Жылжымалы құрамға тербелістен әсер етуші динамикалық күштер

1. М. Тынышпаев атындағы Қазақ көлік және коммуникациялар академиясы

“Жылжымалы құрам” кафедрасы
«Локомотивтер динамикасы»
пәнінен дәріс тақырыбы:
Жылжымалы құрамға тербелістен әсер
етуші динамикалық күштер
Мамандығы: «Локомотивтер»
т.ғ.к., доцент: Мустапаев К.С.
Алматы 2016 ж.

2.

Негізгі терминдер және тербелістерге жалпы түсінік
Локомотив динамикасы – локомотивтің құрама бөліктерінің
орын ауыстыру моменттерінің, күштерінің және оның жүріс
бөліктерімен жолдың жоғарғы қалыптасуының (ЖЖҚ) өзара
байланысының салдарынан, сонымен қатар, жылжымалы құрам
локомотивтерімен және вагондардың қалыптасуының физикалық
үдерісі.
Динамиканың көзқарасы жағынан локомотивтің механикалық
бөлігі келесі талаптарды қанағаттандыруы тиіс, яғни:
Экипаждың қозғалысының тұрақтылығын қамтамасыз ету;
Механикалық бөліктің сапасына талаптарды қанағаттандыру.
Аталып өтілген міндеттерді шешу әдістерінің тұтастығы «ТЖҚ
динамикасы» ғылымының құрылымын білдіреді.

3.

Локомотивтер тербелісінің түрлері
Денелердің тербелуін координатты осьтер жүйесі бойынша
жүктемелік күштердің бағытын анықтау
z0 осі бойынша – секіру (z);
y0 осі бойынша – шығарылу (y);
x0 осі бойынша – жұлқу (x).
Мәжбүрленген тербелістер туындайтын факторлардың немесе
қоздырушы тербелістердің әсерімен туындаған. Осындай
тербелістердің параметрлері қозғалыстың жылдамдығына және
қоздырғыштың сипаттамасына байланысты.

4.

Айналым бұрыштары бұрыштық тербелістерді сипаттау:
φх - бүйірлік шайқалу;
φу - шоқырықтау;
φz - ирелең жүріс.
Тербелістің барлық 6 түрі бір бірімен тығыз байланысты.
Дегенмен, тәжірибе көрсеткендей, оларды жеке қарастыруға
болады. Сондықтан ЖҚ тербелістерін зерттеген кезде оларды 3
топқа бөлу қабылданған:
тік – z және φу координаттары бойынша;
созылған – х координаттары бойынша;
көлденең (жандық) – у, φх және φz координаттары бойынша.
Тербелістің бұл 6 түрін еркін және мәжбүрленгеннен
орналастыру шарттары қабылданған. Еркін тербелістер қозудың
бірегейлік әрекетінің салдарынан өзгермелі сыртқы әсердің болмауы
кезінде туындайды.

5.

Мәжбүри тербелістердің түрлері
Мәжбүрленген тербелістер орнатылған және орнатылмаған
болады.
Орнатылған тербелістер профильдің бұзылуынсыз жолдың
тура бөліктері бойынша тұрақты жылдамдықпен экипаждың
қозғалысы кезіндегі шартты түрі болып табылады.
Орнатылмаған тербелістер қозғалыстың өтпелі режимінде
туындайды, яғни олар:
1. жолдың бірегей тегіссіздігінің өтпесінен;
2. қисыққа кіру және қисықтан шығуы кезінде;
3. қозғалу және қозғалыс жлдамдығының өзгеруінің әсерінен;
4. профиль сынықтарының өтпесінен.
ТЖҚ-ның диссипативті сипаттамасы мынадай, еркін тербелістер
жылдам өшіп қалады. Сондықтан, тербелісті анықтаған кезде
негізінен мәжбүрленген тербелістердің орнатылған режимін
қарастырады.

6.

Тербелістерді туындататын қозулар
Мәжбүрленген тербелістерді туындататын қозуларды 3 түрге бөлуге болады:
1.Кинематикалық – профильде және жоспарда жолдың геометриялық
тегіссіздігі, доңғалақтың сырғанау беткейіндегі тегіссіздігі;
2.Күштік – қосымша сыртқы күштердің әрекеті (дизельдің, компрессорлардың
және т.б. айналмалы бөліктердің тұрақсыздығынан тартылыс кезеңі,
периодикалық күштер).
3.Параметрлік – жүйенің қандайда бір параметрін өзгерумен негізделген.
Жолдың динамикалық қасиеттерін оның тығыздығын, диссипативті және
инерциялық қасиеттерін ескеретін модельдердің көмегімен бейнелейді. Жолдың
екі үлгісі қолданылады:
1. Дискретті – дөңгелек және рельстің к байланыс нүктесіне келтірілген
тұрақты mn массасы, βn сөну коэффициенттерімен гидравликалық сөну, жn
тығыздықтағы пружина түрінде жол ұсынылады. Осы үлгі бойынша есептерді
орындаған кезде жолдардың мәнін келесі диапозонда қабылдауға болады:
mn = 0,3 ÷ 0,8 т; жn = 35 ÷ 85 т; βn = 0,2 ÷ 0,8 МНс/м.
Континуальды – яғни бұл тек күштің қосымша нүктесінде майысу ынан
пайда болатын, жол ұзындығы бойынша параметрлермен бөлінген жүйе.

7.

Жолдың дискретті үлгісі
Жолдың континуальды үлгісі
Эквивалентті геометриялық теңсіздікке кіретін геометриялық теңсіздік үш
топқа бөлінеді:
1. Рифли – Lв = 0,03 ÷ 0,08 м толқын ұзындығымен теңсіздікдер, олардың пайда
болу себептері толық қанды орнатылмаған;
2. Қысқа – Lв = 0,08 ÷ 0,3 м толқын ұзындығымен, 600 м аз емес радиустағы
қисықтарда пайда болады, бір доңғалақтың тайып кетуімен шақырылады;
3. Ұзын - Lв = 0,3 ÷ 3 м толқын ұзындығымен, рельтердің қимылдауымен және
түзетілуімен, сонымен қатар, механикалық бөліктердің жақын параметрлеріне ие
түрлі типті ҚҚ қозғалысымен байланысты.
Сонымен, локомотивтердің тербелуі тұрақты және кездейсоқ қозулармен,
сондай-ақ, олардың тұтас әрекеттерімен туындатылуы мүмкін.

8.

Біріктіру элементтерінің сипаттамалары:
Біріктіру элементтерінің көмегімен біртұтас механикалық жүйеге біріктірілген
экипажды құрайтын жеке денелер: қатты, тығыз және диссипативті.
Диссипативті (демпферлі) дефформациясы энергияның жарық беруімен
(диссипациямен), беткейлік немесе ішкі қозғалыс күшінің негізделген әрекетімен
(гидравликалық және фрикциялық бәсеңдеткіштер) жүретін элементтерді атайды.
Қатты элементтер денелер арасында бір немесе бірнеше бағыттарда қатысты
ауысуды жібермейді. Қатты элемент түсінігі шартты болып табылады, себебі, кез
келген элемент осы немесе басқа ауырлық күшімен қамтылған. Қатты элемент
ауырлық күші жүйенің маңызды ерекшеліктерін өзгертпейтін элемент саналады
Тығыз элементтер жеке элементтер арасында күштік әсерлесуді жібереді, олардың
қатыстық ауысуын төмендетеді, осының аясында еркіндік дәрежесінің саны
өзгермейді. Тығыз байланыстар сызықтық, бөлшекті – сызықтық және
сызықтық емес болып бөлінеді. Тығыз байланыстың негізгі сипаттамаларының
бірі – Ж қаттылық.
Тығыз элементтерде тығыздылық күші туындайды, ол деформацияға қатысты
ауысуға тәуелді.
Диссипативті элементтерде күштерді біріктіру элементінің дифформацияға
қатысты жылдамдыққа тәуелді. Еркін күшітер тығыз қозғалыстағы
гидравликалық бәсеңдеткіш элементтер бойынша бәсеңдетіледі.