Основные типы вагонов.
Вагонный парк состоит из двух основных групп вагонов — пассажирских и грузовых.
Грузовые вагоны.
Эти вагоны различают по количеству осей. грузоподъемности и приспособленности для перевозок определенных видов грузов. На железных дорогах СССР обращаются четырех-, шести- и восьмиосные вагоны, а также многоосные специальные вагоны. В основном грузовой парк состоит из четырехосных вагонов. Расширяется постройка большегрузных восьмиосных полувагонов и цистерн. В зависимости от рода перевозимых грузов вагоны разделяются на крытые, полувагоны, платформы, цистерны, изотермические и специального назначения.
Крытые вагоны предназначены для перевозки ценных грузов и грузов, требующих защиты от атмосферных воздействий. В них перевозят зерно, тарные и штучные грузы и ряд других. В крытом цельнометаллическом вагоне боковые стены кузова снабжены люками. В металлической крыше сделаны четыре загрузочных люка с автоматически запирающимися крошками. Цельнометаллические самоуплотняющиеся двери кузова в нижней части снабжены разгрузочными люками, через которые выгружается часть зерна для уменьшения давления на дверь перед ее открытием. Уплотнение двери достигается применением резиновых прокладок специального профиля в местах сопряжения со стойками кузова и специальными пазами у порога. В вагонах с самоуплотняющимися дверями зерно перевозят без применения хлебных щитов. У четырехосных крытых вагонов прежней постройки для перевозки зерна ставят хлебные щиты в дверные проемы.
Полувагоны составляют значительную часть грузового вагонного парка, используемую наиболее интенсивно. Полувагон не имеет крыши, а пол его составлен из разгрузочных люков. Люки закрываются специальными запорами и снабжены юре ионам и для облегчения их закрывания.
Полувагоны предназначены для перевозки массовых сыпучих и навалочных грузов, не требующих защиты от атмосферных осадков,— руды, леса, угля, металла, а также автомашин, сельскохозяйственной техники и др. Этот тип вагона позволяет широко применять механизированную погрузку и выгрузку, в том числе и на вагоноопрокидывателях. Перевозка таких массовых грузов, как руда, каменный уголь, лес и др., осуществляется маршрутами. Практика показала, что для маршрутных перевозок массовых тяжелых грузов, особенно на грузонапряженных направлениях, нужны большегрузные восьмиосные полувагоны с повышенными нагрузками на 1 м пути.
Платформы предназначены для перевозки длинномерных грузов (рельсов, лесоматериалов), контейнеров, а также автомобилей и различных автодорожных и сельскохозяйственных машин. Четырехосная платформа с цельнометаллическими бортами является основным типом платформ.
В цистернах перевозят массовые жидкие грузы, нефтепродукты. В зависимости от рода перевозимого нефтепродукта цистерны специализируются и снабжаются приборами для верхнего или нижнего слива. Кузов цистерны представляет собой котел цилиндрической формы с колпаком в верхней части. На котлах цистерн для перевозки бензина устанавливаются предохранительные клапаны. Для перевозки бензина и светлых нефтепродуктов используются цистерны грузоподъемностью 62 т, оборудованные универсальным сливным прибором.
Строятся большегрузные восьмиосные цистерны для перевозки нефтепродуктов, что позволяет так же, как и в восьмиосных полувагонах, перевозить больше грузов при той же длине поезда, сформированного из четырехосных цистерн.
В парке грузовых вагонов все большее значение приобретают, вагоны специального назначения, т.е. приспособленные для перевозки определенных видов массовых грузов. Ниже приводятся некоторые типы таких специализированных вагонов.
Вагоны для перевозки зерна - это четырехосный цельнометаллический крытый вагон с наклонными стенами, образующими бункера, служащие емкостями для зерна и удобными для разгрузки. В крыше сделаны герметически закрывающиеся люки, через которые производится загрузка зерна.
Подобные типы специализированных вагонов имеются и для перевозки цемента, окатышей. Четырехосный хоппер-дозатор используется для перевозки щебня и снабжен дозирующим устройством, очень удобным при производстве путевых работ.
Для перевозки навалочных грузов промышленными предприятиями используются вагоны-думпкары. Они имеют пневматическое оборудование для наклона кузова при разгрузке груза.
В парке имеются разнообразные типы цистерн для перевозки жидких, сжиженных и порошковых грузов. Имеются цистерны для перевозки вязких нефтепродуктов (мазута, смазочных масел), котлы которых имеют обогревательные рубашки. Для подогрева груза при сливе пар подается, а рубашку с выпуском его через два патрубка, расположенных по концам в нижней части рубашки. К этой группе относятся и цистерны для перевозки молока, котлы которых изготовлены из нержавеющей стали и снабжены теплоизоляционным слоем. Имеются цистерны для перевозки спирта, кислот и других грузов.
Строят специальные четырехосные двухъярусные платформы для перевозки легковых автомобилей, а также платформы для перевозки крупногабаритных контейнеров. Вагоны-транспортеры различной грузоподъемности строят для перевозки тяжеловесных и крупногабаритных грузов (роторы, генераторы, турбины, трансформаторы и др.). Мощные рамы-балки, изогнутые в средней части, обракуют погрузочную площадку с пониженным расположением пола. Рама опирается на многоосные тележки.
Изотермические вагоны используют для перевозки скоропортящихся грузов. Для этой цели выпускают вагоны с машинным охлаждением, получившие название рефрижераторных. Такие вагоны соединяют в поезда или секции по 23, 23, 12 или 5 единиц. В поезд или секцию входят вагоны, в которых размещено электросиловое и холодильное оборудование. Получают все большее распространение автономные рефрижераторные вагоны с индивидуальным машинным охлаждением и электрическим отоплением. Имеются изотермические вагоны с льдосоляным охлаждением — так называемые вагоны-ледники, а также специальные вагоны для перевозки живой рыбы, вина и других продуктов.
Пассажирские вагоны. Вагоны пассажирского парка подразделяют на вагоны для перевозки пассажиров, почтовый, багажные, вагоны-рестораны и вагоны специального назначения. Вагоны дальнего следования приспособлены для продолжительного пребывания в них пассажиров. Такие вагоны бывают купейными с мягкими, жесткими или полужесткими местами для лежания и некупейные (открытые) с жесткими пли полужесткими местами.
Вагоны местного (межобластного) и пригородного сообщения предназначены для перевозки пассажиров на короткие расстояния. В них имеются жесткие или мягкие (постоянные или откидные) места для сидения. Вагоны-рестораны курсируют в пассажирских поездах дальнего следования.
Железнодорожная платформа — грузовой вагон открытого типа, предназначенный для перевозки длинномерных, штучных и сыпучих грузов, контейнеров и оборудования, не требующих защиты от атмосферных воздействий.
История вагоностроения платформ.
Платформы до нормального типа. История развития.
Первые платформы Петербурго-Московской ж/д. были четырех-осные; однако, так же как и крытые вагоны, они были переделаны в двухосные, причем для постановки буксовых лап были поставлены дополнительные брусья.
Переделанные платформы имели размеры пола 2 820 х 7 977 мм, строились без бортов и на продольных наружных брусьях имели по шести парных скоб для стоек на случай перевозки лесных материалов. Все платформы выпускались нетормозными, однако впоследствии некоторые из них оборудовались тормозом у буферного брусе на особой колонке; будка для тормозилыцика не устраивалась.
В 1870 г. Александровский завод строил двухосные нетормозные платформы с размерами пола 2 505 X 7 945 мм. Платформы имели два наружных деревянных бруса прямоугольного сечения (140 X 500 мм). Эти брусья выступали на 290 мм над поверхностью пола, образуя своим выступом постоянный продольный борт. Поперечных бортов платформы не имели.
Постройка двух типов этих платформ, выпущенных Александровским заводом в количестве 772 единиц, в дальнейшем не повторялась. Их заменили платформы европейского типа с брусьями, лежащими над серединой осевых шеек.
Начиная с 1867 г. первые двухосные платформы строились русскими заводами по образцам заграничных.
Ширина пола платформ была почти всегда постоянной и составляла 2 743 мм. Рама у первых платформ имела деревянные брусья без шпренгелей такой же длины и конструкции, как и у крытых вагонов. Продольные борта делались неподвижными и образовывались наружным обвязочным брусом высотой 216 мм; поперечные борта были откидные. На полу над осями платформы по ее ширине было уложено два постоянных бруса высотой около 180 мм для передачи давления бревен непосредственно рессорам, без участия настила пола и рамы.
Для закрепления перевозимого лесного материала в полу платформы были устроены четыре обитых железом квадратных отверстия, в которые вставлялись обтесанные колья. Для скрепления веревками покрываемых брезентами грузов на продольных бортах было укреплено по пяти колец с каждой стороны. Тормозная площадка была открытой, без будки, но с торцевым щитком, ширина которого равнялась ширине вагона, а высота 1 054 мм.
Начиная с 1874 г. перевозка не умещающегося на одной платформе леса осуществлялась на двух коротких сцепленных между собой платформах (турникетах).Для этой цели по середине платформы укреплялся поперечный брус, имеющий шкворневую пяту, а по бокам два пятника для опоры ползунов. На этом прочно связанном с рамой платформы брусе лежал поворотный брус, который, будучи расположен на шкворне и на ползунах, мог поворачиваться на некоторый угол, соответствующий длине платформы и кривым частям пути.Бревна при погрузке укладывались на поворотные брусья двух сцепленных платформ и удерживались двумя прочными железными стойками, которые во время погрузки при помощи шарниров отклонялись в сторону. Стойки эти при нормальном положении закреплялись между собой перекинутой вверху железной цепью. Вполне понятно, что турникетные платформы могли работать только попарно, т. е. при сцеплении.В 1878 г. у платформ впервые появились железные брусья. Последние изготовлялись сначала двутаврового сечения высотой 235 мм, а затем коробчатого сечения. С того же времени Коломенский завод приступил к постройке двухосных платформ с железными шпренгелями; при этом число поперечных брусьев в раме платформы, укрепляемых уголками к швеллерам, увеличивалось с 6 до 8. Борта у платформ делались неподвижными и откидными. Расстояние между осями было доведено до 4980 мм. Тара платформ составляла 5,1 т.
В 1881 г. начинается строительство трехосных нетормозных платформ, расстояние между крайними осями которых равнялось 5 714 мм. Средняя ось при этом имела возможность свободного поперечного перемещения вместе с буксой; рессора ее подвешивалась к раме вагона на кольцах. Шпренгелей трехосные платформы не имели. Тара их составляла 7,2 т, грузоподъемность 15 т. Широкого распространения трехосные платформы не получили.
Период 20-х-30-х годов 20ого века.
Помимо двухосных платформ грузоподъемностью 20 т, в годы довоенных пятилеток строились четырехосные платформы. С 1934 г. Калининский и Брянский машиностроительный заводы, а с 1935 г. - Черноморский завод строили четырехосные платформы грузоподъемностью 50 т. Небольшое число таких платформ было построено затем и на заводе имени Урицкого.
Боковые и хребтовая балки данной платформы, по форме приближавшиеся к брусу равного сопротивления изгибу, были сварены из листовой стали: верхнего горизонтального листа (сечением 500 х 10 мм), двух вертикальных (толщиной 8 мм) и двух нижних горизонтальных (сечением 150 х 12 мм).
С 1936 г. эти балки стали выполнять из прокатных двутавров № 55а. Переменное по высоте сечение таких балок получалось путем частичного .вырезания стенок в концевых участках, после чего нижние полки двутавров подгибали и приваривали к оставшимся частям стенок. Грузоподъемность четырехосной платформы с продольными балками из прокатных профилей возросла с 50 до 60 т, а тара - с 18,4 до 21,5-22,0т. При наличии ручного тормоза и тормозной площадки тара платформы увеличивалась на 0,2 т.
В поперечном направлении продольные балки рамы были связаны между собой концевыми (буферными), шкворневыми и промежуточными балками. Между боковыми и хребтовой балками размещали вспомогательные продольные балки, выполненные из швеллеров сечением 140 х 60 х 7 мм и являвшиеся дополнительными опорами досок пола. Концевую балку образовывали из вертикального (размером 2870 х 374 х 10 мм), верхнего и нижнего горизонтальных листов (размерами 2698 х 360 х 12 мм). В местах установки буферных стаканов устанавливали усиливающие накладки толщиной 25 мм, а для опоры откинутого торцового борта приваривали кронштейны.
Шкворневую балку, имевшую коробчатое замкнутое сечение, сваривали из верхнего и нижнего горизонтальных листов сечением 420 х 12 мм и вертикальных толщиной 10 мм. Промежуточные балки имели двутавровую форму сечения; их образовывали из вертикального листа толщиной 10 мм и горизонтальных размерами 2756 х 150 х 12 мм.
Пол платформ настилали из досок сначала толщиной 50, а потом 55 мм. Крепление досок к балкам рамы такое же, как у двухосных платформ. Борты платформы деревянные. Продольный борт - четырехсекционный, его высота 455 мм. Высота торцового борта 305 мм. (Чтобы можно было на платформе разместить больше сыпучего груза, желательно иметь большую высоту бортов, однако при этом они не должны выходить за пределы нижнего очертания габарита подвижного состава, поскольку перевозка некоторых грузов выполняется при опущенных боковых бортах. Это ограничивает высоту бортов.) Опущенные торцовые борта должны размещаться в междувагонном пространстве с учетом безопасного нахождения человека между сцепленными платформами.
Борта платформы имели запоры. Деревянные борта имеют малую долговечность, недостаточно надежно их закрепление в поднятом положении. Скобы лесных стоек четырехосной платформы были вынесены наружу, их крепили к вертикальным стенкам боковых и концевых балок рамы.
От платформы грузоподъемностью 20 т четырехосная выгодно отличалась меньшим коэффициентом тары (0,366 вместо 0,46), большей нагрузкой от оси колесной пары на рельсы (205 вместо 146 кН) и большей погонной нагрузкой (5,78 вместо 2,8 т/м). Однако удельная площадь пола, существенно влияющая на использование грузоподъемности вагона, у четырехосной платформы была меньше (0,56 вместо 1,26 м2/т).
Рис.1
Платформы послевоенных пятилеток.
До 1952 г. строились платформы с деревянными бортами(Рис.1) .Однако вследствие низкой эксплуатационной надежности бортов постройка таких платформ была прекращена. В 1952-1962 гг. выпускались платформы грузоподъемностью 62 т (длина по концевым балкам рамы 13,4 м; погрузочная площадь пола 36,8 м2; металлические борта высотой 450 мм из штампованных металлических листов толщиной 3 мм с вертикальными гофрами). Для защиты продольных бортов от повреждений при открывании на боковых балках рамы предусмотрены упругие пластины. При перевозке грузов, ширина которых больше ширины пола платформы, продольные борта у этих платформ открываются вниз на 180° и в этом положении прикрепляются к боковым балкам рамы бортовыми кольцами, которые накидываются на специальные крючки. Постройка платформ была прекращена вследствие недостаточной прочности пола, слабо подкрепленного двумя продольными балками, а также недостаточной жесткости бортов и несовершенства их запоров в вертикальном положении. В дальнейшем грузоподъемность строящихся универсальных платформ увеличилась с 62 т до 71 т, а линейные размеры и погрузочная площадь пола при этом остались практически неизменными. В результате этого уменьшилась удельная площадь пола, приходящаяся на тонну грузоподъемности платформы, упала средняя статическая нагрузка платформы и снизилась эффективность платформ в эксплуатации. Совершенствование платформ направлено на повышение грузоподъемности, прочности и их надежности без изменения конструктивных схем и улучшения технико-экономических характеристик. Например, платформа модели 13-4012 по техническому решению и качеству постройки отвечает высоким эксплуатационным требованиям, но имеет недостаточно высокие экономические показатели: грузоподъемность используется лишь на 55% (по сравнению с платформами постройки 1950-55 гг. степень использования этой платформы снизилась на 8% вследствие увеличения грузоподъемности без увеличения погрузочной площади пола). Разработана более эффективная по технико-экономическим показателям универсальная платформа модели 13-491, отвечающая повышенным требованиям эксплуатации. Кузов платформы удлинен на 5 м, вследствие чего на 40% увеличилась площадь пола, коэффициент использования грузоподъемности повысился до 0,8 (вместо 0,55), снизилась себестоимость перевозок грузов. Кузов имеет 14 боковых бортов (по 7 с каждой стороны), рама платформы значительно усилена за счет применения двутавров № 90 для хребтовой балки и № 55 для боковых балок, имеющих форму балки равного сопротивления изгибу.
Платформы предназначены для перевозки длинномерных грузов, лесоматериалов, металлоконструкций, контейнеров, колесной и гусеничной техники, пакетированных грузов и некоторых сыпучих грузов, не требующих защиты от атмосферных осадков. К универсальным платформам относятся 4-осные платформы с боковыми бортами, шарнирно связанными с рамой, которые могут откидываться вниз до вертикального положения при перевозке грузов и ширина которых больше ширины платформы, а также 4-осные платформы с торцевыми бортами, которые в открытом положении ложатся горизонтально на кронштейны концевых (лобовых) балок рамы платформы. Высота торцевых бортов 400 мм выбрана из условия, чтобы при откинутых в горизонтальное положение бортах двух сцепленных платформ и сжатых поглощающих аппаратах автосцепок было обеспечено расстояние, достаточное для размещения человека между платформами. Кроме того, торцевые борта сцепленных платформ в горизонтальном положении образуют мостик для проезда самоходом при массовой погрузке на платформы колесной и гусеничной техники. Платформа имеет мощную раму, способную нести на себе все виды эксплуатационных нагрузок.Платформа модели 13-4012 постройки Днепропетровского вагоностроительного завода (Украина) предназначена для эксплуатации на железных дорогах России, других стран СНГ и на западноевропейских железных дорогах шириной колеи 1435. Платформа имеет комбинированный настил пола: металлический шириной 1200 мм в средней части и деревянный из коротких досок толщиной 55 мм с армировкой по бокам П-образными и Г-образными гнутыми элементами. Хребтовая балка рамы состоит из двух двутавров № 70. На боковых продольных двутавровых балках укреплены скобы, кронштейны шарниров и упоры клиновых запоров продольных бортов. Универсальная платформа модели 13-401 отличается от модели 13-4012 в основном конструкцией рамы и настилом пола: хребтовая балка состоит из двух двутавров № 60В, полдеревянный - из досок толщиной 55 мм; все вспомогательные продольные и поперечные балки одинаковой высоты по длине изготовлены из двутавра № 10, а раскосы консольной части рамы - из двутавра № 12.