Конструкции железнодорожных транспортеров - Пути развития и совершенствования конструкций транспортеров

Анализ конструкций транспортеров различных типов отечественной и зарубежной постройки, экспериментальные данные, накопленные в процессе испытаний опытных образцов, а также перспективы расширения перевозок тяжеловесных грузов позволяют наметить основные пути развития и совершенствования конструкций транспортеров.
Изучение номенклатуры тяжеловесных и крупногабаритных грузов, перевозимых по железным дорогам СССР, и практика эксплуатации показывают, что в парке транспортеров целесообразно иметь следующие основные типы конструкций:
транспортеры платформенного типа (с пониженной погрузочной площадкой) — восьмиосные, грузоподъемностью 110—120 т. двенадцатиосные грузоподъемностью 150—170 т, шестнадцатиосные грузоподъемностью 220—240 т. В эксплуатационном парке МПС в настоящее время имеются платформенные транспортеры всех этих групп. Однако часть из них нуждается в совершенствовании;
транспортеры колодцеобразного типа — восьмиосные грузоподъемностью 110—120 т и шестнадцатиосные грузоподъемностью 180— 200 т. В настоящее время в эксплуатации имеются только колодцеобразные транспортеры первой группы, а транспортеры второй группы проектируются;
транспортеры сочлененного типа — шестнадцатиосные грузоподъемностью 230—250 т, двадцатиосные грузоподъемностью 300— 320 т, двадцатичетырехосные грузоподъемностью 380—400 т. Две первые группы сочлененных транспортеров уже представлены в эксплуатационном парке МПС описанными в обзоре транспортерами грузоподъемностью 220—232 и 300 т. Транспортеров сочлененного типа третьей группы в настоящее время пока нет, но в связи с разработкой промышленностью СССР проектов новых мощных трансформаторов и турбогенераторов должна быть разработана конструкция сочлененного транспортера грузоподъемностью 380— 400 т.
При проектировании новых конструкций транспортеров и модернизации существующего парка необходимо учитывать ряд положений.
В конструкциях транспортеров платформенного типа следует стремиться к более рациональному очертанию главной балки с целью максимального использования прочности заложенного металла по всей ее длине. Кроме того, необходимо добиваться возможно меньшей высоты положения погрузочной площадки от уровня головки рельса.
В транспортерах колодцеобразного типа следует стремиться к возможно большей ширине колодцевой части при оптимальной ее длине. Конструкцию поперечных балок и способ их установки надо выбирать с учетом максимального удобства расположения и крепления перевозимых грузов.
В конструкции транспортеров сочлененного типа необходимо добиваться увеличения отношения размеров h:lк (см. фиг. 1), что позволит уменьшить величину усилий защемления и, следовательно, облегчить конструкцию консолей транспортера и узла сочленения, а также упростить и облегчить конструкцию корпуса самого перевозимого груза. Применительно к конструкциям сочлененных транспортеров следует проектировать и специальные несущие балки (каркасы), при помощи которых можно перевозить грузы, не подвергая их действию усилий защемления.
Все несущие конструкции транспортеров надо изготовлять цельносварными из стали повышенной прочности для уменьшения собственного веса конструкции, что позволяет получать транспортеры большой грузоподъемности при заданной нагрузке от оси на рельсы и способствует упрощению конструктивной схемы.
Из выплавляемых в настоящее время в СССР низколегированных сталей для применения в сварных конструкциях транспортеров в первую очередь можно рекомендовать сталь марки 09Г2ДТ (ЧМТУ/ЦНИИЧМ 157-59), имеющую достаточно высокие прочностные характеристики и хорошую свариваемость.
Конструкции различных транспортеров должны быть максимально унифицированы с целью упрощения производства, обслуживания и ремонта. В первую очередь необходимо унифицировать такие элементы, как концевые и промежуточные балки, пятники главных балок, элементы тормоза и т. д. В качестве ходовых частей транспортеров следует применить типовые вагонные двух- и трехосные тележки с роликовыми буксами.
Важный параметр транспортера — величина осевой нагрузки, от правильного выбора которой во многом зависит оформление и экономичность его конструктивной схемы. В настоящее время в СССР при проектировании транспортеров осевые нагрузки принимают порядка 21—22 т, то есть на уровне осевых нагрузок массовых видов подвижного состава магистральных железных дорог. У некоторых конструкций отечественных транспортеров величина осевой нагрузки даже ниже (у двенадцатиосного транспортера грузоподъемностью 130 т она составляет менее 20 т).
Для упрощения конструктивной схемы транспортеров и улучшения их технико-экономических показателей целесообразно принимать при проектировании более высокие значения осевых нагрузок. Для транспортеров широкого назначения, видимо, следует принимать осевую нагрузку равной 23—24 т, а для специализированных и особо большой грузоподъемности, предназначенных для перевозок уникальных изделий-грузов, даже до 25 т (в США осевые нагрузки принимают 25—28 т).
С точки зрения воздействия подвижного состава на верхнее строение пути допустимость повышения осевых нагрузок можно обосновать тем, что транспортеры не являются массовым видом подвижного состава. Удельный вес парка транспортеров в общем парке грузового подвижного состава железных дорог выражается в долях процента. В связи с этим повторяемость прохождения транспортеров по данному отрезку пути чрезвычайно мала.
Кроме того, ходовые динамические качества транспортера существенно лучше, чем у обычных вагонов грузового парка, что подтверждают многочисленные эксперименты, проведенные ВНИИ вагоностроения и другими организациями. Пониженный уровень вертикальной динамической перегрузки и горизонтальных динамических сил в значительной степени нейтрализует влияние повышенных осевых нагрузок на верхнее строение железнодорожного пути.
При проектировании и расчетах на прочность конструкций транспортеров целесообразно учитывать значительную специфичность условий их эксплуатации, особенно большегрузных, по сравнению с условиями эксплуатации обычных грузовых вагонов. В частности, среднесуточный пробег у транспортеров в несколько раз меньше, чем у грузовых вагонов. В то же время продолжительность периода оборота транспортера значительно больше, чем у обычного грузового вагона. Важно и то обстоятельство, что по сравнению с обычными грузовыми вагонами у транспортеров доля порожнего пробега в общем пробеге более высокая. В связи с этим конструкция транспортеров в эксплуатации работает в условиях менее интенсивного нагружения, чем обычных грузовых вагонов.
Из сказанного следует, что при одинаковых долговечности и надежности в конструкциях транспортеров можно предусмотреть несколько меньшие запасы прочности, чем в конструкции обычных  грузовых вагонов. Поэтому нельзя считать обоснованным простое распространение на транспортеры имеющихся норм расчетов прочности несамоходных вагонов тем более, что у транспортеров уровень динамичности нагружения их несущей конструкции резко понижен. Это объясняется благоприятным влиянием многоосности экипажа и значительной собственной гибкостью несущего строения.
На основании изложенного следует полагать допустимым при оценке прочности конструкции транспортеров принимать величины напряжений несколько увеличенными сравнительно с принимаемыми при оценке прочности грузовых вагонов (по предварительной оценке на 10%).
При проектировании транспортеров необходимо обращать также внимание на приспособленность их конструкции к погрузо-разгрузочным операциям и креплению грузов. В конструкции сочлененных транспортеров следует обеспечивать высокую точность изготовления узлов сочленения. Сочлененные транспортеры безусловно надо оборудовать системой механизмов для вертикального и горизонтального (поперечного) перемещения консолей с грузом. Заслуживает внимания способ смещения от пятника в сторону груза точки поворота консоли, применяемой в транспортерах французской постройки. Этот способ позволяет уменьшить боковое смещение груза от оси пути на кривых участках и расширить таким образом габаритные размеры перевозимых грузов.
Аналогичное устройство следует считать полезным также и для транспортеров платформенного типа большой грузоподъемности с главной балкой большой длины. В конструкции этих транспортеров важно предусматривать достаточное количество отверстий и кронштейнов для крепления перевозимого груза.
У транспортеров колодцеобразного типа необходимо применять поворотные поперечные балки, добиваясь возможно более плавного регулирования расстояния между ними.
Для развития и совершенствования конструкций транспортеров целесообразно сосредоточить их проектирование и постройку на одном из мощных заводов транспортного машиностроения, выделив для этой цели производственные площади.