7-ma’ruza poezdlarni

7-MA’RUZA
POEZDLARNI TORTISH ASOSLARI HAKIDA UMUMIY MA’LUMOT.


Ma’ruza rejasi:

1. 
   Tortuv poezdlarining metadologik asoslari.
   
2. 
   Poezdlarning harakatlanish mexanikasining modeli.
   
3. 
   Poezdlar modelini shakllantirish uchun dastlabki holati.
   
4. 
   Poezd xarakatlanishida unga ta’sir etuvchi kuchlar.
   
5. 
   Poezdlar xarakatlanish tartibi va turi.
   

Kalit suzlar: Elektrovozlar, kuzov, urilibtortishuskunalari, tormoz uskunalari, aravacha, rama,tortuv elektr dvigatellari.

7.1.Tortuv poezdlarining metadologik asoslari.

Hozirgi vaqtda elektr traksiyoni temir yo'l transportida ishlatiladigan tortishishning boshqa shakllarida qaraganda nisbatan ustun mavqega ega. Buning sababi bor. Hiperbolik traktiv harakat xususiyatlari va keng ko'lamli turli xil ish sharoitlari mavjudligi uchun. Bular yangi avlod kuchlari joriy etilgandan buyon mavjud edi. Dvigatellar bilan elektr trakti ishlab chiqarilayotgan lokomotivlar bozorining qariyb 40 foizini tashkil etadi. Ushbu tortish tizimining afzalliklari nazoratning qulayligidadir. Dvigatelning tortish quvvati tezliklari va moment kuchlanish momentlari va mexanizmni almashtirish qulayligi dinamik frenleme operatsiyalari uchun tartiblidir. Buning uchun yarimo'tkazgichlar kerak. Bu turdagi tortishish tizimini ishlab chiqarish uchun AC traksiyon tizimlari bilan solishtirish ancha sodda bo'lishi mumkin. Ushbu tortish motorlarining aylanish tezligini nazorat qilishda qulaydir. Bunga elektr ta'minotiga ulanishning bir nechta variantlari yordamida erishish mumkin.
Poezdlarxarakatlanishiniboshqaruvchitortuvlokomotivlarining nazariyasi. Bunda poezdni boshqaruv tizimi sifatida tashqi muxitimizda g‘alayonlovchi ta’sirning o‘zgaruvchi sharoitlarini xisobga olibtashqi va ichki saqlanuvchi aloqalar hamda uni boshqarishdagi ta’sirlarning cheklanishiga yo‘l qo‘yilishi bilan harakatda bo‘lishi tushuniladi.
Tizim - bu vaqt davomida yaxlit misolida o‘zaro bir-biri bilan aloqada va harakatda bo‘lishidagi ob’ektlarning to‘plami. Lokomotiv va vagonlarning tortuv poezdi nazariy jihatdan bir-biri bilan avtotirkama bilan bog‘liq, xududda va vaqtda yaxlit sifatida joylashtirilishi kuzatilgan, ya’ni boshqaruvdan tashqari xech qanday xarakatlanishga ega bo‘lmagan tizim sifatida.
SHuni ta’kidlash lozimki, avtotirkamalar ichki bo‘lib, relslar -tashqi ushlab turuvchi aloqa hisoblanadi, bunda poezdning harakatlanishida boshqaruvga ta’sir etuvchi harakatlanish va kuch yo‘nalishining traektoriyasi aniqlanadi. O‘zgaruvchan tashqi ta’sirlar esa yo‘l profilining notekisligi, xarakatlanish tezligining o‘zgarishi va matereologik sharoitlar bilan bog‘langanligidir.
CHeklanishlar — poezdning butunlay va lokomotivning qisman holati yo‘lga qo‘yilgan, bunda harakatlanish jarayoni normal (shtat tartibida) davom etadi.
O‘z navbatida cheklanishlar boshqaruv resurslari va ekspluatatsiya sharoitlari bilan bog‘liq. Birinchi cheklanishlar quyidagicha aniqlanadi: quvvatlanish oqimidan oluvchi energiyani cheklash; tortuv elektr dvigetellarining nominal quvvati; poezd tormoz vositalari bilan ta’minlanganligi;bokslashgaqarshi tayanchlar (yuza) aniqlangan holda rels bilan g‘ildiraklarni xarakatlanishidagi tutashmalar; lokomotivning konstruktiv tezligi; elektr mashinalarning tok va kuchlanishi yo‘lga qo‘yilishi bo‘yicha mustaxkamlik sharoitlari. Ikkinchi cheklanishlarga: stansiyaning qabul qilish-jo‘natish yo‘llarining uzunligi; metereologik sharoitlar; lokomotivlarning tortuv elektr mashinalari cho‘lg‘ami qizib ketish xarorati; yo‘lga qo‘yilgan tezlik chegarasi; poezdlarning og‘irlik me’yorlarini birxillashtirish.
Poezdning holati - bu uning xududda va tezligi belgilangan vaqt momentida bo‘lishi, hamda boshqariluvchi poezd xarakatlanishini aniqlovchi yo‘lga qo‘yilgan xolatidagi chegarali tortuv parametrlaridir.
Poezdning yurishi - poezd holati barcha joriy vaqt koordinatalari o‘zgarishida boshqarishdagi xarakatlanishni aniqlash: yo‘l, tezlik, tok kuchi, kuchlanish, cho‘lg‘amlarning qizishi, tormozlanish kuchi.
Poezdni boshqarish xarakatlanishning shunday tashkil etilganligi bo‘lib, bunda qo‘yilgan maqsadlarga erishish va uning holati bo‘yicha cheklangan barcha sharoitlarga rioya qilish deb tushuniladi.
Poezdlarning xarakatlanishi vaqtida energiya manbaalarini minimal darajada sarflaganda temir yo‘lda katta bo‘lmagan tashish va o‘tkazish imkoniyatini ta’minlab berishga xarakatlanishining xisob-kitoblari. Maksimum imkoniyatlarning prinsiplaridan kelib chiqib maksadlarga erishish mumkin, ya’ni uta katta massa-ogirlikda uta katta tezlik yo‘lga qo‘yilganda yo‘l profili noteksi bo‘lgan har bir elementda kinetik energiyadan o‘ta katta darajada foydalanish. Ushbu prinsip TXK (tortuvni xisoblash qoidalari)da qonunlashtirilgan va tortuv xisoblarini amalga oshirishda faqat unga rioya qilish shart.
Harakatlanishning hisobga olingan va berilgan jadvalida boshkaruv maqsadi dispetcher va mashinist (avtomashinist) poezdni belgilangan joyga berilgan vaqtda olib kelishlaridan iboart.
SHubxasiz, mashinist tomonidan uni hisoblash va amaliyotga tadbiqqilish uchun shunday boshqaruv kuchlari kerak, bunda xarakatlanish qarshilik kuchini o‘tish va kuchlanish inersiyasi xolati sodir bo‘lib, poezdning xar bir boshqaruv bosqichida belgilangan holatiga erishish ta’minlab beriladi.
Bunday boshqaruv kuchlariga poezdning lokomotiv va poezd kuchlari kirib, boshqaruv tizimiga ta’sir etuvchi toifalaridan iborat, ya’ni boshqaruv maqsadlariga erishish uchun tushuna turib o‘zgarishiga ta’sir etishi hisoblanadi. Poezd xarakatlanishiga qarshilik qiluvchi kuchlar g‘alayonlash ta’siriga bog‘lik.
Harakatlanishni xisoblash uchun uning yurishini etarli darajada aniq amaliy maqsadlar uchun bayon etilgan poezdning matematik modeli -differensial harakatlanish boshqaruvidan foydalaniladi. Differensial tenglamalarni echish boshqaruvning barcha bosqichlarida xarakatlanish qonunini aniqlashga imkon beradi va shuning uchun tortuv nazariyasi va tortuv xisoblarining markaziy qismini tashkil etadi.
Ushbu tenglamani echishda manbaalarni va cheklanishlarni xisobga olib vaqti, yo‘li, xarakatlanish tezligi, poezdlarning og‘irlik me’yori, poezdning xavfsiz xarakatlanishini kafolatli ta’minlagan xolda tortuvdagi energiya manbai-yokilg‘i sarfi, lokomotivlarning barqarorligi va mustaxkam ishlashi.
Tortuv poezdlarining xisoblash qismi tortuvni xisoblash deb ataladi, bunda poezdlar xarakatlanish grafigini ishlab chiqish, izlanishlar va temir yo‘llarni loyixilashtirish, xamda tashishning iktisodiy tejamkorlik soxalarini xisoblash uchun foydalaniladi. SHuning uchuntortuv xisoblari temir yo‘lni rivojlantirishda, rejalashtirishda va ratsional soxalarda xarakatda bo‘lishida asosiy qurol xisoblanadi.
Tortuv poezdlarining asosiy metodologik nazariyasi va fan xaqidagi qisqacha ma’lumotlar shulardan iborat.
Poezd modeli va original nusxasini olib borishda zarur uxshashligini ta’minlash lozim, avval jismoniy modelini shakllantirish, ya’ni ayrim analogik xarakatda bo‘lishini yo‘lga qo‘yilgan tizim sifatida qabul qilish, xisoblash amallarini soddalashtirish va xarakatlanish xisoblari aniqligiga ma’lum jixatdan ta’sir etishi ko‘zda tutilgan. SHundan so‘ng poezdning borishida analogik tushuncha — matematik modelini tuzish mumkin.
Ma’lumki, nazariy mexanikada tizimning borishini bayon etishda xarakatlanishning tizim qancha erkin darajada bo‘lsa shuncha hisoblash usullarini talab qiladi. SHuning uchun avval, poezdning rels kallagida joylashgan erkin daraja sonini aniqlab olamiz. Ilgari keltirilgan tortuv poezdida faqatgina xarakatni boshqarish o‘rganilar edi va xarakat tarkibining boshqarilmaydigan xarakatlanishi e’tiborsiz qoladi: ko‘ndalang rels kallagi, avtotirkamaning bo‘ylama tirqishi, ressora osti og‘irligining vertikal tebranishi va x,.k.
Agar ushbu xarakatlanishlarni e’tiborsiz qoldirsa, u holda rels yo‘llari shunday tashqi ushlab turuvchi aloqani aks etadi, bunda ko‘rsatilgan qiymatlar poezdning bir yo‘nalishda - rels bo‘ylab xarakatlanishga majbur qiladi.
SHuning asosida ikkita postulat (faraz)- poezd modelini shakllantirish uchun dastlabki xolat amal qiladi.
1-potsulat (faraz): poezd faqatgina bitta erkinlik darajasiga ega, uning yurishini bayon etishda xarakatlanishning yakka tenglamasi talab qilinadi, bu esa xisob-kitob ishlarini soddalashtiradi va u tortuv poezdi nazariyasida qabul qilingan.
Harakat tarkibiga tabiati, berilgan joyi va xarakat yo‘nalishi bo‘yicha turli bo‘lgan ko‘pgina kuchlar ta’sir etadi.
Barcha kuchlarni xisobga olish mumkin emas, va bunga extiyoj xam yo‘q, ya’ni bizni faqatgina xarakatlanish boshqaruvchiga ta’sir etuvchi kuchlargina kerak bo‘ladi.
2-postulat (faraz): bir erkinlik darajasiga ega poezdning yurishini bayon etish uchun xarakatlanish yo‘nalishi yoki qarama-qarshi yo‘nalish bilan mos keluvchi faqatginina bitta kuchni bilish kifoya.
Keyinchalik, avtotirkamalar shunday ichki aloqaga, vagon va lokokmotiv poezdlarni bir-birini doimiy masofada ushlab turishi va xuddi o‘sha yo‘ldan bir xil tezlikda xarakatlanib o‘tishiga majbur qilishidan iborat.
Ma’lumki, mexanikada bunday xarakatlanish kelib tushuvchi xarakatlanish ko‘rsatkichi xisoblanadi, bu o‘zgarmas tizim deb ataladi. SHunga asoslangan xolda yana uchta postulat (faraz)lar keltiriladi.
3-postulat (faraz): o‘zgarmas tizimning kelib tushuvchi xarakatlanishi uning xarakatlanish markazi massa bilan aniqlanadi, u xolda poezdning xarakatlanishini material nuqtada xarakatlanish sifatida bayon etish mumkin, bunda poezdning barcha massasi e’tiborga olingan. Ma’lumki, material nuqta ostida jism bo‘lib, o‘lchamlari bunda uning xarakatlanishi bilan qiyoslanadi. Massaning joylashtirilgan markazi poezdning uzunligi o‘rtasida.
4-postulat (faraz): ichki kuchlarning o‘zgarmas tizimining ishlash qiymati nolga teng bo‘lganligi sababli, poezdning xarakatlanish tezligini bayon etishda tashqi kuchlarni xisoblash etarli bo‘ladi va ichki kuchlar e’tiborsiz koladi. Bunda faqatgina tashqi kuchlar xisobga olinib, rels bo‘ylab yoki unga qarama-qarshi yo‘nalishda xarakatlanishi bilan mos keladi.
5-postulat (faraz): agar poezd modeli material nuqtaga ega bo‘lsa, bunda bir yo‘nalishda ta’sir etuvchi ichki kuchlar keltirilib, xarakatlanishni xisoblash uchun mexanikada ma’lum bo‘lgan prinsip (superpozitsiya)dan foydalaniladi. Uning moxiyati shundaki, bunda xarakatlanish tizimining natijaga erishishi xar bir kuch aloxida ta’sir ostida bo‘luvchi xarakatlanish yig‘indisiga teng bo‘ladi.
Prinsipidan kelib chiqib, poezd xarakatlanishini boщqarishga ta’sir etuvchi barcha kuchlar tortuv nazariyasida birgina teng ta’sir etuvchi kuch tashqi kuchdagi algebrik yig‘indi qiymatiga teng va xarakatlanish yo‘nalishi va unga qarama-qarshi xarakatlanuvchi poezd o‘rtasiga qo‘yilganligi bilan almashtiriladi.
SHunday qilib, qabul qilingan poezdning jismoniy modelini yo‘lga qo‘yishda bir erkin darajali material nuqtada xarakatlanishni boshqarish sifatida qabul qilish mumkin, bunda poezdning barcha massasi to‘plangan va poezdlarning yo‘nalishi va qarama-qarshi xarakatlanish ta’siridagi tashqi kuchlar algebrik yig‘indi qiymatiga teng ta’sir etuvchi kuchlar keltirilgan.


9.1-rasm. Poezdga ta’sir etuvchi kuchlar


Mexanikada xisoblash ishlarini amalga oshirishda qulayliklardan biri ma’lum joyda kuchni olib borish xisoblanadi. Tortuv poezdida xarakatlanish boshkaruviga ta’sir etuvchi barcha kuchlar poezdning lokomotiv va vagon g‘ildirak xalqasiga joylashtirilishidir.
9.1-rasmda poezdning qabul qilingan jismoniy modeli keltirilgan, bu erda xarakatlanish xisoblarini amalga oshirishda zarur bulgan kuch belgilari mavjud: F_k- lokomotivning urinma tortuv kuchi; W_K - poezdning xarakatlanishdagi qarshiligi; V_t- poezdning tormoz kuchi; Q - poezd og‘irligi; Q'- rels yo‘llari (relslarning) "reaksiyasi".
Tortuv kuchi - bu poezdning xarakatlanish yo‘nalishida rels bilan o‘zaro ta’sirdagi va xarakatlanuvchi g‘ildirak xalqalariga biriktirilgan . lokomotivga tortuv dvigatelini uzatib ta’minlab beruvchi xarakatlanish kuchini boshkarishdir. Tortuv kuchi boshqaruv ta’siri sifatida tajribaga asoslanib, yoki avtomat qurilma — avtomashinist, mashinist yordamida yokilokokmotivning tortuv uzatgichi o‘z-o‘zini rostlashi bilan o‘zgarishi mumkin.
Qarshilik kuchi poezd g‘ildirak xalqalariga keltirilgan va qarshi xarakatlanishga yo‘naltirilgan xarakatlanish jarayonida paydo bo‘ladigan boshqarilmaydigan barcha kuchlar yigindisi deb ataladi.
Ushbu kuchning ta’siri mashinist yoki avtomat qurilma yordamida tartibga solinadi.

Poezdning notekis xarakatlanishiga shuningdek xarakatlanuvchi massaning t inersiya kuchi va poezdning aylanuvchi massasi t_vxam ta’sir etadi, bunda tortuv kuchi yoki tormozlanish kuchi ishlashiga sarflanishidan o‘ta oladi. Biroq ma’lum sharoitlarda ushbu kuchlarning kinetik energiyasi poezd xarakatlanishi bo‘yicha o‘zgartirgichning to‘xtovsiz ishlashi mumkin.
Ko‘rib chiqilgan kuchlarning qiyoslanishiga qarab poezdning xarakatlanish tartibi quyidagilarga ajratiladi tortuv rejimi, bunda ta’sir etuvchi kuch (F_K-W_K-T), tormozlanish rejimi, bunda (V_t ±W_K-T) ta’sir etadi va salt yurish rejimi, bunda (T- W_K) kuchlar ta’sir etadi.
Kuchlarning qiymatlarining nisbati poezdning teng ta’sir etishiga som kelishida xarakatlanishning xususiyati aniklanadi: (F_K- W_K - T) > O bo‘lganda - xarakatlanish tezlashadi; (F_K-W_K-T) < 0 bo‘lganda — xarakatlanish sekinlashadi; (F_K — W_K — T) = 0 bo‘lganda - xarakatlanish tenglashadi (T -0).
Salt yurish rejimida (boruvchi rejimda) poezd tortuv lokomotivining kuchisiz, ya’ni inersiya yoki burilish (tushish) bo‘yicha xarakatlanadi. Bunda xarakatlanish qiyaliklardan tushishi sekinlashada.
Tormozlanish rejimida teng ta’sir etuvchi kuch xar doim manfiy, shuning uchun poezdning xarakatlanishi - sekinlashadi.
Tortuv poezdida qabul qilingan poezd xarakatlanishi mexanik modelining soddalashtirilgan boshqa interpretatsiya xolatini keltiramiz, quyidagi muxokamalarga asoslanadi.
Harakatlanuvchi poezd hakidagi umumiy tasavvur uning xisoblash sxemasini beradi (9.2, a-rasm). Unda poezd lokokmotivga bog‘liq (yig‘ma) va vagonlar gurux, (tarkib) xolda maxsus egiluvchi bog‘lamli tutashmalar sifatida ko‘rsatilgan. Poezd uzunligi -l_n.
Poezd yaxlitlikda va uning tarkibiy elementlari aloxidaligi bo‘yicha yuqorida keltirilgan gorizontal kuchga ta’sir ko‘rsatadi: harakatlanuvchi kuch Fva poezdning tarkibiy xarakatlanishning qarshilik kuchi W\ W"₁, ... W'"_n, hamda tarkibiy qismdagi vertikal kuch og‘irligi - poezd og‘irligi R va vagonlar og‘irligi q₁...q_n. Poezd bir-biri bilan o‘zaro bog‘liq bo‘lgan elementlar tizimi sifatida umumiy tezlik elementi Vuchun ilgarilab boradi. 9.2, a xisoblash sxemasida taxlil uchun axamiyatisiz parametrlar va ko‘rsatkichlar yo‘q masalan, vagon va lokomotivlarning texnik xolati (tarkibda ular xarakatlanishi mumkin), ularning vertikal va ko‘ndalang tebranishi va shu kabilarga e’tibor qaratish lozim.
Biroq 9.2, a-sxemasida e’tibor qaratilgan o‘zgaruvchan qiymatlar ular tizimini taxlil uchun noqulay qilib qo‘ygan. SHuning uchun bir necha tartibga ega bo‘lgan soddalashtirish usullarini bajaramiz.
1-bosqich. Barcha vagon tarkibining massadagi Mq = Ʃt va massa-og‘irligi Q=Ʃqning umumiy jismini shartli ravishda birlashtiramiz. Ular orasidagi aloqa va vagonlarning joylashish nisbatidagi imkoniyatlari bilan kifoyalanadi.


9.2-rasm. Poezd xarakatlanishida unga ta’sir etuvchi kuchning xisoblash sxemasi


Buni bajarish mumkin, chunki poezddagi ichki kuchlarning yig‘indisinolga teng, ya’ni nisbiy joylashtirishdagi xar qanday tirkamaga qarama-qarshi kuchlar o‘zaro ta’sir etadi.
Tarkibning xarakatlanishida umumiy foydalanishning kuchi W" = Ʃ W₁"nitashkil etadi.
Poezdning yangi modeli endi ilgarilanma xarakatlanuvchi ikkita bog‘liq jism (lokomotiv va vagon tarkibi) dan iborat (9.2, b-rasm). Bunda ikki jism bir vaqtning o‘zida xarakatlanadi, bir vaqtning o‘zida keladi (birinchi stansiyadan ikkinchisiga), ya’ni bir xil tezlikda xarakatlanadi, keyinchalik mustaxkamlanishi mumkin.
2-bosqich. Keltirilgan muloxazalardan kelib chikib endi poezdni bir jism sifatida aks ettiramiz umumiy og‘irligi (R+Q) bunga gorizontal tortuv kuchi Fva xarakatlanish karshiligi (W ta’sir etadi (9.2, v-rasm).
Ushbu bosqichda modelning tuzilishiga e’tibor qaratamiz, ya’ni poezd massasi (lokomotiv va vagonlarning g‘ildirak juftligi, lokomotivning elektr dvigatel yakori)ga, bundan tashqari poezdning ilgarilanma harakatlanish tarkibi aylanish xarakatini bajaradi, bu esa xarakatlanish kuchining Fishlash qismi sarflanishiga olib keladi.
3-bosqich. Kurib chiqilgan xarakatlanuvchi poezdning og‘irlik (massa)ni shartli ravishda oshirib, aylanuvchi massani (1 + γ) ga ko‘paytirgan xolda olib tashlaymiz, bu erda γ - poezdning umumiy massasida aylanuvchi massaning koeffitsienti (ulushi). Natijada R (1 + γ) og‘irlikdagi jismni vaM(1 + γ) massani olamiz, xarakatlanishi ilgarilanma (9.2, g-rasm).
4-bosqich. Poezdni so‘nggi modellashtirish bosqichi aniqo‘lchamlaridan chalg‘itish bo‘lishi ham mumkin. Bunda ilgarilanma xarakatlanuvchi poezdning barcha elementlarini xisoblash mumkin, ularning aniqo‘lchamlari (ya’ni uzunligi) uning xarakatlanish xususiyatini taxlilqilishda xech qanday ahamiyatga ega emas. Bu esa poezdning xarakatlanishini uning massasi markazda (og‘irlik markazi) xarakatlanishi sifatida ko‘rib chiqiladi, ya’ni mexanik modelida ma’lum bo‘lgan - material nuqta kabi xarakatlanish xisoblanadi, bunda poezdning massasi to‘plangan va unga ta’sir etuvchi barcha kuchlar keltirilgan.
Huddi shu tashqi tomondan oddiy bo‘lgan va tortuv hisoblash usullariga asos sifatida keltirilgan, MDX, davlatlari temir yo‘llarida ekspluatatsiya qilish amaliyotida foydalanish uchun mo‘ljallangan poezd modeli xisoblanadi. "Poezdning yurishi bo‘yicha xarakatlanish tezligi va vaqtini aniqlashda material nuqtani qabul qilish, bunda uning barcha massasi to‘plangan. Ushbu nuqtaning vaziyatini shartli ravishda poezd o‘rtasi deb qabul qilinadi".


Nazorat savollari:

1. 
   Tortuv lokomotivlari nazariyasi nimani o‘rgatadi?
   
2. 
   Tortuv poezdlarining nazariyasidagi asosiy masalalar.
   
3. 
   Poezdning matematik modeli.
   
4. 
   Poezdning fizik modeli.
   
5. 
   Xarakatlanuvchi poezdga qanday kuchlar ta’sir etadi?
   
6. 
   Poezdning xarakatlanish tartibi.
   
7. 
   Tortuv hisoblarining berilishi va mohiyati.