Вагондардың негізгі сипаттамалары 1 страница

Теміржол көлігінің дамуы. Теміржол көлігінің жетілдіруіне және теміржол көлігі туралы ғылымды жасауға ғалымдар мен инженерлердің үлесі.

Қатынас жолдары барлық жерде және әрқашанда болған. Жер көлігі өте ертеде пайда болған. Өзінен жаңа көлік түрі – теміржолды бөліп шығарылған, жер көлігінің тарихы ғасырлар тереңіне кетеді. Бұл тарих, адам қоғамының дамуы туралы қызықтыда тартымды әңгіме айтады.

Ежелгі заманнан құрлықта жол салып жануарларды пайдаланып, жүк және адамдарды тасымалданған. Қазірге дейін сақталған Ежелгі Рим, Қытайдан Орта Азияға дейінгі Ұлы Жібек жолы және т. б. жолдар, өзінің құрлыс сапасымен қатнас ұзындығы жағынан таңғаларлықтай. Осындай жолдармен жылқылар мен өгіздер арба сүйреген, салт аттылар шауып, түйелер керуені жүрген, жаяу адамдар жүріп, жауынгерлер өткен. Қатнас жолдарының дамуы қоғамдағы мәдени қайта құрумен өзгерістердің арқасында дамыды. ХV ғасырға дейінгі ортағасырлық кезең соғыстардың жүруімен сипатталады. Содан кейін европа халқының өмірінде көп өзгерістер болды. Мануфактур саны тез өсті, таулы және металлургия кәсіпорындары пайда болды, осының барлығы үлкен жүк көлемінің лрын ауыструын, жаңа көлік түрін құруды қажет етті. Сол кездегі жолдардың көпшілігі жарамсыз болды, қозғалыс жылдамдығы мен тасымалданатын жүк саны, аттардың күші мен шыдамдығына тәуелді болды.

Теміржолды құруға алғашқы ұмтылыс, ерте заманнан басталған. Сонымен Ежелгі Египет, Греция және Рим империясында ауыр жүкті тасымалдауға арналған теміржолдар болды. Оларда арба доңғалағы доңғалайтын тереңдетілген 2 паралель борозда болатын.

Ортағасырлардағы рудниктерде, ағаш рельспен жүретін, ағаш доңғалақты, ағаш вогондар жүретін жолдар пайда болды. XV – XVI ғғ. Батыс Европадағы кендер мен рудниктерде вагонарбаға арналған ағаш шабақтар төселді.

Ресейдің зауыт аулаларында вагон арбалардың орын ауыстыуына арналған шабақтар қолданылды. Олардың қозғалған кездегі шығаратын сылдырлаған дыбыстарына қарап “иттер” деп атаған.

XVI ғасырларда рудниктерде жерге қазылған майда ағаш рельстер қолданылған. Бұндай рельстермен арба немесе вагон – арба, кәдімгі жолмен салыстырғанда, жеңіл доңғалады және аттар айтарлықтай көп жүк тасымалдай алатын болды.

1680 жылы Англияда Ньюкасла руднигінен Тайн өзеніндегі портқа бірінші ағаш шабақты жол салынды. Көмір тиелген вагондар өрден портқа қарай сырғанады. Кондуктор рычагты тежегіштің тұтқасында отырып жылдамдықты реттеді, ал ат артынан жетекте желе жүгіріп отырды. Кейін ат бос арбаны тауға тартты.

Бірақ ағаш рақаудың тез тозатын беті түзу емес болды, сондықтан адамдар рельс жасау үшін металлды қолданды.

Ресейде рельс жолдарының құрлысы XVII ғасырларға жатады, онда бірінші шабақ жолдар таулы – металлургия өндірісінде қолданылған.

1763 жылы Алтайда орыс өнертапқышы Козьма Дмитриевич Фролов Колывано – Воскресенских заводтарындағы Змейногорск руднигіне тірегі бар жолдар салды. Бұл бүкіл әлемдегі руда тиелген, вагонарбалар жүретін металл рельстер болды. Осы жолда К.Д. Фролов бірнеше рет вагонарбаның қозғалуына механикалық күшті қолданып көрді. Ол оған сумен айналатын доңғалақ, лебедок және арқан жүйесін қолданды.

1767 жылы Ұлыбритания Колбрук қаласындағы теміржасайтын зауытта шойын рельстері құйылды және заводтың теміржолына салынды. Тағы бір зауытты қимасында бұрыш профильі бар темір жолақтары бар рельс жасалады. Ол бұрыш вагон – арба доңғалағынан рельстен тайып кетпеуін қадағалады. 1776 жылы ағылшын өнертапқышы Джеесоп доңғалақ рельстің майда бетінен тайып кетпес үшін вагон – арбаның доңғалағын ребордамен жасауды ұсынды.

Петрозаводскдегі Александровск шойынбалқыту және зеңбірек зауытының инженер-құрлысшысы Никита Сегеевич Ярцевтің басшылығымен 1788 жылы ұзындығы 175 м арқанды тартымдағы шойын жол құрастырылады, олардың рельстерінде көлденең қиманың бұрыштық профилі бар. Оның көлденең сөрелері бойынша арбашық доңғалағы жүреді, ал тік сөрелері олардың қозғалысын бағыттап отырады және арбалардың шетке тайғанамауын қамтамасыз етеді. Бұл жолдың колеясының ені 0,8 м, ал арбаның қозғалу қарсылығы жәй көлік – жолымен салыстырғанда 12 есеге азайды.

1789 жылы Ұлыбритания тегіс темір рельстерінің орнына дөңгелек басты рельстер құя бастады. 1794 жылы сол жерде бірінші ат сүйрейтін темір жол салынды, ал 1803 жылы Лондон жанындағы Суррей графствосында дүние жүзіндегі жалпы қолданыстағы темір жолда, ат тартатын жолаушы экипаждарының қозғалысы басталды.

1803 жылы Ағылшын өнертапқышы Ричард Тревитик рельс жолдарымен жүретін, бу қозғалтқышты арбаны жасап, сынады және бұл бірінші паровоз болды. Ол сағатына 7 км жылдамдықпен жүрді және 7 тонна салмақтағы құрамды тарты. 1804 жылы Лондонда кішкене рельс жолы салынды – бірінші “сынақ дөңгелегі”, ол жолда Р. Тревитиктің халық “ұстай алсаң, ұста” деп атаған, өз паравозын көрсеткен.

Тез дамып келе жатқан өнеркәсіпке су ағыны, жел және жылқылар берген қуаттар жетпеді. Техникалық прогресс, өмірдің өзі, сыртқы жағдайға тәуелсіз, жаңа күшті қозғалтқыштарды шығаруды талап етті. Мұндай қозғалтқышты 1728 жылы Екатеринбургта дүниеге келген тау шебері Иван Ползунов берді. Зауыт мектебін бітіріп, ол “механикалық оқушы” дәрежесінде жұмыс істеді. 1745 жылы онжеті жасар Ползунов Алтайдағы Клоывано – Воскресенский зауытына түсті. Мұнда өндіріс қажеттілігін сезінген ол, су “басшылығын құртып”, “от машинасын” жасауды ойлады.

Көптеген есептеулер, схемалар, тәжірибелер өнертапқыштың өмірін толтырды, және 1763 жылы бірегей бу машинасының жобасы дайын болды. Екі оқушы-бозбалалармен бірге жасаған жұмыс арқасында, әлемдегі бірінші бу машинасы құрастырылды. Оның биіктігі үш қабат үйдей болды. Бу алу су, мыс беттерінен жабыстырылған қазанда қайнатылған. Бу арнайы бөлуші құрылғы арқылы екі үш метрлі цилиндрлерге берілді, олардың піспектері күйентемен байланысқан. Бұл күйентелер, ауаны руда балқытқыш пештерге, және қазанды сумен қоректендіретін, су сорғыларға айдайтынкөрікті қозғалысқа келтірді. Сонымен Алтайда болашақта темір жолдың ажырамас бөлігі болатын машина пайда болды.

Шынында, ол кезде, орыстың данышпан өнертапқышы жасаған бу қозғалтқышы, арбашықта орналасып, өз артынан жүк тиелген вагондар тізбегін сүйретеді, дегенге ешкім сенбеген. Бірақ шамамен жарты ғасыр өткеннен кейін ғана бу машинасы доңғалаққа қойылып, адамдар оны жүк және жолаушы тасымалдарында қолдана бастады.

Бу машинасының идеясы ағылшын Джеймс Уатт қайнап жатқан шайнек қақпағының секіргенін көргенде келген. Бұл көрініс бу машинасын ойлап табуға әкелді. Оның сол кездегі таңғаларлықтай қуаты болды – 40 ат күші. Онда мынадай жаңа тәсілдер қолданылды: конденсатор, будың қысым күші піспектің қайта жүруін қамтамасыз етті, ол қозғалтқыштың қуатын жоғарлатты.

Бу машинасын ойлап табу көлік дамуына жақсы себеп болды. 1769 жылы француз артиллер офицері Жозеф Кючьо арба құрылғыларының қозғалуына арналған бірінші бу арбасын ойлап тапты, ал Ульям Мердок Уатт қозғалтқышын доңғалаққа қойып, бу арбасының модельін жасады.

1812 жылы инженер Брентонның шегірткеге ұқсас, аяғы бар, қадамдап жүретін паравозы пайда болды.

1813 жылы У. Хедли арбаға қосарланған бу машинасын орнатып, оны “Пысылдаған Билли” деп атады.

Бірақ тісті іліну доңғалағы мен қадамдап жүретін паровозға, барлық сынақтан өтіп, темір жолда қозғаушы күш ретінде қолданылу бұйырмады, себебі, тістері тез сынатын болды. Мұндай конструкциялардың пайда болу себебі, доңғалақтың рельспен ілінісу заңдары аз меңгерілген және адамдар өзі қозғалатын арбаның доңғалақтары релстің майда бетімен тайғанап, бір орында айналады деп ойлады.

Дж. Стефенсон «жүретін машина» - бірінші паровоз құрастырды, ол «Блюхер» деп аталды. Оның диаметрі 900 мм төрт доңғалағы және ұзындығы 2,4 м қазаны болды. Машинаның екі цилиндрі болды, оның піспектері тісті беріліс арқылы доңғалақтарды айналдырды. 1815 жылы 25 шілде де паровоз сынақтан өтті, көзімен көргендердің айтуынша, ол «өз ауырлығынан басқа, сегіз, жалпы салмағы 30 тонна болатын жүк тиелген арбалардысағатына төрт мил жылдамдықпен тартқан». Сол жылы Дж. Стефенсон екінші – «Эксперимент», ал 1816 жылы үшінші паровоз жасады. Теміржолдың болашағына сенген Дж. Стефенсон әлемдегі бірінші паровоз жасайтын зауыт құрлысын бастады. Ол зауытта, ағылшын қалалары Стоктоном және Дарлингтон арасында жүретін үш паровоз жасалды.

Ресейдегі бу тартымдылығы бірінші рельс жолдары 1832 жылы Нижне-Тагильск металлургия зауытында Демидо урал қамалдық механиктер Ефим Алексеевич және оның ұлы Мирон Ефимович Черепановтар мен салынды.

«Құрлықтағы пароходтың» (ол кезде паровоз осылай аталған) ұзындығы 1676 мм, диаметрі 914 мм ағаш рамаға тіркелген көлденең цилиндрлі қазан және төрт бірдей доңғалақта орналасқан рама болған. Алдыңғы доңғалақтар арасында қазанда астында орналасқан әрқайсысының ұзындығы 229 мм және диаметрі 178 мм екі цилиндр бар. Цилиндрлердің піспектеріне берілген будың қысымы паровоздың екінші иінді білік осьінің доңғалағына әсер етті. Ұзындығы 2,6 м болатын паровозға «арнайы фургон» жалғанған, онда ағаш, көмір және су қоры жиналған.

Бірінші өнеркәсәп темір жолдары және шетелдік тәжірибе, Ресейдегі бірінші царлықауыл, жалпы қолданыстағы, теміржол линияларын салуға ықпал етті. Бұл жоба 1836 жылдың 15 сәуірінде І Николайдың Жарлығымен бекітілген.

1860 жылы Ресейде шамамен 1590 км, ал дүние жүзінде 108 мың км теміржол желісі болды, оның ішінде АҚШ-та 49 мың, Ұлыбританияда – 17 мың, Германияда шамамен 11 мың км теміржол болды. 1875 жылы Ресейде 20 мың км, ХІХ жүзжылдықта 53,2 мың км, ал 1900 жж. басында 22,6 мың км темір жол салынды. Содан бері жарты ғасыр өтті. Бұл уақыт ішінде темір жолдар күрделі өзгереді.

ХІХ ғасырдың аяғына дейін темір жолдағы жалғыз локомотив түрі паровоз болды.

Бірінші тепловоз деп, 1892 жылы Дрезденск қалалық темір жолында жүрген вагон-газоходты айтуға болады. Оның қозғалтқышының қуаты 10 ат күшін (7,35 кВт) құрады. 1893 жылы неміс инженері Рудольф Дизель іштен жану қозғалтқышының үлгісін жасады. Бұған ол 1892 жылы патент алған. 1897 жылы Р. Дизель бұл типтегі бірінші сенімді қозғалтқыш жасады, оған өз есімін берді. Ол қозғалтқыштың қуаты 20 ат күшін (14,7 кВт) құрады, оның ПӘК-і бу машинасының ПӘК-нен жоғары, және қозғалтқыштың көлеміне тәуелсіз болды. Қозғалтқыштың технико-экономикалық артықшылықтары көлікте кең қолданыла бастады, әсіресе тепловоздарда.

Тепловоздың бірінші жобалары Ресейде ХХ ғасырлар басында пайда болды. 1905 жылы инженер Н. Г. Кузнецов пен полковник А. И. Одинцов Орыс техникалық қоғамында электр берілісті, тепловоз жобасының баяндамасымен шықты және оны «локомотив» деп атады. Ұсынылған локомотив сұлбасы электр берілісті тепловоздың болашақ үлгісі болды, кейін ол көбірек тарады. 1906 жылы профессор В. И. Гриневецкий оригиналды екі ырғақты реверсивті мұнай қозғалтқышын ойлап тапты. Ол аралық берілісіз жұмыс істей алды, және тепловозда да қолданылды. 1912 – 1913 жж. В. И. Гриневецкий бастаған бір топ инженерлермен газды берілістегі тепловоздың жобасы жасалды. 1913 жылы Ташкент темір жолында Ю. В. Ломоносов және А. И. Линец электр берілісті тепловоз жобасы жасалды. 1916 жж. Б. М. Ошурков, Е. Н. Тихомиров және А. Н. Шелест, В. И. Гриневецкий басшылығында поезды тепловоздың жобасын жасалды.

Бірінші темір жолдағы электр тартымы 1879 жылы пайда болды. Оны Вернер Сименс жасады. Бұл жолдың ұзындығы 300м құрады. Электрлік локомотив электрқозғалтқыш арқылы қозғалды, қуаты 9,6 кВт. Сол 1879 жылы Франциядағы Брейл қаласында Дюшен-Фурье текстиль фабрикасында зауыт ішінде электр темір жолы іске қосылды, ұзындығы шамамен 2 км.

1895 жылы АҚШ-тағы Балтиморда тоннель және Нью-Йорк тоннельге кіреберістер электрленген болды.

Ресейде, бірнеше ұсыныстар мен жобаларға қарамастан электрлік локомотивтер 1924 жылға дейін шығарылмады. Бірінші ресей магистральды жүк электровозы ВЛ19 (Владимир Ленин) 1932 жылы жасалды, ол Коломенск және «Динамо» зауыттарымен жобаланған.

Бірінші жолаушы магистральды электровоз, сериясы ПБ (Политбюро), 1934 жылы Коломенск және Динамо зауыттарымен шығарылды.

Бірінші көшелік темір жол Англияда пайда болды. Трамвай атауы ағылшын өнертапқышы O’Трам атымен байланысты: «Трам уэй» - Трам жолы Лондандағы теміржолдың алғашқы аты болып табылады.

1879 жылы Берлин көрмесінде Э. Сименс жолаушы тасымалдайтын электрлік вагонды таныстырды. 1881 жылы Германияда ұзындығы 2,5 км, Берлин-Лихтерфельд трамвай линиясы жіберілді. Кейінгі жылдары трамвай қатнасы Европа елдерімен АҚШ-та, өзінің айқын технико-экономикалық басымдығымен және бу тартымымен салыстырғандағы экологиялық тазалығының арқасында, кең тарады. Бірнеше сынақтардан кейін 1880 жылдың қыркүйегінде Петербугтың Болотной көшесінде бірінші электрленген жолаушы вагоны қозғалтқышының мүмкіндігі тексерілді. Ресейдегі трамвайдың дамуы, ат-темір жолдарымен бәсекелесіп, баяу дамыды.

Тұрақты трамвай қозғалтқышы Киеевте 1892 жылы Петербургте 1907 жылы ашылды. Бірінші трамвай линиялары Казанда 1894 жылы, Нижний Новгородта 1896 жылы пайда болды. ХХ ғасырдың басында Ресейде трамвай көп қалаларда пайда болды. Бірінші отандық Рижсктегі «Двигатель» зауытының трамвай вагондары Мәскеудің трамвай депосына 1908 жылы түсті. Ал 1910 жылдан бастап электрленген вагондарды Мытищинск вагонжасау зауыты, 1915 жылдан бастап Самарадағы зауыт шығара бастады.

Біздің елімізде, өткен жүзжылдықтың 50-ші жылдарының аяғына дейін қалалық жолаушы тасмалының көлемі бойынша трамвай жетекші орында болған. Тек 60-шы жылдардың басында трамвай көшбасшылықты, автобусқа, ал 70-ші жылдары троллейбусқа беріп қойды. Трамвайдың әртүрлілігі – жылдамдық, 1,5-2 есе тез қозғалады, шусыз вагондармен жабдықталған, жоғары сыйымдылық және комфорт. Сондай-ақ жүрдек теміржол вагондарының жобалау және эксплуатация тәжірибелері қолданылды. Жүрдек трамвай мақсатқа лайықты көлік түрі болып танылған. Жүрдек трамвай құрлысы метрополитен құрлысынан арзан түседі, және оның эксплуатациясы жолаушыларға ыңғайлы.

Қалалық, көшелік емес метропоитен – темір жолы жалпылама жолаушыларды жүрдек тасымалдауға арналған. «Метрополитен» metropolitaіn – астаналық, деген француз сөзінен шыққан, Ресей және басқа да елдерде – «подземка» ағылшын сөзінен underground, америка тілінде - subway, неміс тілінде – Untergrundbahn. Метро үлкен өткізу қаблетімен және пойыздардың қозғалыс жылдамдығымен ерекшеленеді.

Дүние жүзіндегі бірінші, ұзындығы 3,6 км. көшелік емес, бу тартымындағы пойыздарға темір жол линясы Лондонға салынды, және 1863 жылы эксплуатацияға берілді. Бұл екі темір жол вокзалдарын байланыстырған жер асты жолы, негізінен жүк тасмалына, аз жолаушы қатынасының көлеміне арналған. Паравоздың түтініне қарамастан метрополитен Лондон халқының арасында әйгілі болды. 1890 жылы Лондонда дүние жүзіндегі бірінші электрленген метро линиялары ашылды. Қолдану жерасты теміржол линияларының құрлысын дамытты, себебі ол тоннельдерді түтінен және ыстан босатты.

Бірінші АҚШ-тағы қалалық темір жол линиялары 1868 жылы Нью-Йоркте ашылды. Бұл жол металл эстакадаларға қойылды, ал вагондардың қозғалуына арқанды тартым қолданылды. Бұндай шешім метро линияларының құрлысын тез және арзан салуға себеп болды, және желдету қажеттілігі керек болмады. 1871 жылы арқанды тартымды бу, ал 1890 жылы – электрлі, тартымдар ауыстырды. Бірақ жер бетіндегі метрополитен қала құрлысына кедергі келтірді.

Европа континентінде бірінші метрополитен 1896 жылы Будапештте салды. 1900 жылы жерасты темір жол линиялары Парижде, кейін Мадридте, Барсеонада, Токиода, Стокгольмде және басқа да әлем қалаларында салынды.

Ресейг бірінші метрополитен жобасы 1902 жылы инженер П. И. Балинский мен Мәскеуге арналып жасалды, бірақ ол Қалалық Думамен қабылданбады. Кеңес үкіметі жылдары Мәскеуге метро құрлысы 1922 жылы қаралды, ал құрлыс тек 1931 жылы басталды. 13 станциядан тұратын Мәскеу метрополитені 1935 жылы ашылды. 1955 жылы Ленинград (қазіргі Петербург) метрополитені бірінші жолаушыларды қабылдады. Кейін мына қалалардың метрополитені қосылды: Киев (1960 ж.), Тблиси (1966 ж.), Баку (1967 ж.), Харьков (1975 ж.), Ташкент (1977 ж.), Ереван (1981 ж.), Минск (1984 ж.), Горьк (қазіргі Нижний Новгород 1985 ж.), Новосибирск (1985 ж.), Куйбышев (қазіргі Самара 1987 ж.) және Сверловск (қазіргі Екатеринбург) 1991 ж.

Метроплитен кешеніне мыналар жатады: жолаушылар отырғызатын платформа және вестилбюльдері бар станциялар; тоннель арасындағы желдеткіш және су төгу құрылғылары; жылжымалы құрамның қайту және тұру тұйықтары; станция жанындағы энергетикалық және желдеткіштік шаруашылық объектілері; линияның жер бетіндегі аудандары көпірлер мен жол өтпелер; пойыз қозғалысын диспечерлік басқаруына арналған жердегі ғимараттар, электрлік қамтамасыздандыру және электромеханикалық құрылғылар жүйесі; эксплуатациялық қызметшілерге арналған ғимараттар; электродепо.

3-4 дәріс. Теміржол көлігінің классификациясы және олардың негізгі технико-экономикалық көрсеткіштері