Назначение и особенности конструкции крытых вагонов типа хоппер
Крытые вагоны типа хоппер (цементовоз, зерновоз, вагон для минеральных удобрений) относятся к категории специализированного подвижного состава. Они предназначены для перевозки сыпучих и пылевидных грузов, требующих защиты от атмосферных воздействий. Отличительной особенностью конструкции такого вагона является форма кузова. Он имеет вертикальные боковые и наклонные торцовые стены, а внизу выполнен в виде бункера. Такая конструкция кузова позволяет обеспечить саморазгружаемость груза. При этом используются гравитационные свойства груза. Он сползает по наклонным стенкам к разгрузочным люкам бункеров.
Рис. 7.7. Четырехосный хоппер-цементовоз.
Важным преимуществом этого типа вагона является бестарная перевозка сыпучих грузов, которая дает народному хозяйству значительные выгоды, поскольку существенно ускоряет погрузку и выгрузку. К тому же заметно сокращаются потери грузов при погрузке, выгрузке и транспортировке их. В вагонах этого типа практически полностью используется их грузоподъемность. В рабочем парке этих вагонов наибольший удельный вес приходится на цементовозы.
Четырехосный хоппер-цементовоз (рис. 7. 7) постройки Крюковского вагоностроительного завода предназначен для перевозки цемента от цементных заводов к местам его массового потребления, оборудованным специальными приемно-разгрузочными устройствами. Его грузоподъемность 65 т, объем кузова 55 м3. Вагон цельнометаллический, сварной конструкции.
Рама вагона состоит из хребтовой, двух боковых, двух шкворневых, одной средней поперечной и двух концевых балок. Хребтовая балка изготавливается из двух балок зетового профиля №31. На концевых частях к вертикальным ее стенкам приклепаны объединенные с розеткой передние и объединенные с пятниковой отливкой задние упоры автосцепки. В средней части хребтовой балки сверху установлен конек, повышающий ее прочность и способствующий лучшему ссыпанию груза. Боковые балки выполнены из уголка (125X80X10 мм). Шкворневые балки коробчатого сечения сварены из двух вертикальных и двух горизонтальных листов. Концевые балки Г-образной формы отштампованы из листа толщиной 4 мм. Средняя балка включает в себя вертикальный и нижний горизонтальный листы. Она является связывающим звеном между бункерами.
Рис. 7.8. Нижняя часть кузова цементовоза.
Боковая стена кузова имеет верхнюю обвязку (уголок 100Х63Х Х6 мм), стойки и раскосы из двутавра № 10 и обшивку из гнутых профилей толщиной 3 мм, цельных по длине стены. Крайние листы обшивки толщиной 4 мм плоские (без гофров). Торцовые стены наклонены под углом 50° и состоят из боковых обвязок и плоских листов обшивки толщиной 4 мм, усиленных поясами коробчатого сечения. Для придания торцовым стенам достаточной прочности они усилены двумя наклонными стойками. К этим стойкам также крепится лестница для влезания на крышу вагона.
Крыша вагона выполнена из девяти поперечных дуг (уголок 75χ Х50Х5 мм), обшитых гофрированными листами толщиной 2 мм. Продольные гофры обшивки придают крыше достаточную жесткость и облегчают обслуживающему персоналу ходьбу по крыше. По продольной оси крыши расположены четыре загрузочных люка диаметром 621 мм, которые закрываются сферическими крышками.
Нижнюю часть кузова замыкают четыре бункера. Бункер (рис. 7. 8) имеет форму усеченной четырехгранной пирамиды, обращенной большим основанием вверх. Стенки бункеров выполнены из листовой стали толщиной 5 мм и соединены штампованными уголками. На стенках бункера имеются дополнительные ребра жесткости коробчатого сечения. Внизу в бункере расположен разгрузочный люк размером в свету 500X400 мм. Крышки разгрузочных люков открываются и закрываются механизмом разгрузки. Он состоит из винтового привода, подвешенного к кузову на кронштейне. На верхнем конце винта привода крепится штурвал, нижний конец винта соединен шарнирно с рычагом вала. Второй рычаг вала шарнирно соединен с помощью тяги с распорками двух крышек люков. Таким образом, вращением штурвала привода можно одновременно открывать или закрывать две крышки люков.
В эксплуатации еще имеются вагоны-хопперы для цемента грузоподъемностью 60—62 т с кузовом объемом 45,3 м3, построенные в 1954—1963 гг. Днепродзержинским вагоностроительным заводом. С 1963 по 1971 г. Крюковский вагоностроительный завод выпускал хопперы-цементовозы грузоподъемностью 64 т.
Рис. 7.9. Четырехосный вагон-хоппер для перевозки зерна.
Вагон-зерновоз (рис. 7. 9) серийно выпускается Крюковским вагоностроительным заводом с 1976 г. Грузоподъемность вагона 64 т, объем кузова 93 м3. Вагон предназначен для перевозки зерна насыпью и без какой-либо предварительной подготовки внутренней поверхности кузова к приему груза. Конструкция зерновоза подобна цементовозу.
Рама зерновоза состоит из хребтовой балки (два зета № 31), двух шкворневых, двух средних, двух концевых балок и двух боковых обвязок (уголок 125x80X10 мм). Внутри вагона к хребтовой балке приварен конек.
Кузов цельносварной, образуется двумя боковыми и двумя наклонными торцовыми стенами (угол наклона 55°), бункерами и крышей. Боковая стена включает в себя верхнюю обвязку (спецпрофиль), вертикальные стойки (двутавр № 10), раскосы (швеллер № 14) и обшивку толщиной 4 мм с четырьмя продольными гофрами. Торцовая стена состоит из верхнего и нижнего листов толщиной 4 мм и двух боковых обвязок. Для лучшей разгружаемости вагона боковые обвязки, связывающие боковые и торцовые стены, выполнены с радиусом внутреннего закругления 25 мм. Нижняя часть кузова замыкается шестью бункерами, расположенными попарно относительно хребтовой балки. Каждый бункер имеет разгрузочный люк (1080X475 мм) с металлической крышкой, подвешенной на петле и соединенной с механизмом разгрузки. Последний, как и у вагона-цементовоза, имеет винтовой привод и обеспечивает попарное открывание и закрывание крышек люков. Выгрузка зерна осуществляется самотеком в специальные межрельсовые приемные устройства. Перед разгрузкой для предотвращения образования вакуума следует обязательно открывать четыре загрузочных люка в крыше вагона. Диаметр каждого люка 576 мм. Для опломбирования крышек загрузочных люков на крыше вагона установлен специальный механизм.
Рис. 7.10. Четырехосный вагон-хоппер для перевозки минеральных удобрений.
Крытый вагон-хоппер для перевозки минеральных удобрений (рис. 7. 10) в отличие от цементовоза и зерновоза характеризуется боковой выгрузкой на обе стороны пути. В нижней части его кузова имеются четыре бункера со щелевидными разгрузочными люками (840X 2382 мм).
Крышки люков имеют резиновые уплотнения, открываются и закрываются рычажным механизмом с пневматическим приводом, сжатый воздух к которому поступает от магистрали локомотива или стационарного источника. Торцовые стены кузова наклонены под углом 65“. В крыше вагона вдоль его продольной оси расположены четыре загрузочных люка (1630X480 мм). Каждая крышка загрузочного люка имеет индивидуальный механизм открывания и закрывания с ручным приводом. Грузоподъемность вагона 64 т, объем кузова 73 м3.
Все несущие элементы цементовозов, зерновозов и вагонов для минеральных удобрений выполнены из низколегированной стали марки 09Г2Д. Исследования [10], выполненные Всесоюзным научно-исследовательским проектно-технологическим институтом вагоностроения, показали целесообразность применения в конструкциях вагонов типа хоппер алюминиевых сплавов. В качестве материала для рамы и каркаса кузова рекомендуется высокопрочный термоупрочняемый сплав 1915, а для обшивки и бункеров — сплав АМг6М.
Основные технические характеристики вагонов типа хоппер указаны в табл. 7. 1.