ОЦЕНКА ХОДОВЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ КАЧЕСТВ ВАГОНА-ХОППЕРА МОДЕЛИ 19-9596 ПРИЗВОДИМЫЕ В РЕСПУБЛИКЕ УЗБЕКИСТАН Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

ОЦЕНКА ХОДОВЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ КАЧЕСТВ ВАГОНА-ХОППЕРА МОДЕЛИ 19-9596 ПРИЗВОДИМЫЕ В РЕСПУБЛИКЕ УЗБЕКИСТАН

Рахимов Рустам Вячеславович Заирова Дилфуза Назировна Соболева Ирина Юрьевна

Ташкентский государственный транспортный университет

В работе выполнены исследования по определению ходовых динамических качеств четырехосного грузового вагона-хоппера для перевозки цемента модели 19-9596 объемом кузова 61,6 м3 при осевой нагрузке до 23,5 тс. Расчетным путем в груженом и порожнем состоянияхопределены величины рамной силы и коэффициента динамической добавки, значения которых используются при расчете коэффициентов запаса устойчивости от схода колеса с рельса и устойчивости от опрокидывания. Результаты расчетов и сравнение полученных величин рамной силы и коэффициента динамической добавки с нормативными допускаемыми значениями показали, что ходовые динамические качества вагона-хоппера для перевозки цемента модели 19-9596 производства Республики Узбекистан удовлетворяют требованиям.

Ключевые слова: ходовые динамические качества, грузовой вагон, вагон-хоппер, рамная сила, коэффициент динамической добавки.

УЗБЕКИСТОН РЕСПУБЛИКАСИДА ИШЛАБ ЧЩАРИЛУВЧИ 19-9596 МОДЕЛИДАГИ

ВАГОН-ХОППЕРНИНГ ХДРАКАТЛИ ДИНАМИК СИФАТЛАРИНИ БАХ,ОЛАШ

Тадкикотда 19-9596 моделидаги цемент ташишга мулжалланган кузов х,ажми 61,6 м3 укли юкламаси 23,5 тс булган турт укли юк вагон-хоппернинг хдракатли динамик сифатларини аниклаш буйича текширувлар бажарилган. Хисоб йули билан юкланган ва юксиз х,олатларда рама кучлари катталиклари ва динамик кушимча коэффициенти аникланган, уларнинг кийматлари рельсдан гилдиракни чикиб кетишидан мустах,камлиги зах,ираси коэффициенти ва агдарилишидан мустах,камлиги кийматлари кулланилган. Рама кучлари ва динамик кушимча коэффициенти х,исобларнинг натижалари ва олинган катталикларни меъёрий йул куйилган кийматлар билан солиштирилганда, цемент ташишга 19-9596 моделидаги Узбекистан Респуликасида ишлаб чикарилувчи вагон-хоппернинг динамик сифатлари талабларни кондиришини курсатди.

Калит сузлар: хдракатли динамик сифатлар, юк вагони, вагон-хоппер, рама кучи, динамик кушимча коэффициенти.

ESTIMATION OF RUNNING DYNAMIC QUALITIES OF THE WAGON-HOPPER OF MODEL 19-9596 PRODUCED IN THE REPUBLIC OF UZBEKISTAN

The work carried out research to determine the driving dynamic properties of a four-axle freight hopper car for the transportation of cement model 19-9596 with a body volume of 61.6 m3 with an axle load of up to 23.5 tf. The values of the frame force and the coefficient of dynamic addition, the values of which are used to calculate the safety factors for wheel derailment and overturning stability, were determined by calculation in the loaded and unladen states. The results of calculations and comparison of the obtained values of the frame force and the coefficient of dynamic addition with the normative permissible values showed that the running dynamic qualities of the hopper car for the transportation of cement model 19-9596 manufactured in the Republic of Uzbekistan meet the requirements.

Key words: driving dynamic qualities, freight car, hopper car, frame force, dynamic addition coefficient.

Кириш. Узбекистон Республикаси темир йул транспортининг боскичли ривожланишидаги асосий шартларидан бири булиб, уларнинг ресурсларидан фойдаланишда халкаро стандартларга жавоб берувчи мавжуд вагонларнинг хизмат муддатини узайтириш, юк

вагонларини давлатимизда ишлаб чикарилган замонавий вагонлар билан янгилаш ва тулдириш хисобланади [1-3].

Вагон таъмирлаш ва вагон куриш корхоналарининг модернизацияси, техник ва технологик янгиланиши буйича республикада кенг камровли дастурларни боскичли утказишни инобатга олиб, шунингдек, уларни юкори унумдорлигини ва сифатли махсулотлари билан таъминловчи бакувват ишлаб чикариш мажмуалари ва янги ускуналар билан жихозланиши, албатта Узбекистонда халкаро стандартларга мос келувчи янги авлоддаги юк вагонларининг турли типларини вагон куриш корхоналарида ишлаб чикариш имконини яратади [4-6].

Шундай килиб, ^уюв-механика заводи 2013 йилда кайта жихозлангандан кейин янги юк вагонларни ва уларнинг асосий узелларини ишлаб чикарилишини узлаштирди: хажми 158 м3 булган 11-9923 моделидаги ёпик вагон [7], юкламаси 70 т булган 11-9922 моделидаги яримвагон [8], хджми 61,6 м3 булган цемент ташиш учун мулжалланган 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 куйидаги вагонларни ишлаб чикармокда: нефть махсулотларини ташиш учун 15-9721 моделидаги вагон-цистерна [11], юкламаси 13,5 т булган танк-контейнер [12-14].

Юк вагонлари конструкцияларини такомиллаштириш борасидаги лойихаларни тадбик этиш республикадаги вагон куриш заводларида мустахкам ва стабил ишлашни таъминлайди, бу эса мамлакатимиздаги темир йул коридорларида ракобатбардошлиликни ошириш имконини беради [15].

Темир йул транспорти олдидаги масалаларни ечишда Тошкент давлат транспорт университети хамкасблари олдига Узбекистон Республикасида ишлаб чикарилувчи вагон-хоппернинг юриш кисмлари сифатларини аниклаш вазифасини куйилди.

Шу максадда бу иш буйичахозирда ук огирлиги 23,5 тс булган 61,6 м3 хажмли 19-9596 моделли цемент ташиш учун мулжалланган турт укли юк вагон-хоппернинг юриш кисмининг динамик сифатларини бахолаш ишлари бажарилди.

Рама кучлари ва динамик кушимчалар коэффициентини аниклаш

Текширувлар учун ^уюв-механика заводида ишлаб чикарилган вагон-хоппернинг техник характеристикалари танланган булиб, улар 1 жадвалда келтирилган.

1 жадвал - 19-9596 моделидаги цементташиш учун мулжалланган вагон-хоппернинг асосий

техник характеристикалари

Параметр номи Белгиланиши Катталик

Аравачадаги уклар сони n 2

Тарасининг массаси, т T 21

Эркин тушиш тезланиши, м/с2 g 9,81

Максимал юкламаси, т Оюк 72,5

Х,аракатнинг конструкцион тезлиги, м/с V 33,3

Юксиз холатидаги статикхисобли эгилиши, м fcm 0,001

Юкланган холатида статик хисобли эгилиши, м fcm 0,054

Х,озирда амал килинаётган меъёрий-техник хужжатлар ГОСТ 33788-2016 [16] ва ГОСТ 33211-2014 [17] буйича аравача ён рамасига гилдирак жуфтидан таъсир килувчи вертикал ва ён кучлари тажрибали кийматлари оркали рама кучлари ва кушимча динамик коэффициенти кийматлари [18-21], рельсдан гилдиракни чикиб кетишидан мустахкамлиги ва агдарилиб

кетишидан мустах,камлиги зах,ираси коэффициентларини х,исоблашда кулланилади, бу эса хдракат таркиби хдракатидаги хдвфсизлик масалаларига бевосита тегишлидир [18,20].

Бундан ташкари, Европа иттифоки ва Шимолий Америкадаги каби, бу курсаткичлар катталикларини гилдиракдан рельсга таъсир килувчи вертикал ва ён кучларнинг экспериментал кийматлари буйича аниклаш йул куйилади [21-25].

Экспериментал маълумотлар булмаса рама кучлари ва динамик кушимча коэффициентлари х,исоблаш йули билан аникланади.

Рама кучининг киймати [17] талабига асосан куйидаги формуладан аникланади:

, (1) л 1-у'

бундам - бир томонлама х,исобий эх,тимоллик, у оркали рама кучининг киймати аникланади,

[17] талабига асосан у 0,97 деб кабул килинади; Н р -рама кучининг уртача эх,тимоллиги киймати, куйидагиформуладан аникланади:

Яр = Рос .в.#(5+У), (2)

бунда Рос - х,исобий статик укли юклама, Узбекистон Республикаси темир йуллари шароитларида 23,5 т ни ташкил этади, у куйидаги формуладан аникланади:

Р = (Оюк + Т) g

Рос 2п ' (3)

в - бир экипаж остидаги тележкада п уклар сони таъсирини инобатга олувчи коэффициент булиб, куйидаги формуладан аникланади:

в = П+2, (4)

2п

3 - юриш кисмлари типини инобатга олувчи коэффициент,[17] талаби буйича ¿= 0,003 с/м кабул килинади; V - вагон хдракатининг конструкцион тезлиги, м/с.

Ук юкламаси улушида рама кучининг киймати куйидаги формуладан аникланади:

Н

Ро = . (5)

ос

[17] талабига асосан динамик кушимча коэффициенти куйидаги формуладан

аникланади:

К = дв Р ]/

4-1п 1 , (6)

Л 1-Р(Кдв)'

бунда Кср - динамик кушимча коэффициентининг уртача эх,тимоллик киймати;

дв

в - таксимлаш параметри, [17] талабига асосан юк вагони учун 1,13 ва юксиз вагон учун 1,5 кабул килинади;Р(^дв) - ишочли эх,тимоллик булиб, у оркали динамик кушимча коэффициенти аникланади, [17]асосан0,97 кабул килинади;

Уртача эх,тимоллик киймати Кср куйидаги формуладан аникланади:

дв

Кср = а+3,6-10-4 • в , (7)

дв ' г

^ ст

бунда а- коэффициент, [17] талабига асосан кузов элементлари учун 0,05 га тенг, аравачани рессорланмаган кисмлари учун 0,15 га тенг; в - бир экипаж четидаги аравачада булганп уклар

сонини инобатга олувчи коэффициент булиб, (4) формуладан аникланади; V - вагон харакатининг конструкцион тезлиги, м/c; fem- рессор осмасининг статик эгиклиги, м.

[17]талабига асосанстатик эгиклик 0,015 дан кам булмаганда шартли равишда fem = 0,015 м кабул киламиз.

(7) ва (6) формулаларга маълумотларни куйиб, кузов элементлари учун динамик кушимча коэффициентлари кийматларини оламиз: - юкланган холатида:

Кср = а+3,6 • 10-4-в-^^ = 0,05 +3,6-10-4-1-333:15 = 0,172;

f 0 054

J ст \j,\j-j-t

К = • lln 1 = 0172- J±ln^ = 0,327;

дв ß 1-Р(Кдв) 1,13 1-0,97 ' '

- юксиз холатида:

Кср = а+3,6 • 10-4-в • V-15 = 0,05+3,6 • 10-4 • 1 • 33,3-15 = 0,49;

/ 0,015

J ст '

К = КР-. К ln 1 = 049- • /—-ln—1— = 0,69. дв ß ^ 1-Р(Кдв) 1,5 Уж 1-0,97

Динамик кушимча коэффициенти кийматлари аравачанинг рессорланмаган элементлари учун:

- юкланган холатида:

Кср = а+3,6 • 10"4 • в • V-15 = 0,15+3,6 • 10" * • 1 • 33,3~15 = 0,272;

/ 0,054

-'ст

Кср к =^^ •

дв ß V

- юкланмаган холатида:

4 • ln 1 = 0272- • J4ln-^ = 0,517;

ж 1-Р(Кдв) 1,13 1-0,97

КсР = а+3,6 • 10-4 • в •V-15 = 0,15+3,6 • 10-4 • 1 • 33,3 15 = 0,59; дв i_ fem 0,015

КсР К = Кдв-

дв ß у

4ln 1 = 059- • 1±1п-±- = 0,83.

ж 1-Р(Кдв) 1,5 Уж 1-0,97 Раманинг Рокучини шагалли ва асбестли балластдаги из учун (Нр/Рос)улушини аниклаш максадида маълумотларни (3), (2), (1) ва (5) формулаларга куйиб рама кучлари кийматларини оламиз:

- юкланган холатида

р = (вр + ТЦ = (72-5 + 2l)-9■8l = 229,1 кН;

ос 2n 2-2

H р = • в • S(5-+ V) = 229,1 • 1 • 0,003• (5+27,7) = 26,32 к^ 4 1 [4 1 кН.

- • ln-= 26,5 • „ — • ln-= 56,51

уж 1- Р(Нр) \ж 1-0,97

р = ^р = 56:51 = 0,246

Р„„ 229,1

Н =Н

р р

о

р

ос

- юксиз холатида

Рос = (Ж = 2LM1 = 51,45 кН.

2n 2^2

Яр = Р • в • S(5+V)=51,45 • 1 • 0,003• (5+27,7)=5,91кН.

Н = Н- 4-ln-1-= 5,91- /--ln—^ =12,69 кН'

р р ]/ ж 1-Р(Нр) Цк 1-0,97

Р = Нр = 1269 = 0,247 ° Рос 51,45

Вагон-хоппернинг харакатдаги динамик сифатларининг хисбий натижалари 2 жадвалда келтирилган.

2 жадвал - Вагон-хоппернинг харакатли динамик сифатларини хисоб натижалари

Параметрнинг номи ва улчами Х,исоб катталиги Энг катта йул куйиладиган киймати

Динамик кушимча коэффициенти

- кузовда:

юкланган холатида 0,327 0,4

юксиз холатида 0,69 0,7

- аравачани рессорланмаган рамасида:

юкланган холатида 0,517 0,8

юксиз холатида 0,83 0,85

(Нр/Ро) улушидаги шагалли ва асбестли

балласт из учун Рорама кучи

юкланган холатида 0,246 0,3

юксиз холатида 0,247 0,38

Хулоса. Вертикал динамик кушимчанинг хисобланган коэффициенти юкланган холатида 0,327 ни ташкил этди, бу [17] талабига асосан йул куйилгандан 0,4 дан ошмаган, юксиз холатида эса - 0,69, бу эса йул куйилгандан 0,7 дан ошмаган.

Юкланган холатдаги аравачанинг рессорланмаган кисмидаги вертикал динамик кушимчасининг хисобланган коэффициенти 0,517 ни ташкил этди, бу эса [17] талабига асосан йул куйилган 0,8 дан ошмаган, юксиз холатида эса - 0,83 булиб, йул куйилган 0,85 дан ошмаган.

Х,исобланган Ро рама кучи юкланган холатдаги шагалли ва асбестли балластда из учун аравача рамасида гилдирак жуфтидан (Нр/Ро) улушда 0,246 ни ташкил этди, бу эса [17] талабига асосан йул куйилган 0,3 га, юксиз холатида 0,247 булиб, йул куйилган 0,38 дан ошмаган.

Демак, Узбекистон Республикасида ишлаб чикарилган цемент ташиш учун мулжалланган 19-9596 моделидаги вагон-хоппернинг харакатли динамик сифатлари талабларни кониктиради [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. "Узбекистон темир йуллари" АЖ корхоналарида янги вагонларни куришда ракамли прототип технологиясини тадби; 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.