергі. Бандаждардың
конустығыньщ және дөңгелек жұбыньщ көлденең сырғу мүмкіндігінің қорытындысында әр
дөңгелектің сьфғу диаметрі әр түрлі шеңберде бола алады: £)у>Дг 4.5 сур., ол бір кіндікте
екі дөңгелектің қатты байланысынан рельспен дөңгелектің сырғып өтуіне алып келеді:
үйкелудің қосымша күші пайда болады; сонымен бірге бандаж айдарының рельс басымен
үйкелісі пайда болады (рельс туралы 2 4.5 сур.);
- дөңгелек жүптары айналып жатқан подшипниктар ішіндегі үйкелу кедергісі.
Сырғу подшипниктарын қолдануда қозғалыс кедергісіне кіретін бүл бөлік, сырғу
подшипниктерін пайдапану кезінен де аз;
- жолдың үстіңгі қүрылыс деформациясы мен рельс соқпағында жапсардың
болуынан пайда болған кедергі. Дөңгелек жүбының қысымынан реЛьс соңы майысады да,
0
келесі түйінге өткснде қозғалысқа қарсы бағытгалған күш пайда болады.
- ауа ортасының кедергісі - аэродинамикалық.
Локомотивтің маңдайынан ауа қысылады, ал күрамның аяғында оның
босаңсу жүреді. Одан басқа локомотив пен вагондардың қабырғаларымен пойызды қоршаған
ауамен үйкелуі пайда болады. Кедергінің бүл негізгі бөлігі локомотив пен вагондардың
формасына байланысты.
Айтып өтейік, авиацияда жоғары жылдамдықта ұшатын
аппараттардың үшу қабілетін сипаттайтын үтымды формаларын таңдау ең шешуші
сүрақгардың бірі болып есептетеледі.
)
Негізгі қозғалыс кедергісінің қүрамалары көптеген факторларға тәуелді, бүл оньщ
тура мағынасын есептеп шығару жолын аса қиындатады. Негізгі кедергі қозғалыс процесінде
қиын заңдылықтар немесе кездейсоқтық себебімен өзгереді. Көмекке өткізілген тәжірибе
келеді. Арнайы өткізілген сынақтардың қорытындысын талқылау арқылы негізгі қозғалыс
кедергісінің мағынасы да, негізгі факторлар әсерінен өзгеру сипаты да жылжымылы қүрам
үшін
маңызды.
Мәліметтерді
талқылау
әдістері
жоғары
математика
курсының
математикалық статистика бөлімінде терең қарастырылады.
Тәжірибелер негізгі қозғалыс кедергісінің өзгеруіне үш параметр себепті екенін
көрсетті: дөңгелек жүбының рельсқа эсер етуші күші, темір жол терминологиясында -
кіндікке түскен салмақ (кіндікке түскен масса) жэне жылжымалы қүрам бірлігінің
(локомотив не вагон) массасы, немесе,
124
1
Й
=/і(у, Щ
(4.3)
№ о Щ ф ,тво, тв)
(4.4)
мұнда, V — қозғалыс жылдамдығы
тво ~
вагон кіндігіне түскен масса;
тя
- локомотив массасы;
у
тв
- вагон массасы;
Рельс жолындагы жылжымалы құрамның қозғалысында пайда болган физикалык
процестер
мен
негізгі
қозғалыс
кедергісінің
эр
қүрамьш
анықтайтын
формулалармен [
1
] танысасындар.
Негізгі нақты қозгалыс кедергісі
Іс жүзіндегі есептер үшін былайша айтқанда негізгі қозғалыс кедергісінің тура
магынасын алған ыңғайлы, немесе жылжымалы құрам бірлігінің салмақ күшіне апарылған
толық негізгі козғалыс кедергісі, Н/кН:
(4.5)
Шлё
І Г = _ Ж ^
(4-6)
т в£
мүнда, >ү0' мен \
у
0" - локомотив пен вагонның негізгі нақты қозғалыс
кедергісі, Н/кН;
' Щ."Ч
т л мен т в - локомотив пен вагондардың массасы, т.
4.6 сурет
Көптеген сынақтар негізінде щ* жылжымалы қүрамның (4.6 сур.) қайсыбір типі үшін
көптеген
магына
алады,
ал
жүк
вагондар
үшін
— кіндікке
өрбір
массаның
мағынасы. Арнайы математикалық тәсілдер көмегімен тәжірибелер қорытындысын
талдайды да, тәуелділік
щ0 (х, тв0)
үшін, эмпириялық больт табылатын формуланы табады.
Осы формула бойынша табылған
щ0
мағынасы берілген жылжымалы қүрам үшін ең
ықтималдысы, немесе ықтималдық теориясы терминологиямын қолдансақ, математикалық
р . .........ш
ш
в •
125
тосу болып табылады. Негізгі накты қозғалыс кедергісінің эмшфиялық формуласы
төмендегідей:
’
V-
%
а) жүк вагондары үшін, Н/кН,
н>." * о +
Ь+су+еһг
(4.7)
Щ»
б)
электровоздар
үшін, Н/
кН,
то' — т +
пу
+ ріг
(4.8)
Келтірілген формулаларда:
V- козғалыс жылдамдығы, км/сағ.
1^'
тт-
вагон кіндігіне тускен салмак, т.
а, в, с, сі, т , п жәнс р - магынасы тәжірибе мәліметтерін математикалық талдау
процесіндетабылган коэффициенттер.
'•
ч
Эмпириялык
форму лалар
бойынша
сссптсудің
ерекшслігі,
аналитикалыққа
Караганда, оған кіретін көлемдер формулада, түсіндірулсрдс көрсетілгем өлшсм бірліктеріне
кою кажетпгінде. Алынган көлемнің өлшемін формулага снгсн өлшемдер бойынша тексеру
мүыкін емес.
Локомотив пен вагоннан түратын пойыздың негізгі тура козгалыс кедергісін келесі
формула бойынша анықтайды, Н/кН:
Ш п^д,т Іте ^ ^ ”Шгігг^Уд>т д-һУй,,і%
(4.9)
( т * * Ш с ) §
Ш а ^ П І е
мүнда, Шс = £ т в — күрам массасы, т.
*
I
: * * * * * * *І4« ж
N
1
- вагондар саны.
Пойыз
қозгалысынның
толық кедергісін жске локомотив нсмссе вагондар
сиякты
кН
деп
белгілейді.
*
5
'Щ
Сонда пойыэ үшін, кН,
■ ^о(шл + Шс) Е 10*
(4.10)
Техникалык едебиетте хапықаралык бірлік жүйесіне (БЖ) өткенше, “массаның"
орнына “салмақ” терминін қолданганша электровоз салмагы
Р
әріпімен, ал вагондар -
күш кгк (килограмм-күш) деп белгіленгеніне назар аудару кажет. Онда негізгі тура қозгалыс
кедергісі кгкУт өлшемімсн (килограмм - козғалыс кедергісінің жылжымалы күрамның бір
тонна салмагына күші). (4.7 жөне 4.8) формулаларындагы коэффициент сол күйінде қалады.
Мысал ретіндс роликті подшипнигтагы, кіндікке
шю- 22т
масса түскен, төрткіндікті
вагондардан түратын, мае с асы 184
т
электровозбен 70 км/саг. жүретін, массасы $000
т
пойыз
козғалысының толық женс накты есебін шыгарамыз.
Вагондардын неһзгі нақты козгалыс кедергісі [ 1 ] формуласы бойынша,
™,”-0.7+3-Ю. 1 у4-0.0025у2 - 0.74 3 +0.10 70 + 0.0025 703 =1,71Я/кЯ
Ж
Шм
2 2
^
_ . т
Электровоздың негізгі накты қозғалыс кедергісі [1] формуласы бойынша,
- 1,9 ♦ 0,01 V + О.ОООЗ
у
2 -1 ,9 0,01 70 + 0,0003 70* - 4,07
Н/кН
126
П о й ы зд ы ң н е гізгі н а қ т ы қ о зға л ы с к ед ер гісі (4 .9 ) б о й ы н ш а,
Ко= Щ т ф
у у /Ч = 4.07 184+ 1.71 5000 == 1.79
Н/кН
т ш т
і84+5ооо
Пойыздың негізгі қозғалыс кедергісі (4.9) бойынша,
К=»о(т, + тс)2
10‘3 = 1,79(184 + 5000)9,81 Ю'} =91,0
кН
.
Темір жолдың жоспары мен қапталы
Темір жол трассасына жоғарыдан көрінісі, немесе көлденең жазықтықтағы
трассаның проекциясы темір жолдын жоспары деп атапады. Ол түзу және қисық
учаскелерден тұрады (4.7. сур.). Жаңа желістерде радиусы К.кр= 1200 м және 4000 м қисықты
қолданады, қиын рельефтерде радиусы 500 және 600 м қисық қолдану мүмкін. Жылжымалы
қүрамның түзу учаскеден қисыққа ырғақты өтуі үшін, олар ауыспалы өлшемдегі радиусы
бар аралық кисықпен байланыстырылады: аралық қисықтың басында (АҚБ) К.лкр= оо (4.8
сур.), соңында (АҚС) ЯПіф= Дкр. Қисыкка кіруді жеңілдету үшін соқпак ені түзу жермен
салыстырғанда кеңірек, ал қозғалыс түрақтылығын көтсру максатында сыртқы рельсті ішкіге
қарағанда биігірек қояды. Жер төсеніші мен жер үстінің жол бойындағы тік қиындысы желіс
қапталы деп атапады (4.9 сур.).
е
Трасса бойындағы жер үстінің қапталына сәйкес темір жол алаңдардан, өрлер мен
қүламалардан түрады. Мыңдық үлесте көрсетілген олардьщ тікшілдігі желіс үзындығының
өр биіктігіне катынасымен өлшенеді.
Мыңдық үлес промилле немесе жай ғана “мыңдық” деп айтылады да, %о
символымен белгіленеді (салыстырықдар: санның жүздік үлесі пайыз деп аталадыда, %
символыменбелгіленеді).
«ЛЯ*)
Өрдің (не қүламаның) тікшілдігі, %о,
і = һ 1000
(4.11)
Егер, мысапы, һ = 5м ал
8
= 1000 м (4.9 сур. кар.), өрдің тікшілдігі 5 мыңдық
(і=5%о).
*
4Щ). сурет
Темір жол желісі трассасының жалпы сипаггамасын оның қысқартылған капталы
береді (4.10 сур.), онда барлық сөйкес тікшілдігі мен үзындығы көрсетілген өр мен қүлама
мен алаңдар, сонымен бірге радиусы Я және үзындығы
і.
корсетілгсн кисык учаскелср
бейнеленген. Қапталдың графикалык бейнесінде километрлік белгілер, станциялар мен
сигналдар көрсетілген. 4.10 суретте соңғылар көрсетілмеген.
Қосымша және комекилі қозгалыс кедергісі
Өрлер мен кисык учаскелер жылжымалы күрамнын козғалысына қосымша кедсргі
жасайды.
128
|