книги из ГПНТБ / Ситковский, И. П. Полимерные материалы на зарубежных железных дорогах

Рис. 51. Колесо с дисковыми резино-металлическими элементами, раз­ мещенными по окружности в два ряда

Рис. 54. Зависимость ускорения от деформации однодис­ ковых и двухдисковых колес с упругими резиновыми элементами Ѵ-образной формы

71

Наряду с этим имеются сведения и отрицательного характера. На Швейцарских железных дорогах, например, эксплуатируются со скоростью до 90 кміч четырехосные пассажирские вагоны, оборудован­ ные колесами с резиновыми элементами. Отмечается, что конструкция колес с резиновыми прокладками между двумя дисками оказалась сложна в ремонте. В ФРГ испытывались колесные пары с двойными резиновыми вкладышами под бандажом. При этом стоимость колесной пары оказалась вдвое больше стоимости обычной, а пробег между ре­ монтами составил около 100 тыс. км [99].

В небольших количествах колеса с резиновыми элементами на мо­ торных вагонах электропоездов применяются на Французских и Норвежских железных дорогах. В Швейцарии такие колеса установ­ лены на нескольких моторных вагонах узкой колеи. Отмечается, что при наличии резиновых элементов износ бандажей уменьшается в 2—■

3раза.

Ввиде опыта в Англии в 1958 г. было оборудовано колесами SAB два спальных вагона. Колеса имели по 12 резино-металлических бло­ ков, равномерно расположенных по окружности колесного центра, между двумя металлическими дисками.

По опубликованным данным, к 1959 г. на железных дорогах евро­ пейских стран на локомотивах, моторных и пассажирских вагонах бы-

А

ч)

Рис. 55. Колесо фирмы SAB:

а — с двумя рядами упругих ре­ зиновых элементов; б — с 24 ре­

зиновыми элементами:

/ — венец колеса; 2 — резиновый элемент; 3 — колесный центр; 4 — крепежный элемент

72

Рис. 56. Межвагонный переход с резиновыми ограждающими элементами в вагоне трансъевропейского экспресса «Капитоль»

ло в эксплуатации около двух с половиной тысяч колесных пар с ре­ зиновыми элементами.

За последнее десятилетие заметного расширения использования подрезиненных колес на железных дорогах зарубежных стран не за­ мечается. По-видимому, причиной этого является значительная слож­ ность обеспечения надежного соединения многих деталей таких колес, а также высокая стоимость и сложность их изготовления и ре­ монта.

Широкому внедрению на железнодорожном транспорте колес с уп­ ругими резиновыми элементами препятствует, очевидно, также боль­ шое количество деталей и изменение эластичности резины с измене­ нием температуры.

В ряде зарубежных стран в течение многих лет находятся в эксплу­ атации пассажирские вагоны, имеющие межвагонные переходные пло­ щадки, оборудованные резиновыми ограждающими элементами (рис. 56). Резиновые переходные устройства отличаются простотой изготовления и эксплуатации, стойкостью против возгорания, долго­ вечностью. Они позволяют легко стыковать вагоны при сцепке и созда­ ют большие удобства для пассажиров при переходах из вагона в вагон.

Резиновые изделия, применяемые для межвагонных переходов, на многих железных дорогах представляют собой полые валики:или трубы большого диаметра, располагаемые по перимету перехода, ко­ торые при сцеплении вагонов несколько сжимаются. При прохожде­ нии вагонов в кривых участках пути валик, расположённый с внутрен­ ней стороны, сжимается больше, а противоположный — меньше. При

73

этом всегда обеспечивается необходимая плотность соединения ва­ гонов.

В эксплуатации резиновые переходные устройства удобны, практически они не требуют никакого ухода. Но переоборудование ранее построенных вагонов считается делом сложным и нецелесообраз­ ным. Применять такую конструкцию переходов рекомендуется при по­ стройке новых вагонов. Считается, что в этих случаях одновременно будет решаться вопрос увеличения вместимости вагона и будут пре­ дусматриваться соответствующие изменения устройства упряжных и буферных приборов, чтобы обеспечить минимальное расстояние между двумя вагонами.

К числу преимуществ, которыми обладают резиновые межвагонные переходы, можно отнести следующие:

уменьшается расстояние между двумя вагонами, тем самым пред­ ставляется возможным увеличить длину и полезную площадь вагона (в поездах железных дорог ФРГ, например, расстояние между вагона­ ми уменьшено с 1300 до 300 мм за счет частичного уменьшения вы­ ступа буферов и сцепных устройств);

уменьшается воздушное сопротивление движению: при скоростях движения поезда 140 км/ч сопротивление движению вагонов уменьша­ ется на 25% по сравнению с вагоном, имеющим стандартные типы пе­ реходов;

упрощается до минимума соединение переходных устройств при сцеплении вагонов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. «Kunststoffe», 1970, 60, № ПО, s. 732—737.

2.«Denki tezudo», 1970, № 12, с. 24—29.

3.«Jap. Plast. Age», 1971, 9, № 6, p. 42—43.

4.«Бюллетень ОСЖД», 1970, № 3.

5.«J. Inst. Mech. Eng. Ry. Div.», 1970, 1, № 5, p. 491—516.

8.«Ry Age», 1969, v. 125, № 22, p. 853—854.

9.«Eisenbahntechn. Rund», 1968, 17, № 12, s. 30.

10.«Bundesbahn», 1969, 43, № 1, s. 31—32.

14.«Modern Railways», 1969, v. 25, № 245, p. 86—89.

15.«Vie rail», 1970, № 1251, c. 12—16.

16.«Glasers Ann», 1969, 93, № 8, c. 250—254.

17.«Jap. Ry Eng.», 1970, v. 10, № 3, p. 23—25.

18.«Jap. Ry Eng.», 1968, v. 9, № 1.

19.«Modern Rail ways», 1968, v. 24, № 236, p. 267—269.

22.«Modern Railroads», 1970, v. 25, № 5, p. 71.

23.«Железнодорожный транспорт», 1971, № 4, В. И. Б е з ц е н н ы_й. Перспективные вагоны.

24.«Glasers Ann.», 1969, 93, № 8, s. 250—254.

25.«Modern Railroads», 1968, v. 24, № 323, p. 16—20.

26.«Ry Gaz», 1969, v. 125, № 16, p. 225—226

74

27. «Dtsch Eisenbahntechn.», 1969, 17, № 3, s. 110—112,

28.«Chemins fer», 1968, № 6, c. 199—234.

29.«Железные дороги Мира», 1971, № 1.

34.«Vie rail», 1969, № 1179, c. 42—43.

35.«Ry Gaz», 1969, v.,125, № 14, p. 529—532.

36. «Zelezn, doprova а techn», 1971, t. 19, № 3, v. 88—89.

37.«Ry Mag», 1969, v. 115, № 817, p. 254—257.

38.«Eisenbahningenieur», 1972, № 12, s. 33.

39.«Бюллетень ОСЖД», 1968, № 3.

40.«МАЖК», 1969, № 6, c. 10—18

41.«Glas. Ann,», 1969, В. 93, № 1, s. 5—12.

42. «Ry Gaz», 1969, v. 125, № 6, p. 211—215.

43.«Glas. Ann.», 1970, № 4.

44.«Electr. Bahnen», 1969, B. 40, № 11, s. 258—262.

45.«Ry Gaz», 1969, v. 125, № 22, p. 853—854.

46.«Chemins Fer», 1969, 46, № 12, c. 735—766.

47.«Metal Progres.», 1969, v. 96, № 6, p. 103—109.

48.«Japanes Ry Engng», 1968, v. 9, № 1, 28—32.

49.Зарубежные промышленные полимерные материалы. Словаръ-справоч- ник. Издание АН СССР, М., 1963.

50.«Eisenbahntechnik», 1971, В. 19, № 3, s. 124—127.

51.«Vie rail», 1969, № 1220, с. 50.

52.«Bull. Amer. Ry Engng ASSOC», 1968, № 614, Proceedings, 69, p. 762—

53.«Ry Gaz», 1968, v. 124, № 15, p. 574—576.

54.«Ry Gaz», 1968, v. 124, № 15, p. 569—571.

55.«Mon. Techn. Rev.», 1971, 15, № 2, c. 26—30.

56.«Ry Gaz», 1968, v. 124, № 24, p. 922—924.

57.«Ry Gaz.», 1969, v. 125, № 13, p. 507—509.

58.«Eisenbahntechnik», 1971, 19, № 3, s. 134—136.

59.«J. Inst. Mech. Eng. Ry Div.», 1970, 170, № 6, p. 628—663.

60.«Modern Railroads», 1969, v. 25, № 247, p. 197—199.

61.«Vie rail», 1969, № 1213, c. 4—7.

62.«МАЖК», 1968, № 9.

63.«Glas. Ann.», 1970, В. 94, № 5, s. 151—172.

64.«Железнодорожный транспорт», 1969, § 10, 3. Ш у л ь ц . Применение пластмасс в подвижном составе ГДР.

65.«Modern Railroads», 1971, v. 27, № 273, р. 268—269.

66.«Ry Transp.», 1970, v. 19, № 11, p. 38.

67.«Dtsch Eisenbahntechn.», 1969, B. 17, № 14, s. 179—182.

68.«Ry Gaz», 1969, v. 125, № 10, p. 391—392.

69.«Dtsh Eisenbahntechn.», 1969, B. 17, № 3, s. HO—112.

70.«Glas. Ann.», 1969, В. 93, № 8, s. 250—254.

71.«Dtsch Eisenbahntechn.», 1971, B. 19, № 2, s. 55—56.

72.«Ry Gaz», 1969, v. 125, № 3, p. 96—97.

73.«Hitachi Rev.» 1971, v. 20, № 1, p. 2—7.

74. »Jap. Ry Eng.», 1970, v. 10, № 3, p. 23—25.

75.«J Inst. Locom. Engrs», 1969, v. 58, № 3, p. 207—238.

76.«Ry Mag», 1971, v. 117, № 849, p. 524—526.

77.«J Inst. Mech. Eng. Ry Div.», 1970, v. 170, № 5, p. 491—516.

78.«Ry Gaz», 1971, v. — 127, № 9, p. 357—358.

79.«Ry Age», 1971, v. 170, № 7, p. 22—24.

80.«Eisenbahntechn. Rundschau», 1971, 20, № 3, s. 111—121.

81.«Modern Railways», 1968, v. 24, № 236, p. 267—269.

82.«Rubber and Plastics Age», 1968, v. 49, № 9, p. 798.

83.«Ry Gaz», 1969, v. 125, № 20, p. 776—779.

84.«Ry Gaz», 1969, v. 125, № 6, p. 231—234.

.75

Г л а в а 2

ПОЛИМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ В ГРУЗОВЫХ ВАГОНАХ

1. Элементы кузовов

Панели из древеснослоистого пластика в виде многослойного, спрессованного из пропитанного фенолоформальдегидными смолами древесного шпона широко применяют в ФРГ для обшивки стен грузо­ вых (двухосных) вагонов. Известно о применении таких панелей так­ же во Франции, Швеции [1]. Серийная постройка вагонов с обшивкой из этого материала в ФРГ началась в середине 50-х годов. Панели из древеснослоистых пластиков, используемые для обшивки вагонов, об­ ладают более высокой прочностью, по сравнению с деревянной обшив­ кой, и более долговечны, не требуют окраски и стойки к атмосферным воздействиям. Применение их значительно снижает трудовые затраты при постройке кузовов вагонов (рис. 57).

Позднее в этих целях испытывались и в некоторых странах получи­ ли ограниченное применение древесностружечные и древесноволок­ нистые плиты со связующим из фенолоформальдегидных смол. Толщина этих плит, применявшихся в ФРГ для боковых стен вагонов, составляла 15, а для торцовых — 25 мм. Широкого распространения они не получили, так как не обеспечивали достаточной прочности стен и имели высокую стоимость [1 ]. К тому же в последние годы все в боль­ ших объемах в грузовом вагоностроении стали применять листовую сталь.

Интересные исследования с испытаниями различных пластических материалов в целях выявления наиболее пригодных из них для исполь­ зования при постройке вагонов проводились в ГДР в 1967—1968 гг. По специальной методике были испытаны на прочность 15 различных материалов, выполненных в виде трехслойных конструкционных па­ нелей типа «сэндвич». Средний слой панелей состоял из бумажносло­ истого пластика в виде сот или пенопластов. В качестве оболочек пане­ лей использовались тонколистовой прокат из алюминиевых сплавов, или твердые листовые пластики. Общая толщина испытывавшихся па­ нелей была в пределах 20—31 мм. Для сравнения испытывались па­ нели, выполненные из сосновых досок и обычной фанеры толщиной 28 или 20 мм.

Хорошие результаты испытаний на специальной установке были получены у образцов панелей со средним слоем из бумажнослои­ стого пластика, выполненного в виде пчелиных сот, имеющих обе обо­ лочки из листового алюминия толщиной 3,2 мм. Высокие показатели были также и у панелей с таким же средним промежуточным слоем, но имеющим оболочки из разных материалов — из жесткого пластика толщиной 2 мм, с одной стороны, и из листового алюминиевого сплава

77

Рис. 57. Внутренний вид грузового вагона с обшивкой стен па­ нелями из древеснослоистого пластика марки IVU—LOC

толщиной 0,8 мм ■— с другой. Общая толщина этих панелей составляла 29—31 мм. Удачными также оказались панели с оболочками из стекло­ пластика общей толщиной 30 мм и однослойные панели из монолит­ ного стеклопластика толщиной 8—9 мм.

При эксплуатации опытных вагонов лучшие результаты показали образцы с оболочками из стеклопластика. Вместе с тем сопоставле­ ние стоимости изготовления боковых стен вагона из различных ма­ териалов показывает, что если стоимость деревянных стен принять за 100%, то стоимость изготовления их из стеклопластика толщиной 8 мм составит 124%, из трехслойных конструкционных панелей типа «сэндвич» с оболочками из стеклопластика — 241%, а из панелей с оболочками из алюминиевых сплавов — 152%.

На основании проведенных исследований был сделан вывод о не­ целесообразности замены в данное время в ГДР древесины, применя­ емой для стен грузовых вагонов, стеклопластиками или другими мате­ риалами из-за довольно высоких цен на них [1, 2]. Одновременно было’ признано реальным и экономически оправданным изготовление крыш грузовых вагонов из стеклопластиков вместо металлических.

В США, ФРГ и Франции имеется опыт изготовления и эксплуата­ ции грузовых вагонов с обшивкой стен панелями, изготовленными из клееной фанеры, облицованной упрочняющим слоем тонколистового стеклопластика. В США такие панели используются при строительстве и ремонте грузовых, изотермических вагонов и контейнеров. Произ­ водятся эти панели серийно в промышленных масштабах. Панели, уси­ ленные тонким слоем стеклопластика, имеют стандартные размеры 1,22 X 2,44 м и толщину 13 и 25 мм. Они обладают высокой ударной прочностью. Использование их повышает надежность и срок службы; обшивки.

78

Во Франции с 1966 по 1970 г. была построена серия унифи­ цированных грузовых вагонов грузоподъемностью от 20 до 28 т с кар­ касом из стального профильного проката. Стены кузовов этих вагонов изготовлялись из фанерных многослойных панелей. Для их постройки было унифицированно пять типов панелей: два типа для боковых стен; два — для торцовых и один — для дверей. На внутренней поверхности стальной крыши наносился слой битумного материала, выполняющий роль изоляции и препятствующий образованию конденсата влаги.

ВАнглии в начале 60-х годов построены специальные двухъярус­ ные крытые вагоны, предназначенные для перевозки легковых автомо­ билей. Кузовы вагонов обшиты панелями из стеклопластика. Вагоны курсируют на железных дорогах Восточного района Англии.

ВПольской Народной Республике в 1963 г. построено несколько грузовых двухосных вагонов грузоподъемностью 21 т с кузовами, пол­ ностью выполненными из стеклопластика. Предполагается, что вагоны со стеклопластиковым кузовом будут иметь вдвое больший срок службы, чем с деревянным кузовом (24 года вместо 12). Отмечается, что стоимость вагонов с кузовом из стеклопластика, определенная исходя из условий массового производства стеклопластиковых кузо­ вов, примерно в 3 раза выше стоимости вагонов, имеющих деревянный кузов. Однако предполагается, что с учетом приведенных затрат, за счет уменьшения ремонтных расходов, более длительного срока служ­ бы, снижения простоев вагонов в ремонте и подготовке к нему и т. п. серийное производство таких вагонов может оказаться целесооб­

разным.

( В |,США изготовлен опытный грузовой двухосный вагон с кузовом из стеклопластика оригинальной конструкции (рис. 58). Боковые стены вагона у крыши шарнирно связаны с верхней, несущей обвязкой кон-

Рнс. 58. Грузовой вагон с кузовом из стеклопластика со складываю­ щимися и опрокидывающимися при открывании на крышу боковыми

стенами

79