Тема 1.7. Грузовые вагоны

Назначение кузовов вагонов

Кузов служит для размещения различных грузов при транспортировке. Тип грузового вагона определяется его назначением, устройством кузова, а также специального оборудования, приспособленного для перевозки определенного груза. При выборе конструкции кузова вагона учитывают также особенности различных свойств грузов: изменение полезных качеств во времени и при транспортировке; чувствительность к воздействию атмосферных осадков; пылеобразование при выполнении погрузочно-разгрузочных работ; выдуваемость при перевозках, а также взрыво- и пожароопасность, воздействие грузов на окружающую среду и др.

Классификация кузовов вагонов

— в зависимости от условий эксплуатации кузова — на универсальные и специализированные;

— по роду перевозимых грузов — на открытые и закрытые;

— в зависимости от конструкции рамы — со сквозной и несквозной хребтовой балкой;

— по материалу обшивки — цельнометаллические, с металлической и неметаллической обшивкой, в которых внутренняя обшивка и пол изготавливаются из древесных или других неметаллических материалов.

В зависимости от способа погрузочно-разгрузочных операций кузова бывают с дверными проемами и люками в боковых стенах, с люками в крыше и в полу, с наклонными боковыми или торцевыми стенами, с раскрывающейся на стороны или сдвигающейся вдоль вагона крышей, раздвигающимися секциями боковых стен и др. Все закрытые кузова бывают без теплоизоляции или с теплоизоляцией, оборудованные системами охлаждения и обогрева (рефрижераторы) или без них (термосы).

В зависимости от конструкции несущих элементов кузова бывают трех типов: цельнонесущие, с несущими боковыми стенами и рамой, со свободно несущей рамой.

Цельнонесущие кузова - нагрузка в них воспринимается рамой, боковыми стенами и крышей.

Кузова с несущими боковыми стенами и рамой – применяются в вагонах, в которых крыша не участвует в восприятии нагрузок.

Кузова со свободно несущей рамой характерны для платформ, в которых боковые стены могут воспринимать только усилия распора находящегося в кузове груза. В этом случае основные нагрузки воспринимаются одной рамой, поэтому она должна быть наиболее мощной.

Крытые вагоны – предназначены для перевозки штучных и насыпных грузов, требующих защиты от атмосферных осадков. При необходимости такие вагоны могут быть переоборудованы для массовых перевозок людей и живности. Подразделяются на универсальные и специализированные. Универсальные крытые предназначены для перевозки широкой номенклатуры грузов, а специализированные — для перевозки определенных грузов.

Полувагоны. Кузова полувагонов, предназначенных для перевозки сыпучих, навалочных и штучных грузов (каменного угля, руды, леса, проката металлов и др.), не требующих укрытия и защиты от атмосферных осадков, не имеют крыши.

По назначению полувагоны подразделяются на универсальные и специализированные.

Основную массу составляют универсальные четырехосные полувагоны, имеющие кузова с металлическими стойками, раскосами и металлическую обшивку.

К специализированным полувагонам относятся вагоны-самосвалы (думпкары), бункерные вагоны для перевозки нефтебитума, а также ряд специализированных полувагонов-хопперов для перевозки торфа, горячих окатышей, агломерата, кокса и т.д.

- Платформы. Кузова платформ, предназначенных для транспортировки длинномерных грузов, металлоконструкций, контейнеров, колесной и гусеничной техники, пакетированных и других грузов, не требующих укрытия, не имеют стен и крыши. Кузов универсальной платформы состоит из мощной рамы с настилом пола, боковых и торцевых бортов. Типовая универсальная платформа имеет длину по осям сцепления автосцепок 14,6 м. Настил пола — деревянный из досок толщиной 55 мм. Продольные борта высотой 0,5 м, а поперечные высотой 0,4 м, стальные из гнутого профиля толщиной 3 мм. На боковых балках рамы установлены запирающие устройства (три клиновых запора с каждой стороны), державки петель бортов, скобы лесных стоек, увязочные кольца на концевых балках — кронштейны торцевых бортов.

- Транспортеры. Для перевозки тяжеловесных крупногабаритныхгрузов, не размещающихся на обычных платформах (мощные трансформаторы, части гидравлических турбин, статоры и роторы генераторов большой мощности, станины блюмингов и крупных станков, маховики и котлы большого диаметра и др.), применяют специальные виды подвижного состава — транспортеры различных типов, которые являются специализированным видом подвижного состава.

- Цистерны. Классификация цистерн. Цистерны предназначены для перевозки жидких, затвердевающих, газообразных и пылевидных грузов. Они помещаются в котле, представляющем собой специфическую форму кузова этого типа вагона. В зависимости от видов перевозимых грузов цистерны могут быть разделены на две группы:

общего назначения — для перевозки широкой номенклатуры нефтепродуктов;

специальные цистерны — для перевозки отдельных видов грузов.

Цистерны общего назначения, в свою очередь, могут подразделяться на цистерны для перевозки светлых (бензин, лигроин и т.п.) и темных (нефть, минеральные масла и т.п.) нефтепродуктов. Повышенная огнеопасность светлых нефтепродуктов при ненадежной герметичности нижних сливных приборов обусловила оборудование цистерн для их перевозки устройствами верхнего слива (через колпак). Цистерны для темных нефтепродуктов оборудуют нижними сливными приборами.

Специальные цистерны разделяют на цистерны для перевозки пищевых, химических и некоторых других грузов.

Изотермический подвижной состав

Изотермы предназначены для перевозки скоропортящихся грузов: мяса, рыбы, масла, фруктов и т.п. Сохранность этих грузов обеспечивается поддержанием в вагоне соответствующей температуры с помощью приборов охлаждения или отопления (в зависимости от наружной температуры). Кузова таких вагонов отличаются от кузовов других крытых вагонов тем, что имеют двойные стены, потолок, пол и хорошую изоляцию. Изоляционным материалом служат мипора или полистирол. В зависимости от рода перевозимых грузов изотермы подразделяются на универсальные и специализированные. Первые служат для перевозки всех видов скоропортящихся грузов — мороженых, охлажденных и неохлажденных, вторые — живой рыбы, фруктов, вина, молока и др.

Рефрижераторный подвижной состав классифицируется:

- по составности — поезда (23- и 21-вагонные), секции (12- и 5-вагонные) и автономные вагоны;

- типу хладагента холодильной установки (аммиак и хладон);

- системе хладоснабжения — групповой и индивидуальной. При групповой системе холод вырабатывается аммиачными холодильными установками, размещенными в центральном вагоне, и в грузовые вагоны-холодильники передается по рассольной системе при помощи хладоносителя (раствор хлористого кальция CaCl2); при индивидуальной — грузовые вагоны охлаждаются холодильными установками, размещенными в каждом из них.

Парк изотермических вагонов пополняется только рефрижераторным подвижным составом (поезда, секции) и автономными рефрижераторными вагонами. Все рефрижераторные вагоны имеют цельнометаллический кузов с хребтовой балкой, сваренной из штампованных элементов; ходовая часть — двухосные бесчелюстные тележки типа КВЗ-И2 с базой 2400 мм, оборудованные буксами с роликовыми подшипниками.

- В зависимости от способа охлаждения различают подвижной состав с центральным рассольным и непосредственным воздушным охлаждением. Поезда и секции с рассольным охлаждением имеют аммиачные холодильные установки, находящиеся в машинном отделении, откуда холод в охлаждающие батареи грузовых вагонов передается через хладоноситель (рассол). Воздушное охлаждение применяется на пятивагонных секциях и АРВ. В каждом вагоне здесь имеются холодильные установки, работающие на хладоне-12, воздух в грузовом помещении охлаждается непосредственно испарителем. Холодильные установки могут поддерживать температуру в

грузовом помещении до –20 °С, кроме секций ZA-5 и ZB-5 (–15 °С), 12-вагонной секции (–12 °С) и 21-вагонного поезда (–12 °С).

Приборы отопления рефрижераторного подвижного состава отрегулированы на температуру наружного воздуха –45 °С, а холодильные машины — на –30 °С, кроме 21-вагонного поезда, секций ZB-5 и АРВ, для которых она составляет –40 °С. При отоплении температура в грузовом помещении вагонов всех типов может достигать +14 °С.

Специализированные вагоны. К ним относятся цистерны-термосы для перевозки молока и вина, вагоны-цистерны для виноматериалов.

Вагоны промышленного транспорта

Вагоны промышленного транспорта эксплуатируются внутри предприятия. Некоторые из них имеют право выхода на магистральные дороги при движении с обычными или с пониженными скоростями в груженом или порожнем состоянии. На промышленных предприятиях широкое распространение получили вагоны-хопперы, которые обеспечивают перевозку, в том числе таких горячих грузов, как окатыши и агломерат, погружаемых в вагон при температуре до 700 °С.

Виды вагонов промышленного транспорта

Вагоны-самосвалы (думпкары) в зависимости от их конструктивной схемы можно разделить на две группы: с неустойчивым и устойчивым кузовами.

Думпкар с неустойчивым кузовом называемый думпкаром с поднимающимся бортом (ПБ), включает в себя главную (нижнюю) раму 7, на которой расположены кронштейны с отверстиями 6, служащими для крепления кузова 2 при помощи валиков. Причем центр тяжести кузова О располагается выше шарнирных опор, вследствие чего он находится в состоянии неустойчивого равновесия. Такое конструктивное решение обеспечивает опрокидывание кузова при повороте его на малый угол, чтобы под действием илы Р возник опрокидывающий момент.

Рис. 7.19. Схема думпкара с неустойчивым кузовом (ПБ) стр 113

Преимущества таких конструкций думпкаров по сравнению с устойчивым кузовом: для опрокидывания кузова требуются меньшие усилия, в результате удара кузова об амортизаторы прилипший или примерзший груз к полу более полно высыпается при разгрузке.

Недостатки думпкаров с неустойчивым кузовом: при отказе механизма запирания возможно самоопрокидывание кузова в пути следования высыпанием груза; высокое положение центра тяжести, ухудшающее динамические качества вагона, что не исключает сход его с рельсов; продольные борта длиной 10 м недостаточно прочно скреплены с кузовом, а соединены с ним лишь системой торцевых рычагов, что приводит к распору этих бортов сыпучим грузом.

Думпкар с устойчивым кузовом (с откидным бортом — ОБ)

Рис. 7.20. Схема думпкара с устойчивым кузовом (ОБ) стр115

Шлаковоз (рис. 7.21) стр 116

К подвижному составу технологического назначения относятся вагоны для перевозки жидкого шлака и чугуна, совков со скрапом и др.

Чугуновоз

На промышленном транспорте применяют:

- платформы для перевозки совков со скрапом;

- Коксотушильные вагоны,

- малые четырехосные слитковые тележки платформенного типа (или

тележки для изложниц грузоподъемностью до 160 т,

- самодвижущиеся двухосные тележки для перевозки труб грузоподъемностью 15 т и другие транспортные средства.

- самоходный дозирующий подвижной состав: трансферкары — рудные, коксовые и угольные;

- вагоны-вес.

Контейнеры. Типы, назначение, устройство.

Назначение и устройство контейнеров

- По назначению контейнеры делятся на универсальные и специальные.

Универсальные предназначены для перевозки ценных штучных грузов широкой номенклатуры;

- Специальные служат для доставки одного или нескольких грузов, однородных по физико-химическим свойствам (огнеупоров, рудных концентратов, кислот, вина, шифера, цветных металлов, скоропортящихся грузов и др.).

- В зависимости от грузоподъемности контейнеры разделяют на три группы:

- крупнотоннажные массой брутто 10 т и более,

- среднетоннажные массой 5—3 (2,5) т;

- малотоннажные массой менее 2,5 т.

Длина наибольшего контейнера принята равной 40 футам (12192 мм), а остальных — кратной основному модулю — 5 футам (1524 мм) с учетом зазоров 76,2 мм. Такие контейнеры можно стыковать друг с другом в компактную грузовую единицу большего размера. Соединяют смежные контейнеры специальными фиксаторами.

- Универсальные контейнеры делятся на:

среднетоннажные, крупнотоннажные и малотоннажные контейнеры.

Контейнеры массой брутто 1,25 т (АУК-1,25) изготавливают металлическими со сварным кузовом, который укреплен на раме с колесами. Передние колеса смонтированы на общей оси и поворачиваются при помощи водила. Для торможения контейнера водило переводят в вертикальное положение, при котором колеса зажимаются тормозными колодками. На широкой стороне контейнера расположена двустворчатая дверь с замком. Малотоннажные контейнеры в основном перевозят в крытых вагонах.

Контейнеры массой брутто 3 т (УУК-3 — 3С) цельнометаллической конструкции имеют на кузове пять замкнутых шпангоутов корытообразного сечения размером 60 × 50 × 3 мм. Шпангоуты с внутренней стороны закрыты гладким металлическим листом толщиной 1,5 мм. На крыше в нишах расположены рымы для строповки. Передняя стена выполнена в виде двустворчатой двери, на правой створке смонтирован замок. Для предупреждения попадания влаги внутрь контейнера створки двери оборудованы дополнительным желобом. Угловые опоры (ножки) высотой 100 мм позволяют применять вилочный автопогрузчик.

Контейнеры массой брутто 5 т (УКК-5 — 3А) с металлическим кузовом снабжены четырьмя замкнутыми несущими шпангоутами. Дверные створки — левая и правая — навешены на петли. На правой створке расположен замок. Крыша и наружная обшивка выполнены из стального листа толщиной

1,5 мм. Рымы для подъема контейнера размещены в нишах. Ножки позволяют перемещать контейнер вилочным автопогрузчиком. Внутренние стены всех контейнеров делают гладкими, чтобы исключить повреждение грузов.

Основным в парке крупнотоннажных контейнеров является контейнер массой брутто 20 т. Основными характеристиками контейнеров являются следующие: максимальная эксплуатационная масса брутто (максимальная разрешенная общая масса контейнера и его груза); масса тары (масса порожнего контейнера); максимальная допустимая полезная нагрузка (разность между максимальной массой брутто и массой тары); наружные размеры, а также расстояния между центрами отверстий фитингов (для крупнотоннажных). Ими также контейнеры крепят друг к другу и к подвижному составу. Проемы в нижней раме контейнеров служат для захватывания под днищем автопогрузчиком.

Специальные контейнеры. Специальные контейнеры в основном принадлежат промышленным предприятиям и используются ими для доставки сырья, полуфабрикатов и продукции. Все специальные контейнеры можно подразделить на следующие группы:

открытые — для разнообразных навалочных грузов, на качество которых не влияют атмосферные осадки;

закрытые — для разнообразных сыпучих и порошкообразных грузов, на которые вредно влияют атмосферные осадки, а также для пылящих грузов;

контейнеры-цистерны, оборудованные устройствами для налива и слива жидких продуктов;

изотермические контейнеры, оборудованные приборами охлаждения и без них;

прочие — для отдельных грузов с определенным режимом хранения.

- По конструктивным особенностям специальные контейнеры делят на жесткие, мягкие (эластичные), комбинированные.

Контейнеры жесткой конструкции изготавливают из стали и дерева, иногда из стеклопластика и из сплавов алюминия, что более экономично; эластичные контейнеры — из прорезиненных тканей и синтетических материалов. Основное преимущество — значительно меньший объем в порожнем состоянии, малый коэффициент тары.

Комбинированные контейнеры изготавливают из стали, сплавов алюминия и эластичных тканей.