Вагоны промышленного железнодорожного транспорта - Вагоны общего назначения

Глава 7 ВАГОНЫ
ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ

Общая характеристика вагонного парка промышленного транспорта, классификация вагонов общего назначения

Вагоны промышленного транспорта в основном эксплуатируются на железных дорогах, предназначенных для внутренних перевозок промышленных предприятий и внешних перевозок до мест примыкания дорог промышленного транспорта к магистральным железным дорогам МПС. Они тесно связаны с производственными процессами предприятий. При соблюдении определенных условий допускается выход вагонов промышленного транспорта некоторых типов на магистральные дороги.
Поскольку предприятия большинства отраслей промышленности (горнодобывающей, металлургической, химической, деревообрабатывающей, машиностроительной) являются крупнейшими получателями и отправителями грузов, то на их дорогах эксплуатируются также обычные вагоны магистральных железных дорог. Их называют вагонами общего назначения [3].
Таким образом, вагонный парк промышленных предприятий включает в себя специализированные вагоны промышленного транспорта и вагоны общего назначения. Помимо того, на металлургических заводах широко используется технологический подвижной состав.
Номенклатура грузов, перевозимых вагонами общего назначения, весьма разнообразна: уголь, железная и марганцевая руды, лес, известняк, песок, строительные материалы, прокат черных металлов, оборудование, нефтепродукты и пр. Вагоны общего назначения широкой колеи (1520 мм) в зависимости от перевозимых грузов подразделяются на крытые вагоны, полувагоны, платформы, цистерны, специальные вагоны (цементовозы, транспортеры, платформы для легковых автомобилей и т. д.). Все названные вагоны могут эксплуатироваться на магистральных и промышленных железных дорогах. Исходя из условий прочности и долговечности рельсов и земляного полотна осевая нагрузка вагонов общего назначения не превышает 206 — 216 кН (21—22 тс).

Назначение и устройство крытых вагонов

Крытые вагоны относятся к категории универсальных. Основное их назначение — перевозка штучных, тарных и насыпных грузов широкой номенклатуры, требующих защиты от атмосферных воздействий (дождя, снега, ветра и т. п.).
В рабочем парке находятся четырехосные крытые вагоны постройки Алтайского вагоностроительного завода. Исследованиями [9], проведенными Всесоюзным научно-исследовательским институтом железнодорожного транспорта, установлено, что повышение грузоподъемности крытого вагона путем увеличения его сноски является нерациональным. Поэтому в перспективе четырехосный крытый вагон остается в качестве основного. В зависимости от времени постройки крытые вагоны отличаются (кроме изменений в конструкции) двумя основными техническими характеристиками — грузоподъемностью и объемом кузова. Так, до 1950 г. строились четырехосные вагоны грузоподъемностью 50 т с объемом кузова 90 м3.

Рис. 7.1. Четырехосный крытый вагон грузоподъемностью 63 т с объемом кузова 120 м3.

Рис. 7.2. Рама четырехосного крытого вагона.

В 1958 г. грузоподъемность таких вагонов увеличена до  60 т с одновременным усилением каркаса кузова. В период с 1950 по 1960 г. выпускались вагоны грузоподъемностью 62 т с объемом кузова 90 м3. Серийный выпуск вагонов грузоподъемностью 62 т с объемом кузова 120 м3 начат в 1960 г. Наконец, с 1970 г. началась постройка крытых вагонов (рис. 7. 1) грузоподъемностью 63 т. Объем кузова остался прежним, т. е. 120 м3. Конструкция такого крытого вагона признана специалистами наиболее совершенной.
Крытый вагон состоит из ходовых частей, рамы, кузова, ударно-тяговых приборов и тормозной системы.
Ходовыми частями вагонов новой постройки служат две двухосные тележки типа ЦНИИ-Х3-О. Буксы — с подшипниками качения или скольжения. Вагоны старой постройки оборудованы тележками типов МТ-50 или УВЗ.
Основным несущим элементом крытого вагона, обеспечивающим его прочность, является рама. На рис. 7. 2 показана рама четырехосного вагона с объемом кузова 120 м3. Она представляет собой систему продольных и поперечных балок, жестко соединенных между собой в узлах пересечений сваркой. К продольным балкам относятся хребтовая 1, две боковые 4, промежуточные 8 для поддержания настила пола; к поперечным — две концевые 2, две шкворневые 3, четыре или пять промежуточных поперечных 5 и 6. Шкворневая и концевая балки связаны между собой с помощью двух диагональных (концевых) раскосов 7.
Хребтовая балка сварена из двух прокатных профилей зетобразного сечения № 31 (размеры сечения 310Х Х9Х183Х10, 5X130X16 мм). В местах размещения поглощающих аппаратов автосцепного устройства к вертикальным стенкам хребтовой балки приклепаны специальные накладки, которые предохраняют вертикальные стенки от истирания. По мере износа накладки заменяются.
Боковая продольная балка изготавливается из швеллера № 20, а промежуточная продольная — из специального гнутого профиля 76X60X4 мм.
Шкворневая балка коробчатого сечения сварена из двух вертикальных листов толщиной 6 мм и двух горизонтальных (верхний — толщиной 8 мм, нижний — 10 мм). К нижнему листу шкворневой балки приклепаны по концам скользуны, а посередине — пятник. С помощью этих деталей обеспечивается связь рамы с тележками.
Концевая балка состоит из Г-образного профиля толщиной 6 мм, к которому приварен горизонтальный лист толщиной 6 мм.
Поперечная балка состоит из сваренных между собой вертикального и двух горизонтальных (верхнего и нижнего) листов толщиной 6 мм.

Рис. 7.3. Размещение автосцепки в крытом вагоне.
Поперечные элементы рамы характеризуются переменной по длине высотой. Это обусловлено стремлением придать им форму, близкую к форме бруса равного сопротивления изгибу. Поскольку изгибающие моменты от внешней нагрузки максимальны посредине балок (в местах соединения с хребтовой балкой), там и высота поперечных балок наибольшая. Заметим, что эта особенность присуща конструкциям рам и других грузовых вагонов.
Консольные части рам крытых вагонов с объемами кузовов 120 и 90 м3 отличаются конструкциями концевых балок. В первом случае концевой балке (см. рис. 7. 2) в месте сопряжения с хребтовой балкой придана изогнутая форма, в результате вылет автосцепки уменьшен на 180 мм и равен 430 мм. При этом конструкция автосцепного устройства не подвергается никакому изменению, а розетка вместе с маятниковой подвеской углублена в хребтовую балку (рис. 7. 3). Сокращение вылета автосцепки позволило увеличить полезную длину вагона и, следовательно, увеличить объем его кузова. Этим
в значительной степени удалось устранить недостаток, присущий конструкции крытого вагона с кузовом объемом 90 м3, — неполное использование грузоподъемности вагона при перевозках большинства грузов.
Кузов крытого вагона состоит из боковых и торцовых стен, крыши и пола.
Боковые и торцовые стены состоят из сварного металлического каркаса раскосно-стоечной конструкции (фермы) и деревянной обшивки. Ферма боковой стены серийного крытого вагона с кузовом объемом 120 м3 включает в себя верхнюю обвязку из специального прокатного профиля, по две угловые, шкворневые, промежуточные и дверные стойки и раскосы из гнутых и прокатных профилей. Нижней обвязкой служит боковая балка рамы. Ферма торцовой стены имеет верхнюю обвязку из специального профиля и две омегообразные стойки. Нижней обвязкой является концевая балка рамы. Стойки и раскосы в местах соединения их с верхней обвязкой перекрыты фасонными накладками, чем обеспечивается достаточная жесткость узла. Связанные воедино фермы боковых и торцовых стен образуют пространственную систему, которая совместно с рамой воспринимает внешнюю нагрузку.
Фермы боковых и торцовых стен снизу примерно на 2/3 высоты обшиты досками толщиной 35 мм, а выше — толщиной 22 мм. Доски, соединенные между собой в шпунт и гребень, крепятся болтами к стойкам и раскосам ферм.
В каждой боковой стене кузова на высоте 2250 мм от пола у промежуточных стоек имеются два загрузочных люка (690X370 мм) с металлическими крышками (лист толщиной 2 мм). Люки предназначены для естественного освещения и вентиляции при перевозках людей, а также для загрузки зерна и других сыпучих грузов. В средней части боковой стены имеется дверной проем, закрываемый передвижной самоуплотняющейся дверью. Она позволяет перевозить зерно без оборудования дверного проема специальными хлебными щитами. Ширина дверного проема в свету 2000 мм, высота 2300 мм. Такие размеры дверного проема дают возможность широко применять при погрузке и выгрузке автопогрузчики (с нагрузкой на колесо до 21,4 кН).
Самоуплотняющаяся дверь (рис. 7. 4) выполнена в виде сварного металлического каркаса, обшитого изнутри двухслойной фанерой 10 толщиной 8 мм, а снаружи — стальным гофрированным листом 4 толщиной 1,5 мм. Обвязки каркаса (верхняя, нижняя, передняя и задняя) изготавливаются из горячекатаных специальных профилей. Дверь передвигается вдоль боковой стены по дверному рельсу 3 на роликах 2. Вверху по всей ширине дверного проема дверь перекрывается зонтом 1 из листовой стали. К поручню 6 прикладывается усилие при передвижении двери. Скоба 7 используется при открывании двери ломиком. Уплотнение двери обеспечивается прижатием ее по периметру к боковой стене усилиями распора от перевозимого зерна, причем между дверью и элементами боковой стенки предусмотрено лабиринтное уплотнение. В нижней части двери, посередине ее, расположен люк 5 размером в свету 500X500 мм. Его назначение — освободить дверь от напора зерна перед ее открыванием для разгрузки вагона. Крышка люка шарнирно связана рычагом 8 с дверной закидкой 9, запирающей дверь. Люк может быть открыт только при открытой закидке.
Крыша кузова сварная (рис 7. 5), состоит из корытообразных дуг 1 гнутого профиля (швеллер 60X50X3 мм) и продольных элементов (стрингеров) 2 (уголок 32X32X3 мм), обшитых сверху стальным листом 3 толщиной 1,5 мм; по торцам находятся металлические фрамуги 7 с выштампованными гофрами 8 для жесткости фрамуги. Внутри вагона крыша обшита древесноволокнистыми плитами толщиной 8 мм. Они прикрепляются гвоздями к деревянным брускам, заложенным в дуги крыши.

Рис. 7.4. Самоуплотняющаяся дверь крытого вагона.

Для удобства загрузки вагона зерном на элеваторах в крыше предусмотрены четыре загрузочных люка диаметром 400 мм с крышками 4. Доступ к люкам осуществляется по торцовой лестнице и помостам 6. Две типовые печные разделки 5 предназначены для установки дымовых труб печей отопления, которыми оборудуется вагон в холодное время при перевозках людей.

Рис. 7.5. Крыша крытого вагона.
Рис. 7.6. Цельнометаллический крытый вагон.
Пол вагона выполнен из досок толщиной 55 мм. Они укладываются поперек рамы вагона и соединяются между собой в четверть. К боковым балкам рамы доски пола прикрепляются с помощью болтов, а к промежуточным — с помощью болтов и скоб специальной формы.
Все несущие элементы кузова и рамы крытого вагона современной постройки изготавливаются из низколегированной стали марки 09Г2Д.
В эксплуатации находятся также цельнометаллические крытые вагоны грузоподъемностью 63 т с объемом кузова 120 м3 (рис. 7.6). Боковая стена такого вагона выполнена из 14 стоек и верхней обвязки, обшитых металлическими листами с горизонтальными гофрами толщиной 2,5 мм. Такая же обшивка и у торцовых стен; обшивка к каркасу кузова крепится сваркой.

Таблица 7.1. Основные технические характеристики крытых вагонов

Цельнометаллические крытые опытные вагоны характеризуются уширенными дверными проемами (3825 мм). Правая половина раздвижной двери унифицирована с дверью крытого вагона с деревянной обшивкой, а левая отличается отсутствием разгрузочного люка. В торцовой стене промежуточные стойки отсутствуют, а две угловые стойки и верхняя обвязка обшиты гофрированными листами толщиной 3 мм. К боковым и торцовым стенам с внутренней стороны вагона прикреплена фанера толщиной 10 мм. Грузоподъемность и объем кузова опытного вагона такие же, как и у серийного, т. е. соответственно 63 т и 120 м3.
В 1970 г. Алтайским вагоностроительным заводом построены опытные образцы крытых вагонов с раскрывающейся крышей. Грузоподъемность вагона 60 т, предназначен для перевозки холоднокатаной стали в рулонах или пачках без специальной упаковки. Конструкция специализированного вагона разработана на базе универсального цельнометаллического вагона и отличается наличием поперечно-раскрывающейся крыши, что обеспечивает погрузку и выгрузку рулонов или пачек стали при помощи кранов. Открывается и закрывается крыша при помощи гидравлического или механического привода. Для размещения и крепления перевозимых грузов вагон оборудован специальными передвижными упорами и поворотными опорными балками, закрепленными на цельнометаллическом полу.
Универсальный крытый вагон с кузовом из алюминиевых сплавов характеризуется повышенной грузоподъемностью (65 т) и увеличенным объемом кузова (130 м3). Вагон опытный, кузов и рама его выполнены из высокопрочного алюминиево-магниевого сплава марки АМг6. Рама вагона сварная, состоит из хребтовой, двух боковых, четырех продольных, двух концевых, двух шкворневых, четырех поперечных балок. Хребтовая балка изготовлена из цельнопрессованного корытообразного профиля (320Х18Х Х382Х 16X130x35 мм), а боковые балки — из прессованного зетового профиля высотой 200 мм. Шкворневые и концевые балки сварены из листов. Настил пола деревянный. Обшивка боковых стен гофрирована (толщина листа 3 мм, высота гофра 25 мм). Толщина гофрированной обшивки торцовых стен равна 4 мм, высота гофра 70 мм. Крыша снаружи обшита листом толщиной 2 мм с продольными гофрами высотой 23 мм, а изнутри — древесноволокнистой плитой. Ширина дверного проема в свету 2500 мм. Размеры загрузочных люков в боковых стенах и крыше такие же, как у серийного вагона.
Основные технические характеристики рассмотренных крытых вагонов приведены в табл. 7. 1.