Ushbu tadqiqot umumiy yuk poyezdlarida qo‘llaniladigan yuqori ishqalanishli kompozit (HFC) tormoz kolodkalarining uzluksiz tormozlash vaqtida tezlik oshgani sari qanday yeyilishini va kolodka tarkibidagi mustahkamlovchi po‘lat tolalarning (RSF) ishqalanish yuzasida qanday vazifani bajarishini tajribaviy ravishda o‘rganadi. Tadqiqotda 8 kN doimiy tormoz kuchi ostida 20, 40, 60, 80 va 100 km/h tezlik darajalarini ifodalovchi 500 soniyalik uzluksiz tormozlash sinovlari o‘tkazilgan.

Tadqiqotning asosiy topilmasi shundan iboratki, po‘lat tolalar nafaqat mustahkamlovchi material, balki ishqalanish yuzasida yuk ko‘taruvchi birlamchi kontakt platformalari sifatida ham ishlashi mumkin. Tolalarning uzun va tasmasimon geometriyasi tufayli yuzada yeyilgan qism ostida qolgan tola bo‘lagi kompozit matritsa ichida ko‘milgan holda saqlanishi mumkin. Bu tuzilma atrofdagi matritsa komponentlari va yeyilish zarrachalarining birikishini qo‘llab-quvvatlab, yanada keng va uzluksiz kontakt platformalarining shakllanishiga yordam beradi.

Tezlik oshgani sari bu mexanizm o‘zgaradi. 20 km/h da yuza yeyilishi yengil bo‘lib, ko‘p miqdorda mayda yeyilish zarrachalari kuzatiladi. 40 km/h atrofida po‘lat tolalar siqilib, barqarorroq kontakt platformalarini hosil qiladi. 60 km/h da haroratning ko‘tarilishi bilan tolalarning oksidlanishi va siqilishi yaqqolroq bo‘ladi; yeyilgan qattiq tola zarrachalari yuzada tirnalishlar paydo bo‘lishiga hissa qo‘shadi. 80 km/h da ayrim tolaga asoslangan platformalar parchalanishni boshlasa-da, kompozit yuzada hanuz ishlaydigan aralash kontakt hududlari mavjud. 100 km/h sharoitida esa yuqori harorat bilan birga bog‘lovchi va boshqa organik komponentlarning yumshashi kontakt platformalarining barqarorligini jiddiy buzadi; keng ko‘lamli ko‘chish, yoriqlar va juda tez yeyilish yuzaga keladi.

Tadqiqot natijalariga ko‘ra, o‘rganilgan amaldagi umumiy yuk poyezdi HFC tormoz kolodkasida 80 km/h gacha ishqalanish koeffitsiyenti pasayganiga qaramay, yeyilish tezligi nisbatan past diapazonda qolgan. 100 km/h da esa ishqalanish koeffitsiyentining jiddiy yomonlashuvi bilan yeyilish tezligining keskin ortishi bir vaqtda kuzatilgan va tadqiqotchilar buni uzluksiz tormozlash nuqtai nazaridan xavfsizlik xatari tug‘dirishi mumkinligini bildirgan.

Turkiya nuqtai nazaridan: Tadqiqot Xitoyda qo‘llaniladigan muayyan umumiy yuk poyezdi kompozit tormoz kolodkasi va laboratoriya miqyosidagi ishqalanish qurilmasida o‘tkazilgan. Shu sababli 80 yoki 100 km/h qiymatlarini Turkiyadagi yuk vagonlari uchun bevosita ekspluatatsion tezlik chegarasi sifatida qo‘llab bo‘lmaydi. Shunga qaramay, usul uzoq qiyalikli yo‘llarda uzluksiz g‘ildirak gardishiga tormozlash, kompozit tormoz kolodkasi harorati, yuqori tezlikdagi yeyilish, uchinchi jism qatlami va po‘lat tolali ishqalanish materiallarini ishlab chiqish bo‘yicha temiryo‘l Ar-Ge guruhlariga qo‘llanishi mumkin bo‘lgan tajribaviy yondashuvni taqdim etadi. Mahalliy transport vositasi massasi, g‘ildirak geometriyasi, tormoz kuchi, kolodkaning haqiqiy tarkibi, yo‘l qiyaligi va milliy temiryo‘l standartlari alohida baholanishi kerak.

Tadqiqotning asosiy savoli nima?

Umumiy yuk poyezdlarida g‘ildirak gardishiga tormozlash paytida tormoz kolodkasi bevosita g‘ildirak gardishiga bosiladi. Ushbu kontakt hududida mexanik ishqalanish, issiqlik hosil bo‘lishi va yuza yeyilishi bir vaqtning o‘zida sodir bo‘ladi. Uzoq va tik qiyalikli yo‘llarda tormozlash qisqa to‘xtashdan farqli ravishda uzoq davom etishi mumkinligi sababli, kolodkaning uzluksiz issiqlik kirishi ostida ishqalanish xususiyatlarini saqlab qola olishi muhim masalaga aylanadi.

Tadqiqot uchta asosiy savolga qaratilgan:

• Amaldagi HFC tormoz kolodkasining uzluksiz tormozlash samaradorligi tezlik oshgani sari qanday o‘zgaradi?
• Mustahkamlovchi po‘lat tolalar ishqalanish yuzasida qanday morfologik o‘zgarishlardan o‘tadi?
• Po‘lat tolalardagi o‘zgarishlar kontakt platformalari va tormoz kolodkasining ishqalanish-yeyilish xatti-harakati bilan qanday bog‘liq?

Tajriba qurilmasi haqiqiy tormozlashni qanday ifodaladi?

Tajriba qurilmasida haqiqiy g‘ildirak gardishi materialidan tayyorlangan aylanuvchi disk bilan haqiqiy tormoz kolodkasi materialidan kesilgan uchta kichik blok kontaktga keltirilgan. Dvigatel diskni belgilangan tezlikka olib chiqqan paytda pnevmatik tizim qo‘zg‘almas kolodkani diskka bosadi. Moment sensori tormoz momentini, tezlik sensori aylanish tezligini, bosim tizimi tormoz kuchini va termopara tormoz kolodkasi haroratini kuzatadi.

Mustahkamlovchi po‘lat tolalarning xususiyatlari qanday edi?

Tadqiqotning yuza tasvirlarida po‘lat tolalar ikki asosiy ko‘rinishda kuzatiladi. Ayrim tolalar yuzaga faqat uch kesimlari bilan kichik yaltiroq nuqtalar ko‘rinishida chiqsa, ayrimlari bo‘ylama kesilgan ingichka yaltiroq tasma ko‘rinishidadir. Namuna chetida yuzadan tashqariga chiqib turgan uzun tola ham kuzatilgan.

Tadqiqotchilar bu uzun tola geometriyasini mexanizm uchun muhim deb hisoblaydi. Tolaning yuzadagi qismi yeyilsa ham qolgan uzun qismi matritsa ichida ko‘milgan holda saqlanishi mumkinligi sababli, tola butunlay uzilmasdan ishqalanish yuzasini ma’lum muddat ko‘tarishda davom etishi mumkin.

Tormoz kolodkasi faqat po‘lat tolalardan iboratmi?

Yo‘q. Tadqiqotdagi element xaritalash va material tahlili tormoz kolodkasining ko‘p komponentli ekanini ko‘rsatadi. Tuzilmada mustahkamlovchi po‘lat tolalardan tashqari:

• qattiq moylovchi sifatida grafit,
• boksit kabi ishqalanishni o‘zgartiruvchi to‘ldirgichlar,
• kaliy dala shpati asosidagi ishqalanish koeffitsiyentini tartibga soluvchi material,
• bog‘lovchilar,
• kompozit matritsaning boshqa komponentlari

mavjud. Shu sababli tadqiqotda kuzatilgan tezlik ta’sirining barchasini faqat po‘lat tolaga bog‘lash mumkin emas. Mualliflar ham bu nuqtani cheklov sifatida ochiq qayd etadi.

Namunalar qanday tayyorlandi?

G‘ildirak gardishi materiali 130 mm diametrli disk shaklida tayyorlandi. Tormoz kolodkasidan kesilgan namunalar:

20 mm × 15 mm × 21 mm

o‘lchamidadir. O‘rtacha ishqalanish halqasi diametri 105 mmdir. Bir tekis kontakt bosimini ta’minlash maqsadida uchta tormoz kolodkasi namunasi aylana bo‘ylab teng masofada joylashtirildi.

Ishqalab moslashtirish nega bajarildi?

Rasmiy tajribani boshlashdan oldin tormoz jufti past tezlik va past bosimda ishqalab moslashtirildi. Maqsad namunaning faqat kichik bir yuza nuqtasi emas, nominal maydonining katta qismi haqiqiy ishqalanishda ishtirok etishini ta’minlash edi.

Tadqiqotda ishqalab moslashtirish tugallangan deb hisoblash uchun kontakt maydonining taxminan %90ga yetishi sharti qo‘llanildi. 15 × 20 mm ishqalanish yuzasida ishqalanish yo‘nalishidagi moslashtirish uzunligi 18 mm ga yetganda %90 kontakt qabul qilindi.

Qaysi tezliklarda sinov o‘tkazildi?

8 kN doimiy tormoz kuchi manba tadqiqotida TB/T 3104.1-2020 standartiga muvofiq tanlangan. Har bir tajribadan keyin tizim to‘liq xona haroratiga qaytguncha kutilgan, shu tariqa avvalgi tajribadan qolgan issiqlikning keyingi sharoitga ta’siri kamaytirilgan.

Nega tajribalar 100 km/h da to‘xtatildi?

Manba tadqiqotiga ko‘ra, umumiy yuk poyezdlarining loyihaviy maksimal tezligi 120 km/h bo‘lsa-da, tadqiqot doirasida normal ekspluatatsion tezlik taxminan 80 km/h deb qaraladi. Tadqiqotchilar dastlabki tajribalarda 100 km/h darajasida tormoz kolodkasi namunasining yuzi jiddiy shikastlanib, parchalangani kuzatilgan.

Shu sababli sinov xavfsizligi uchun 100 km/h yuqori chegara sifatida tanlangan va yuza jiddiy shikastlangach, undan yuqori tezliklarga o‘tilmagan.

20 km/h da yuzada nima sodir bo‘ldi?

20 km/h sharoiti eng yengil yeyilish kuzatilgan holatdir. Dastlabki yuza nuqsonlarining muhim qismi saqlanib qolgan va ishqalanish kontakti namunaning butun yuzasini qamramagan.

Mikro miqyosda ko‘p sonli yeyilish zarrachalari kichik ko‘chish chuqurchalarida to‘plangan. Po‘lat tolalarning uch kesimlari hali ham ajralib turadi. Uzluksiz va yirik kontakt platformalari hali shakllanmagan; kichik kontakt hududlari bir-biridan ajralgan holda tarqalgan.

Nega 40 km/h da ishqalanish koeffitsiyenti sezilarli pasaydi?

40 km/h da dastlabki yuza nuqsonlari katta darajada yeyilib, silliqroq kontakt yuzasi shakllana boshlagan. Po‘lat tolalar siqilib kontakt platformasi vazifasini bajargan, ularning atrofidagi turli kompozit komponentlar bir-biriga aralashgan.

Tadqiqot shuningdek mayda grafit zarrachalari ushbu kontakt platformalari orasiga joylashib, moylovchi vazifani bajarganini bildiradi. Yuzadagi bo‘sh yeyilish zarrachalarining kamayishi va silliqroq platformalarning shakllanishi bilan ishqalanish koeffitsiyenti sezilarli darajada pasaygan.

Parallel tajribalar qanchalik mos edi?

Tadqiqotchilar har bir parametr guruhi uchun ikkita parallel tajriba o‘tkazgan. 40 km/h misolida ikkita ishqalanish koeffitsiyenti egri chizig‘i va statistikalar alohida berilgan:

Manba tadqiqoti bu ikki tajriba umumiy tendensiya bo‘yicha yaxshi moslik ko‘rsatganini bildiradi. Biroq yuqori moslik sababli keyingi batafsil tahlillarda so‘nggi tajriba ma’lumotlarining tanlangani e’tiborga olinishi kerak bo‘lgan metodik nuqtadir; barcha tezlik darajalaridagi sonli natijalar ikkita parallel tajribaning o‘rtacha qiymatlari va noaniqlik oraliqlari orqali hisobot qilinmagan.

60 km/h da yeyilish mexanizmi qanday o‘zgardi?

60 km/h da ishqalanish issiqligi ortgan, po‘lat tolalarda oksidlanish yanada yaqqol bo‘lgan va yuzadagi tolalar tobora yassilashgan. Yirikroq va uzluksizroq kontakt platformalari hosil bo‘lgan.

Shu bilan birga, yuzada ishqalanish yo‘nalishiga parallel chuqurroq tirnalishlar paydo bo‘lgan. Tadqiqotchilar yeyilgan po‘lat tolalardan hosil bo‘lgan qattiq zarrachalar ishqalanish hududiga kirib, yuzani tirnashi va bu bosqichda yeyilish tezligining yana oshishni boshlashiga hissa qo‘shishini baholaydi.

80 km/h da tormoz kolodkasi butunlay buzildimi?

Yo‘q. 80 km/h da yeyilish va harorat yuqoriroq bo‘lsa-da, tadqiqot hali ham yirik mahalliy kontakt platformalari mavjudligini ko‘rsatadi. Biroq bu platformalarning uzluksizligi kamaygan, yirikroq ko‘chishlar va yuza yoriqlari paydo bo‘lgan.

Po‘lat tolaga asoslangan ayrim platformalar parchalanadi; singan tola bo‘laklari va yumshagan kompozit matritsa yanada murakkab tarkibli yangi kontakt platformalarini hosil qiladi. Tadqiqotchilarga ko‘ra, po‘lat tolalarning yuqori mustahkamligi ishqalanish yuzasining yirik ko‘lamda yemirilishini ma’lum vaqt to‘sib turadi.

Nega 100 km/h da kritik o‘zgarish yuz berdi?

100 km/h sharoitida yuza morfologiyasi sezilarli yomonlashgan. Makroskopik tasvirlarda ko‘chish hududlarining soni va o‘lchami ortgan, shikastlar bir-biriga ulanib to‘rsimon tuzilma hosil qilgan va chetlarning uzilib tushishi kuzatilgan.

Mikro miqyosda yuqori harorat ayniqsa bog‘lovchi kabi organik komponentlarni yumshatishi yoki parchalashi qayd etiladi. Plastik oqim ko‘rsatadigan matritsa po‘lat tolalar bilan aralashgan kontakt platformalarining geometrik barqarorligini saqlashni qiyinlashtirgan. Natijada kontakt platformalari parchalanib, keng ko‘lamli ko‘chish yuzaga kelgan.

3B yuza o‘lchovlari nimani ko‘rsatdi?

3B topografiya tasvirlari makroskopik fotosuratlardagi shikast faqat rang yoki optik ko‘rinish farqi emasligini tasdiqlaydi.

• 20 km/h: Shikast sayoz; kichik kontakt platformalari alohida va tarqoq.
• 40 km/h: Kontakt platformalari yaqqollashadi va mahalliy shikast chuqurlashadi.
• 60 km/h: Ishqalanish yo‘nalishida chuqur tirnalish va silliqroq, uzluksiz kontakt platformalari ko‘rinadi.
• 80 km/h: Yirik ko‘chishlar ortadi; kontakt platformalari parchalana boshlaydi.
• 100 km/h: Ko‘chishlar yirikroq va chuqurroq; shikast hududlari bir-biriga ulanib, kontakt platformalarini segmentlarga ajratadi.

“Kontakt platformasi” aniq nimani anglatadi?

Kompozit tormoz kolodkasining butun yuzasi bir vaqtning o‘zida g‘ildirak bilan bir xil darajada kontaktda bo‘lmaydi. Haqiqiy yuk yuzadagi mahalliy va chidamliroq hududlar tomonidan ko‘tariladi. Tadqiqot bu hududlarni contact platform — kontakt platformasi deb ta’riflaydi.

Po‘lat tolalar yuqori mexanik mustahkamligi tufayli ushbu platformalarning yadrosini tashkil qilishi mumkin. Atrofdagi matritsa bo‘laklari va ishqalanish paytida hosil bo‘ladigan yeyilish zarrachalari tolalar orasiga siqilgan sari ikkilamchi platformalar rivojlanadi.

Po‘lat tolaning taklif etilgan ikki tomonlama vazifasi nima?

Tadqiqot muhokamasiga ko‘ra, RSF ikkita asosiy rolni bajaradi:

1. Birlamchi kontakt platformasi: Yukni ko‘taruvchi qattiq va chidamli yuza hududini ta’minlaydi.
2. Ikkilamchi platforma hosil bo‘lishini qo‘llab-quvvatlash: Tolalar atrofidagi bo‘shliqlar yeyilish zarrachalari va boshqa kompozit komponentlarni ushlab, yanada keng ishqalanish qatlamining rivojlanishiga yordam beradi.

Birlamchi va ikkilamchi platformalar vaqt o‘tishi bilan birlashib, uzluksizroq ishqalanish qatlamini hosil qilishi mumkin. Biroq harorat va yeyilish tolalarning o‘zini buzadigan darajaga yetganda, bu yuk ko‘taruvchi tarmoq ham beqarorlashadi.

Grafitning roli qanday edi?

Mikroshikast tasvirlariga ko‘ra, mayda grafit zarrachalari turli material komponentlari orasidagi bo‘shliqlarga joylashadi. Tadqiqotchilar grafitni qattiq moylovchi sifatida talqin qiladi va uning mayda zarracha o‘lchami sababli katta siqilgan to‘plamlar yoki keng ko‘chish hududlari hosil qilmasdan ishqalanish yuzasida mavjud bo‘la olishini bildiradi.

Tezlik oshgani sari ishqalanish koeffitsiyenti, harorat va yeyilish qanday o‘zgardi?

Manba tadqiqotining 13-rasmidagi umumiy tendensiya aniq:

• tormoz kolodkasi harorati tezlik bilan birga uzluksiz ko‘tarilgan,
• o‘rtacha ishqalanish koeffitsiyenti umuman olganda tezlik oshgani sari pasaygan,
• yeyilish tezligi dastlabki tezlik oralig‘ida kichik tebranish ko‘rsatib, keyin oshgan,
• 100 km/h da yeyilish tezligi keskin sakragan.

Grafikda sonli yorliqlari alohida berilmagan oraliq nuqta qiymatlari bu yerda aniq son sifatida qayta ishlab chiqarilmagan. Tadqiqotning ochiq matnli xulosasi shuki, 80 km/h gacha yeyilish tezligi nisbatan past darajada saqlangan, 100 km/h da esa ishqalanish koeffitsiyenti jiddiy yomonlashgan va yeyilish tezlashgan.

Nega 100 km/h faqat yuqori yeyilish muammosi emas?

Tormoz kolodkasining ko‘p yeyilishi o‘zi muhim bo‘lsa-da, asl kritik holat bir vaqtning o‘zida ikki salbiy omil yuzaga kelishidir:

• tormozlash interfeysining ishqalanish koeffitsiyenti pasayadi,
• kolodkaning material yo‘qotilishi tezlashadi.

Ya’ni tormoz kolodkasi ham tezroq sarflanadi, ham yuzasi ishqalanish vazifasini barqaror davom ettirish qobiliyatini yo‘qotadi. Tadqiqotchilarning tormoz xavfsizligi haqidagi ogohlantirishi aynan shu bir vaqtdagi xatti-harakatga asoslanadi.

Tadqiqot nimani aytadi?

• Mustahkamlovchi po‘lat tolalar ishqalanish yuzasida birlamchi kontakt platformasi vazifasini bajarishi mumkin.
• Tolalarning uzun geometriyasi yuzadagi qismi yeyilsa ham, ko‘milgan qismning platformani qo‘llab-quvvatlashda davom etishiga imkon berishi mumkin.
• Tezlik oshgani sari po‘lat tolalarning yuza morfologiyasi siqilish, oksidlanish, yeyilish va parchalanish bosqichlaridan o‘tadi.
• Po‘lat tola va matritsa komponentlari yuqori tezliklarda aralash kontakt platformalarini hosil qilishi mumkin.
• 20–80 km/h tajribalarida yeyilish tezligi nisbatan past diapazonda qolgan.
• 100 km/h tajribasida keng ko‘chish, yoriqlar, ishqalanish koeffitsiyentining jiddiy yomonlashuvi va tez yeyilish kuzatilgan.
• Po‘lat tola geometriyasi va mexanik xususiyatlarini o‘zgartirish kelajakda tormoz kolodkasi samaradorligini optimallashtirishda o‘rganilishi mumkin bo‘lgan dizayn parametridir.

Tadqiqot nimani aytmaydi?

• 80 km/h barcha yuk poyezdlari va barcha tormoz kolodkalari uchun universal xavfsiz uzluksiz tormozlash chegarasi sifatida belgilanmagan.
• 100 km/h barcha temiryo‘l transport vositalarida mutlaq taqiqlangan tezlik sifatida ko‘rsatilmagan.
• Tajriba to‘liq miqyosli haqiqiy poyezd tormoz tizimida o‘tkazilmagan.
• Ishqalanish interfeysining haqiqiy kontakt harorati bevosita o‘lchanmagan.
• Po‘lat tolalarning ta’siri matritsa, grafit, to‘ldirgich va bog‘lovchilar ta’siridan mustaqil nazorat materiali yordamida ajratilmagan.
• Turli po‘lat tola ulushlari, uzunliklari yoki diametrlari tajribaviy ravishda taqqoslanmagan.
• Uzoq muddatli haqiqiy yo‘l xizmat muddati yoki kilometr boshiga kolodka sarfi hisoblanmagan.
• Tajriba natijalaridan bevosita iqtisodiy tejash yoki texnik xizmat xarajati kamayishi chiqarilmagan.

Tadqiqot usuli va natijalari

Tajribaviy ish jarayoni

1. Haqiqiy g‘ildirak gardishi va HFC tormoz kolodkasi materiallaridan namunalar tayyorlandi.
2. Namunalar taxminan %90 nominal kontakt maydoniga yetguncha ishqalab moslashtirildi.
3. 8 kN tormoz kuchi doimiy saqlandi.
4. 20, 40, 60, 80 va 100 km/h tezlik darajalarida 500 soniyalik uzluksiz ishqalanish tajribalari o‘tkazildi.
5. Har bir parametr guruhi uchun ikkita parallel tajriba o‘tkazildi.
6. Har bir tajribadan keyin tizim xona haroratigacha sovitildi.
7. Ishqalanish koeffitsiyenti moment o‘lchovidan, yeyilish esa massa yo‘qotilishi va tormozlash energiyasidan baholandi.
8. Tormoz kolodkasi harorati ishqalanish yuzasidan 3 mm ichkaridagi termopara bilan o‘lchandi.
9. Tajribadan keyin yuza makro va mikro miqyosda tekshirildi.
10. Element taqsimoti, po‘lat tola morfologiyasi va 3B yuza topografiyasi taqqoslandi.
11. Tezlik–harorat–ishqalanish koeffitsiyenti–yeyilish o‘rtasidagi o‘zgarish bilan RSF kontakt platformasi mexanizmi birgalikda talqin qilindi.

Tormoz kolodkasi yuzasining tezlik darajalari bo‘yicha xulosasi

Tajribaning eng muhim o‘lchov cheklovi

Termopara ishqalanish yuzasining aynan ustida emas, 3 mm pastda joylashtirilgan. Tadqiqotchilar haqiqiy ishqalanish interfeysi harorati bilan o‘lchangan qiymat o‘rtasida:

• termal kechikish,
• termopara javob vaqti,
• issiqlik tarqalishi va atrof-muhitga yo‘qotish

sababli farq bo‘lishi mumkinligini ochiq qayd etadi. Shu sababli tadqiqotning harorat egri chiziqlari turli tezlik sharoitlarini taqqoslash uchun qimmatli; biroq o‘lchangan haroratlar haqiqiy mikroskopik kontakt nuqtasi harorati sifatida talqin qilinmasligi kerak.

Yuza shikasti qaysi yo‘nalishda rivojlandi?

Manba tasvirlarida ishqalanish yo‘nalishi bo‘ylab leading end — trailing end va ishqalanish radiusi bo‘ylab ichki-tashqi yo‘nalish alohida belgilangan. 20 km/h da butun yuza kontaktda bo‘lmasa, tezlik oshgani sari yeyilish izlari namunaning butun yuzasiga tarqalgan. 100 km/h da hatto namuna chetida ham ko‘chish kuzatilishi shikast faqat mahalliy mikroskopik tirnalish bo‘lib qolmaganini ko‘rsatadi.

Po‘lat tola yeyilganda nega darhol vazifasini yo‘qotmaydi?

Tadqiqot taklif qilgan mexanizmga ko‘ra, uzun tolaning ishqalanish yuzasiga chiqib turgan qismi yeyilar ekan, chuqurroq qismi kompozit matritsa ichida ushlab turiladi. Shu sababli yuzadagi ingichka po‘lat qatlam sinib yoki yassilashsa ham qolgan tola tanasi atrofdagi matritsaga mexanik tayanch berishi mumkin.

Bu mexanizm ayniqsa yuqori tezlikdagi yeyilishning dastlabki bosqichlarida kontakt platformalarining butunlay yo‘qolishini kechiktirishi mumkin. Biroq harorat matritsa va bog‘lovchini jiddiy yumshatgan 100 km/h sharoitida bu tayanchning o‘zi yetarli bo‘lmagan.

Uchinchi jism qatlami bilan bog‘liqlik

Ishqalanish paytida asosiy ikki yuza bo‘lgan g‘ildirak materiali bilan tormoz kolodkasi orasida yeyilgan zarrachalardan iborat oraliq material qatlami rivojlanishi mumkin. Tadqiqot mexanizmida po‘lat tolalar va ularning atrofidagi kontakt platformalari bu yeyilish zarrachalarining bir qismini yuzada ushlab, uzluksizroq ishqalanish qatlamining rivojlanishiga hissa qo‘shadi.

Biroq yuqori tezlik va yuqori haroratda platformalar parchalanganda bu uzluksiz oraliq qatlamning barqarorligi kamayadi, yirikroq bo‘laklar uzilib tushadi va ko‘chish tezlashadi.

40 km/h dagi parallel tajriba nazoratining ahamiyati

Tadqiqot faqat bitta egri chiziqni taqdim etish o‘rniga 40 km/h da ikkita parallel tajribaning vaqt qatorlari hamda o‘rtacha, standart og‘ish, minimum va maksimum qiymatlarini taqqoslagan. Bu nazorat tajriba qurilmasi bir xil sharoitda o‘xshash umumiy ishqalanish xatti-harakatini hosil qila olishini qo‘llab-quvvatlaydi.

Shunga qaramay, barcha tezlik sharoitlari uchun shu darajadagi batafsil parallel tajriba statistikasi e’lon qilinmagan. Bundan tashqari, keyingi tahlil uchun ikkita tajribaning o‘rtachasi emas, so‘nggi tajriba ma’lumotlari tanlangan. Shu sababli tadqiqot mexanizm va tendensiya bo‘yicha kuchli vizual dalil taqdim etsa-da, barcha tezliklar uchun keng qamrovli statistik noaniqlik tahlilini bermaydi.

Tadqiqotning asosiy muhandislik xabari

Tadqiqotning asosiy dizayn xabari shunchaki “yanada kuchli po‘lat tola ishlatish” emas. Asosiy nuqta po‘lat tolaning:

• uzunligi,
• diametri,
• hajmiy/tarkib ulushi,
• cho‘zilish mustahkamligi,
• matritsa ichida ushlab turilish shakli

kabi xususiyatlari yuqori harorat ostida kontakt platformalari qancha vaqt barqaror qolishiga ta’sir qilishi mumkinligidir.

Mualliflar kelajakda po‘lat tola parametrlarini tizimli ravishda o‘zgartirish orqali tormoz samaradorligini optimallashtirishni taklif qiladi. Hozirgi tadqiqot esa faqat muayyan yetuk HFC tormoz kolodkasi tarkibini sinagani uchun qaysi tola kombinatsiyasi optimal ekanini aniqlamaydi.

Ilmiy cheklovlar

• Faqat bitta mavjud kompozit tormoz kolodkasi materiali o‘rganilgan.
• Po‘lat tolasi bo‘lmagan nazorat kolodkasi mavjud emas.
• Po‘lat tola ulushi, diametri yoki uzunligi tajribaviy omil sifatida o‘zgartirilmagan.
• Po‘lat tola bilan grafit, bog‘lovchi va boshqa to‘ldiruvchi komponentlarning alohida ta’sirlari to‘liq ajratilmagan.
• Sinov kichik namuna–disk ishqalanish qurilmasida o‘tkazilgan; bu to‘liq miqyosli yuk poyezdi tormoz tizimi emas.
• Ishqalanish interfeysi harorati bevosita o‘lchanmagan.
• Har bir sharoit ikki marta takrorlangan bo‘lsa-da, batafsil natija tahlilida so‘nggi tajriba ma’lumotlari ishlatilgan.
• 100 km/h dan yuqori sharoitlar yuzaning jiddiy shikastlanishi sababli sinovdan o‘tkazilmagan.
• Uzoq muddatli yo‘l ekspluatatsiyasi, yomg‘ir, ifloslanish va ekologik o‘zgaruvchilar o‘rganilmagan.

Manba va usul qaydi

To‘liq original tadqiqot nomi: Friction and Wear Behavior of General Freight Train Composite Brake Shoes with Reinforced Steel Fibers

Mualliflar: Hengxi Wang; Xin Zhang; Guansong Chen; Jiazheng Song; José Manuel Martínez-Esnaola; Chun Lu.

Mualliflar tartibi: Manba tadqiqotidagi tartib aynan saqlangan. Teng birinchi muallif yoki teng hissa haqidagi bayonot mavjud emas.

Mas’ul muallif: Chun Lu.

Muassasalar: School of Mechanical Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu, China; CEIT-Basque Research and Technology Alliance (BRTA), Donostia-San Sebastian, Spain; Tecnun-School of Engineering, Universidad de Navarra, Donostia-San Sebastian, Spain.

Jurnal: Machines. Nashriyot: MDPI, Basel, Switzerland. Jild: 14. Maqola raqami: 573. Yil: 2026.

DOI: 10.3390/machines14050573

Rasmiy nashr havolasi: https://doi.org/10.3390/machines14050573

Nashr jarayoni: Tadqiqot 26 mart 2026 da qabul qilingan, 15 may 2026 da qayta ko‘rib chiqilgan, 19 may 2026 da qabul qilingan va 21 may 2026 da nashr etilgan.

Akademik muharrirlar: Yougang Sun, Jingsong Zhou va Kai Zhou.

Manba turi va taqriz holati: Machines jurnalida nashr etilgan taqrizdan o‘tgan tajribaviy tadqiqot maqolasidir. Tadqiqotning asosiy usuli nazorat qilinadigan ishqalanish-yeyilish sinov qurilmasida uzluksiz tormozlash tajribalari, material/yuza tavsiflash, mikroshikast tahlili va 3B topografiya tahlilidir.

Litsenziya: Creative Commons Attribution (CC BY). Tadqiqot ochiq kirishli.

Moliyalashtirish: Natural Science Foundation of Sichuan Province tomonidan 2025ZNSFSC0386 va Fundamental Research Funds for the Central Universities tomonidan 2682025GH009 raqamli grantlar bilan moliyalashtirilgan.

Ma’lumotlar mavjudligi: Mualliflar maqola natijalarini qo‘llab-quvvatlovchi xom ma’lumotlar so‘rov bo‘yicha taqdim etilishini bildirgan.

Manfaatlar to‘qnashuvi: Mualliflar manfaatlar to‘qnashuvi yo‘qligini bildiradi.

Muallif hissalari: Konseptuallashtirish Chun Lu va José Manuel Martínez-Esnaola; usul Chun Lu va Hengxi Wang; dasturiy ta’minot Hengxi Wang va Xin Zhang; tasdiqlash Chun Lu, Hengxi Wang va Xin Zhang; formal tahlil Hengxi Wang va Jiazheng Song; tadqiqot Hengxi Wang; resurslar Chun Lu; ma’lumotlar kuratsiyasi Hengxi Wang va Guansong Chen; dastlabki qoralama Hengxi Wang; ko‘rib chiqish va tahrirlash Chun Lu hamda José Manuel Martínez-Esnaola; vizualizatsiya Hengxi Wang va Xin Zhang; nazorat, loyiha boshqaruvi va moliyalashtirish Chun Lu tomonidan amalga oshirilgani bildirilgan.

Ilmiy mazmun chegarasi: Ushbu Verianla mazmunidagi material xususiyatlari, tajriba sharoitlari, yuza morfologiyasi, yeyilish mexanizmi va ilmiy natijalar faqat ko‘rib chiqilgan tadqiqotga asoslanadi. Tashqi manbalardan yangi tribologik natija yoki tormoz samaradorligi ma’lumoti qo‘shilmagan.

Masshtab chegarasi: Tadqiqot to‘liq miqyosli haqiqiy yuk poyezdi tormoz sinovi emas. 130 mm diametrli g‘ildirak materiali sinov diski va kichik kompozit kolodka namunalari ishlatilgan. Shu sababli tajriba tezliklari haqiqiy poyezd ekspluatatsion tezliklariga bevosita xavfsizlik limiti sifatida ko‘chirilmasligi kerak.

Harorat o‘lchovi chegarasi: Harorat ishqalanish interfeysidan bevosita emas, yuzadan 3 mm ichkarida o‘lchangan. Mualliflar termal kechikish, sensor javob vaqti va issiqlik yo‘qotilishi haqiqiy interfeys harorati bilan farq hosil qilishi mumkinligini bildiradi.

Material ta’sirlarini ajratish chegarasi: Tormoz kolodkasi po‘lat tolaga qo‘shimcha ravishda grafit, bog‘lovchi, boksit, kaliy dala shpati va boshqa komponentlarni o‘z ichiga olgan murakkab kompozitdir. Tadqiqotda po‘lat tolalarning morfologik o‘zgarishi bilan tormoz xatti-harakati o‘rtasida mexanik bog‘liqlik o‘rnatilgan bo‘lsa-da, boshqa komponentlarning mustaqil ta’siri tajribaviy ravishda ajratilmagan.

Takrorlanuvchanlik chegarasi: Har bir sinov sharoiti ikkita parallel tajriba bilan takrorlangan. 40 km/h misolida ikkita tajriba yaxshi moslik ko‘rsatgani bildirilgan, biroq keyingi batafsil tahlil uchun so‘nggi tajriba ma’lumotlari ishlatilgan; barcha tezlik darajalari uchun keng qamrovli noaniqlik yoki gipoteza testi taqdim etilmagan.

Asosiy natija chegarasi: 100 km/h sharoitida qayd etilgan ishqalanish koeffitsiyentining jiddiy yomonlashuvi va yeyilishning ortishi ushbu tadqiqotda ishlatilgan mavjud HFC tormoz kolodkasi, sinov namunasi geometriyasi, 8 kN tormoz kuchi va 500 s uzluksiz tormozlash sharoitlari uchun amal qiladi. Natija umumiy temiryo‘l tarmoqlari uchun o‘z-o‘zidan ekspluatatsion tezlik me’yorini yaratmaydi.