Ўзбекистон Республикасида ишлаб чиқарилувчи 19-9596 моделидаги вагон-хоппернинг ҳаракатли динамик сифатларини баҳолаш

Кириш. Ўзбекистон Республикаси темир йўл транспортининг босқичли ривожланишидаги асосий шартларидан бири бўлиб, уларнинг ресурсларидан фойдаланишда халқаро стандартларга жавоб берувчи мавжуд вагонларнинг хизмат муддатини узайтириш, юк вагонларини давлатимизда ишлаб чиқарилган замонавий вагонлар билан янгилаш ва тўлдириш ҳисобланади [1-3].

Вагон таъмирлаш ва вагон қуриш корхоналарининг модернизацияси, техник ва технологик янгиланиши бўйича республикада кенг қамровли дастурларни босқичли ўтказишни инобатга олиб, шунингдек, уларни юқори унумдорлигини ва сифатли маҳсулотлари билан таъминловчи бақувват ишлаб чиқариш мажмуалари ва янги ускуналар билан жиҳозланиши, албатта Ўзбекистонда халқаро стандартларга мос келувчи янги авлоддаги юк вагонларининг турли типларини вагон қуриш корхоналарида ишлаб чиқариш имконини яратади [4-6].

Шундай қилиб, Қуюв-механика заводи 2013 йилда қайта жиҳозлангандан кейин янги юк вагонларни ва уларнинг асосий узелларини ишлаб чиқарилишини ўзлаштирди: ҳажми 158 м3 бўлган 11-9923 моделидаги ёпиқ вагон [7], юкламаси 70 т бўлган 11-9922 моделидаги яримвагон [8], ҳажми 61,6 м3 бўлган цемент ташиш учун мўлжалланган 19-9596 моделидаги вагон-хоппер [9-10], юк вагони аравачасининг элементлари (рессорустки балкаси, ён рама), урилиб-тортиш ускуналарининг асосий элементлари ва вагонларнинг тормоз ускуналари. Андижон механика заводи ишга туширилганидан бери қуйидаги вагонларни ишлаб чиқармоқда: нефть маҳсулотларини ташиш учун 15-9721 моделидаги вагон-цистерна [11], юкламаси 13,5 т бўлган танк-контейнер [12-14].

Юк вагонлари конструкцияларини такомиллаштириш борасидаги лойиҳаларни тадбиқ этиш республикадаги вагон қуриш заводларида мустаҳкам ва стабил ишлашни таъминлайди, бу эса мамлакатимиздаги темир йўл коридорларида рақобатбардошлиликни ошириш имконини беради [15].

Темир йўл транспорти олдидаги масалаларни ечишда Тошкент давлат транспорт университети ҳамкасблари олдига Ўзбекистон Республикасида ишлаб чиқарилувчи вагон-хоппернинг юриш қисмлари сифатларини аниқлаш вазифасини қўйилди.

Шу мақсадда бу иш бўйичаҳозирда ўқ оғирлиги 23,5 тс бўлган 61,6 м3 ҳажмли 19-9596 моделли цемент ташиш учун мўлжалланган тўрт ўқли юк вагон-хоппернинг юриш қисмининг динамик сифатларини баҳолаш ишлари бажарилди.

Рама кучлари ва динамик қўшимчалар коэффициентини аниқлаш

Текширувлар учун Қуюв-механика заводида ишлаб чиқарилган вагон-хоппернинг техник характеристикалари танланган бўлиб, улар 1 жадвалда келтирилган.

1 жадвал – 19-9596 моделидаги цементташиш учун мўлжалланган вагон-хоппернинг асосий техник характеристикалари

Параметр номи	Белгиланиши	Катталик
Аравачадаги ўқлар сони	n	2
Тарасининг массаси, т	T	21
Эркин тушиш тезланиши, м/с2	g	9,81
Максимал юкламаси, т	Q юк	72,5
Ҳаракатнинг конструкцион тезлиги, м/c	V	33,3
Юксиз ҳолатидаги статикҳисобли эгилиши, м	f ст	0,001
Юкланган ҳолатида статик ҳисобли эгилиши, м	f ст	0,054

Ҳозирда амал қилинаётган меъёрий-техник хужжатлар ГОСТ 33788-2016 [16] ва ГОСТ 33211-2014 [17] бўйича аравача ён рамасига ғилдирак жуфтидан таъсир қилувчи вертикал ва ён кучлари тажрибали қийматлари орқали рама кучлари ва қўшимча динамик коэффициенти қийматлари [18-21], рельсдан ғилдиракни чиқиб кетишидан мустаҳкамлиги ва ағдарилиб кетишидан мустаҳкамлиги заҳираси коэффициентларини ҳисоблашда қўлланилади, бу эса ҳаракат таркиби ҳаракатидаги ҳавфсизлик масалаларига бевосита тегишлидир [18,20].

Бундан ташқари, Европа иттифоқи ва Шимолий Америкадаги каби, бу кўрсаткичлар катталикларини ғилдиракдан рельсга таъсир қилувчи вертикал ва ён кучларнинг экспериментал қийматлари бўйича аниқлаш йўл қўйилади [21-25].

Экспериментал маълумотлар бўлмаса рама кучлари ва  динамик қўшимча коэффициентлари ҳисоблаш йўли билан аниқланади.

Рама кучининг қиймати [17] талабига асосан қуйидаги формуладан аниқланади:

р

-

р

* -in

1-^ ’

бунда ψ – бир томонлама ҳисобий эҳтимоллик, у орқали рама кучининг қиймати аниқланади,

[17] талабига асосан у 0,97 деб қабул қилинади; Н р –рама кучининг ўртача эҳтимоллиги

қиймати, қуйидагиформуладан аниқланади:

-

H р = Рос- в -5(5+V),               (2)

бунда Р ос – ҳисобий статик ўқли юклама, Ўзбекистон Республикаси темир йўллари шароитларида 23,5 т ни ташкил этади, у қуйидаги формуладан аниқланади:

р = (Qюк + т ) g

ос         2 n      ’ в – бир экипаж остидаги тележкада n ўқлар сони таъсирини инобатга олувчи коэффициент бўлиб, қуйидаги формуладан аниқланади:

n+2

в = ^’ 2-n

δ – юриш қисмлари типини инобатга олувчи коэффициент,[17] талаби бўйича δ = 0,003 с/м қабул қилинади; V – вагон ҳаракатининг конструкцион тезлиги, м/c.

Ўқ юкламаси улушида рама кучининг қиймати қуйидаги формуладан аниқланади:

Р о

Н р

Р ос

• [17]    талабига асосан динамик қўшимча коэффициенти қуйидаги формуладан аниқланади:

К = КГ. f .in 1    ,                 (6)

дв в П”  1-Р(Кд.)

бунда ^ср – динамик қўшимча коэффициентининг ўртача эҳтимоллик қиймати; дв

β – тақсимлаш параметри, [17] талабига асосан юк вагони учун 1,13 ва юксиз вагон учун 1,5 қабул қилинади;P(Kдв) – ишочли эҳтимоллик бўлиб, у орқали динамик қўшимча коэффициенти аниқланади, [17]асосан0,97 қабул қилинади;

Ўртача эҳтимоллик қиймати ^ср қуйидаги формуладан аниқланади:

дв

Кср =а+3,6⋅10-4⋅в⋅V-15,                            (7)

дв fст бунда а– коэффициент, [17] талабига асосан кузов элементлари учун 0,05 га тенг, аравачани рессорланмаган қисмлари учун 0,15 га тенг;в – бир экипаж четидаги аравачада бўлганn ўқлар сонини инобатга олувчи коэффициент булиб, (4) формуладан аницланади; V - вагон харакатининг конструкцион тезлиги, м/c; fem - рессор осмасининг статик эгиклиги, м.

[17]талабига асосанстатик эгиклик 0,015 дан кам булмаганда шартли равишда f em = 0,015 м цабул циламиз.

• (7)    ва (6) формулаларга маълумотларни қўйиб, кузов элементлари учун динамик цушимча коэффициентлари цийматларини оламиз:

  - юкланган холатида:

К с = а + 3,6 - 10 - 4 - в - дв

V ⁴⁴ = 0,05 + 3,6 - 10 - ⁴ - 1 - ^{33,3 15} = 0,172;

f ст

ср к = Кдв. - дв в

¹⁴ - ln_____¹_____ = ⁰,¹⁷2

п  1 — Р ( К дв )   1,13

0,054

- -- ln------- = 0,327;

Ч п  1 — 0,97

- юксиз холатида:

К^ср = а + 3,6 - 10 ^{— 4} - в - V -¹⁵ = 0,05 + 3,6 - 10 ^{— 4} - 1 - ^{33,3 15} = 0,49;

^дв                   f ст                      0,015

К дв

Кср

₄ дв- -    - ln

1        0,49

в ^п  1 — Р ( К дв )   1,5

4 .      1

- ⁴ - ln—— = 0,69.

,

Динамик қўшимча коэффициенти қийматлари аравачанинг рессорланмаган элементлари учун:

- юкланган холатида:

К ср = а + 3,6 - 10 - ⁴ - дв

в - V —15 = 0,15 + 3,6 - 10 - ⁴ - 1 - ^{33,3 15} = 0,272;

К дв

Кср

д⁶- -     - ln

f ст

1       0,272

в

п  1 — Р ( К_д в )    1,13

-      - ln

п

0,054 1

1 - 0,97

= 0,517;

- юкланмаган холатида:

К ср = а + 3,6 - 10 — 4 - в - V — 15 = 0,15 + 3,6 - 10 ^{— 4} - 1 - ^{33,3 — 15} = 0,59;

^дв                   f ст                      0,015

К дв

дв- -    - ln

Кср

1        0,59

в

п   1 — Р ( К дв )    1,5

4 ,      1

- -- ln------- = 0,83.

Ч п 1 — 0,97

Раманинг Р о кучини шаFалли ва асбестли балластдаги из учун ( Н р / Р ос )улушини аницлаш мақсадида маълумотларни (3), (2), (1) ва (5) формулаларга қўйиб рама кучлари қийматларини оламиз:

- юкланган холатида

Р ос

( Q rp + Т ) g _ (72,5 + 21) - 9,81

2 n

2 - 2

= 229,1 кН;

—

H р = Р_ос- в - 5 (5 + V ) = 229,1 - 1 - 0,003 - (5 + 27,7) = 26,32 ^к Н

—

Н- = Н р -

р

⁴ - ln п

----¹----= 26,5-  ⁴ - ln 1 — Р ( Н р )        )/п

1 — 0,97

кН.

= 56,51

Р_о = ^Нр = 56,51 = 0,246 .

^о   Р ос   229,1

- юксиз холатида

Рос

_ ( Т ) g _ 21 - 9,81

2 n

2 - 2

= 51,45 кН.

H р = Р р ос

- в-5(5+V)=51,45-1-0,003-(5+27,7)=5,91 кН.

—

р

—In------

П  1 — Р ( Н р )

4     1          кН

= 5,91 -   ⁴ - ln — = 12,69

Ч п 1 — 0,97

Р = Н р = 12,69

= 0,247 .

• ^о Р ос 51,45

Вагон-хоппернинг ҳаракатдаги динамик сифатларининг ҳисбий натижалари 2 жадвалда келтирилган.

2 жадвал – Вагон-хоппернинг ҳаракатли динамик сифатларини ҳисоб натижалари

Параметрнинг номи ва ўлчами	Ҳисоб катталиги	Энг катта йўл қўйиладиган қиймати
Динамик қўшимча коэффициенти – кузовда: юкланган ҳолатида	0,327	0,4
юксиз ҳолатида	0,69	0,7
– аравачани рессорланмаган рамасида: юкланган ҳолатида	0,517	0,8
юксиз ҳолатида	0,83	0,85
( Н Р /Р 0 ) улушидаги шағалли ва асбестли балласт из учун Р о рама кучи юкланган ҳолатида	0,246	0,3
юксиз ҳолатида	0,247	0,38

Хулоса. Вертикал динамик қўшимчанинг ҳисобланган коэффициенти юкланган ҳолатида 0,327 ни ташкил этди, бу [17] талабига асосан йўл қўйилгандан 0,4 дан ошмаган, юксиз ҳолатида эса – 0,69, бу эса йўл қўйилгандан 0,7 дан ошмаган.

Юкланган ҳолатдаги аравачанинг рессорланмаган қисмидаги вертикал динамик қўшимчасининг ҳисобланган коэффициенти 0,517 ни ташкил этди, бу эса [17] талабига асосан йўл қўйилган 0,8 дан ошмаган, юксиз ҳолатида эса – 0,83 бўлиб, йўл қўйилган 0,85 дан ошмаган.

Ҳисобланган Р о рама кучи юкланган ҳолатдаги шағалли ва асбестли балластда из учун аравача рамасида ғилдирак жуфтидан ( Н Р / Р 0 ) улушда 0,246 ни ташкил этди, бу эса [17] талабига асосан йўл қўйилган 0,3 га, юксиз ҳолатида 0,247 бўлиб, йўл қўйилган 0,38 дан ошмаган.

Демак, Ўзбекистон Республикасида ишлаб чиқарилган цемент ташиш учун мўлжалланган 19-9596 моделидаги вагон-хоппернинг ҳаракатли динамик сифатлари талабларни қониқтиради [17].

АДАБИЁТЛАР:

• 1.    Rahimov R.V. Analysis of the state and prospects of the development of the freight wagon fleet of the Republic of Uzbekistan / R.V. Rahimov, Ya.O. Ruzmetov // Non-Ferrous Metals. – 2018. – Vol. 44. – No 1. – P. 7 – 11

• 2.    Рузметов Я.О. Перспективы развития вагоностроения в Республике Узбекистан / Я.О. Рузметов, Р.В. Рахимов // Сборник научных трудов VIII Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития вагоностроения». – Брянск: БГТУ, 2019. – C. 147 – 150.

• 3.    Рахимов Р.В. Выбор направлений развития вагонного парка железных дорог Узбекистана / Р.В. Рахимов // Транспорт Российской Федерации. – 2018. – № 1 (74). – С. 71 – 74.

• 4.    Ергашев З.З. Внедрение цифрового прототипа на вагоностроительные предприятия Узбекистана / З.З. Ергашев, Р.В. Рахимов, Ф.С. Галимова // Вестник ТашИИТ. – 2014. – № 2/3. – С. 43 – 46.

• 5.    Raximov R.V. Introduction of modern technologies in the enterprise SJSRC “O’zbekiston temir yo’llari” / R.V. Raximov, F.S. Galimova // Bulletin of Tashkent State Technical University. – 2015. – No 3. – P. 159 – 164.

• 6.    Рахимов Р.В. “Ўзбекистон темир йўллари” АЖ корхоналарида янги вагонларни қуришда рақамли прототип технологиясини тадбиқ этиш / Р.В. Рахимов, Д.Н. Заирова, Ф.С. Галимова // Вестник ТашИИТ. – 2015. – № 3/4. – С. 54 – 60.

• 7.    Рахимов Р.В. Расчет кузова грузового крытого вагона на прочность / Р.В. Рахимов, Д.Н. Заирова, Б.А. Шарипов // Республиканская научно-техническая конференция «Проблемы внедрения инновационных идей, технологий и проектов в производство». – Джизак: ДжизПИ, 2014. – С. 271 – 275.

• 8.    Rahimov R.V. Researches of the stressed – deformed state of the open wagon body model 12-9922, produced in Uzbekistan / R.V. Rahimov // Proceedings VI International Scientific Conference «Transport Problems 2014». – Katowice: Silesian University of Technology, 2014. – P. 614 – 621.

• 9.    Rahimov R.V. Scientific substantiation of technical solutions for the improvement of the construction of the body of a hopper car for transportation of cement produced in the Republic of Uzbekistan / R.V. Rahimov, S.A. Khatamov, Z.X. Rakhmatov // European Science Review. – 2017. – No 3-4. – P. 13 – 17.

• 10.    Расулов М.Х. Теоретические исследования по определению прочностных характеристик кузова вагона-цементовоза производства Республики Узбекистан / М.Х. Расулов, А.Н. Ризаев, Р.В. Рахимов // Инновационный транспорт. – 2016. – № 4 (22). – С. 43 – 47.

• 11.    Rahimov R.V. Development of maintenance and repairing tank wagon for the transport of concentrated sulfuric acid / R.V. Rahimov, Ya.O. Ruzmetov // Bulletin of Tashkent State Technical University. – 2017. – No 2. – P. 86 – 91.

• 12.    Ибрагимов Н.Н. Разработка конструкции контейнера для перевозки плодоовощной продукции / Н.Н. Ибрагимов, Р.В. Рахимов, М.А. Хаджимухаметова // Молодой ученый. – 2015. – № 21. – С. 168 – 173.

• 13.    Рахимов Р.В. Выбор параметров и расчет конструктивных элементов контейнера-цистерны / Р.В. Рахимов // Вестник ТашИИТ. – 2012. – №1. – С. 37 – 41.

• 14.    Ibragimov N.N. Research of design and operating conditions of containers for fruit and vegetables / N.N. Ibragimov, R.V. Rahimov, M.A. Khadjimukhametova // Proceedings VIII International Scientific Conference «Transport Problems 2016». – Katowice: Silesian University of Technology, 2016. – P. 174 – 181.

• 15.    Расулов М.Х. Проблемы повышения конкурентоспособности отечественных железнодорожных коридоров / М.Х. Расулов, У.Н. Ибрагимов, Р.В. Рахимов // Научные труды Республиканской научно-технической конференции «Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте». – Ташкент: ТашИИТ, 2013. – С. 14 – 17.

• 16.    ГОСТ 33211-2014. Вагоны грузовые. Требования к прочности и динамическим качествам. – М.: Стандартинформ, 2016. – 54 с.

• 17.    ГОСТ 33788-2016. Вагоны грузовые и пассажирские. Методы испытаний на прочность и динамические качества. – М.: Стандартинформ, 2016. – 41 с.

• 18.    Boronenko Yu.P. Experimental determination of vertical and lateral loads on the bogie side frame of a freight wagon / Yu.P. Boronenko, R.V. Rahimov // Proceedings XII International Scientific Conference «Transport Problems 2020». – Katowice: Silesian University of Technology, 2020. – P. 72 – 81.

• 19.    Рахимов Р.В. Измерения вертикальных и боковых сил, действующих на боковую раму тележки при движении вагона / Р.В. Рахимов, Ю.П. Бороненко // Материалы X Международной научно-практической конференции «Проблемы безопасности на транспорте»: в 5 ч. Ч. 5. – Гомель: БелГУТ, 2020. – С. 115 – 117.

• 20.    Бороненко Ю.П. Разработка новых методов измерения вертикальных сил, действующих на боковую раму тележки от колесной пары при движении вагона / Ю.П. Бороненко, Р.В. Рахимов, А.В. Белянкин // Известия Петербургского университета путей сообщения. – СПб.: ПГУПС, 2020. – Т. 17. – Вып. 1. – С. 7 – 22.

• 21.    Бороненко Ю.П. Измерение нагрузок, действующих на боковую раму тележки от колесной пары при движении вагона / Ю.П. Бороненко, Ю.Б. Житков, Р.В. Рахимов // Материалы XIV Международной научно-технической конференции «Подвижной состав XXI века: идеи, требования, проекты». – СПб.: ФГБОУ ВО ПГУПС, 2019. – С. 121 – 124.

• 22.    Boronenko Yu.P. Continuous monitoring of the wheel-rail contact vertical forces by using a variable measurement scale / Yu.P. Boronenko, R.V. Rahimov, Waail M. Lafta, S.V. Dmitriev, A.V. Belyankin, D.A. Sergeev // Proceedings of the 2020 Joint Rail Conference (JRC2020), April 20-22, 2020. – St. Louis, Missouri, USA: ASME, 2020. – P. 1 – 3.

• 23.    Boronenko Yu.P. Diagnostics of freight cars using on-track measurements / Yu.P. Boronenko, G.A. Povolotskaia, R.V. Rahimov, Yu.B. Zhitkov // Advances in Dynamics of Vehicles on Roads and Tracks. Proceedings of the 26th Symposium of the International Association of Vehicle System Dynamics (IAVSD 2019). Lecture Notes in Mechanical Engineering, August 1216, 2019. – Gothenburg, Sweden: Springer, Cham, 2020. – P. 164 – 169.

• 24.    Бороненко Ю.П. Измерение боковых нагрузок от колес на рельсы / Ю.П. Бороненко, Р.В. Рахимов // Транспорт Российской Федерации. - 2019. - № 4 (83). - С. 45 - 50.

• 25.    Бороненко Ю.П. Кусочно-непрерывное измерение сил между колесом и рельсом по касательным напряжениям в двух сечениях рельса / Ю.П. Бороненко, Р.В. Рахимов, А.А. Петров // Транспорт Российской Федерации. – 2018. – № 3 (76). – С. 58 – 64.