Лекція № 3 Спеціалізовані вантажні вагони

Для максимального забезпечення народного господарства в вантажних залізничних перевезеннях з найменшими витратами та при максимальній механізації завантажувальних та розвантажувальних робіт, кількість типів вагонів та питома вага кожного з них в вагонному парку повинні бути строго науково обґрунтованими. Застосовуючи для перевезення вантажів спеціалізовані вантажні вагони, головною метою є: безпека при перевезеннях вантажів для людей та навколишнього середовища, довгострокове збереження якості вантажу, застосування максимальної механізації та автоматизації завантажувальних та розвантажувальних робіт.

До спеціалізованих вантажних вагонів відносяться:

• криті вагони для перевезення худоби, легкових автомобілів, холоднокатаної сталі, борошна та інш.;

• криті вагони-хопери для перевезення цементу, зерна, мінеральних добрив;

• відкриті вагони-хопери для перевезення агломерату, гарячих окатишів та охолодженого коксу;

• чотиривісні піввагони із глухим кузовом для перевезення сипучих вантажів і технологічної щепи, а також короткомірної деревини (довжиною до 2 м);

• восьмивісні піввагони із глухим кузовом для перевезення сипучих вантажів і великокускової мідної руди;

• платформи для перевезення контейнерів, легкових автомобілів, лісу у хлистах, рейок довжиною 25 м і контрейлерів.

• цистерни для перевезення високов'язких вантажів, молока, спирту, винопродуктів, кислот, зріджених газів під високим тиском, цементу, кальцинованої соди, глинозему, полівінілхлориду, рідкого пеку, капролактаму.

• Крім того, до спеціалізованих вантажних вагонів відносяться транспортери і вагони промислового транспорту.

1.1 Криті вагони

Основні технічні характеристики спеціалізованих критих вагонів наведені в таблиці 1.

1.1.1 Критий двох'ярусний вагон моделі 11-835 для перевезення легкових автомобілів (рисунок 1) сконструйований з метою забезпечення підвищеного захисту та збереження товарного виду перевезених автомобілів.

У суцільнометалевому кузові (1) нижній ярус (6) розміщений на рамі вагона, а верхній (4) - має власну раму несучої конструкції. У бічних стінах (7) є світлові прорізи (5), закриті металевою сіткою. Торцеві стіни (2) утворені двостулковими дверима, у нижній частині яких розміщені переїзні майданчики (3) для проїзду завантажених автомобілів, по всьому потягу, що складається з однорідних двох'ярусних вагонів.

Для другого ярусу подібні майданчики розташовані із внутрішньої сторони торцевих дверей. Нижні переїзні майданчики мають стопорні пристрої із замками, без відкриття яких не можна відкрити торцеві двері. Дах надійно захищає автомобілі від розкрадання й охороняє їх від атмосферного впливу.

Рисунок 1 - Критий двох'ярусний вагон для легкових автомобілів

Основою рами кузова (рис.2) є хребтова балка (5). Вона з’єднується з двома боковими (2), двома кінцевими (1) балками, двома шворневими (4), дев’ятьма поперечними (8) та чотирма повздовжніми (6) балками, а також чотирма розкосами (3).

Рисунок 2 – Рама кузова двох'ярусного критого вагону для легкових автомобілів

Хребтова балка виконана з двох швелерів № 30, з’єднаних між собою діафрагмами.

Таблиця 1 - Технічні характеристики спеціалізованих критих вагонів

Показники	Вагон для перевезення (модель)
	Легкові автомобілі (11-835)	Худоба (11-240)	Цемент (19-758)	Зерно (19-756)	Міне-ральні добрива (19-923)	Холоднокатана сталь (12-4011)
Вантажопідйомність, т	25	22	72	70	70	64
Тара, т	35	25,4	19,2	23,5	23	29
Об’єм кузова, м^2	—	—	60	111	81	—
База вагона, м	17	10	7,7	10,5	8,98	10,77
Довжина, м: -по осях зчеплення -по кінцевих балках рами - кузова всередині	24,26 23,24 22,68	14,73 13,87 13,80	11,92 10,70 7,91	14,72 13,50 10,7	13,2 11,98 9,17	14,9 13,68
Ширина, м: - кузова, - максимальна дверного прорізу	3,232 2,1	3,282 2,0	3,278	3,24	3,262	3,195
Висота максимальна від головок рейок, м	5,126	5,133	4,405	4,873	4,69	3,5
Розміри розвантажуваль-них люків в просвіті,мм	-	-	0,621	1,592 х 0,562	2,382 х 0,840
Коефіцієнт тари	1,4	1,15	0,276	0,307	0,329	0,45
Питомий об’єм кузова,м^3/т	—	—	0,83	1,45	1,125	—
Осьове навантаження, кН	147	117	223,6	245	228	228
Навантаження на 1 м колії,т/м	2,47	3,2	7,65	6,8	7,05
Погонне навантаження, кН/т	24,7	32	76,8	62,5	70,5	62,4
Конструкційна швидкість руху, км/год	120	120	120	120	120	120
Габарит за ГОСТ 9238-83	1-Т	1-Т	1-Т	1-Т	1-Т	1-ВМ

Для забезпечення необхідної стійкості вагона від поперечного перекидання під впливом відцентрової сили в кривих ділянках колії та тиску повітря при підвищеному центрі маси навантаженого вагона і збільшеній боковій поверхні кузова, у хребтовій балці по близу шворневих балок у середній частині її розміщені баластові вантажі (7) загальною масою 2,7 т.

Для закріплення автомобілів від поздовжнього і поперечного зсувів по рамах ярусів вагона є знімні колісні упори, які розміщаються в щілинних пазах у металевих гофрованих листах, приварених до рам ярусів вагона. Колісний упор (рисунок 3) складається з корпуса (3), усередині якого перебувають гвинт (4) з регулювальною гайкою та закидки (6), гвинт (4) шарнірно з'єднаний з важелем (2), що закінчується башмаком (1), на який у притиснутому стані опирається колесо (10) автомобіля.

Рисунок 3 – Знімний колісний упор вагону для перевезення легкових автомобілів

Підошва корпуса колісного упору кріпиться до підлоги (7) захватами (9), що вставляють у щілинні пази в гофрованих листах і утримується закидкою 6, що притискається до підлоги вагона пружиною (8).

Обтиснення чотирьох коліс перевезеного автомобіля за допомогою даної конструкції колісних упорів забезпечує надійне закріплення автомобіля, що дозволяє транспортувати їх на магістральних ділянках колії УЗ та МПС Росії із установленими швидкостями руху.

Критий двох'ярусний вагон розрахований на перевезення 15-17 автомобілів «Жигулі», «Москвич» або восьми автомобілів «Волга»(у колишньому СРСР).

1.1.2 Двоярусні криті вагони для перевезення худоби (рисунок 4) виготовляють двох моделей: 11-240 (без службового відділення) і 11-246 (зі службовим відділенням).

Рисунок 4 -Двоярусний критий вагон для перевезення худоби

Максимальна місткість кузова вагона моделі 11-240: овець - 220, свиней - 82. При комбінованому перевезенні дрібної та великої рогатої худоби на нижньому ярусі розміщається 20 голів великої рогатої худоби, а на верхньому ярусі - 110 овець або 40 свиней. Кузов вагона моделі 11-246 розрахований на перевезення 168 овець або 64 свиней. При комбінованому перевезенні на нижньому ярусі розміщається 15 голів великої рогатої худоби, а на верхньому ярусі - 80 овець або 30 свиней. Висота вантажного приміщення першого ярусу дорівнює 1800 мм, а другого ярусу - 1750 мм. На кожному ярусі є світлові вікна, годівниці та поїлки для худоби на бічних стінах кузова, що обшитих зсередини дошками товщиною 35 мм. У вагоні є відсіки для зберігання фуражу і готування корму, баки для води загальною ємністю 1500 л. Для забезпечення вентиляції вантажних приміщень у бічних стінах кузова кожного ярусу є люки з відкидними кришками, а в даху вагона - дефлектори. Службове відділення вагона моделі 11-246 обладнано спальними місцями, плитою і умивальником. Деякі конструкції вагонів для перевезення худоби мають торцеві двері з перехідними площадками для обслуговуючого персоналу.

1.1.3 Спеціалізований вагон-хопер моделі 19-752 для перевезення зерна (рисунок 5) має суцільнометалевий кузов з шістьма розвантажувальними люками бункерного типу (11) з шістьма механізмами (12) для відкривання і закривання кришок (13) люків, на яких передбачені пристрої для встановлення вібраторів для забезпечення полегшення висипання зерна. Кузов вагона складається з рами (8), бічних (5) і торцевих (6) стін і даху (1). Для механізованого навантаження зерна в даху є чотири щілинних завантажувальних люки (2) із кришками (з гумовими ущільненнями) і пружними закидками (3), валом (4) і приводом (7) механізму запирання. Вагон обладнаний площадкою з огородженням (10) для безпечного переходу.

Рисунок 5 - Вагон-хопер для перевезення зерна

Бічні стіни (рисунок 6) виготовлені з гофрованої металевої обшивки (6) товщиною 3 мм із підкріпленими десятьма стійками (5) (двотавр № 10), верхньої (4) і нижньої (7) обв'язки.

Похилі торцеві стіни (12) кузова нахилені убік крайніх розвантажувальних люків під кутом 55° до площини рами і посилені двома стояками-розкосами (швелер №14) з метою підвищення міцності та жорсткості кузова.

Бункери (9) зварений з листів товщиною 5мм в формі урізаної піраміди та мають розвантажувальні кришки (10) люків з резиновими ущільненнями. Кожні два протилежні бункери оснащені одним важільним механізмом розвантаження з привідним штурвалом (8). Цей механізм забезпечує попарне відкривання та закривання кришок люків бункера, а також дозволяє дозувати висипання зерна або зовсім призупинити вивантаження в любий час. Нижній лист обшивки посилений двома повздовжнім (15) та одним поперечним (13) поясами та підкосами (11). Для придання консольним частинам кузова достатньої міцності та жорсткості кожна торцева стіна посилена двома стійками-розкосами (14) та (16) з швелера №14.

Дах кузова зварений з гофрованих металевих листів (1) товщиною 3 мм у середній частині і 1,8 мм із боків, підкріпленими дванадцятьма дугами (3) (кутник 75 х 50 х 5 мм). З торцевими стінами дах скріплюється фрамугами (17), а з боковими – безпосередньо приваркою до верхньої обв’язки (4) стіни. По всій довжині даху проходить трап (2). Для підйому обслуговуючого персоналу на дах з метою виконання ремонтних, підготовчих і навантажувально-розвантажувальних робіт є зовнішні сходи, а для спускання в середину кузова є внутрішні сходи.

Рисунок 6 – Поперечний перетин кузова критого вагона-хопера для зерна

Рама (рисунок 7) складається з хребтової балки (3) , двох бокових (2), двох кінцевих (5), двох шворневих (1), та двох середніх (4) балок. В консольній частині хребтова балка посилена ударною розеткою 7 та упорами автозчепи. Для безпечної роботи складачів вагонів на кінцевій балці встановлені поручні (6). Шворневі балки коробчатого перетину складаються з двох вертикальних (12) 6 мм та двох горизонтальних (13) 10 мм листів. На нижньому горизонтальному листі шворневої балки укріплені ковзуни (10) та п’ятник (11). Для забезпечення міцності опорного вузла та підвищення жорсткості сполучення шворневої та хребтової балок між ними встановлена надп’ятникова коробка (9). Середні поперечні балки складаються з вертикального (14) 6 мм та нижнього похилого (15) 8 мм листів.

Рисунок 7 – Рама критого вагона-хопера для зерна

1.1.4 Кузов спеціалізованого критого вагона-хопера моделі 19-758 для безтарного перевезення цементу (Рисунок 8)відрізняється від кузова вагона-хопера для перевезення зерна числом розвантажувальних люків (дві пари замість чотирьох пар), кутом нахилу торцевих стін (50° замість 55°) і деякими технічними характеристиками.

У даху вагона-хопера є чотири круглих завантажувальних люки діаметром 621 мм. Вивантаження цементу виконується через чотири нижніх люки бункерного типу розмірами 500 х 400 мм. Одночасне відкривання і закривання кришок люків здійснюється гвинтовим приводом.

Рисунок 8 – Критий вагон-хопер для цементу

1.1.5 Спеціалізований критий вагон-хопер моделі 19-923 призначений для безтарного перевезення гранульованих, грубозернистих і кристалічних незалежуючих мінеральних добрив (Рисунок 9), а також сипучої порошкової сировини (в основному апатитового концентрату) для виконання добрив. По своїй конструкції він аналогічний розглянутим вище вагонам-хоперам, але кут нахилу торцевих стін збільшений до 60° до горизонталі.

Рисунок 9 (5) – Критий вагон-хопер для мінеральних добрив

Уздовж даху по її поздовжній осі розташовані чотири щілинних завантажувальних люки розмірами у світлі 1623 х 473 мм із кришками, обладнаними спеціальним ущільненням і механізмом запирання торсіонного типу. У нижній частині кузова є чотири розвантажувальних бункери з розмірами у світлі 2382 х 840, днище яких нахилене під кутом 55°, що забезпечує вивантаження вантажу осторонь від колії. Механізм розвантаження із пневматичним приводом забезпечує, як попарне відкривання та закривання кришок бункерів, так і всіх чотирьох одночасно. Передбачено можливість аварійного ручного відкривання, а також місця для кріплення переносних електровібраторів.

1.1.6 Спеціалізований критий вагон моделі 12-4011 (рисунок 10) вантажопідйомністю 64 т для перевезення холоднокатаної сталі в рулонах або пакетах має кузов із двома знімними кожухами (1), виготовленими із гладких листів (15) товщиною 3 мм, дуг (16) верхньої й нижньої поздовжніх обв'язок (17), упор (18) і гумові ущільнювальні елементи (19).

При навантаженні та вивантаженні вантажів за допомогою піднімального крана знімаються по черзі кожухи і установлюються на чотири кутові опори 14 сусіднього вагона або укладаються біля вагона. Для захвату кожухів піднімальним краном на кожному з них передбачені по чотирьох скоби 4, а для безпеки стропильних робіт - поручні 3, підніжки 10 і 2 і сходи 6. Рулони листової сталі укладаються у вагон на стаціонарні нерухомі і поворотні ложементи в один або два ряди залежно від діаметра рулонів, які фіксуються від поздовжніх зсувів завзятими балками (швелер № 35) з гумовими амортизаторами, які можуть переміщатися уздовж кузова, для чого є балки і фіксуючі стрижні. Для їхнього розміщення на бічних поздовжніх балках-стінках 9 передбачено набір отворів. Пакети листів стали втримуються від поперечних зсувів пересувними стійками, що закріплюють у поперечних балках рами з отворами. Кожухи вагона утримуються від поздовжніх і поперечних зсувів торцевими 5 і бічними 11 упорами, розташованими на рамі вагона, що складається з поздовжніх балок 8, кінцевих балок 13, середніх проміжних 7 і шворневих балок 12.

Рисунок 10 - Критий вагон для перевезення холоднокатаної сталі у рулонах

1.1.7 Кузов спеціалізованого критого вагона моделі 17-486 (рисунок 11) для безтарного перевезення борошна складається з рами 1, у середній частині якої хребтова балка рами відсутня і закріплених на ній чотирьох бункерів 2 конічно-циліндричної форми із зовнішнім діаметром 3220 мм, виготовлених з алюмінієвого сплаву марки АМГ6 або марки 1915.

Рисунок 11 - Вагон для безтарного перевезення борошна

Зверху бункери з'єднані між собою по довжині вагона перехідними містками. Завантаження бункерів виконується зверху самопливом через люки 3 діаметром 400 мм. Розвантаження бункерів виконується знизу за допомогою пневматичної системи, що складає з вузлів подачі стисненого повітря і аерації продуктопроводів з арматурами, штуцерів для підключення манометрів і запобіжних клапанів. Система розвантажування забезпечує транспортування борошна з бункерів на відстань до 200 м або на висоту до 30 м. Продуктивність розвантаження - 50 т/год. Падіння тиску стисненого повітря в системі розвантаження до нуля свідчить про закінчення процесу розвантаження.