ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

Н.А.ЧУРКОВ

Основные части вагонов

(ходовые части, П курс)

(Учебное пособие для студентов

специальности 190300 «Подвижной состав железных дорог»

квалификация (степень) специалист

Санкт-Петербург

2014

УДК 629.12/.46

ББК 39.24

Ч 93

Чурков Н.А.

Основные части вагонов. СПб.: Петербургский гос. ун-т

путей сообщения, 2014. - с. Библ. … назв. Табл. ….

Ил. ….

Isbn 5-7641-0116-6

Нами рассмотрены возможные пути и развитие основных частей железнодорожных вагонов. Зачем, с какой целью, как, когда и кем были предложены те или другие технические решения на вагонах. Проанализированы конструктивные решения реальных конструкций основных частей вагонов, особенности их применения у нас и за рубежом. Сделаны обобщения и определены факторы, влияющие на выбор той или иной основной части вагона. Рассмотрены разновидности основных частей железнодорожных вагонов во всем их разнообразии, которые используются сейчас. Материал изложен на основе системного подхода с широким использованием методов классификации, аналогии, декомпозиции, синтеза, обобщений и классификационного конструирования.

Предназначено для студентов специальности «Подвижной состав железных дорог» специализации «Вагоны».

УДК 629/.46

ББК39.24

ISBN 5-7641-0116-6 Чурков Н.А., 2014

Петербургский государственный

университет путей сообщения, 2014

Оглавление

ПРЕДИСЛОВИЕ……………………………………………………………… 4

1. ХОДОВЫЕ ЧАСТИ

1.1. Общие сведения

1.2 . Тележки

1.3. Колесные пары

1.3.1. Оси

1.3.2. Колеса

1.3.3. Формирование колесных пар

1.4. Буксы

1.4.1. Назначение и классификация

1.4.2. Корпус буксы

1.4.3. Подшипники

1.4.4. Смазка

1.4.5. Уплотнения корпуса

1.5. РЕССОРНОЕ ПОДВЕШИВАНИЕ

1.5.1. Исходные понятия

1.5.2. Назначение рессорного подвешивания

1.5.3. Классификация элементов рессорного подвешивания

1.5.4. Комбинации нагружения рессор

1.5.5.Упругие элементы

1.5.4.1. Пружины

1.5.4.2. Торсионы

1.5.6. Гасители колебаний

1.5.7. Амортизаторы

1.5.7.1. Листовые рессоры

1.5.7.2. Резиновые рессоры

1.5.7.3. Пневматические рессоры

1.5.8. Общая характеристика элементов рессорного подвешивания

1.5.9. Материал для рессор

1.6. РАМА ТЕЛЕЖКИ

1.6.1. Условия работы

1.6.2. Назначение и классификация

1.6.3. Особенности конструкций рам тележек одноступенчатого

подвешивания

1.6.4. Особенности конструктивного оформления рам тележек

двухступенчатого подвешивания

1.6.5. Возвращающие устройства на раме тележк

1.7. КРАТКАЯ ОЦЕНКА СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ

ХОДОВЫХ ЧАСТЕЙ ВАГОНОВ

1.7.1. Тележки грузовых вагонов

1.7.2. Тележки рефрижераторных вагонов

1.7.3. Тележки пассажирских вагонов

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА ………………………………………

Предисловие

Изложение своего взгляда на вагоностроение мы будет делать согласно рабочей программе дисциплины «Подвижной состав железных дорог» для специальности 190300 «Подвижной состав железных дорог» специализации «Вагоны», для студентов Петербургского государственного университета путей сообщения (см. приложение).

Не смотря на большое разнообразие вагонов и сложность конструкции, в них можно выделить шесть основных частей. Это:

- ходовые части; они располагаются между грузом и дорогой. Они передвигают вагон за счет преобразования вращательного движения колес в поступательное движение груза. В современных вагонах ходовые части объединены в специальные узлы - тележки. Они направляют движение вагона по рельсовой колее, создают необходимую плавность движения вагона, передают нагрузки от вагона на железнодорожный путь и удешевляют стоимость производства ремонтов;

- ударно-тяговое оборудование, предназначенное для объединения вагонов между собой, удержании их на определенном расстоянии друг от друга, передаче и уменьшения величины продольных сил на силовую конструкцию вагона;

- тормозное оборудование, создающее искусственное сопротивление движению вагона;

- кузов, служащий для размещения грузов и пассажиров; часто тип кузова является основанием для наименования всего вагона;

- рама – основная силовая конструкция вагона, являющаяся основанием для кузова и воспринимающая все виды эксплуатационных нагрузок, действующих на вагон;

- системы жизнеобеспечения и грузосохранения (СЖО и ГС), предназначенные для физической и коммерческой сохранности грузов и пассажиров.

Не смотря на кажущуюся простоту, производство вагонов представляет собой не менее сложную проблему, чем, например, создание судовых, авиационных или космических систем. Иллюстрацией сказанному может служить пример неуспеха создания в России высокоскоростного поезда «Сокол». К его созданию были привлечены более чем 50 организаций Военно-промышленного комплекса. Среди них были Судостроительная фирма "Алмаз" (производитель уникальных судов: боевых кораблей на воздушной подушке "Зубр" и "Джейран", боевых кораблей на подводных крыльях, президентской яхты "Кавказ"), ВНИИТрансмаш (создатель луноходов), ЦНИИ Судовой электротехники, Soferail (Франция), Ineco (Испания), ЦНИИ Крылова, КБ им. А.С.Яковлева, ЦНИИ "Гранит", НПО "Аврора", ВНИИ Электромеханики, НИИ Постоянного тока и др. В лице генерального руководителя этого проекта был не без известный ЦКБ МТ Рубин, продуцент атомных подводных лодок.

Процесс создания вагонов, как на концептуальном уровне, так и в реальном исполнении всякий раз требует новых, часто нестандартных подходов, многие из которых уже ранее применялись. Это особенно важно понимать, имея в виду то обстоятельство, что развитие техники подвержено цикличному процессу, который часто описывается расхожим тезисом – «все новое – это хорошо забытое старое». Кроме этого, для нас сегодня важно вспомнить, как наши предки решали железнодорожные проблемы в капиталистических условиях, новых для нас сегодня условиях.

Нам представляется, что важнее установить закономерности, последовательность становления, развития и решения тех узловых проблем, которые и сегодня являются наиважнейшими в вагоностроении. К последним относятся:

- выбор и обоснование опорных систем вагона на путь (колесная или безколесная);

- системы передачи энергии движения на вагон (прицепной или самодвижущийся подвижной состав);

- проблемы замедления и остановок (выбор системы тормозов);

- исторические пути решения проблем сохранности грузов и пассажиров (кто: клиент или железная дорога должны решать эту проблему);

- проблемы увеличения скоростей движения (необходимо ли железнодорожный транспорт по скорости уподоблять другим, скоростным видам транспорта или решать проблемы перевозок в своей «скоростной железнодорожной нише») и грузоподъемности вагонов (почему эта проблема решается только в направлении увеличения грузоподъемности, которая направлена на увеличение инвестиций в железнодорожный транспорт, а не наоборот?);

- проблемы обеспечения надежности и прочности конструкций вагонов (почему решение этой проблемы направлено только на создание ремонтируемых, причем на предприятиях железнодорожного транспорта, заводах, почему не идет речь создания фирменного обслуживания подвижного состава?) и др.

Вагоностроение – отрасль транспортного машиностроения, обеспечивающая магистральный, промышленный и городской железнодорожный транспорт разнообразным подвижным составом, тормозным и автосцепным оборудованием, запасными частями для вагонов, а также крупнотоннажными контейнерами.

Выпуск первых вагонов (вагонеток) в России начался в середине XVIII века.

Как отрасль промышленности вагоностроение зародилось в середине XIX века, когда в связи с началом строительства первой магистральной железной дороги Петербург-Москва (1843 г.). Дальнейшее развитие вагоностроения связано с расширением железнодорожного строительства и ростом объема перевозок. К началу ХХ века в России была создана достаточно мощная вагоностроительная промышленность. Российские создатели в этот период внесли в конструкцию вагонов много новых технических решений, сыгравших важную роль в общем развитии вагоностроения. Это, например, предложенные впервые в мире габариты подвижного состава и приближения строений, изотермические и саморазгружающиеся вагоны, организация бесперегрузочного сообщения на железных дорогах, переоборудование вагонов для получения и унификации наилучших технико-экономических параметров, обоснование необходимости и создание «нормальных» вагонов, создание автоматических тормозов, автосцепки, четырехосных вагонов с самоустанавливающимися колесными парами при движении в кривых участках пути, 2- и 3-осных тележек, цельнокатанных колес, предложение продольно-ориентированной планировки пассажирских вагонов, устройств систем жизнеобеспечения пассажиров и т.п.

Взятый темп развития вагоностроения был остановлен трижды. В начале - 1-ой мировой войной, революцией 1917 года, Гражданской войной и послевоенной разрухой. Затем Великая Отечественная война прервала развитие прогрессивных планов. Сейчас, уже в наше время, так называемые «демократические» изменения, которые начались с 1991 года, оказали существенное влияние не только на развитие вагоностроения. Россия столкнулась с катастрофой. После расчленения единого планового хозяйства СССР эффективность использования железных дорог и, в частности, подвижного состава значительно снизилась. Структура перевозок железнодорожного транспорта в результате реформы претерпела важные изменения. Раньше грузовой транспорт больше обслуживал внутреннюю экономику, обеспечивая транспортировку конечной продукции, а теперь в значительной степени, а иногда и в основном переключился на экспортные сырьевые потоки. Произошло значительное падение эффективности использования основных фондов транспорта. Реформе подверглось и управление железнодорожным транспортом. Оно было возложено на новое Министерство транспорта РФ и ОАО РЖД (Открытое Акционерное Общество "Российские железные дороги").

В последние годы наметилось некоторое улучшение в работе железнодорожного комплекса страны. Так, производство магистральных грузовых вагонов выросло. В целом, возрождение отечественного вагоностроения базируется на принципах и подходах, сформулированных еще в теперь уже далеких 20-30 годах ХХ века. Новых предложений по поводу развития вагоностроения для экономики новой России пока нет.

В рамках учебных дисциплин «История развития вагоностроения» и «Подвижной состав железных дорог» мы прослеживаем развитие вагоностроения от возникновения перемещения пассажиров и грузов до перспективных ожиданий осуществления этой задачи транспорта в будущем. Этому будут способствовать подготовленные и создаваемые нами учебные пособия по вагоностроению. В данном учебном пособии мы представляем свой взгляд на процесс развития основных частей вагонов, главным образом за период 1929 – 1991 гг.

Новейшему периоду развития вагоностроения будет посвящено следующее учебное пособие.

В приложениях мы представили программу дисциплины учебного плана для студентов специальности 190300 «Подвижной состав железных дорог» (квалификация (степень) специалист) по специализации «Вагоны», вопросы для самопроверки и тестовые задания для оценки знаний по дисциплине.