Sapsanın maksimum sürətdə kinetik enerjisi 1500 meqajouldan çoxdur. Tam dayanmaq üçün bütün bunlar əyləc cihazları tərəfindən dağıdılmalıdır.
Bir şey var idi burada Habré-də. Dəmir yolu mövzularında kifayət qədər çoxlu icmal məqalələri burada dərc olunur, lakin bu mövzu hələ ətraflı şəkildə işıqlandırılmamışdır. Məncə, bu haqda məqalə yazmaq kifayət qədər maraqlı olardı, bəlkə də birdən çox. Buna görə də, dəmir yolu nəqliyyatının əyləc sistemlərinin necə qurulduğu, hansı səbəblərdən bu şəkildə qurulduğu ilə maraqlananların pişiyini soruşuram.
1. Hava əyləcinin tarixi
Hər hansı bir nəqliyyat vasitəsini idarə etmək vəzifəsi onun sürətini tənzimləməkdən ibarətdir. Dəmir yolu nəqliyyatı da istisna deyil, üstəlik, onun dizayn xüsusiyyətləri bu prosesə əhəmiyyətli nüanslar təqdim edir. Qatar çoxlu sayda bir-birinə bağlı vaqonlardan ibarətdir və nəticədə əldə edilən sistem çox layiqli sürətlə əhəmiyyətli uzunluğa və çəkiyə malikdir.
A-priory, əyləclər avtomobilin sürətini nəzarət altında azaltmaq üçün istifadə edilən süni, tənzimlənən müqavimət qüvvələri yaratmaq üçün nəzərdə tutulmuş cihazlar toplusudur.
Əyləc qüvvəsi yaratmağın zahirən ən bariz yolu sürtünmədən istifadə etməkdir. Başlanğıcdan bu günə qədər ayaqqabı sürtünmə əyləclərindən istifadə edilmişdir. Xüsusi qurğular - yüksək sürtünmə əmsalı olan materialdan hazırlanmış əyləc yastiqciqları təkərin yuvarlanan səthinə (və ya təkər dəstinin oxuna quraşdırılmış xüsusi disklərə) mexaniki olaraq sıxılır. Yastiqciqlar və təkər arasında sürtünmə qüvvəsi yaranır və əyləc momenti yaradır.
Əyləc qüvvəsi yastiqciqların təkərə basma qüvvəsini dəyişdirməklə tənzimlənir - əyləc təzyiqi. Yeganə sual, yastiqciqları basmaq üçün hansı sürücüdən istifadə olunur və qismən əyləclərin tarixi bu sürücünün inkişaf tarixidir.
İlk dəmir yolu əyləcləri mexaniki idi və əl ilə, hər bir vaqonda ayrıca xüsusi insanlar - əyləcçilər və ya konduktorlar tərəfindən idarə olunurdu. Konduktorlar hər bir avtomobilin təchiz olunduğu əyləc platformaları adlanan yerdə yerləşirdi və onlar lokomotiv maşinistinin siqnalı ilə əyləci basırdılar. Maşinistlə konduktorlar arasında siqnal mübadiləsi xüsusi fiti işə salan bütün qatar boyu uzanan xüsusi siqnal ipindən istifadə etməklə həyata keçirilib.
Əyləc yastığı olan köhnə iki oxlu yük vaqonu. Əl əyləcinin düyməsi görünür
Mexanik idarə olunan əyləcin özü az gücə malikdir. Əyləc təzyiqinin miqdarı dirijorun gücündən və çevikliyindən asılı idi. Bundan əlavə, insan amili belə bir əyləc sisteminin işləməsinə mane oldu - konduktorlar həmişə öz vəzifələrini düzgün yerinə yetirmirdilər. Belə əyləclərin yüksək effektivliyindən, eləcə də onlarla təchiz olunmuş qatarların sürətinin artırılmasından danışmağa ehtiyac yox idi.
Əyləclərin daha da inkişafı, birincisi, əyləc təzyiqinin artırılmasını, ikincisi, sürücünün iş yerindən bütün avtomobilləri uzaqdan idarə etmək imkanını tələb etdi.
Avtomobil əyləclərində istifadə edilən hidravlik sürücü yığcam ötürücülərlə yüksək təzyiq təmin etdiyi üçün geniş yayılmışdır. Bununla belə, qatarda belə bir sistemdən istifadə edərkən onun əsas çatışmazlığı ortaya çıxacaq: sızması qəbuledilməz olan xüsusi işçi maye - əyləc mayesinə ehtiyac. Qatarda əyləc hidravlik xətlərinin böyük uzunluğu onların möhkəmliyinə yüksək tələblərlə birlikdə hidravlik dəmir yolu əyləcinin yaradılmasını qeyri-mümkün və irrasional edir.
Başqa bir şey pnevmatik sürücüdür. Yüksək təzyiqli havanın istifadəsi ötürücü mexanizmlərin - əyləc silindrlərinin məqbul ölçüləri ilə yüksək əyləc təzyiqləri əldə etməyə imkan verir. İşçi mayenin çatışmazlığı yoxdur - hava ətrafımızdadır və hətta əyləc sistemindən işləyən mayenin sızması olsa belə (və bu, əlbəttə ki), onu nisbətən asanlıqla doldurmaq olar.
Sıxılmış hava enerjisindən istifadə edən ən sadə əyləc sistemidir birbaşa fəaliyyət göstərən avtomatik olmayan əyləc
Birbaşa işləyən qeyri-avtomatik əyləcin diaqramı: 1 - kompressor; 2 - əsas tank; 3 - təchizat xətti; 4 — maşinist qatar kranı; 5 - əyləc xətti; 6 - əyləc silindr; 7 - buraxma yayı; 8, 9 — mexaniki əyləc ötürücü; 10 - əyləc yastığı.
Belə bir əyləci idarə etmək üçün lokomotivdə xüsusi bir tankda saxlanılan sıxılmış hava təchizatı tələb olunur. əsas su anbarı (2). Əsas tanka havanın vurulması və içərisində sabit təzyiqin saxlanılması həyata keçirilir kompressor (1), lokomotiv elektrik stansiyası tərəfindən idarə olunur. Sıxılmış hava, əyləc idarəetmə cihazlarına adlanan xüsusi boru kəməri vasitəsilə verilir qidalanma (NM) və ya təzyiq magistral (3).
Vaqonların əyləcləri idarə olunur və onlara sıxılmış hava bütün qatardan keçən uzun boru kəməri ilə verilir və çağırılır. əyləc xətti (TM) (5). Sıxılmış hava TM vasitəsilə verildikdə o, doldurulur əyləc silindrləri (TC) (6) birbaşa TM-yə qoşulur. Sıxılmış hava həm lokomotivdə, həm də avtomobillərdə əyləc yastiqciqlarını 10 təkərlərə basaraq pistona basır. Əyləc baş verir.
Əyləci dayandırmaq üçün, yəni məzuniyyətlər əyləclər, əyləc xəttindən havanı atmosferə buraxmaq lazımdır ki, bu da TC-də quraşdırılmış buraxma yaylarının gücünə görə əyləc mexanizmlərinin orijinal vəziyyətinə qayıtmasına səbəb olacaqdır.
Əyləc üçün əyləc xəttini (TM) qidalanma xətti (PM) ilə birləşdirmək lazımdır. Tətil üçün əyləc xəttini atmosferə qoşun. Bu funksiyalar xüsusi bir cihaz tərəfindən yerinə yetirilir - maşinist qatarı kranı (4) - əyləc zamanı PM və PM-ni birləşdirir, buraxıldıqda bu boru kəmərlərini ayırır, eyni zamanda PM-dən havanı atmosferə buraxır.
Belə bir sistemdə sürücü kranının üçüncü, aralıq mövqeyi var - dam örtüyü PM və TM ayrıldıqda, lakin TM-dən havanın atmosferə buraxılması baş vermədikdə, sürücünün kranı onu tamamilə təcrid edir. TM və TC-də toplanmış təzyiq saxlanılır və onun müəyyən edilmiş səviyyədə saxlanma müddəti müxtəlif sızmalar vasitəsilə hava sızmasının miqdarı ilə, həmçinin sürtünmə zamanı qızan əyləc yastiqciqlarının istilik müqaviməti ilə müəyyən edilir. təkər təkərləri. Onu həm əyləc zamanı, həm də buraxma zamanı tavana yerləşdirmək əyləc gücünü addımlarla tənzimləməyə imkan verir. Bu növ əyləc həm pilləli əyləc, həm də pilləli buraxılış təmin edir.
Belə əyləc sisteminin sadəliyinə baxmayaraq, onun ölümcül qüsuru var - qatar ayrıldıqda əyləc xətti qopur, ondan hava çıxır və qatar əyləcsiz qalır. Məhz bu səbəbdən belə bir əyləc dəmir yolu nəqliyyatında istifadə edilə bilməz, onun sıradan çıxmasının dəyəri çox yüksəkdir. Qatarın qopması olmasa belə, böyük bir hava sızması olarsa, əyləc səmərəliliyi azalacaq.
Yuxarıda göstərilənlərə əsasən, qatarın əyləcinin TM-də təzyiqin artması ilə deyil, azalması ilə başlaması tələbi yaranır. Bəs onda əyləc silindrlərini necə doldurmaq olar? Bu, ikinci tələbin yaranmasına səbəb olur - qatardakı hər bir hərəkət edən bölmə sıxılmış hava ehtiyatını saxlamalıdır, hər əyləcdən sonra dərhal doldurulmalıdır.
1872-cu əsrin sonlarında mühəndislik düşüncəsi oxşar nəticələrə gəldi ki, bu da XNUMX-ci ildə George Westinghouse tərəfindən ilk avtomatik dəmir yolu əyləcinin yaradılmasında əks olundu.
Westinghouse əyləc cihazı: 1 - kompressor; 2 - əsas tank; 3 - təchizat xətti; 4 — maşinist qatar kranı; 5 - əyləc xətti; 6 — Westinghouse sisteminin hava paylayıcısı (üçlü klapan); 7 - əyləc silindr; 8 - ehtiyat çən; 9 - dayandırma klapan.
Şəkildə bu əyləcin strukturu göstərilir (Şəkil a - buraxılış zamanı əyləcin işləməsi; b - əyləc zamanı əyləcin işləməsi). Westigauze əyləcinin əsas elementi idi əyləc hava paylayıcısı və ya bəzən deyildiyi kimi, üçlü klapan. Bu hava paylayıcısının (6) həssas orqanı var - iki təzyiq arasındakı fərqdə işləyən bir piston - əyləc xəttində (TM) və ehtiyat rezervuarda (R). Əgər TM-də təzyiq TC-dən az olarsa, o zaman piston sola doğru hərəkət edir və CM-dən TC-yə hava üçün yol açır. TM-dəki təzyiq SZ-dəki təzyiqdən çox olarsa, piston sağa doğru hərəkət edir, TC-ni atmosferlə əlaqələndirir və eyni zamanda TM və SZ-ni əlaqələndirir, sonuncunun sıxılmış hava ilə doldurulmasını təmin edir. TM.
Belə ki, hər hansı səbəbdən TM-də təzyiq azalarsa, istər sürücünün hərəkəti, istər TM-dən həddindən artıq hava sızması, istərsə də qatarın qopması, əyləclər işləyəcək. Yəni belə əyləclər var avtomatik fəaliyyət. Əyləcin bu xüsusiyyəti bu günə qədər sərnişin qatarlarında istifadə olunan qatar əyləclərini idarə etmək üçün başqa bir imkan əlavə etməyə imkan verdi - əyləc xəttini xüsusi bir klapan vasitəsilə atmosferlə əlaqə saxlayaraq sərnişin tərəfindən qatarın təcili dayandırılması - təcili əyləc (9).
Qatarın əyləc sisteminin bu xüsusiyyəti ilə tanış olanlar üçün oğru-kovboyların məşhur şəkildə qatardan qızılla vaqonu açdıqları filmlərə baxmaq gülməli görünür. Bunun mümkün olması üçün kovboylar, ayırmadan əvvəl əyləc xəttini avtomobillər arasında birləşdirən şlanqlardan ayıran əyləc xəttindəki son klapanları bağlamalıdırlar. Amma heç vaxt etmirlər. Digər tərəfdən, qapalı son klapanlar həm burada (1987-ci ildə Kamensk, 2011-ci ildə Eral-Simskaya), həm də xaricdə əyləc çatışmazlığı ilə əlaqəli dəhşətli fəlakətlərə səbəb oldu.
Əyləc silindrlərinin doldurulmasının ikinci dərəcəli sıxılmış hava mənbəyindən (ehtiyat çənindən) baş verdiyinə görə, onun daimi doldurulması imkanı olmadan belə bir əyləc deyilir. dolayı fəaliyyət göstərir. Əyləcin sıxılmış hava ilə doldurulması yalnız əyləc sərbəst buraxıldıqda baş verir ki, bu da tez-tez əyləclə, sonra sərbəst buraxıldıqdan sonra kifayət qədər vaxt olmadıqda, əyləcin lazımi təzyiqə doldurulmasına vaxt tapmayacağına səbəb olur. Bu, əyləcin tamamilə tükənməsinə və qatarın əyləclərinə nəzarətin itirilməsinə səbəb ola bilər.
Pnevmatik əyləcin başqa bir çatışmazlığı da var ki, əyləc xəttindəki təzyiq düşməsi, hər hansı bir pozğunluq kimi, havada yüksək, lakin hələ də sonlu sürətlə yayılır - 340 m / s-dən çox deyil. Niyə daha çox olmasın? Çünki səsin sürəti idealdır. Lakin qatar pnevmatik sistemində hava axınına müqavimətlə əlaqəli təzyiq düşməsinin yayılma sürətini azaldan bir sıra maneələr var. Buna görə də, xüsusi tədbirlər görülmədikcə, TM-də təzyiqin azalma sürəti daha az olacaq, vaqon lokomotivdən nə qədər uzaq olarsa. Westinghouse əyləci vəziyyətində sözdə sürət əyləc dalğası 180 - 200 m/s-dən çox deyil.
Lakin pnevmatik əyləcin yaranması həm əyləclərin gücünü, həm də birbaşa sürücünün iş yerindən idarə edilməsinin səmərəliliyini artırmağa imkan verdi.Bu, dəmir yolu nəqliyyatının inkişafına güclü təkan oldu, avtomobillərin sürətini və çəkisini artırdı. qatarlar və nəticədə dəmir yolunda yük dövriyyəsinin böyük artımı, bütün dünyada dəmir yolu xətlərinin uzunluğunun artması.
George Westinghouse təkcə ixtiraçı deyil, həm də təşəbbüskar bir iş adamı idi. O, ixtirasını hələ 1869-cu ildə patentləşdirdi ki, bu da ona əyləc avadanlıqlarının kütləvi istehsalına başlamaq imkanı verdi. Çox tez Westinghouse əyləci ABŞ, Qərbi Avropa və Rusiya İmperiyasında geniş yayıldı.
Rusiyada Westinghouse əyləci Oktyabr İnqilabına qədər və ondan sonra kifayət qədər uzun müddət hökm sürdü. Westinghouse şirkəti Sankt-Peterburqda özünün əyləc zavodunu tikdi, həm də rəqiblərini Rusiya bazarından məharətlə qovdu. Bununla belə, Westinghouse əyləcinin bir sıra əsas çatışmazlıqları var idi.
Birincisi, bu əyləc yalnız iki iş rejimi təmin etdi: əyləc əyləc silindrləri tamamilə doldurulana qədər və məzuniyyət — əyləc silindrlərinin boşaldılması. Uzun müddətli saxlanması ilə aralıq əyləc təzyiqi yaratmaq mümkün deyildi, yəni Westinghouse əyləcində rejim yox idi. üst-üstə düşmək. Bu, qatarın sürətinə dəqiq nəzarət etməyə imkan vermirdi.
İkincisi, Westinghouse əyləci uzun qatarlarda yaxşı işləmirdi və sərnişin daşımalarında buna birtəhər dözmək mümkün olsa da, yük daşımalarında problemlər yarandı. Əyləc dalğasını xatırlayın? Beləliklə, Westinghouse əyləcinin sürətini artırmaq üçün vasitələri yox idi və uzun bir qatarda, son vaqonda əyləc mayesində təzyiqin azalması çox gec başlaya bilər və sürətin başından xeyli aşağı ola bilər. qatarda əyləc cihazlarının qeyri-bərabər işləməsini yaradan qatar.
Demək lazımdır ki, Westinghouse şirkətinin həm o dövrdə Rusiyada, həm də bütün dünyada bütün fəaliyyəti patent müharibələrinin və haqsız rəqabətin kapitalist qoxusu ilə hərtərəfli doymuşdur. Ən azından o tarixi dövrdə belə qüsursuz bir sistemin bu qədər uzun ömür sürməsini təmin edən də budur.
Bütün bunlarla birlikdə etiraf etmək lazımdır ki, Westinghouse əyləci əyləc elminin əsasını qoydu və onun iş prinsipi müasir vaqon əyləclərində dəyişməz qaldı.
2. Westinghouse əyləcindən Matrosov əyləcinə qədər - yerli əyləc elminin formalaşması.
Westinghouse əyləcinin meydana çıxmasından və çatışmazlıqlarının dərk edilməsindən dərhal sonra bu sistemi təkmilləşdirmək və ya başqa, əsaslı şəkildə yenisini yaratmaq cəhdləri yarandı. Ölkəmiz də istisna deyildi. 20-ci əsrin əvvəllərində Rusiyada inkişaf etmiş dəmir yolları şəbəkəsi var idi ki, bu da ölkənin iqtisadi inkişafının və müdafiə qabiliyyətinin təmin edilməsində mühüm rol oynadı. Nəqliyyatın səmərəliliyinin yüksəldilməsi onun hərəkət sürətinin və eyni vaxtda daşınan yüklərin kütləsinin artması ilə bağlıdır, bu isə o deməkdir ki, əyləc sistemlərinin təkmilləşdirilməsi məsələləri təcili olaraq qaldırılıb.
RSFSR və daha sonra SSRİ-də əyləc elminin inkişafı üçün əhəmiyyətli təkan 1917-ci ilin oktyabrından sonra böyük Qərb kapitalının, xüsusən Westinghouse şirkətinin yerli dəmir yolu sənayesinin inkişafına təsirinin azalması oldu.
F.P. Kazantsev (solda) və I.K. Dənizçilər (sağda) - yerli dəmir yolu əyləcinin yaradıcıları
Gənc yerli əyləc elminin ilk ciddi nailiyyəti olan ilk əlamət mühəndis Florenty Pimenoviç Kazantsevin inkişafı idi. 1921-ci ildə Kazantsev bir sistem təklif etdi birbaşa işləyən avtomatik əyləc. Aşağıdakı diaqram təkcə Kazantsev tərəfindən deyil, təqdim edilən bütün əsas fikirləri təsvir edir və onun məqsədi təkmilləşdirilmiş avtomatik əyləcin işinin əsas prinsiplərini izah etməkdir.
Birbaşa işləyən avtomatik əyləc: 1 - kompressor; 2 - əsas tank; 3 - təchizat xətti; 4 — maşinist qatar kranı; 5 — əyləc xəttinin sızmasını təmin edən qurğu; 6 - əyləc xətti; 7 — birləşdirici əyləc şlanqları; 8 - son klapan; 9 - dayandırma klapan; 10 - yoxlama klapan; 11 - ehtiyat çən; 12 - hava paylayıcı; 13 - əyləc silindr; 14 — əyləc qolunun ötürülməsi.
Beləliklə, ilk əsas fikir ondan ibarətdir ki, TM-də təzyiq dolayı yolla idarə olunur - xüsusi bir rezervuarda təzyiqin azalması/artması yolu ilə. dalğalanma tankı (UR). TM-dən (4) sızma üçün sürücü kranının (5) sağında və enerji təchizatı cihazının üstündəki şəkildə göstərilmişdir. Bu rezervuarın sıxlığını təmin etmək texniki cəhətdən əyləc xəttinin sıxlığından daha asandır - uzunluğu bir neçə kilometrə çatan və bütün qatardan keçən boru. UR-da təzyiqin nisbi sabitliyi UR-dakı təzyiqdən istinad kimi istifadə edərək, TM-də təzyiqi saxlamağa imkan verir. Həqiqətən, cihazdakı (5) piston TM-də təzyiq azaldıqda, TM-ni təchizat xəttindən dolduran klapanı açır və bununla da TM-də UR-dəki təzyiqə bərabər olan təzyiqi saxlayır. Bu ideyanın inkişafı üçün hələ uzun bir yol var idi, lakin indi TM-də təzyiq ondan kənar sızmaların mövcudluğundan (müəyyən hədlərə qədər) asılı deyildi. Cihaz 5 operator kranına köçdü və dəyişdirilmiş formada bu günə qədər orada qalır.
Bu növ əyləclərin dizaynının əsasını təşkil edən digər mühüm fikir, əyləc mayesindən yoxlama klapan 10 vasitəsilə enerji təchizatıdır. Əyləc klapanındakı təzyiq əyləc klapanındakı təzyiqi aşdıqda, bu klapan açılır və klapanı əyləcdən doldurur. maye. Beləliklə, ehtiyat rezervuardan sızmalar davamlı olaraq doldurulur və əyləc tükənmir.
Kazantsev tərəfindən təklif olunan üçüncü vacib fikir, iki deyil, üç təzyiq fərqi ilə işləyən bir hava paylayıcısının dizaynıdır - əyləc xəttindəki təzyiq, əyləc silindrindəki təzyiq və xüsusi bir iş kamerasında (WC) təzyiq. buraxılış zamanı, ehtiyat çəni ilə birlikdə əyləc xəttindən təzyiqlə qidalanır. Əyləc rejimində yükləmə təzyiqi ehtiyat rezervuardan və əyləc xəttindən ayrılır, ilkin doldurma təzyiqinin dəyərini saxlayır. Bu xüsusiyyət həm addım-addım buraxılışını təmin etmək, həm də yük qatarlarında qatar boyunca TC-nin doldurulmasının vahidliyinə nəzarət etmək üçün vaqon əyləclərində geniş istifadə olunur, çünki işçi kamera ilkin doldurma təzyiqi üçün standart rolunu oynayır. Onun dəyərinə əsasən, mərhələli buraxılışını təmin etmək və ticarət mərkəzlərinin quyruq avtomobillərində daha əvvəl doldurulmasını təşkil etmək mümkündür. Mən bu mövzuda digər məqalələr üçün bunların ətraflı təsvirini buraxacağam, lakin hələlik onu deyim ki, Kazantsevin işi ölkəmizdə elmi məktəbin inkişafı üçün bir stimul rolunu oynadı və bu, orijinal elmin inkişafına səbəb oldu. vaqonların əyləc sistemləri.
Yerli vaqonların əyləclərinin inkişafına köklü təsir göstərən başqa bir sovet ixtiraçısı İvan Konstantinoviç Matrosov idi. Onun fikirləri Kazantsevin fikirlərindən köklü şəkildə fərqlənmirdi, lakin Kazantsev və Matrosov əyləc sistemlərinin sonrakı əməliyyat sınaqları (digər əyləc sistemləri ilə birlikdə) ilk növbədə yük qatarlarında istifadə edildikdə ikinci sistemin performans xüsusiyyətləri baxımından əhəmiyyətli üstünlüyünü göstərdi. Beləliklə, hava paylayıcısı olan Matrosov əyləci şərtidir. 320 nömrəli 1520 mm-lik dəmir yolları üçün əyləc avadanlığının gələcək inkişafı və dizaynı üçün əsas oldu. Rusiyada və MDB ölkələrində istifadə olunan müasir avtomatik əyləc, inkişafının ilkin mərhələsində İvan Konstantinoviçin ideyalarını və dizayn həllərini mənimsədiyi üçün haqlı olaraq Matrosov əyləcinin adını daşıya bilər.
Bunun əvəzinə bir nəticəyə
Nəticə nədir? Bu məqalə üzərində işləmək məni əmin etdi ki, mövzu bir sıra məqalələrə layiqdir. Bu pilot məqalədə biz vaqonların əyləclərinin inkişaf tarixinə toxunduq. Aşağıda biz yalnız yerli əyləclərə deyil, həm də Qərbi Avropadan olan həmkarlarının inkişaflarına toxunaraq, müxtəlif növ və növlü vaqon xidmətinin əyləclərinin dizaynını vurğulayaraq, şirəli detallara girəcəyik. Beləliklə, ümid edirəm mövzu maraqlı olacaq və yenidən mərkəzdə görüşərik!
Diqqətinizə görə təşəkkürlər!
Mənbə: www.habr.com