Лекция №6
Классификация и основные типы вагонов.
ВАГОННОЕ ХОЗЯЙСТВО.
Виды ремонта вагонов.
Сооружения и устройства вагонного хозяйства
В состав вагонного парка входят пассажирские и грузовые вагоны.
В зависимости от технических характеристик вагоны классифицируют следующим образом: по числу осей (четырех-, шести-, восьми- и многоосные); по виду материала и технологии изготовления кузова (цельнометаллические, с деревянной или металлической обшивкой, с кузовом из легких сплавов); по грузоподъемности, массе тары вагона, нагрузке на 1 пог. м пути, габариту подвижного состава и другим показателям.
Парк пассажирских вагонов включает в себя цельнометаллические четырехосные вагоны для перевозки пассажиров, вагоны-рестораны, почтовые, багажные, почтово-багажные вагоны и вагоны специального назначения (вагоны-клубы, вагоны-лаборатории, служебные, санитарные и др.).
Устройство пассажирских вагонов зависит от дальности перевозок. По назначению эти вагоны бывают дальнего, межобластного и пригородного сообщения. Вагоны дальнего следования (рис. 6.1) подразделяют на мягкие и жесткие, купейные (два или четыре места в купе) и некупейные. В вагонах межобластного сообщения жесткие кресла расположены в общем пассажирском салоне.
Пассажирские вагоны оборудованы устройствами отопления, вентиляции и освещения. Отопление может быть водяным или электрическим. В вагонах современной постройки применяется комбинированное водяное отопление (нагрев воды может осуществляться электронагревателем и твердым топливом). Вагоны оборудованы приточной принудительной вентиляцией (подогретый и очищенный воздух подается по воздушному желобу во все отделения вагона) и специальными установками для кондиционирования воздуха. Такие установки обеспечивают определенную влажность и температуру воздуха при давлении, несколько превышающем атмосферное, что предотвращает попадание наружного воздуха в вагон через негерметичные соединения.
Освещение в пассажирских вагонах электрическое. Электроэнергию для каждого вагона вырабатывают генераторы, приводимые в действие от оси колесной пары вагона или специального вагона-электростанции, находящегося в поезде. В электропоездах вагоны освещаются от контактной сети через специальные установки, расположенные в моторных вагонах. На станциях и при малой скорости следования питание вагонов электроэнергией происходит от аккумуляторных батарей, заряжаемых во время движения. В последнее время широкое распространение нашло люминесцентное освещение.
Рис. 6.1. Цельнометаллический пассажирский четырехосный вагон дальнего следования
В состав парка грузовых вагонов входят крытые вагоны, платформы, полувагоны, цистерны, изотермические вагоны и вагоны специального назначения.
Крытые вагоны предназначены для перевозки разнообразных грузов, обеспечения их сохранности и защиты от воздействия атмосферы. Эти вагоны, оснащенные соответствующим оборудованием, могут быть использованы и для массовой перевозки людей. Кузов крытого вагона имеет в каждой из боковых стен задвижные двери и по два люка с металлическими крышками. Люки служат для освещения, вентиляции и загрузки вагонов сыпучими грузами. Крытые вагоны, выпускаемые в настоящее время, имеют металлический кузов и расширенный дверной проем. Грузоподъемность вагона 68 т, вместимость кузова 140 м3.
На платформах (рис. 6.2) перевозят длинномерные, громоздкие и тяжеловесные грузы. Платформы оборудуют невысокими откидными металлическими бортами и приспособлениями для установки стоек, необходимых при перевозке бревен, столбов, досок и т. п. Грузоподъемность современных платформ составляет 70... 72 т. Для перевозки крупнотоннажных контейнеров массой брутто 10, 20 и 30 т выпускают специальные четырехосные платформы (рис.6.3), снабженные фитингами — устройствами для установки и крепления контейнеров.
Рис. 6.2. Четырехосная платформа с цельнометаллическими бортами
1 — боковой откидной борт; 2 — ограничители бортов;
3 — торцевой откидной борт
Рис. 6.3. Специальная платформа для перевозки крупнотоннажных контейнеров
Полувагоны — наиболее распространенный тип вагонов грузового парка. Они служат в основном для перевозки навалочных сыпучих грузов, таких, как уголь, руда, кокс, щебень, гравий и др. В полу кузова, вдоль боковых стен, предусмотрены разгрузочные люки, через которые сыпучий груз самотеком разгружается по обе стороны полувагона. Погрузку в полувагон длинномерных грузов и самоходного транспорта осуществляют через двери.
На железных дорогах применяют четырех- и восьмиосные полувагоны (рис. 6.4), у которых боковые стены и торцевые двери кузова имеют металлическую обшивку. Выпускают также полувагоны с глухим кузовом, без разгрузочных люков; их разгружают на вагоноопрокидывателях.
Разновидностью полувагонов являются так называемые вагоны-хопперы (рис. 6.5) для перевозки сыпучих и пылевидных грузов (щебень, гравий, песок, цемент, зерно и др.) грузоподъемностью 50 т. Хопперы имеют высокие боковые стены. Для перевозки грузов, которые необходимо защитить от атмосферных осадков, используют полувагоны с крышей. Их торцевые стены наклонены к середине вагона, где расположены разгрузочные люки.
Рис. 6.4. Восьмиосный полувагон грузоподъемностью 125 т:
1 — автосцепка; 2 — кузов; 3 —рама кузова; 4 — двухосная тележка; 5 — тормозной цилиндр
На внутренних путях крупных металлургических заводов руду и строительные сыпучие материалы перевозят преимущественно полувагонами-самосвалами, называемыми думпкарами. Это четырехосные полувагоны грузоподъемностью 60 т и более с кузовом прямоугольной формы, снабженные пневматическим устройством для разгрузки, при выполнении которой кузов наклоняется и одновременно открывается борт с соответствующей стороны.
Жидкие грузы (нефть, керосин, бензин, масло, кислоты и т. п.) перевозят в цистернах. Цистерна представляет собой специальный металлический сварной резервуар (котел) цилиндрической формы, имеющий в верхней части люки для наливания груза, очистки и ремонта. Разнообразие грузов обусловливает существенные различия в конструкции цистерн.
В зависимости от вида перевозимых грузов цистерны могут быть разделены на две группы:
• общего назначения — для перевозки нефтепродуктов широкой номенклатуры;
• специальные — для перевозки отдельных видов грузов.
Рис. 6.5. Хоппер-дозатор ЦНИИ-ДВЗ
Цистерны общего назначения подразделяют на используемые для перевозки светлых (бензин, лигроин и т. п.) и темных (нефть, минеральные масла и т.п.) нефтепродуктов. Внутренняя поверхность цистерн, в которых перевозят кислоты, покрыта защитным слоем (резина, свинец), предохраняющим металл от разрушающего действия кислот. В этих же целях котлы цистерн изготавливают из кислотоупорных металлов — коррозионно-стойкой стали, алюминия. Цистерны для перевозки молока выполняют из аналогичной стали, покрытой снаружи теплоизолирующим слоем.
Вязкие нефтепродукты перевозят в цистернах, оборудованных паровой рубашкой, что значительно упрощает и ускоряет слив предварительно разогретых грузов. Четырехосные цистерны имеют котел вместимостью 72 м3. Применяются и восьмиосные цистерны с котлом вместимостью 134 м3 (рис.6.6).
Рис. 6.6. Восьмиосная цистерна
Изотермические вагоны используют в летнее время для перевозки скоропортящихся грузов (мясо, рыба и др.), а зимой — Грузов, теряющих свои качества при замерзании (овощи, фрукты, молоко и др.). Для поддержания в вагонах необходимой температуры их оборудуют приборами охлаждения и отопления, а кузова снабжают тепловой изоляцией.
Изотермические вагоны соединяют в рефрижераторные секции по пять единиц. При этом в одном вагоне размещаются обслуживающая бригада механиков, дизель-электростанция и холодильное оборудование.
Для перевозки скоропортящихся грузов применяют также автономные рефрижераторные вагоны (рис.6.7), оборудованные холодильными агрегатами и дизель-генераторными установками с автоматическим (без обслуживающего персонала) управлением.
Рис. 6.7. Автономный рефрижераторный вагон:
1 – розетка для подключения к внешней сети; 2 – сигнальная лампочка; 3 - грузовое помещение; 4 – термостат для регулирования температуры в грузовом помещении; 5 – холодильная установка; 6 – дизель-генератор; 7 – дверь.
Помимо универсальных изотермических вагонов, используемых для перевозки скоропортящихся грузов, находятся в эксплуатации и специализированные вагоны для транспортирования живой рыбы, молочных и других продуктов.
Вагоны специального назначения предназначены для грузов, требующих особых условий перевозки. Например, транспортерами перевозят громоздкие и тяжеловесные машины и оборудование.
Транспортеры (рис. 6.8) — это многоосные платформы (12, 16, 20 и более осей) грузоподъемностью 130, 180, 230 и 300 т.
Рис. 6.8. Двадцатиосный транспортер
К специальным относятся также вагоны для перевозки скота, живой рыбы, битума, легковых автомобилей и вагоны, предназначенные для технических и бытовых нужд железных дорог: вагоны-мастерские, вагоны восстановительных и пожарных поездов. Состав оборудования этих вагонов определяется их назначением.
Для перевозки различных грузов, в том числе штучных изделий, домашних вещей и др., используют деревянные или металлические контейнеры с массой брутто 3, 5, 20 т и более. При перевозке на платформах или в полувагонах контейнеры закрепляют соответствующими приспособлениями. Чтобы избежать перегрузки из вагонов в автомашины, применяют специальные контейнеры большой грузоподъемности, приспособленные для подкатки Вод них автомобильных шасси. Такие контейнеры называют контрейлерами.
В последние годы начат выпуск вагонов нового поколения, к которым можно отнести вагоны с раздвижными колесными парами, крытые вагоны с открывающейся или сдвигающейся крышей и со встроенными ленточными конвейерами для полной механизации выгрузки картофеля, овощей и фруктов, платформы со специальными стационарными приспособлениями для перевозки лесоматериалов и металлопроката, специальные вагоны с кузовами-амфибиями для транспортирования навалочных грузов в смешанном железнодорожно-водном сообщении.
Технико-экономические показатели вагонов
Основными показателями, необходимыми для технико-экономической оценки конструкции и эксплуатационных особенностей вагонов, являются число осей, грузоподъемность, тара, коэффициент тары, удельный объем кузова, удельная площадь пола, давление колесной пары на рельсы, давление вагона, приходящееся на 1 пог. м пути.
С числом осей связана грузоподъемность вагона — наибольшая масса груза, которая может быть перевезена, исходя из прочности конструкции вагона. Достоинства вагонов большой грузоподъемности таковы:
• меньшее удельное сопротивление движению, за счет чего сокращается расход электроэнергии и топлива, потребляемых локомотивами;
• большая погонная нагрузка, т. е. масса поезда возрастает при неизменной длине станционных путей;
• снижение металлоемкости конструкции на единицу грузоподъемности на 10... 15 %;
• сокращение расходов на ремонт и содержание вагонов на 10...20%;
• снижение затрат на маневровую работу, взвешивание вагонов и оформление перевозочной документации.
Сумма грузоподъемности вагона (масса нетто) и его тары составляет массу вагона брутто. Уменьшение тары вагонов, представляющее собой одну из основных задач вагоностроения, обеспечивает увеличение грузоподъемности грузовых вагонов и, следовательно, повышение провозной способности железных дорог, экономию металла, необходимого для постройки вагонов, электроэнергии и топлива, расходуемых локомотивами при перевозке, а также снижение себестоимости перевозок.
Наиболее важным показателем, характеризующим технико-экономическую эффективность вагона, является коэффициент тары
КТ=Т / Р,
где Т — тара вагона; Р — его грузоподъемность.
Этот коэффициент показывает, какая часть массы вагона приходится на каждую тонну его грузоподъемности. Чем меньше коэффициент тары, тем экономичнее вагон. Для пассажирских вагонов коэффициент тары определяется как отношение тары вагона к числу мест.
Показателем вместимости вагона служит удельный объем кузова Vy а у платформ — удельная площадь пола.
Vy=V/P; fy = F/P,
где V— вместимость кузова вагона; F— площадь пола платформы.
Воздействие вагонов на верхнее строение пути и искусственные сооружения (мосты, путепроводы) характеризуется силой, с которой колесная пара действует на рельсы, т. е. осевым давлением, и давлением на 1 пог. м пути.
Допустимая нагрузка зависит от прочности железнодорожного пути и мощности элементов его верхнего строения (иначе говоря, от типа рельсов, числа шпал на 1 км пути, вида балласта). Исходя из этого, сила, с которой колесная пара действует на рельс, для грузовых вагонов на наших дорогах ограничена 228 кН. Допустимая нагрузка определяется прочностью искусственных сооружений и для основных типов вагонов составляет 88 кН на 1 пог. м пути.
Возрастание допустимой нагрузки позволяет при той же длине станционных путей увеличить массу поездов и, следовательно, повысить провозную способность железной дороги. Таким образом, допустимая нагрузка определяет и грузоподъемность вагонов.
При проектировании вагонов устанавливают исходя из габарита подвижного состава объем кузова, а для платформ — площадь пола и затем по этим данным находят внутренние размеры вагонов.
При выборе длины вагона учитывают вынос его кузова в кривых участках пути и условия размещения в вагонах грузов и контейнеров.
Основные характеристики и технико-экономические показатели наиболее распространенных конструкций грузовых вагонов приведены в табл. 6.1, а пассажирских — в табл. 6.2.
Таблица 6.1
| Тип вагона | Число осей | Тара, т | Грузоподъемность, т | Коэффициент тары | Вместимость кузова, м3 | Длина вагона, м |
| Крытый | 22,9 | 0,35 | 90... 120 | 14,73 | ||
| Полувагон | 22,1 | 0,34 | 72,5 | 13,92 | ||
| » | 45,5 | 0,35 | 137,5 | 20,24 | ||
| Платформа | 21,0 | 62...66 | 0,32 | 36,8* | 14,62 | |
| Цистерна | 23,1 | 0,39 | 72,7 | 12,02 | ||
| » | 48,8 | 0,41 | 137,2 | 21,12 | ||
| Транспортер | 142,0 | 0,47 | — | 45,0 |
* Указана площадь пола, м2.
Таблица 6.2
| Тип вагона | Тара, т | Число мест | Длина, м |
| Мягкий с четырехместным купе | 56,5 | 24,540 | |
| Жесткий с четырехместным купе | 24,537 | ||
| Не купейный | 24,537 | ||
| Межобластного сообщения | 24,537 | ||
| Мягкий с двухместным купе | 24,537 |
Основные элементы вагонов
Любые вагоны независимо от их назначения и конструкции имеют следующие общие элементы:
• ходовую часть, воспринимающую нагрузку от вагона и обеспечивающую его безопасное и плавное движение;
• раму, воспринимающую нагрузку от кузова вместе с грузом и передающую на ходовую часть вертикальное и горизонтальное усилия, действующие на вагон;
• кузов, предназначенный для размещения в нем пассажиров или грузов;
• ударно-тяговые приборы, служащие для сцепления вагонов друг с другом и с локомотивом и ослабления растягивающих и сжимающих усилий, передаваемых от локомотива и от одного вагона другому;
• тормоза и тормозное оборудование, обеспечивающие уменьшение скорости движения или остановку поезда.
Ходовая часть вагона включает в себя колесные пары, буксы с подшипниками и рессорное подвешивание, объединенные рамой в тележки.Колесная пара, состоящая из оси и двух наглухо закрепленных на ней колес диаметром 950... 1050 мм (рис. 6.9), воспринимает все нагрузки, передающиеся от вагона на рельсы.
Рис. 6.9. Колесная пара:
1 — бандажное колесо; 2 — вагонная ось; 3 — средняя часть; 4 — подступичная часть; 5 — цельнокатаное колесо; 6 — предподступичная часть; 7— шейка оси; 8 — бурт; 9 — колесный центр; 10 — кольцо для закрепления бандажа; 11 — бандаж
Поверхность катания колес (рис. 6.10) имеет коническую форму, что способствует сохранению во время движения среднего положения колесной пары в колее, облегчает прохождение в кривых и обеспечивает более равномерный прокат по ширине колеса. С внутренней стороны поверхность катания ограничена гребнем, не допускающим схода колесной пары с рельсов.
Рис. 6.10. Профиль бандажа и поверхности катания колеса
Для передачи давления от вагона на шейки осей колесных пар, а также ограничения продольного и поперечного перемещения колесной пары служат буксы (рис. 6.11).
Рис. 6.11. Букса с роликовым подшипником
1 — корпус; 2 — ролик; 3 — смотровая крышка
Для смягчения ударов и уменьшения амплитуды колебаний вагона при прохождении по неровностям пути между рамой вагона и колесной парой размещают систему упругих элементов и гасителей колебаний (рессорное подвешивание). В качестве упругих элементов применяют винтовые пружины, листовые рессоры, резино-металлические элементы и пневматические рессоры (резинокордовые оболочки, заполненные воздухом).
Рессоры изготавливают из специальных сортов стали и подвергают термической обработке. Наиболее распространены цилиндрические пружинные рессоры с круглым сечением витков и одним или двумя рядами пружин (рис.6.12). По сравнению с листовыми рессорами они при меньших габаритах и массе обеспечивают необходимую упругость и совместно с гасителями колебаний способствуют плавному ходу вагона.
Листовые рессоры составляют из нескольких наложенных одна на другую стальных полос разной длины и соединенных посередине шпилькой и хомутом. По форме листовые рессоры подразделяют на незамкнутые и замкнутые, или эллиптические (рис. 6.13), состоящие из нескольких незамкнутых листовых рессор, соединенных друг с другом концами коренных листов.
| 
|
| Рис. 6.12. Двухрядная пружинная рессора | Рис. 6.13. Листовая замкнутая рессора |
Гасители колебаний предназначены для создания сил, обеспечивающих устранение или уменьшение амплитуды колебаний вагона или его частей. На дорогах России наиболее широкое применение находят гидравлические и фрикционные гасители колебаний. Принцип действия гидравлических гасителей заключается в последовательном перемещении вязкой жидкости под действием растягивающих или сжимающих сил с помощью поршневой системы из одной полости цилиндра в другую. Такие гасители устанавливают в тележках пассажирских вагонов совместно с пружинными рессорами.
В тележках грузовых вагонов с фрикционными гасителями колебаний силы трения возникают при вертикальном и горизонтальном перемещениях клиньев гасителя, трущихся о фрикционные к планки, укрепленные на колонках боковин тележек (рис. 6.14).
Рис. 6.14. Тележка типа ЦНИИ-ХЗ-0
1 — колесная пара; 2 — боковина; 3 — рессорный комплект;
4 — клиновой гаситель колебаний; 5 — букса
Для смягчения боковых толчков от набегания гребня колес на рельсы при входе в кривые тележки пассажирских вагонов оборудуют возвращающими устройствами (люльками). Вагоны с такими тележками (рис. 6.15), снабженными гидравлическими амортизаторами, успешно эксплуатируются на пассажирских поездах, развивающих скорость до 160 км/ч.
Рис. 6.15. Тележка пассажирского вагона КВЗ-ЦНИИ
1 — тормозная колодка; 2 — буксовое рессорное подвешивание;
3 — скользун; 4 — подпятник; 5 — рама; 6 — букса;
7 — центральное рессорное подвешивание; 8 — гаситель колебаний
Тележки грузовых вагонов имеют, как правило, одинарное рессорное подвешивание, размещаемое под поперечной балкой (рис. 6.16, а), а тележки пассажирских вагонов — двойное (рис. 6.16, б), обеспечивающее большую плавность хода.
Рис. 6.16. Схемы рессорного подвешивания тележек:
а — одинарное; б — двойное
Тележки грузовых вагонов не имеют люлечного устройства. В таких вагонах широко применяются тележки типа ЦНИИ-ХЗ-0 с фрикционными клиновыми гасителями колебаний (см. рис.6. 14).
Рис.6. 17. Схема рамы и кузова вагона:
1 — шкворневые балки; 2 — хребтовая балка; 3 — концевые поперечные балки; 4 — промежуточная поперечная балка; 5 — продольная боковая балка; Тс — продольные силы; R — реакция пути
Рама вагона является основанием кузова и несущей конструкцией, состоящей из жестко связанных между собой продольных и поперечных балок (рис.6.17). К раме крепят ударно-тяговые приборы и тормозное оборудование.
Форма кузова вагона зависит от его назначения. Боковые стены кузова опираются на раму, имеют стальную обрешетку, к которой крепится металлическая обшивка. В грузовых вагонах металлическая обрешетка стен и жестко связанная с ними рама составляют несущую конструкцию, находящуюся под воздействием вертикальных сжимающих и растягивающих сил. В пассажирских цельнометаллических вагонах несущими элементами являются боковые стены, пол и крыша. Для придания большей жесткости стенам вагона их изготавливают из гофрированных полос стали.
Ударно-тяговые приборы служат для сцепления вагонов и локомотивов, удерживания их на определенном расстоянии друг от друга, ослабления растягивающих и сжимающих усилий, возникающих при перемещении подвижного состава, и передачи их от одного вагона к другому.
В качестве объединенных ударного и тягового устройств на подвижном составе железных дорог России принята автоматическая сцепка типа СА-3.
Автоматическая сцепка (рис. 6.18) размещается посередине поперечной балки на конце рамы вагона и имеет следующие основные части: корпус и расположенный в нем механизм сцепления, расцепной привод, ударно-центрирующий прибор, упряжное устройство с поглощающим аппаратом и опорные части.
Сцепление вагонов друг с другом или с локомотивом происходит автоматически при нажатии или соударении, расцепление же осуществляется поворотом расцепного рычага, расположенного сбоку вагона или локомотива.
Корпус автосцепки представляет собой пустотелую стальную отливку, состоящую из головной части, в которой помещается механизм сцепления, и хвостовика, предназначенного для соединения с упряжным устройством.
Рис. 6.18. Автоматическая сцепка вагона:
1 — кронштейн; 2 — задний упор; 3 — расцепной рычаг; 4 — поддерживающая планка; 5— поглощающий аппарат; 6— тяговый хомут; 7— упорная плита; 8 — клин; 9 — передний упор; 10 — ударная розетка; 11 — державка; 12 — маятниковая подвеска; 13 — центрирующая балка; 14 — корпус автосцепки; 15 — цепь; 16 — упор; 17 — малый зуб; 18 — замок; 19 — большой зуб
Ударно-центрирующий прибор воспринимает сжимающие усилия от корпуса автосцепки, а также возвращает отклоненный корпус из крайних положений в среднее при прохождении вагоном кривых малого радиуса.
Упряжное устройство ослабляет и передает ударно-тяговые усилия на раму вагона. Оно располагается между швеллерами хребтовой балки и состоит из клина 8 (см. рис. 6.18), тягового хомута б, упорной плиты 7, поглощающего аппарата 5 и опорных частей — переднего 9 и заднего 2 упоров и поддерживающей планки 4.
Поглощающий аппарат автосцепки ослабляет сжимающие и растягивающие усилия, передаваемые на раму вагона. В грузовых вагонах обычно применяют пружинно-фрикционный (рис. 6.19), а в пассажирских — резинометаллический поглощающий аппарат автосцепки.
Рис. 6.19. Пружинно-фрикционный поглощающий аппарат
автосцепки грузового вагона:
1 — нажимной конус; 2 — клин; 3 — нажимная шайба; 4 — корпус; 5, 6 — пружины
Тормоза и тормозное оборудование служат для уменьшения скорости движения поезда или его остановки. Для железнодорожного подвижного состава характерны три вида торможения:
• фрикционное с пневматическим приводом, основанное на действии силы трения между тормозными колодками или дисками и вращающимися колесами;
• реверсивное (электрическое), связанное с использованием силы инерции поезда для выработки электровозом энергии, которая либо поглощается специальными резисторами, либо возвращается в контактную сеть;
• электромагнитное, которое происходит вследствие воздействия электромагнитных устройств на рельсы.
Основным видом торможения является фрикционное с пневматическим приводом. Принцип действия пневматических фрикционных тормозов заключается в том, что сжатый до давления 500...550 кПа воздух, вырабатываемый компрессором локомотива, подается по тормозной магистрали поезда в тормозные цилиндры, имеющиеся в каждом вагоне, и, воздействуя на их поршни, обеспечивает через рычажную передачу прижатие тормозных колодок к ободьям вращающихся колес.
Управление тормозами осуществляется машинистом с помощью крана, находящегося в кабине локомотива. Основной запас сжатого воздуха, интенсивно расходующегося при зарядке и отпуске (оттормаживании) тормозов, накапливается в главном резервуаре, расположенном на локомотиве. Кроме того, в каждом вагоне имеется запасной резервуар с воздухом для питания тормозного цилиндра. Если при торможении главный резервуар сообщается с запасными. резервуарами, то такой тормоз называется прямодействующим, если же отключается от них — непрямодействующим.Принцип работы непрямодействующего автоматического тормоза, применяемого в пассажирских вагонах, поясняет схема, приведенная на рис. 6.20. Компрессор 1 нагнетает воздух в главный резервуар 2, откуда он по питательной магистрали 3 подводится к крану машиниста 4. В поезде с отпущенными тормозами этот кран, переведенный в положение I, соединяет главный резервуар с тормозной магистралью 5, в которой устанавливается и постоянно поддерживается давление воздуха 500...550 кПа. При таком давлении воздухораспределитель 7 с помощью имеющегося в нем поршня с золотником соединяет магистраль с запасным резервуаром 9, а тормозной цилиндр 8 — с атмосферой. Запасной резервуар заряжается воздухом, а тормоза остаются отпущенными, так как пружина, находящаяся в тормозном цилиндре, через рычажную передачу оттягивает колодки от колес (рис. 6.20, а).
При торможении поезда кран машиниста установлен в положение III, при котором магистраль отключена от главного резервуара и сообщается с атмосферой. При уменьшении давления в магистрали поршень с золотником воздухораспределителя перемещается и соединяет запасной резервуар с тормозным цилиндром. В этом случае сжатый воздух, поступая в тормозной цилиндр, перемещает поршень и через связанную с ним рычажную передачу прижимает колодки к колесам — происходит торможение (рис. 20, б).
Для последующего отпуска тормозов и новой зарядки запасного резервуара давление в магистрали необходимо вновь повысить до 500...550 кПа. В этом случае машинист устанавливает кран в положение I (отпуск и зарядка), как описано ранее.
Рис.8. 20. Схема непрямодействующего автоматического тормоза пассажирского поезда:
а -зарядка и отпуск; б -торможение; 1 -компрессор; 2 -главный резервуар; 3 -питательная магистраль; 4 -кран машиниста; 5 -тормозная магистраль; 6 -стоп-кран; 7 -воздухораспределитель; 8 тор-мозной цилиндр; 9 -запасной резервуар; I—III -рабочие положения крана машиниста
Рассмотренный тормоз является автоматическим, так как при разрыве поезда и разъединении междувагонных соединительных рукавов магистрали, а также при открытии стоп-крана 6 давление воздуха в магистрали резко падает и тормоз приходит в действие. Недостаток тормозов этого типа — отсутствие прямодействия. В процессе торможения запасные резервуары не пополняются сжатым воздухом из магистрали, поэтому при длительном торможении давление воздуха в тормозных цилиндрах и запасном резервуаре постепенно уменьшается, т. е. происходит истощение тормоза.Прямодействующий автоматический тормоз, применяемый на локомотивах и в вагонах грузовых поездов, при длительном торможении на затяжных спусках не истощается, так как конструкция воздухораспределителя и крана машиниста обеспечивает постоянную связь главного резервуара с тормозными цилиндрами.
Недостатком пневматических тормозов является неодновременность действия, вызываемая низкой скоростью распространения воздушной тормозной волны и в наибольшей мере проявляющаяся в длинносоставных поездах, которые получают все большее распространение на сети железных дорог.
Указанного недостатка лишены электропневматические тормоза, устанавливаемые на электропоездах и пассажирских поездах. Хотя и в этом случае торможение осуществляется сжатым воздухом, но благодаря электрическому управлению оно происходит почти одновременно по всему составу и значительно быстрее. Поэтому тормозной путь поезда с электропневматическими тормозами меньше, чем с обычными пневматическими, что особенно важно при высокой скорости движения.
Торможение может быть служебным и экстренным. В обычных условиях машинист применяет служебное торможение, при выполнении которого давление в главной магистрали понижается ступенчато. Такой режим обеспечивает плавное уменьшение скорости поезда и его остановку в заранее предусмотренном месте.
Для немедленной остановки поезда используют экстренное торможение, которое происходит в результате быстрого и полного выпуска воздуха из магистрали с помощью крана машиниста или крана экстренного торможения, устанавливаемого на всех пассажирских и некоторых грузовых вагонах.
Вагоны и локомотивы оборудуют не только автоматическими, но и ручными тормозами, которые необходимы для удержания поезда на месте в случае его остановки на уклоне при неисправности автоматических тормозов. В ручных тормозах сила нажатия тормозных колодок на колеса передается от тормозной рукоятки, помещаемой в тамбуре вагона.
Вагонное хозяйство.. Виды ремонта вагонов.
Сооружения и устройства вагонного хозяйства
Основное назначение вагонного хозяйства — обеспечение перевозок пассажиров и грузов исправными вагонами, удовлетворяющими требованиям безопасности движения, при наличии необходимых удобств для пассажиров и сохранности перевозимых грузов. Отсюда вытекают и его главные задачи: поддержание в исправном состоянии пассажирских и грузовых вагонов, подготовка их к перевозкам, обслуживание пассажирских поездов и рефрижераторных вагонов в пути следования.
Для бесперебойной эксплуатации вагонного парка и содержания его в исправном состоянии на железных дорогах России установлена четкая система технического обслуживания и ремонта вагонов.
Для грузовых вагонов эта система предусматривает следующее:
• техническое обслуживание вагонов, находящихся в сформированных составах или транзитных поездах, и порожних вагонов при подготовке к перевозкам, состоящее в проведении осмотра, ремонтных и профилактических работ без отцепки их от состава или группы вагонов;
• текущий ремонт ТР-1 порожних вагонов при комплексной подготовке к перевозкам с отцепкой от состава и подачей на специализированные ремонтные пути;
• текущий ремонт ТР-2 вагонов с отцепкой от транзитных и прибывающих в расформирование поездов или от сформированных составо'в для ликвидации неисправностей, которые невозможно устранить за время стоянки поезда на станции;
• деповской ремонт (ДР) вагонов для восстановления их работоспособности с заменой или ремонтом отдельных узлов и деталей;
• капитальный ремонт (КР) для восстановления ресурса вагонов, наиболее близкого к полному.
Пассажирские вагоны проходят:
-техническое обслуживание ТО-1 — перед каждым отправлением в рейс и в поездах в пути следования,
-ТО-2 — перед началом летних и зимних перевозок в пунктах формирования пассажирских поездов и ТО-3 — единую техническую ревизию основных узлов — через 6 мес. после постройки, планового ремонта или предыдущей ревизии;
-текущий ремонт с отцеплением вагонов от состава в пунктах формирования и оборота поездов или в пути следования с подачей их на специализированные ремонтные пути или в вагонное депо;
-ДР — плановый ремонт вагонов с заменой или модернизацией отдельных узлов и деталей;
- капитальный ремонт КР-1 для восстановления исправности и ресурса вагонов путем замены или ремонта изношенных и поврежденных узлов и деталей, а также их модернизации и КР-2, при выполнении которого дополнительно снимается часть обшивки кузова для замены теплоизоляции и электропроводки;
-капитально-восстановительный ремонт (КВР) с использованием восстановленных существующих конструкций кузовов и тележек, обновлением внутреннего оборудования и созданием современного интерьера.
Виды технического обслуживания и ремонта вагонов и их периодичность устанавливают в зависимости от пробега, км, или предельно допустимых сроков эксплуатации между ремонтами. Так, например, крытые грузовые вагоны, изготовленные после 1984 г., проходят КР через 13 лет после постройки и через 12 лет — после очередного КР; их подвергают ДР через 3 года после постройки и через 2 года после ДР и КР или пробега 100 тыс. км. Пассажирские вагоны проходят КР-1 через 5 лет, КР-2 — через 20 лет, КВР — не ранее чем через 20 лет; ДР — через 2 года или по достижении 300 тыс. км пробега, ТО-3 — не позднее чем через 6 мес. или по достижении 150 тыс. км пробега.
Для учета пробега грузовых вагонов создана система пономерного слежения за фактическим передвижением их по сети железных дорог.
Ремонт и текущее содержание вагонов обеспечивают вагоно-ремонтные заводы, а также сооружения и устройства вагонного хозяйства: вагонные депо, пункты подготовки вагонов к перевозкам, пункты технического и контрольно-технического обслуживания, механизированные пункты текущего отцепочного ремонта, специализированные пути для укрупненного ремонта вагонов, и контрольные посты. Кроме того, в состав вагонного хозяйства входят вагоноколесные мастерские, контейнерные депо и мастерские, перестановочные пункты, пункты экипировки и технического обслуживания рефрижераторных вагонов, а также ремонтно-экипировочные депо для пассажирских вагонов.
В соответствии с ПТЭ размещение и техническое оснащение вагонных депо, пунктов технического обслуживания грузовых и пассажирских вагонов, промывочно-пропарочных станций и других сооружений и устройств вагонного хозяйства должны обеспечивать установленные размеры движения поездов, высококачественный ремонт и техническое обслуживание, рациональное использование материальных ресурсов и безопасные условия труда.
Вагоноремонтные заводы, являющиеся промышленными предприятиями, предназначены для проведения капитального ремонта вагонов, их модернизации, изготовления запасных частей и формирования колесных пар. Заводы, как правило, специализируются на ремонте одного типа вагонов. Их размещают таким образом, чтобы было удобно обслуживать определенные районы сети железных дорог с учетом преобладающего типа вагонов для сокращения затрат времени на пересылку их в ремонт.
Вагонные депо (рис.6.21) с соответствующими ремонтно-заго-товительными цехами, относящиеся к структурным подразделениям вагонного хозяйства железных дорог — филиалов ОАО «РЖД», предназначены для деповского планового и текущего отцепочного ремонта вагонов, изготовления и ремонта запасных частей для пунктов технического обслуживания и безотцепочного ремонта вагонов в пределах участков, прикрепленных к депо. Вагонные депо могут быть грузовыми, пассажирскими и рефрижераторными, а при небольшом объеме ремонта — смешанными (для пассажирских и грузовых вагонов).
Рис. 6.21. Пример планировки территории вагонного депо:
1 — площадка для утиля; 2 — угольный склад; 3 — котельная; 4 — служебно-технический корпус и бытовые помещения; 5 — мастерские; б — вагоноремонтный цех; 7 — деревообделочный цех; 8 — склад лесоматериалов; 9 — главный магазин тележек; 10 — подзарядная аккумуляторов; 11 — рельсовая колея с кругами для поворота тележек; 12 — трансформаторная подстанция; 13 — компрессорная; 14 — хранилище для бензина и красок; 15 — парк колесных пар и тележек; 16— хранилище для смазки; 17— концепропиточная; пути: 1 — 3 — ремонтные; 4, 5 — выгрузочные; 6, 8 — ходовые; 7 — для стоянки отремонтированных вагонов; 9 — для стоянки вагонов, подаваемых в ремонт; 10 — для выгрузки колесных пар
Депо имеют следующие основные цехи и отделения: сборочные, колесно-тележечные, механические, автосцепки и автотормозов, роликовых подшипников и букс, малярные, кузнечно-рессорные, деревообрабатывающие, электросварочные и др.
При проектировании и строительстве новых и реконструкции существующих депо стремятся максимально механизировать и автоматизировать производственные процессы. В передовых депо организован ремонт грузовых вагонов на поточно-конвейерных линиях. Весь ремонт, начиная с разборки и кончая сборкой и испытанием, выполняется с помощью механизмов.
В целях повышения производительности труда и сокращения простоя вагонов в ремонте вагонные депо специализируются, как правило, на ремонте вагонов одного - двух типов. Новые депо для грузовых вагонов рассчитаны на ремонт 6—10 тыс. вагонов в год. Они располагаются в основном на сортировочных станциях и в пунктах массовой подготовки вагонов к перевозкам.
Депо, предназначенные для ремонта и содержания пассажирских вагонов, размещают в пунктах, к которым приписано не менее 1000 вагонов.
Пункты подготовки вагонов к перевозкам служат для выполнения текущего ремонта и подготовки вагонов под перевозку грузов, с тем чтобы не было задержки поездов и отцепки вагонов в пути 1 следования и обеспечивалась сохранность перевозимых грузов. Эти I пункты размещают в местах массовой погрузки и выгрузки грузов. В зависимости от типа вагонов различают пункты подготовки полувагонов, платформ и цистерн, комплексной подготовки крытых и изотермических вагонов, в также промывочно-пропарочные станции.
Пункты технического обслуживания вагонов (ПТО) размещают на сортировочных, участковых и пассажирских станциях для выявления и устранения технических неисправностей вагонов в формируемых и транзитных поездах и обеспечения максимально возможного их пробега без остановок. Техническое обслуживание осуществляется комплексными бригадами. В состав смен ПТО входят I специализированные бригады по ремонту тормозного оборудования. Пункты контрольно-технического обслуживания вагонов (ПКТО) в организуют для выявления и устранения технических неисправностей вагонов, угрожающих безопасности движения, и опробования тормозов. Эти пункты размещают в парках приема сортировочных станций, на участковых станциях, где происходит смена локомотивов или локомотивных бригад, и на станциях, предшествующих перегонам с затяжными спусками.
Механизированные пункты текущего отцепочного ремонта вагонов (МПРВ) располагают на сортировочных станциях или в пунктах массовой погрузки и выгрузки вагонов. На некоторых сортировочных и крупных участковых станциях выделяют специализированные пути для укрупненного ремонта вагонов.
Контрольные посты предназначены для выявления на ходу поезда вагонов с перегретыми буксами и другими неисправностями, угрожающими безопасности движения. Эти посты размещают перед промежуточными станциями, разъездами и обгонными пунктами на участках с интенсивным безостановочным движением поездов.
Вагоноколесные мастерские служат для ремонта колесных пар, а контейнерные депо и мастерские — для планового, текущего и капитального ремонта контейнеров.
Перестановочные пункты предназначены для перестановки вагонов с колеи, имеющей ширину 1520 мм, на колею шириной 1435 мм. Здесь происходит смена тележек: вагоны поднимают на домкратах, затем выкатывают тележки одной колеи и подкатывают тележки другой колеи. Для предупреждения схода тележек на перестановочных путях укладывают контррельсы. Эти пункты размещают на пограничных станциях.
Пункты экипировки и технического обслуживания рефрижераторных вагонов служат для заправки этих вагонов топливом, маслом, водой и хладагентом (фреон, аммиак), а также обеспечения другими материалами.
В пунктах технического обслуживания проводят периодический профилактический осмотр, регулирование аппаратуры и ремонт рефрижераторных вагонов.
Ремонтно-экипировочные депо предназначены для ремонта и экипировки пассажирских вагонов при подготовке их к рейсу (снабжение водой, топливом, постельными принадлежностями, продуктами, наружная и внутренняя уборка с обмывкой и санитарной обработкой). Эти депо располагаются на пассажирских технических станциях в пунктах формирования пассажирских составов и приписки большого числа пассажирских вагонов.
Текущее содержание вагонов
Основным условием обеспечения исправного состояния вагонного парка в эксплуатации является высококачественное выполнение ремонта вагонов в депо. Однако постоянно возрастающая интенсивность эксплуатации вагонов требует усиления контроля технического состояния и качества ремонта вагонов в пунктах технического обслуживания и пунктах подготовки их к перевозкам, причем неисправности в вагонах должны быть выявлены и устранены за время стоянки поезда, предусмотренное графиком движения.
С целью механизации производственных процессов и повышения производительности труда пункты технического обслуживания на сортировочных станциях оборудуют громкооповестительной связью, электросварочными линиями, воздухопроводной сетью, устройствами централизованного ограждения составов и опробования тормозов.
В крупных пунктах технического обслуживания применяют специальные передвижные тележки, оборудованные подъемными средствами для замены деталей вагонов и выполнения сварочных работ. На этих тележках находятся также материалы, запасные части и инструмент, необходимые для ремонта вагонов. Многие пункты технического обслуживания оборудованы специальными тоннелями для транспортирования запасных частей и материалов под путями станций на междупутья, где проводится безотцепочный ремонт вагонов.
Правильная организация осмотра и безотцепочного ремонта вагонов в поездах обеспечивается технологическим процессом, разрабатываемым для каждой станции.
Важное значение для текущего содержания вагонов имеет создание на дорогах пунктов комплексной подготовки вагонов к перевозкам. Они специализируются на ремонте крытых и изотермических вагонов, полувагонов, платформ и цистерн. Эти пункты обеспечивают козловыми кранами, портальными машинами для правки и ремонта кузовов, машинами для внутренней промывки крытых вагонов, электросварочным и подъемно-транспортным оборудованием, электролебедками для передвижения вагонов и I другими механизмами.
На сортировочных станциях, как правило в подгорочных парках для текущего ремонта вагонов с отцепкой, имеются механизированные пункты ремонта (МПРВ), которые оснащены козловыми или мостовыми кранами для правки и ремонта кузовов полувагонов, технологическим оборудованием для ремонта тормозов и автосцепки, а также выполнения электросварочных работ. Механизированные пункты имеют минимально необходимое число цехов, в частности для текущего ремонта колесных пар.
В парках прибытия сортировочных станций проводят контроль технического состояния вагонов для выявления неисправностей, требующих отцепочного и безотцепочного ремонта. В сортировочных парках осуществляют контроль технического состояния вагонов с целью выявления повреждений, происшедших в процессе маневровой работы, и предотвращения пропуска в парк отправления неисправных вагонов, требующих отцепочного ремонта.
В парке отправления выполняют технический осмотр и безотцепочный ремонт вагонов по разметкам, сделанным осмотрщиками. Здесь же проводят опробование тормозов и выдают машинисту справку формы ВУ-45 о тормозных нажатиях, числе включенных тормозов и их исправности.
На перегонах устанавливают специальные автоматические приборы обнаружения нагретых букс.
В настоящее время все более широкое распространение получает комплексная дистанционно-информационная система контроля технического состояния подвижного состава ДИСК-БКВ-Ц. В ее состав входят подсистемы ДИСК-Б, -К и -В, предназначенные для обнаружения соответственно перегретых букс, дефектов поверхностей колес и волочащихся частей, а также ДИСК-Ц — для сбора информации, поступающей от нескольких приборов, и передачи ее на центральный пост контроля в пункты технического и контрольно-технического обслуживания вагонов.
