Казахской академии транспорта

М. ТЫНЫШБАЕВ атындағы ҚАЗАҚ КӨЛІК
ЖӘНЕ КОММУНИКАЦИЯЛАР АКАДЕМИЯСЫНЫҢ
КАЗАХСКОЙ АКАДЕМИИ ТРАНСПОРТА
И КОММУНИКАЦИЙ имени М. ТЫНЫШПАЕВА
Журнал издается
с января 2000 года.
Выходит 6 раз в год
РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ
Главный редактор
Заместитель главного редактора
Ответственный секретарь
ЧЛЕНЫ РЕДКОЛЛЕГИИ:
Ботабеков Адилбек Кожабекович
Имандосова Маргарита Булатовна
Немасипова Анар Нуртасовна
ҚазККА Хабаршысы № (7 ), 20 1
6 3
1
Учредитель -
Казахская академия
транспорта и
коммуникаций
имени М.Тынышпаева
Адрес редакции:
Республика Казахстан,
050012, г. Алматы,
ул. Шевченко, 97.
Тел.: +7( 27)296-41-88
Е
,
7
-mail: vestnikkazatk@mail.ru
vestnikkazatk@kazatk.kz
Журнал перерегистрирован
в Министерстве
культуры, информации
и порта
Республики Казахстан
Свидетельство № 6233-ж
от 17.08.2005 г.
Индекс 75605
c
ISSN 1609-1817
Подписано в печать
2 .12.20 1 г.
Тираж 500 экз.
Заказ № 254
8
1
Отпечатано в
типографии КазАТК
№ (73),
20 1 г.
6
1
ХАБАРШЫСЫ
ВЕСТНИК
Абдирайымова Ардак Серикбаевна, к.и.н.
Акчурин Анвар Гафурович, д.т.н.
Бекжанова Сауле Ертаевна, д.т.н.
Биттеев Шамай Бекжанович, д.т.н.
Габдеев Хаиржан Нуртазеевич, д.с.-х.н.
Зальцман Михаил Давидович, д.т.н.
Ибришев Нурман Нурсеитович, д.э.н.
Изтелеуова Марал Сейтеновна, д.т.н.
Исаев Нурхан Исаевич, к.ю.н.
Исмагулова Баян Хамзиевна, д.филол.н.
Исмагулова Саракуль Оразалиевна, д.т.н.
Италмасова Раушан Балтабаевна, д.с.н.
Камзина Ажар Даулетбаевна, к.т.н.
Кобдиков Мадениет Аримбекович, д.т.н.
Койшиев Темирхан Косыбаевич, д.т.н.
Косенко Сергей Алексеевич, д.т.н.
Кулманова Назира Кадыровна, д.т.н.
Кульгильдинов Мурат Сапарбекович, д.т.н.
Махметова Нарзанкуль Мусаевна, д.т.н.
Монастырский Алексей Давыдович,к.т.н.
Мустапаева Алия Дженисбековна, д.т.н.
Мырзалы Серик Кожи-Ахметулы, д.филос.н.
Сарбаев Сугирали Шакирович, д.т.н.
Солоненко Владимир Гельевич, д.т.н.
Утепбергенов Ирбулат Туремуратович, д.т.н.

 
 
ҚазККА Хабаршысы № 6 (73), 2011 
 
 
 
6
ПОДВИЖНОЙ СОСТАВ 
 
ƏОЖ 629.4.015 
Абдуллаев Сейдулла Сейдеметович – т.ғ.д., профессор (Алматы қ., ҚазККА) 
Бақыт Ғабит Бақытұлы – магистрант (Алматы қ., ҚазККА) 
Жақсыберген Бауыржан – магистрант (Алматы қ., ҚазККА) 
БІР ОСЬТІ АРБАНЫҢ РЕССОРЛЫҚ ІЛІНІСУІ ПАРАМЕТРЛЕРІН ТАҢДАУ 
МАҚСАТЫМЕН МОТОРЛЫ ВАГОН ЭЛЕКТРПОЙЫЗЫНЫҢ ЕРІКСІЗ 
ТЕРБЕЛІСІН ЗЕРТТЕУ 
Соңғы  жылдары  біздің  елімізде  жəне  шетелде  күрделі  темір  жол  желілерінде 
жоғары жылдамдықты қозғалыс кезінде доңғалақ жұптарының тозуын азайтуға мүмкіндік 
беретін қисықтарға арналған доңғалақ жұптарының радиалды қондырғысы бар арбаларды 
жобалауға  жəне  құруға  үлкен  көңіл  бөлінуде.  Ондай  арбалар  Жапония  жəне  Батыс 
Еуропаның  бірқатар  елдерінің Lok2000 топты  сериялы  локомотивтерде  қолданыс  тапты 
(465  сериялы  электровоздар  Швейцарияның  Федералды  темір  жолдарында, Sr2 
Финляндияның  темір  жодарында  жəне  т.б.).  Ал  біздің  елімізде  мұндай  арбалы  вагондар 
жоғары  жылдамдықты  жолаушылар  тасымалында  пайдаланылуда  (Испандық Talgo 
(Тұлпар)).  Осы  арбаларда  доңғалақ  жұптары  қаңқаға  қатысты  бұрылу  мүмкіндігіне  ие, 
нəтижесінде  доңғалақтың  рельске  түсу  бұрышы  азаяды,  олардың  арасындағы  өзара  əсер 
күші де төмендейді, осылайша, доңғалақ пен рельстің тозуы айтарлықтай төмендейді. 
Осы  мақалада  сұлбасы  бойынша  доңғалақ  жұбының  радиалды  қондырғысына 
органикалық ұқсас бір осьті моторлы арба қарастырылады. III класты жетегі бар арбаның 
кинематикалық  сұлбасы 1-суретте  көрсетілген.  Суреттен  көріп  отырғанымыздай  арба 
қаңқасы  қозғалтқыштың,  тартым  редукторының  жəне  тежеу  жүйесі  түйінінің  салмағын 
қабылдайды.  Ол  бір  ұшымен  шанақ  шкворенімен  тік  жəне  көлденең  бағытта  серпімді 
байланысқан.  Қаңқа  жəне  доңғалақ  жұптарының  арасына  екі  бір-беттік  композитті 
рессорлар орнатылған. Олар тік, көлденең жəне бойлық күштерді беріп отырады, сонымен 
қатар  реакцияның  серпімді  құраушыларымен  қатар  F
сер
(
Δ
)  рессорлардағы  ішкі  үйкеліс 
күштерімен анықталатын диссипативті құраушылардан F
д
( Δ
&
) тұрады. 
Орындалған  зерттеудің  мақсаты  композитті  рессордың  жəне  қайтарушы 
құрылғының  шанақпен  серпімді-диссипативті  тік  байланысын  таңдау  болды.  Осы  үшін 
төрт  осьті  арбасы  бар (2-сурет)  моторлы  вагон  үлгісінің  еріксіз  тербелістері 
қарастырылған.  Есептік  кинематикалық  сұлбаға  шанақ,  тартым  қозғалтқыштары  жəне 
редуктормен  бірге  арба  қаңқалары,  біліктер  мен  x  жəне  y  осьтеріне  қатысты  сəйкес 
массалары  (m
ш
,  m
р
,  m
б
,  m
д.ж.
)  жəне  инерция  моменттері  (I
ш
,  I
р
,  I
б
,  I
д.ж.
,)  бар  доңғалақ 
жұптары  кіреді.  Еріксіз  тербелістерді  зерттеу  барысында  ортақтанған  координаталар 
ретінде  қабылданды:  шанақтың  z
ш
  секіруі,  х
ш
  жұлқынуы, 
ϕ
уш
  галопированиесі  мен 
ϕ
хш
 
бүйірлік теңселуі; арба қаңқаларының z
аi
 секіруі, х
аi
 жұлқынуы, 
ϕ
уаi
 галопированиесі мен 
ϕ
хаi
  бүйірлік  теңселуі;  біліктердің  z
бi
  секіруі,  х
бi
  жұлқынуы  мен 
ϕ
хбi
  бүйірлік  теңселуі; 
доңғалақ жұптарының z
д.ж.i
 секіруі, х
д.ж.i
 жұлқынуы мен 
ϕ
хд.ж.i
 бүйірлік теңселуі, мұндағы i 
= 1
÷4 – арба немесе доңғалақ жұптарының реттік нөмірлері. Осылайша есептік сұлба 44 
еркідік дəрежеге ие болады.Қозғалмалы координата жүйесінің ортасы экипаждың сəйкес 
элементтерінің орталарында орналасады. 
Қабылданған кинематикалық сұлбаға сəйкес бірінші арбаның еріксіз тербелістерін 
сипаттайтын дифференциалдық теңдеулер жүйесі төмендегідей түрге ие болады [1]: 
Арба қаңқасы: 
1. Секіру тербелісі үшін: 

 
 
ҚазККА Хабаршысы № 6 (73), 2011 
 
 
 
7
,
0
1
16
1
10
1
4
1
4
1
3
1
3
9
9
13
13
=
+
+
+
+
+
+
−
−
+
+
а
сер
а
д
а
сер
а
д
а
сер
а
д
ш
д
ш
сер
ш
д
ш
сер
z
ин.а.
F
F
F
F
F
F
F
F
F
F
F
 (1.1) 
Алдыңғы көрінісі: 
z
у
F
д21
F
1
д3
F
т1
13
F
F
21
F
д31
F
31
F
32
F
д41
F
51
F
1
д10
F
1
F
1
д
13
F
F
1
д26
F
1
32
F
11
x
у
F
F
ш
31
F
32
F
1
7
F
1
8
F
д1
F
1
F
1
9
F
1
F
а1
10
F
F F
F
1
д28
F
F
1
д4
F
1
3
F
1
4
F
а1
д
F
а1
19
ш
сер
ш
ш
ш
ш
сер
сер
сер
ш
а
а
а
сер
а
сер
сер
а
сер
а
а
а
14
1
сер
а
16
сер
а
а
1
сер19
шкв
шкв
сер
шкв
сер
сер
а
а
сер
ш
сер
сер
ш
д
21
сер
а
а
сер34
а
1
а
сер13
сер
1
а
д
11
а1
сер
17
сер
14
1
а
сер
13
ш
Жоғарыдан көрінісі:
 
1-сурет. Бір осьті моторлы арбаның кинематикалық сұлбасы [2] 
2. Жұлқыну тербелістері үшін: 
,
0
1
17
1
11
1
10
1
9
1
1
1
8
1
7
=
−
−
−
−
+
+
−
−
а
сер
а
д
а
сер
а
сер
h
сер
h
д
а
сер
а
сер
х
ин.т.
F
F
F
F
F
F
F
F
F
 
(1.2) 
3. Галопирование тербелістері үшін: 

 
 
ҚазККА Хабаршысы № 6 (73), 2011 
 
 
 
8
,
0
)
(
)
(
)
(
      
)
(
)
(
1
17
1
11
1
10
1
9
19
1
1
21
1
8
1
7
20
1
16
1
10
1
4
1
4
1
3
1
3
12
13
13
9
9
13
1
.
=
+
+
+
⋅
+
+
⋅
+
+
⋅
+
+
+
+
+
+
+
⋅
+
−
−
+
⋅
+
а
сер
а
д
а
сер
а
сер
а
h
сер
h
д
а
а
сер
а
сер
а
а
сер
а
д
а
сер
а
д
а
сер
а
д
а
ш
д
ш
сер
е
д
ш
сер
а
y
а
ин
F
F
F
F
h
F
F
h
F
F
h
F
F
F
F
F
F
а
F
F
F
F
а
M
   
(1.3) 
4. Бүйірлік теңселу тербелістері үшін: 
.
0
)
(
)
(
)
(
)
(
11
24
1
19
1
13
1
14
1
13
19
16
15
23
15
22
1
16
1
10
24
1
3
1
3
1
4
1
4
3
1
.
=
⋅
−
+
+
+
⋅
−
+
⋅
−
−
⋅
−
+
⋅
+
−
−
+
⋅
+
р
сер
а
а
сер
а
д
а
сер
а
сер
а
ш
сер
ш
сер
а
ш
д
а
а
сер
а
д
а
а
сер
а
д
а
сер
а
д
а
х
а
ин
F
h
F
F
F
F
h
F
F
h
F
h
F
F
б
F
F
F
F
б
М
   
(1.4) 
 
2-сурет. Бір осьті арбадағы моторлы вагонның кинематикалық сұлбасы 
Білік: 
1. Секіру тербелісі үшін: 
,
0
1
16
1
10
1
32
1
26
=
−
−
+
+
а
сер
а
д
а
сер
а
д
z
ин.б.
F
F
F
F
F
                                 
(1.5) 

 
 
ҚазККА Хабаршысы № 6 (73), 2011 
 
 
 
9
2. Жұлқыну тербелістері үшін: 
,
0
1
17
1
11
1
34
1
28
=
−
−
+
+
а
сер
а
д
а
сер
а
д
х
ин.б.
F
F
F
F
F
 
                         
(1.6) 
3. Бүйірлік теңселу тербелістері үшін: 
.
0
)
(
)
(
1
16
1
10
17
1
32
1
26
10
1
.
=
+
⋅
−
+
⋅
−
а
сер
а
д
а
сер
а
д
а
х
а
ин
F
F
б
а
F
F
б
М
 
            
(1.7) 
Бірінші доңғалақ жұбы тербелісінің теңдеулері: 
1. Секіру тербелістері үшін: 
0,
F
F
F
F
F
   
          
          
F
F
F
F
F
F
F
F
F
F
ж
сер2
ж
д2
ж
сер1
ж
д1
а1
сер4
а1
д4
а1
сер32
а1
д26
а1
сер3
а1
д3
ш
д2
ш
сер2
ш
д1
ш
сер1
z
ин.д.ж.
=
+
+
+
+
−
−
−
−
−
−
−
−
−
−
−
               (1.8) 
2. Жұлқу тербелісі үшін: 
,
0
1
10
1
34
1
28
1
9
.
.
.
=
−
−
−
−
а
сер
а
сер
а
д
а
сер
х
ж
д
ин
F
F
F
F
F
                              (1.9) 
Бүйірлік теңселу тербелісі үшін: 
.
0
)
(
)
(
        
)
(
1
1
2
2
1
32
1
26
23
1
4
1
4
1
3
1
3
2
2
1
1
.
.
.
=
−
−
+
⋅
+
+
⋅
+
+
−
−
+
+
−
−
+
⋅
+
ж
сер
ж
д
ж
сер
ж
д
а
сер
а
д
а
а
д
а
сер
а
д
а
сер
ш
д
ш
сер
ш
д
ш
сер
ш
х
ж
д
ин
F
F
F
F
s
F
F
b
F
F
F
F
F
F
F
F
б
М
 
             (1.10) 
Бұл теңдеулердегі жолдан бірінші доңғалақ жұбына əсер ететін күштер келесідей 
түрде өрнектеледі: 
),
(
     
),
(
1
1
.
.
1
.
.
1
1
1
.
.
1
.
.
1
ж
ж
д
x
ж
д
ж
ж
сер
ж
ж
д
x
ж
д
ж
ж
д
s
z
ж
F
s
z
b
F
η
ϕ
η
ϕ
−
⋅
−
⋅
=
−
⋅
−
⋅
=
&
&
&
 
)
(
    
),
(
1
1
.
.
1
.
.
2
1
1
.
.
1
.
.
2
л
ж
д
x
ж
д
ж
ж
сер
л
ж
д
x
ж
д
ж
ж
д
s
z
ж
F
s
z
b
F
η
ϕ
η
ϕ
−
⋅
−
⋅
=
−
⋅
−
⋅
=
&
&
&
             (1.11) 
Келтірілген  тербеліс  теңдеулеріне  кіретін  F
сер.
i
  жəне 
дi
F   серпімді  жəне 
диссипативті  күштер  қатысты  орын  ауыстыру  жəне  қатысты  жылдамдық  бойынша 
қарапайым  тəсілдермен  анықталды.  Екінші,  үшінші  жəне  төртінші  арбалар  үшін 
теңдеулер ұқсас түрде құрылды. Есептеу кезінде шанақ теңдеуі де ескерілді.  
Бір  осьті  арба  ілінісуінің  параметрлерін  таңдау  кезінде  бағалау  критерийі  үшін 
композитті  рессорлардың  жəне  қайтарушы  құрылғылар  ілінісулерінің  к
дi
  тік  динамика 
коэффициенттері  қабылданды.  Бұл  коэффициенттер  ілінісудің  берілген  сатысында 
динамикалық  күштің 
Δv = 10 км/сағ  қадаммен  қозғалыс  жылдамдығының  v  = 40-200 
км/сағ диапазонда өзгеру кезінде оның статикалық мəнінің қатынасы ретінде анықталды. 
Динамикалық  күштің  максималды  ықтимал  шамасы  кездейсоқ  үрдістің  абсолютті 
максимумы сияқты анықталды: 
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
+
=
р
е
р
е
Fд
Fд
t
f
ln
2
1
t
f
ln
2
S
H
                                            
(1.12) 
мұндағы,  t
р
  –  композитті  рессордың  кездейсоқ  иілу  үрдісінің  жүзеге  асу  уақыты, 
t
р
=32,768; f
е
 – композитті рессордың кездейсоқ иілу үрдісінің тиімді жиілігі. 
Композитті  рессорлардың  кездейсоқ  динамикалық  иілу  үрдісін  жүзеге  асыру 
электрпойыз моторлы  вагоны зерттеліп отырған үлгісінің еріксіз тербелісін сипаттайтын 

 
 
ҚазККА Хабаршысы № 6 (73), 2011 
 
 
 
10
дифференциалдық  теңдеулер  жүйесін  шешу  кезінде  анықталды.  Бұл  жүйе  дербес 
электронды есептеу машинасында 4-ші ретті Рунге-Кутта əдісін қолдану арқылы шешілді. 
Еріксіз тербелісті зерттеу кезінде қарсы əсер ретінде динамикалық-беріктік зерттеу 
нəтижелерін  өңдеу  кезінде  анықталған  η(t)
 
эквивалентті  геометрикалық  кедір-бұдырлық 
жəне G
η
(ω) спектралды тығыздық қабылданды.
 
1(а,б)-суреттен  көріп  отырғанымыздай  композитті  рессордың  орынбасу  сұлбасы 
ретінде  серіппенің  гидравликалық  сөндіргішпен  параллель  қосылған  сұлбасы 
қабылданды.  Мұндай  қосылыстағы  байланыс  реакциясы  серпімді  жəне  диссипативті 
құраушылардың  қосындысымен  анықталады.  Ондай  орынбасу  сұлбасы  параметрлерінің 
екі нұсқасы қарастырылған. Екі нұсқадағы сөндіру коэффициенттері аумалы жағдайдағы 
бөлігімен  есептелген.  Сонымен  қатысты  сөндіру  коэффициенті  n = 0,3 тең  етіп 
қабылданды. Бірінші нұсқада бір композитті рессордың қатаңдығы ж = 81,25 кН/м жəне 
соған сəйкес статикалық иілуі 
Δ
ст
 = 0,09 м шаманы, ал екінші нұсқада - ж = 37,5 кН/м, ал 
Δ
ст
 = 0,19 м құрады.  
Екінші (жақсы) нұсқадағы к
д
(v) тəуелділігі есебінің нəтижесі 3-суретте көрсетілген. 
Осы  суреттен  көріп  отырғанымыздай 140 км/сағ  жоғары  жылдамдықтарда  динамика 
коэффициентінің    мəні  оның  [к
д
]=0,35  жіберілетін  мəнінен  асып  кетеді.  Алынған 
нəтижелерді  сараптау  үшін  графигі 4-суретте  келтірілген  композитті  рессордағы 
динамикалық күштің спектралды тығыздығы анықталды.  
 
а) 
 
 
 
 
 
   б) 
 
 
3-сурет. Бірінші доңғалақ жұбы рессорлық ілінісуіндегі динамика коэфициентінің 
тəуелділіктер графигі: а – сол жақ доңғалақтың, б – оң жақ доңғалақтың 
а) 
 
 
 
 
 
   б) 
 
4-сурет. Жылдамдығы v=140 км/сағ кезіндегі бірінші доңғалақ жұбының композитті 
рессордағы динамикалық күш спектралды тығыздығының графигі: а – оң жақ доңғалақтың,    
б – сол жақ доңғалақтың