Локомотив рамаларининг қолдиқ ресурсларини баҳолаш ва прогноз қилиш

1.

ТОШКEНТ ДАВЛАТ
ТРАНСПОРТ УНИВEРСИТEТИ
ВОҲИДОВА ПАРВИНА ПРИМҚУЛОВНА
ЛОКОМОТИВ РАМАЛАРИНИНГ ҚОЛДИҚ РЕСУРСЛАРИНИ
БАҲОЛАШ ВА ПРОГНОЗ ҚИЛИШ
МАВЗУСИДА ТАЙЁРЛАГАН МАГИСТРЛИК ДИССЕРТАЦИЯСИ
ТАҚДИМОТИ
Илмий раҳбар:
техника фанлари доктори, профессор
Грищенко Александр Васильевич
ТОШКЕНТ – 2025

2.

ДИССЕРТАЦИЯ МАВЗУСИНИНГ ДОЛЗАРБЛИГИ ВА ЗАРУРАТИ
“Ўзбекистон темир йўллари” АЖ локомотив парки юк ва йўловчи ташувчи замонавий магистрал локомотивлар билан
тўлдирилмоқда, лекин охирги йигирма йил давомида янги манёвр локомотивлари деярли харид қилинмаганлиги сабабли,
фойдаланишдаги ЧМЭ-3 туридаги тепловозларнинг аксарият қисми ҳизмат муддати тугаётганлиги ва тепловозларнинг
ҳизмат муддати тугаши билан боғлиқ муаммолар ушбу илмий тадқиқотнинг долзабрлигини янада оширади. Натижада,
фойдаланишдаги ЧМЭ3 туридаги манёвр тепловозларининг кўпчилиги ўз хизмат муддатини якунлаган ёки якунлаш
арафасида турибди. Бу эса техник ишончлилик, хавфсизлик ва эксплуатация самарадорлиги нуқтаи назаридан жиддий
муаммоларни келтириб чиқармоқда. Мазкур ҳолат манёвр локомотивларини модернизация қилиш ёки янгилари билан
алмаштириш бўйича тадқиқотлар ўтказишни нафақат долзарб, балки стратегик аҳамиятга эга масала сифатида намоён
этади.
ЧМЭ-3 русумли тепловоз парки
Русуми
Инвентар парк
Ўртача ёши
Хизмат
муддати
(меъёр)
ЧМЭ3
63
33
35
Манёвр тепловозларни йиллар кесимида хизмат муддати
тугаши
Русуми
2026 йил
2027 йил
2028 йил
ЧМЭ-3
16
19
18
Ўзбекистон темир йўлларида фойдаланилаётган ҳизмат
муддати тугаётган ЧМЭ3 туридаги манёвр тепловози
2

3.

МУАММОНИНГ ЎРГАНИЛГАНЛИК ДАРАЖАСИ
Темир йўл ҳаракатланувчи таркиблар ва уларнинг элементларининг ишончлилиги,
чидамлилиги, кучланганлиги, чарчоқ қаршилиги ва қолдиқ ресурсини аниқлаш
усулларини ишлаб чиқиш каби муаммолар билан Young D.H., Weaver W., Wahid S.M.,
Madhusudan C.V., Wang L., Zhang Q., Wang J., В.В. Болотин, Э.С. Оганьян, Ю.П.
Бороненко, А.П. Буйносов, Б.Б.Бунин, С.В. Вершинский, М.В. Зимакова, В.Н.
Котуранов, Н.А. Махутов, Б.А. Мейснер, В.И. Миронов, В.К. Окишев, А.М. Орлова,
А.Э. Павлюков, С.И. Попов, В.А. Пранов, А.Л. Протопопов, В.А. Рейхарт,
А.Н. Савоськин, С.Л. Самошкин, Т.П. Северинова, В.И. Сенько, А.В. Смольянинов,
А.В. Третьяков, П.А. Устич, В.Н. Цюренко, Л.А. Шадур, А.В. Якушев ва бошқа бир
қатор таниқли олимлар шуғулланганлар.
Республикамизда
ҳаракат
таркибининг
ресурсини
баҳолаш,
уларнинг
конструкцияларини мустаҳкамлигини ошириш ва хизмат муддатини узайтириш
масалалари билан А.Д. Глущенко, Б.Т. Файзиев, Г.А. Хромова, Ш.С. Файзибаев, Р.В.
Рахимов, Я.О. Рузметов, Д.О. Раджибаев, З.Г. Адилова, О.Р. Хамидов, Н.С.
Зайниддинов, А.М. Юсуфов, Н.Б. Адилов ва яна бир қатор олимларимиз ҳам кенг
кўламли илмий тадқиқотлар олиб боришган.
3

4.

ТАДҚИҚОТНИНГ МАҚСАДИ ВА ВАЗИФАЛАРИ
ТАДҚИҚОТНИНГ МАҚСАДИ: Ўзбекистон темир йўлларида фойдаланилаётган манёвр
локомотивларнинг рама конструкциялари жорий техник ҳолатини баҳолаш ва унинг қолдиқ ресурсини
аниқлаш.
ТАДҚИҚОТНИНГ ВАЗИФАЛАРИ:
Ўзбекистон темир йўлларида фойдаланилаётган манёвр локомотивлар парки таҳлили, рама
конструкцияларнинг жорий техник ҳолати, қолдиқ ресурсини аниқлаш мезонлари, кучланганлик–
деформация ҳолатини аниқлаш усуллари ва асосий носозликларни таҳлил қилиш;
локомотив рама констукцияларнинг жорий техник ҳолатини аниқлаш мақсадида кесимларга
ажратиш, кесимлардаги ўлчамларини аниқлаш ва ушбу қийматлар асосида конструкцияларнинг чекли
элементли моделини яратиш;
рама конструкцияларнинг кучланганлик-деформация ҳолатини тадқиқ этиш орқали юкланиш
юқори жойларини аниқлаш, ушбу жойлардан материалнинг эскиришини аниқлаш учун намуналар
олиш ва материалнинг механик синовларда хусусиятларини ўзгаришини тадқиқ этиш;
манёвр локомотивлардан фойдаланиш давомида кунлик босиб ўтадиган масофасига боғлиқ ҳолда
фойдаланиш жараёнида рамага таъсир этувчи тебраниш цикллари сонининг қолдиқ ресурсга
боғлиқлигини тадқиқ этиш.
4

5.

ТАДҚИҚОТ ОБЪЕКТИ, ПРEДМEТИ ВА УСУЛЛАРИ
ТАДҚИҚОТ ОБЪЕКТИ
ҳизмат муддати тугаётган ЧМЭ3 туридаги манёвр тепловозининг рама
конструкциялари.
ТАДҚИҚОТ ПРEДМEТИ
ЧМЭ3 туридаги манёвр локомотивлар рама конструкцияларнинг
кучланганлик-деформация
ҳолати,
мустаҳкамлик
заҳираси
ва
конструкциянинг қолдиқ ресурси.
ТАДҚИҚОТ УСУЛЛАРИ
Илмий-тадқиқотларни бажариш жараёнида статистика, таҳлилий ва
экспериментал тадқиқот усулларидан фойдаланилган. Тадқиқот давомида
локомотивлар рама конструкцияларининг жорий техник ҳолатини
баҳолаш бўйича назарий ва экспериментал таҳлилий усуллар, ҳамда
SolidWorks замонавий муҳандислик дастурларини қўллаган ҳолда чекли
элементлар усулидан фойдаланилган. Манёвр локомотивлардан узоқ
муддат фойдаланиш оқибатида рама конструцияларнинг емирилиши ва
толиқишини аниқлаш мақсадида юқори юкланган жойларидан намуналар
олиш ва намуналар металининг ҳақиқий ҳолатини аниқлаш бўйича
экспериментал тадқиқотлар ўтказилган.
5

6.

РАМА КОНСТРУКЦИЯЛАРНИНГ ҚОЛДИҚ РEСУРСИНИ АНИҚЛАШ МЕЗОНЛАРИ
(ГОСТ Р 57445— 2017) БЎЙИЧА
6

7.

КУЧЛАНГАНЛИК-ДЕФОРМАЦИЯ ҲОЛАТИНИ АНИҚЛАШ УСУЛЛАРИ
(ГОСТ Р 57445— 2017) БЎЙИЧА
МАНЁВР ЛОКОМОТИВЛАР РАМА КОНСТРУКЦИЯЛАРНИНГ
КУЧЛАНГАНЛИК-ДЕФОРМАЦИЯ ҲОЛАТИНИ АНИҚЛАШ УСУЛЛАРИ
Эластиклик ва пластиклик
назариялари асосида
АНАЛИТИК УСУЛЛАР
Материаллар қаршилиги асосида
РАҚАМЛИ УСУЛЛАР
Чекли-элементлар ва чегеравий
интеграл тенгламалар усуллари
Толшинометрия
Тензометрия
ЭКСПЕРИМЕНТАЛ УСУЛЛАР
Термометрия
Виброметрия
КОМБИНАЦИЯЛАШГАН
УСУЛЛАР
Экспериментал усуллар ёрдамида
олинган натижаларни бошқа
усуллар билан биргаликда қўллаш
орқали
7

8.

ТЕПЛОВОЗ ЭКСПЛУАТАЦИЯСИНИНГ ТУРЛИ РЕЖИМЛАРИДА РАМА
КОНСТРУКЦИЯЛАРГА ТАЪСИР ЭТУВЧИ КУЧ ОМИЛЛАРИ
Тепловозларнинг рама конструкциялари алоҳида элементлардан ташкил топган бўлиб, мураккаб элементлар
тузилмаларини ўз ичига олади. Улар турли шаклдаги кўплаб пайванд бирикмалардан иборат бўлиб, кенг кўламли
эксплуатацион юкламаларни қабул қилади.
Рама конструкцияларининг мустаҳкамлик кўрсаткичлари бир қатор омиллар билан белгиланади. Буларга конструктив ва
технологик омиллар, шунингдек, рамага таъсир этувчи кучлар тизимини, асосий юк кўтарувчи элементлар ва улар орасидаги
бирикмаларнинг конструктив бажарилишини белгиловчи раманинг асосий схемаси киради.
Уларнинг мустаҳкамликка ҳисоблаш асосида конструкциялар геометрияси ҳамда уларни ишлатиш жараёнида статик ва
динамик режимларда таъсир этувчи юкламаларни ўз ичига олган ҳисоблаш схемаси ётади.
Тепловознинг асосий рамаларини ҳисоблаш схемалари ва ҳисоблаш модели
8

9.

ЛОКОМОТИВ АРАВАЧА РАМАСИДА ЭКСПЛУАТАЦИЯ ДАВОМИДА ЮЗАГА
КЕЛАДИГАН ШИКАСТЛАНИШЛАР ТАҲЛИЛИ
Олиб борилган назарий таҳлиллар, мустаҳкамликка доир ҳисоб-китоблар, 3D моделлаштириш ва диагностика
натижалари ҳамда локомотив хўжалиги корхоналаридан йиғилган маълумотлар асосида, ЧМЭ3 туридаги манёвр
тепловозларининг рама конструкциясида ёриқлар пайдо бўлиш эҳтимоли юқори бўлган сўнгги юкланиш нуқталари
аниқланди. Таъкидлаш жоизки, ёриқлар, асосан, конструктив элементларнинг ўзаро туташув жойларида, хусусан
шкворневий узелнинг галтель қисмларида ҳамда пайвандлаш шовлари атрофида жойлашган бўлиб, уларда кучланиш
концентрация юқори бўлади. Бу ҳолат рамаларнинг ишончлилиги ва хизмат муддатига салбий таъсир кўрсатади.
ЧМЭ3 тепловозлари аравача рамаларидаги шикастланиш жойлари
9

10.

ТЕПЛОВОЗЛАРНИНГ РАМА КОНСТРУКЦИЯСИНИНГ ЮКЛАНИШ ҲОЛАТИНИ
ТАҲЛИЛИ
Юк кўтарувчи конструкциялар кўп сонли боғланишлар ва турли ўлчамдаги ўтиш зоналарига эга бўлган фазовий
тузилмалар бўлганлиги сабабли, мураккаб юк кўтарувчи конструкцияларнинг мустаҳкамлигини ҳисоблашда энг кенг
қўлланиладиган усул чекли элементлар усули (ЧЕУ) ҳисобланади. Локомотив рама конструкцияларининг
кучланганлик-деформация ҳолатини таҳлил қилишда SolidWorks Simulation дастурий мажмуаси қўлланилди. Асосий
рама ва аравача рамаларининг чекли элементли моделлари ишлаб чиқилди. Адекват натижалар олиш мақсадида рама
конструкцияларининг ҳисоблаш схемалари ишлаб чиқарувчи завод чизмаларининг ҳақиқий ўлчамлари асосида
тузилди. Таъсир этувчи омилларни ҳисобга олиш учун чекли элементлардан фойдаланилди.
ЧМЕ-3 манёвр тепловозларининг бош рамасини
моделлаштириш
ЧМЕ-3 тепловози аравача рама конструкция модели
10

11.

АРАВАЧА РАМА МАТЕРИАЛИНИНГ МЕХАНИК ХОССАЛАРИНИ ЎЗГАРИШИНИ
ТАЖРИБА СИНОВЛАРИ ЁРДАМИДА АНИҚЛАШ
Ҳизмат муддати тугаётган ЧМЭ3 туридаги тепловознинг аравача рама конструкциясидан намуна учун
олинадиган ҳудудлари аниқланди ва “Ўзтемирйўлмаштаъмир” АЖ корхонасидаги №7022 туридаги тепловознинг
аравача рамасидан кесиб олиш ишлари амалга оширилди.
ЧМЭ3 туридаги №7022 тепловози
Аравача рама материалининг механик хоссаларини
ўзгаришини аниқлаш мақсадида кесиб олинган жойи
11

12.

АРАВАЧА РАМА МАТЕРИАЛИНИНГ МЕХАНИК ХОССАЛАРИНИ АНИҚЛАШ
МАҚСАДИДА КЕСИБ ОЛИШ ЖАРАЁНИ
Аравача раманинг механик хоссаларини аниқлаш мақсадида ўтказилган намуна кесиб олиш жараёни
белгиланган техник талаблар ва хавфсизлик қоидаларига риоя қилган ҳолда амалга оширилди. Намуналар
конструкциядаги асосий юкланишлар таъсмр қиладиган жойидан кесиб олинди. Кесиш жараёнида металл
конструкциянинг хоссаларини ўзгариб кетмаслиги учун алоҳида эътибор қаратилди.
Аравача рамадан метал қисмини кесиб олиш жараёни
Аравача рамадан кесиб олинган метал қисми
12

13.

АРАВАЧА РАМА МАТЕРИАЛИНИНГ МЕХАНИК ХОССАЛАРИНИ ЎЗГАРИШИНИ
ТАЖРИБА СИНОВЛАРИ ЁРДАМИДА АНИҚЛАШ
Аравача рамасини кесиб олинган қисмини
таъмирланган жойи
Аравача рамадан кесиб олинган қисмидан таёрланган
намуналар
ЧМЭ3 туридаги тепловознинг аравача
рамасидан кесиб олинган қисми
13

14.

НАМУНАЛАРНИ ТАЖРИБА СИНОВ ТАДҚИҚОТЛАРИДА МЕХАНИК ХОССАЛАРИНИ
ЎЗГАРИШИ НАТИЖАЛАРИ
Намуналарни чўзилишга синов жараёни
Чўзилишга синалган намуна
Синов далолатномаси
Қаттиқлиги аниқланган намуна
14

15.

ЛОКОМОТИВЛАРДАН ФОЙДАЛАНИШ ДАВОМИДА БОСИБ ЎТГАН МАСОФАСИНИ
ТАҲЛИЛИЙ НАТИЖАЛАРИ
Ўзбекистон темир йўлларида фойдаланилаётган ҳизмат муддати тугаётган ЧМЭ3 тепловозларини рама
конструкцияни янги фойдаланиш муддатини аниқлаш мақсадида ушбу сериядаги тепловозларни 2022-2024 йиллар
давомида босиб ўтган масофалари таҳлил қилинди.
№
ЧМЭ3 туридаги
тепловозларнинг
рақамлари
1
ЧМЭ3-4275
2
ЧМЭ3-5774
3
ЧМЭ3-5165
4
ЧМЭ3-6524
5
ЧМЭ3-6540
6
ЧМЭ3-4440
7
ЧМЭ3-5139
8
ЧМЭ3-5215
9
ЧМЭ3-7028
10
ЧМЭ3-5052
11
ЧМЭ3-6445
12
ЧМЭ3-4426
13
ЧМЭ3-5656
14
ЧМЭ3-6446
15
ЧМЭ3-4453 м
Ўртача босиб ўтган
масофа, км
2022 йилда босиб ўтган
масофа
Йиллик
Кунлик
масофа,км
масофа,км
2023 йилда босиб ўтган масофа
2024 йилда босиб ўтган масофа
Йиллик
масофа,км
Кунлик
масофа,км
Йиллик
масофа,км
Кунлик
масофа,км
38 723
37 393
33 598
38 013
28 500
32 299
27 286
38 416
36 776
35 578
23 792
34 986
32 831
36 804
37 913
106
102
92
104
78
88
75
105
101
97
65
96
90
101
104
35 383
37 707
24 693
36 907
32 376
33 936
25 828
28 525
31 647
34 621
25 647
30 017
34 621
38 974
35 028
97
103
68
101
89
93
71
78
87
95
70
82
95
107
96
38 102
37 671
34 609
35 431
33 104
36 407
38 732
35 120
26 703
36 839
23 398
32 885
31 928
39 550
37 591
104
103
95
97
91
100
106
96
73
101
64
90
87
108
103
34 194
94
32 394
89
34 538
95
ЧМЭ3 туридаги тепловозларни 2022-2024 йиллардаги босиб ўтган масофаси, км
15

16.

ЧМЭ3 ТУРИДАГИ МАНЁВР ЛОКОМОТИВЛАРНИНГ ҚОЛДИҚ ҲИЗМАТ МУДДАТИНИ
АНИҚЛАШ
Вертикал динамика
коэффициентини аниқлаш;
Рама конструкцияларнинг
бардош берадиган цикллар
сонини аниқлаш;
№
0,006