Процесс создания новых вагонов

Вагоны являются важнейшим элементом железнодорожной транспортной системы. Для наилучшего обеспечения наиболее экономичной, слаженной и эффективной работы транспорта эле­менты транспортной системы должны отвечать определенным взаимоувязанным требованиям. В общем случае к вагонам предъ­являют требования, предусматривающие обеспечение:

надежной и безопасной эксплуатации в заданных условиях;

необходимых технико-экономических показателей перевозки;

прогрессивных технических характеристик и параметров;

необходимого взаимодействия с другими видами подвижного состава;

согласованности с конструкцией и параметрами пути, соору­жений средств сигнализации и связи, погрузочно-разгрузочных устройств, ремонтных предприятий и т. п.

При разработке конкретной конструкции вагона учитывают также различные дополнительные и специальные требования, свя­занные с типом вагона, его назначением, сферой эксплуатации и другими условиями.

Последовательность этапов создания и постановки на промыш­ленное производство новых вагонов определена ГОСТ 15.001—73. Для определения возможности и сроков создания вагонов новой конструкции и их экономической целесообразности заказчик при выявлении технической потребности в поставке новых вагонов со­ставляет заявку с указанием лимитной (максимальной) цены. Заявку на важнейшие изделия (вагоны новых типов) подписывает руководство министерства-заказчика, а на остальные изделия (узлы, элементы) — руководство соответствующего управления или объединения. Заявку направляют ведущему институту (ВНИИВ) и предполагаемому заводу-изготовителю, которые в ме­сячный срок подготовляют заключение. С заключением института заявку представляют в Министерство тяжелого и транспортного машиностроения (Минтяжмаш) для принятия решения.

Конструкторскую документацию на новые вагоны разрабаты­вают в соответствии с требованиями стандартов Единой системы конструкторской документации (ЕСКД). Последовательность раз­работки конструкторской документации принимают в соответствии

20

с ГОСТ 2.103—68 «Стадии разработки», а характер и содержание документации — в соответствии с ГОСТ 2.102—68 «Виды и комп­лектность конструкторских документов».

Первой стадией конструкторской разработки документации является составление технического задания. Основные требования к разработке, согласованию и утверждению технических заданий определены ГОСТ 15.001—73. Техническое задание является исход­ным документом для разработки конструкции и технической доку­ментации. Как правило, техническое задание разрабатывает го­ловной проектировщик изделия (ведущий институт или завод). Техническое задание может разработать и организация заказчика до включения данной работы в план организации поставщика, однако впоследствии его согласовывают с разработчиком в уста­новленном порядке. Техническое задание на создание новых ваго­нов согласовывают с заказчиком и другими заинтересованными организациями, а затем представляют на утверждение в Минтяж­маш или в установленные им организации. Если создание нового вагона возможно только при наличии соответствующих новых комплектующих изделий, то одновременно разрабатывают заявки и технические задания на такие изделия.

Техническое предложение — совокупность конструкторских до­кументов, содержащих технические и технико-экономические обо­снования целесообразности разработки изделия на основании анализа технического задания и различных возможных вариантов создания данного вагона (узла, элемента), сравнительной оценки различных решений с учетом конструктивных и эксплуатацион­ных особенностей, а также патентных материалов. Техническое предложение разрабатывает завод-изготовитель. После согласова­ния и утверждения оно служит основанием для разработки эскиз­ного (технического) проекта. В практике вагоностроения этап технического предложения часто опускают, т. е. на основе техни­ческого задания сразу разрабатывают эскизный (или техниче­ский) проект.

Эскизный проект — совокупность основных конструкторских документов, которые содержат характеристику принципиальных конструктивных решений и дают общее представление об устрой­стве вагона и его главных узлов, а также определяют назначение, важнейшие параметры и габаритные размеры разрабатываемой конструкции.

Эскизный проект после обсуждения, согласования и одобре­ния служит основой для разработки технического проекта и рабо­чей конструкторской документации. Иногда для ускорения сроков создания новой техники эскизный проект можно не выполнять, если основные принципиальные параметры разрабатываемого вагона достаточно ясны из согласованного ранее технического задания или технического предложения.

Технический проект — важнейшая творческая стадия созда­ния новой конструкции вагона. Технический проект должен со-

21

держать окончательные технические решения по всем узлам и ос­новным элементам конструкции и давать полное представление об устройстве вагона, работе его механизмов и систем, применяе­мых материалах, стандартных и заимствованных деталях и т. д. На стадии технического (или эскизного) проекта выполняют необ­ходимые (в том числе технико-экономические) расчеты, исследо­вания и обоснования. В отдельных случаях изготовляют модели и макетные образцы вагона или его узлов и проводят их испыта­ния. Объем и содержание технического проекта должны соответ­ствовать ГОСТ 2.102—68 и быть достаточными для разработки рабочей конструкторской документации. На стадии технического проекта составляют проект карты технического уровня (ГОСТ 2.116—71) и согласовывают применение покупных изделий (ГОСТ 2.117—71).

В процессе конструкторской разработки необходимо анализи­ровать и использовать результаты специальных научно-исследо­вательских работ, достижения отечественной и зарубежной науки и техники, данные патентной и технической информации, реко­мендации отраслевых и смежных НИИ, сведения об эксплуата­ционной надежности и аттестации качества вагонов-аналогов, тех­нические требования заказчика и т. п.

На всех этапах конструкторской разработки необходимо про­верять вагон в целом, отдельные его узлы и агрегаты на патенто­способность и своевременно оформлять заявки на изобретения. При разработке конструкции вагона следует предусматривать применение прогрессивных материалов, способов изготовления и монтажа, стандартизированных и унифицированных деталей, а также экономичных норм расхода материалов. При конструиро­вании необходимо учитывать действующие нормы для расчета и проектирования вагонов, стандарты и другую нормативно-тех­ническую документацию.

Разработанный технический проект вагона завод направляет на экспертное заключение головному отраслевому институту — ВНИИВ. По результатам экспертизы составляют заключение, вместе с которым завод представляет технический проект на со­гласование заказчику. После этого согласования технический проект утверждает руководство завода-разработчика или выше­стоящая организация.

На основе утвержденного технического проекта разрабатывают рабочую документацию опытного образца (опытной партии). Рабо­чую документацию составляют в соответствии с ГОСТ 2.102—68 и другими стандартами. Документацию разрабатывают, как пра­вило, завод-изготовитель. В обоснованных случаях допустима раз­работка рабочей документации проектно-конструкторской орга-зацией (или другим заводом) с обязательным привлечением кон­структоров и технологов завода-изготовителя. Рабочая докумен­тация должна содержать все необходимые данные для изготовления изделия в условиях конкретного производства завода-изготовителя

22

и учитывать замечания, рекомендованные в экспертном заключе­нии института. Одновременно уточняют и дополняют проект карты технического уровня (ГОСТ 2.116—71).

Рабочую техническую документацию утверждает руководство завода-изготовителя, после чего ее можно использовать при по­стройке опытной партии (опытного образца) вагонов. Изготовлен­ный опытный образец вагона (опытную партию) принимает ОТ К завода-изготовителя и заводская инспекция заказчика.

Для проверки и отработки конструкции нового вагона опыт­ный образец (опытную партию) согласно ГОСТ 15.001—73 под­вергают следующим основным испытаниям: предварительным (заводским), приемочным (межведомственным).

Предварительные (заводские) испытания опытных вагонов про­водят для определения соответствия конструкции техническому заданию и технической документации и решения вопроса о при­годности изделия для приемочных (межведомственных) испытаний. В процессе заводских испытаний вагона, как правило, проверяют прочность конструкции, ходовые качества и другие функциональ­ные характеристики работоспособности и ремонтопригодности. Отдельные виды испытаний, например тормозные, можно не про­водить, если схема и конструкция тормозных устройств нового вагона, а также его соответствующие параметры полностью совпа­дают с конструкцией тормоза вагона-прототипа, хорошо зареко­мендовавшей себя в эксплуатации.

Заводские испытания опытного образца нового вагона проводят по программе и методике, разработанной с учетом требований ГОСТ 2.106—68 и технических условий на данный вагон, являю­щихся неотъемлемой частью комплекта технической документации (ГОСТ 2.114—70). Программу и методику испытаний разрабаты­вает и утверждает завод-изготовитель данного вагона по согласо­ванию с ВНИИВ и заказчиком. В отдельных случаях (принци­пиально новая конструкция, несколько изготовителей и т. д.) программу испытаний может разрабатывать ВНИИВ.

Предварительные (заводские) испытания опытного образца нового вагона, как правило, организует и проводит завод-изгото­витель с привлечением при необходимости представителей заводов-соисполнителей (например, поставщиков комплектующего обору­дования), ВНИИВ и других организаций. При отдельных видах заводских испытаний в эксплуатационных условиях (ходовые, ди-намико-прочностные, тягово-энергетические и т. п.) условия этих испытаний согласовывают с заказчиком в процессе разработки их программы. Объем и сроки испытаний определяют по утвержден­ной программе, при этом учитывают опыт ранее проведенных испытаний, возможности использования прогрессивной техники, Ускоренных методов и т. д. Результаты проведенных заводских испытаний опытного образца вагона обычно излагают согласно требованиям ГОСТ 19600—74 в научно-техническом отчете (отче­тах) или акте (актах).

23

На основании результатов заводских испытаний решают во­просы о необходимости корректировки рабочей технической доку-ментации, изготовления нового опытного образца и повторных испытаний или о возможности представления (готовности) кон­струкции к межведомственным (приемочным) испытаниям.

В последнем случае завод-изготовитель оформляет акт завод­ских испытаний и уведомление о готовности опытного образца к сдаче приемочной (межведомственной) комиссии. Минтяжмаш проводит необходимые согласования с заинтересованными органи­зациями и подготовляет приказ об организации межведомственной комиссии и о сроках проведения приемочных испытаний.

Приемочные (межведомственные) испытания опытного образца вагона проводят для определения соответствия изделия требова­ниям технической документации и возможности постановки его на промышленное производство. Приемочные испытания должны учитывать результаты заводских испытаний и обеспечивать про­верку уровня качества опытного вагона. Приемочные испытания проводят по программе, разработанной заводом-изготовителем, согласованной с ВНИИВ и заказчиком и утвержденной Минтяж­маш (или другим Министерством, если завод-изготовитель не вхо­дит в систему Минтяжмаша).

Приемочная (межведомственная) комиссия проводит испытание опытного вагона и составляет протокол, в котором дает оценку соответствия конструкции требованиям технической документации, а также выносит решение о присвоении категории качества изде­лию и принятии (или непринятии) его к промышленному произ­водству. Если опытный образец приняли к производству, то это оформляют актом приемки, а если нет, то в протоколе комиссии фиксируют основные недостатки конструкции и дорабатывают ее. По результатам заводских и приемочных испытаний опытного образца с учетом замечаний межведомственной комиссии завод-изготовитель отрабатывает техническую документацию для серий­ного производства. В целях сокращения сроков создания новой техники подготовку производства нового вагона следует начинать на заводе-изготовителе (и смежных предприятиях), как правило, сразу после утверждения технического проекта. Для конструкций вагонов, предназначенных к крупносерийному производству, по отработанной технической документации сначала изготовляют установочную серию (первую промышленную партию) вагонов. При необходимости вагоны установочной серии подвергают допол­нительным испытаниям.

При организации производства вагонов данной конструкции на нескольких предприятиях всю рабочую документацию хранят на головном заводе, являющемся калькодержателем. Другим за­водам, выпускающим то же изделие или его части (узлы), пере­дают дубликат этой документации. Все изменения в конструкцию данного вагона имеет право вносить в установленном порядке только головной завод, который обязан своевременно уведомлять

24

об этом другие предприятия и ВНИИВ. Предложения других заводов о внесении изменений в техническую документацию под­лежат обязательному согласованию с головным заводом.

Следовательно, процедура создания новых конструкций ваго­нов является достаточно сложной и многоступенчатой. Естественно, что во всех случаях необходимо стремиться к возможному сокра­щению сроков и стоимости работ по созданию новой вагонной тех­ники. Однако при этом нельзя допускать поспешности и недоста­точно тщательной отработки конструкции, так как неудовлетво­рительная работоспособность или низкая надежность вагона могут принести значительные убытки в эксплуатации.

Систематическое совершенствование процесса создания новой техники, улучшение материально-технической оснащенности за­водов и институтов, внедрение передовых научно-технических до­стижений способствуют сокращению сроков создания, отработки и внедрения в производство новых вагонов.

ТРЕБОВАНИЯ К ГАБАРИТНЫМ РАЗМЕРАМ ВАГОНОВ

Возможные размеры вагонов зависят от установленных на же­лезных дорогах габаритов. Смысл габаритных ограничений со­стоит в обеспечении безопасности работы железнодорожного транс­порта. Для этого, в частности, необходимо, чтобы исправный под­вижной состав во всех случаях не мог войти в соприкосновение с различными стационарными сооружениями, построенными вблизи железнодорожного пути, или с другим подвижным составом, рас­положенным на параллельном пути.

Габариты приближения строений и подвижного состава маги­стральных железных дорог колеи 1520 (1524) мм для линий, ско­рости движения на которых не превышают 160 км/ч, установлены ГОСТ 9238—73. Для линий и участков железных дорог, на кото­рых реализуются скорости свыше 160 км/ч, эти габариты уста­навливают согласно дополнительным указаниям МПС. Габаритом подвижного состава железных дорог называют предельное попе­речное перпендикулярное оси пути очертание, в котором, не вы­ходя наружу, должен помещаться установленный на прямом го­ризонтальном пути как в порожнем, так и в нагруженном состоя­нии не только новый подвижной состав, но и подвижной состав, имеющий максимальные нормируемые допуски и износы, за исклю­чением бокового наклонения на рессорах. Пространство (зазор) между контурами габарита приближения строений и габарита подвижного состава предназначено для компенсации возможных ^в эксплуатации смещений, колебаний и наклонений подвижного состава. Требования ГОСТ 9238—73 обязательны как при по­стройке нового подвижного состава, так и при его модернизации. ГОСТ 9238—73 предусматривает шесть габаритов (рис. 1—4) Для подвижного состава различного назначения.

25

K 5_ L _ ______ 'Ш-

Рис. 1. Габариты подвижного состава (верхние очертания):

о — габарит Т; б — габарит 1-Т

Наибольшие размеры площади поперечного сечения (рис. 1, а) имеют вагоны, эксплуатируемые на отдельных реконструирован­ных участках сети железных дорог СССР и МНР. В частности, по очертаниям основного контура этого габарита строят вагоны пригородных электропоездов, грузовые вагоны отдельных типов для магистрального и промышленного транспорта. По очертаниям, показанным штриховыми линиями (аа-^бвг; аа^, б^г; д^ и е-^жзи, рис. 1, а), вагоны этого габарита можно строить только по осо­бому разрешению МПС, а вагоны промышленного транспорта— по разрешению соответствующего ведомства, согласованному с МПС. При постройке подвижного состава по очертанию д, е его строительная ширина в интервале высот от 330 (340) до 1270 мм, считая от головки рельса, не должна быть более 3250 мм. При по­стройке вагонов по очертанию д₁е₁ их строительная ширина в ин­тервале высот от 340 (350) до 1370 мм, считая от головки рельса, не должна быть более 3600 мм. Если при расчетах соответствую­щие размеры получились менее 3250 или 3600 мм, то их принимают

за строительные.

Габарит 1-Т (рис. 1, б) предназначен для подвижного состава, допускаемого к обращению по всей сети железных дорог СССР и МНР. При этом по контуру аа₁бвг и ежк_ги подвижной состав можно строить в каждом отдельном случае только по разрешению МПС или соответствующего ведомства. Строительная ширина ва­гонов по габариту 1-Т в интервале высот от уровня головки рельса от 330 (340) до 1270 мм не должна быть более 3250 мм. Если при расчетах ширина вагона в этой зоне получится менее 3250 мм, то в качестве строительного размера принимают расчетный.

Габарит 0-Т (рис. 2, а) применяют для вагонов и локомотивов, обращающихся по всем железным дорогам СССР и МНР, а также по отдельным реконструированным линиям других стран—участ-

26

Рис. 2. Габариты подвижного состава (верхние очертания):

а — габарит 0-Т; б — габарит 01-Т

ниц. Организации сотрудничества железных дорог (ОСЖД). По классификации ОСЖД габарит 0-Т обозначают 1-ВМ. Строи­тельная ширина подвижного состава габарита 0-Т в интервале высот от 430 до 1160 мм, считая от уровня головки рельса, не должна превышать 3250 мм. Если при расчетах она получится менее 3250 мм, то в качестве строительного размера принимают расчетный.

уро-

Рис. 3. Габариты подвижного состава (верхние очертания; А вень верха головки рельса): О — габарит 02-Т; б — габарит 03-Т

Габарит 01-Т (рис. 2, б) предусмотрен для подвижного состава, предназначенного для эксплуатации на всех линиях железных дорог стран ОСЖД (кроме второстепенных участков). Этот габарит по классификации ОСЖД обозначают 0-ВМ. Габарит 02-Т (рис. 3, а) предусмотрен для подвижного состава, обращающегося по всем без исключения линиям железных дорог стран ОСЖД, а также железным дорогам ФРГ, Австрии, СФРЮ, Греции и евро­пейской части Турции. Габарит 03-Т (рис. 3, б) предназначен для локомотивов и вагонов, допускаемых к обращению по железным

27

 

1875

то 1380 960 871,5

Рис. 4. Габариты подвижного состава (нижние очертания):

а — габарит Т; б —- габарит 1-Т

дорогам всех стран Европы и Азии. Очертания этого габарита практически совпадают с общим габаритом грузовых вагонов, установленным в рамках МСЖД *.

Нижние части габаритов подвижного состава имеют несколько контуров очертаний в зависимости от предъявляемых к вагону требований по проходу путей сортировочных горок, вагонных за­медлителей и других путевых устройств. Кроме того, нижняя часть всех габаритов имеет три предельные линии: для подрессо­ренных частей кузова — сплошная линия, для подрессоренных частей тележки — штриховая линия и для неподрессоренных ча­стей — штрихпунктирная линия. На чертежах нижних очертаний габаритов Т и 1-Т размеры по вертикали, показанные в скоб­ках (рис. 4), принимают только для пассажирских вагонов, ваго­нов электропоездов и дизель-поездов (кроме почтовых, багажных и двухэтажных). На чертежах нижних очертаний габаритов 0-Т, 01-Т, 02-Т и 03-Т размеры в скобках указаны для подвижного состава железных дорог колеи 1435 мм. Углубление по линии лмн допускается только для предохранительных скоб тормозных тяг (центральная часть нижних очертаний габаритов).

* МСЖД — Международный союз железных дорог — организация, объ­единяющая железные дороги многих стран Европы, Африки и Азии.

28

Приведенные на рис. 4, 5 и 6 схемы определяют наиболее жесткие требования к габаритным размерам нижней части подвиж­ного состава, эксплуатируемого на железных дорогах СССР и дру­гих стран, с учетом путей механизированных сортировочных горок (при любом положении вагонных замедлителей), а также путей с устройствами для перемещения вагонов. При прочих равных условиях целесообразно проектировать подвижной состав по наи­более просторному габариту, допустимому для предполагаемой сферы обращения, так как это позволит обеспечить более выгод­ные технико-экономические характеристики вагонов.

1625

Рис, 5. Габариты подвижного состава (иижиие очертания): а — габарит 0-Т; б — габарит Q1-T

Для проверки вписывания проектируемого вагона в габарит определяют строительное очертание подвижного состава, под ко­торым понимают поперечное перпендикулярное к пути очертание. Из этого очертания не должна выступать ни одна часть вновь по­ строенного подвижного состава, стоящего в порожнем состоянии на прямом горизонтальном пути, при совмещении продольной пло-

 

 

29

Рис. 6. Габариты подвижного состава (нижние очертания):

а — габарит 02-Т; б — габарит 03-Т

скости симметрии экипажа с осью пути. Вертикальные размеры габарита подвижного состава поверху являются одновременно и максимальными допустимыми строительными размерами, кото­рые может иметь проектируемый вагон в ненагруженном состоя­нии. Для изотермических (рефрижераторных) вагонов, пассажир­ских вагонов и отдельных специализированных вагонов под нена-груженным понимают такое состояние, когда отсутствует не только полезная нагрузка, но и экипировочная нагрузка — топливо, вода, смазка, песок, лед и др.

Наименьшие допускаемые вертикальные строительные размеры подвижного состава по нижней части получают соответствующим увеличением вертикальных размеров габарита в связи с возмож­ным в эксплуатации понижением расположения элементов стоя­щего подвижного состава вследствие максимально допустимого износа ходовых частей и статического прогиба рессорного подве­шивания при полной расчетной нагрузке. Учитывают допустимое

30

снижение толщины обода колес, разрешаемое уменьшение радиуса колесного центра (для бандажных колес), износ осевой шейки и буксового подшипника (для букс скольжения), износ опорных поверхностей (балансиры, пятники, подпятники, элементы под­вески и опорные скользуны).

Величины статического прогиба в расчетах понижения порож­него (ненагруженного) подвижного состава при определении раз­меров нижней части строительного очертания принимают следую­щими: для грузовых вагонов 10 мм; для пассажирских вагонов в надбуксовом подвешивании 5 мм, в центральном 10 мм; для вагонов электропоездов и дизель-поездов в надбуксовом подвеши­вании 10 мм, в центральном 15 мм.

Для подвижного состава, в процессе эксплуатации которого возможно применение колесных пар разного диаметра по кругу катания, вертикальные размеры строительного очертания опреде­ляют в верхней части по максимальному диаметру колес, в нижней части — по минимальному. При расчете понижений подрессорен­ных узлов и элементов подвижного состава на пневмоподвешива-нии вместо статического прогиба рессор порожнего вагона и их прогиба от расчетной нагрузки учитывают возможное располо­жение экипажа при отключении пневморессор. В необходимых слу­чаях (например, для транспортеров) учитывают также собствен­ную упругую деформацию элементов несущей металлоконструк­ции подвижного состава.

Максимальные допускаемые горизонтальные строительные раз­меры подвижного состава получают уменьшением поперечных размеров габарита подвижного состава с каждой стороны на вели­чины ограничений Е₀, Е_в и Е_п — поперечных смещений при впи­сывании в кривую расчетного радиуса с учетом наибольших до­пускаемых износов ходовых частей.

На некоторой высоте Н над уровнем верха головки рельса допускаемая ширина подвижного состава

2В = 2(В₀-Е),                                    (6)

где В₀ — половина ширины габарита подвижного состава на рас­сматриваемой высоте Н; Е — одно из указанных ограничений.

Для поперечных сечений, имеющих наименьшие поперечные смещения относительно оси пути (сечения по пятникам или на­правляющим осям), допустимая строительная ширина подвижного состава

   (7)

Поперечные сечения вагона, расположенные между направ­ляющими сечениями, при прохождении кривого участка пути имеют смещение внутрь кривой относительно оси пути. Поэтому соответствующее ограничение Е_в ширины строительного очерта­ния для этих сечений называют внутренним. Ограничение

(8)

31

Для среднего По длине сечения вагона расчетное внутреннее ограничение габарита

Е_рс = 0,5 (s - d) + q + w + [0,25k₂ (l² + р²) - 180] - k + a.

Поперечные сечения экипажа, расположенные снаружи на­правляющих сечений, т. е. на консольных частях конструкции, имеют в кривых относительно оси пути смещение (вынос) наружу кривой. Соответствующее ограничение Е_н строительной ширины вагона для этих сечений называют наружным. Ограничение

(9)

В  приведенных формулах приняты следующие обозначения:

s — максимальная ширина колеи в кривой расчетного ра­диуса, мм;

d — максимальное расстояние между наружными гранями предельно изношенных гребней бандажей колесной пары, мм;

q — наибольшее возможное поперечное смещение в направ­ляющем сечении в одну сторону из центрального поло­жения рамы тележки относительно колесных пар вслед­ствие зазоров при максимальных износах в буксовом узле и узле сочленения рамы тележки с буксой, мм;

w — наибольшее возможное поперечное смещение в направ­ляющем сечении в одну сторону из центрального поло­жения кузова относительно рамы тележки вследствие за­зоров при максимальных износах и упругих колебаний в узле сочленения кузова и рамы тележки, мм;

l — расстояние между направляющими сечениями проекти­руемого вагона (база вагона), м;

п — расстояние от рассматриваемого сечения подвижного со­става до его ближайшего направляющего сечения, м;

р — база тележки, м;

k — допускаемый выход подвижного состава, проектируемого по габаритам 01-Т, 02-Т, 03-Т и 0-Т (в нижней части), за очертание этих габаритов в кривой R = 250 м, мм; k_x — дополнительное поперечное смещение в кривой расчет­ного радиуса (R = 200 м для габаритов Т, 1-Т и верхней части габарита 0-Т; R = 250 м для габаритов 01-Т, 02-Т, 03-Т и нижней части габарита 0-Т) тележечного подвиж­ного состава, мм;

k₂ — коэффициент, зависящий от расчетного радиуса кривой (R = 200 м для габаритов Т, 1-Т и верхней части габа-

32

рита 0-Т; R =250 м для габаритов 01-Т, 02-Т, 03-Т и нижней части габарита 0-Т);

k ₃ — геометрическое смещение середины (внутрь кривой) и                 концов (наружу кривой) расчетного вагона   при движе­нии в кривой R = 200 м, мм;

ои Р — дополнительные ограничения поперечных размеров под­вижного состава (для внутренних и наружных сечений соответственно), имеющие место только у очень длинного подвижного состава, проектируемого по габаритам 0-Т, 01-Т, 02-Т и 03-Т, и определяемые из условия вписыва­ния в кривую R = 150 м. Для подвижного состава габа­ритов Т и 1-Т ограничения а и р равны нулю.

Значения коэффициентов k, k ₁, k ₂ и k ₃ при расчетах необхо­димо принимать по табл. 1.

 

1 Расчетным вагоном считают двухосный вагон длиной 24 м с направляю­

щей базой длиной 17 м (ГОСТ 9238—73).

2 Л.Д.Кузьмич

33

 

 

 

Значения ограничений аир принимают следующими. Для верхней части габарита 0-Т:

а = 0, если ln — п ²+ 0,25р² ≤ 72;

а =0,833 (ln — п² + 0,25р² — 72), если ln — п² + 0,25р² > 72;

β = О, если ln +п² — 0,25р² ≤ 72;

β = 0,833 (ln + п² - 0,25р² — 72), если ln + п² — 0,25р² > 72.

Для габаритов 01-Т, 02-Т, 03-Т и нижней части габарита 0-Т:

а = 0, если ln — п² + 0,25р² ≤ 100;

а = 1,333 (ln — n ² + 0,25р² — 100), если 1п—п² + 0,25р²> 100;

β = 0, если ln + п² — 0,25р² ≤ 120;

β = 1,333 (ln + п² — 0,25р² — 120), если ln + п ² — 0,25р² > 120.

Максимальное боковое смещение предельно изношенной колес­ной пары от продольной оси пути, равное 0,5 (s — d), рекомен­дуется принимать: 20,5 мм для подвижного состава отечественных железных дорог колеи 1520 (1524) мм на прямом пути и 28,5 мм в расчетной кривой; 27,5 мм для подвижного состава зарубежных железных дорог колеи 1435 мм.

При проектировании подвижного состава по габаритам Т, 1-Т и верхней части габарита 0-Т величину 0,5 (s — d) принимают по условиям колеи 1520(1524) мм, а при проектировании по габа­ритам 01-Т, 02-Т, 03-Т (и нижней части габарита 0-Т) — по усло­виям прохода по колее 1435 мм.

Максимальное поперечное смещение в буксовом узле и узле сочленения кузова с тележкой (q + w) рекомендовано принимать:

для колесных пар и неподвижно укрепленных на них частей — равным нулю;

для букс (с подшипниками качения) равным 1 мм;

для необрессоренной боковой рамы к указанным смещениям добавляют смещение рамы относительно корпуса буксы;

для обрессоренной рамы учитывают возможное ее смещение относительно букс по ограничительным элементам (шпинтоны, буксовые челюсти и т. д.);

для надрессорной балки смещение (q + w) слагается из пере­численных смещений и возможного поперечного смещения балки относительно рамы тележки;

для кузова подвижного состава дополнительно учитывают сме­щение в опорном узле (пятнике или скользунах), причем для эки­пажей на многоосных или сочлененных тележках суммируют все возможные соответствующие смещения.

При определении смещений (q + w) следует учитывать номи­нальный конструктивный разбег (в одну сторону) и максималь­ный (предельно допустимый) односторонний износ деталей. Для вновь проектируемых вагонов сумма (q + щ) не должна превы­шать 40 мм у грузовых вагонов и 55 мм — у пассажирских.

 

34

При проверке вписывания в габарит подвижного состава на сочлененных тележках (восьмиосные вагоны, транспортеры, чу­гуновозы-миксеры и т. п.) для определения коэффициента fe_t на­ходим величину

р² = p ₀ ² + p ₁ ² + p ₂ ² +...+ p_n ²,                 (10)

где р₀ — база двухосной тележки, м; р₁ р₂,..., р_п — база первой, второй,..., п- йсоединительных балок, м.

В случае различных баз тележек многоосного экипажа при определении Е₀ и Е_в учитывают величину большей базы, а при расчете Е_н — величину меньшей базы. Предельные номинальные конструктивные размеры вагона определяют уменьшением разме­ров полученного расчетом строительного очертания на величины допускаемых при изготовлении технологических отклонений.

Требования к габаритным размерам рельсового подвижного состава городского транспорта (метрополитен, трамвай) установ­лены другими нормативными документами. Эти требования к ва­гонам метро, определенные из условий обращения вагонов, имею­щих высоту от головки рельса 3,7 м, ширину на уровне пола 2,7 м и длину 19,2 м, учитывают вертикальные и боковые перемещения вагонов при движении, допуски на изготовление, допустимые износы ходовых частей, смещение и износ рельсового пути, а также случай возможной поломки рессор центрального подвешивания одной тележки с одной стороны. Очертание габарита вагонов метро­политена колеи 1520 (1524) мм приведено на рис. 7. Левая сторона схемы дана с учетом установки контактного рельса. В данный контур на прямых и кривых радиусом более 200 м с возвышением наружного рельса 120 мм должен вписываться проектируемой подвижной состав с учетом указанных выше отклонений. Требо-

 

35

 

.100 JOO.

Рис. 9. Габариты  Международного союза железных дорог (МСЖД); А -уровень верха

головки рельса:

а — грузовых вагонов; б — пассажирских вагонов

вания к габаритным размерам вагонов трамвая установлены ГОСТ 8802—69 и правилами технической эксплуатации трамваев. Габарит В подвижного состава Американской Ассоциации же­лезных дорог (AAR), объединяющей железные дороги США, Канады и Мексики, приведен на рис. 8. На рис. 9 показаны также габариты подвижного состава Международного Союза железных дорог (МСЖД).

ТРЕБОВАНИЯ К ПРОЧНОСТИ И ХОДОВЫМ КАЧЕСТВАМ ВАГОНОВ

Характер процесса перевозки грузов и пассажиров на желез­ных дорогах обусловливает возрастающие требования к надеж­ности вагонов, их узлов и деталей. Проблема достижения высокой надежности вагонов связана с обеспечением прочности и устой­чивости конструкции, ее коррозионной стойкости, стабильных ходовых динамических качеств вагона, гарантирующих работоспо­собность конструкции и безопасность эксплуатации в заданных условиях.

Первым руководящим документом для оценки прочности при проектировании вагонов в СССР явились Основные данные для расчетов вагонов нормальной колеи, разработанные в 1934 г. ЦВПБ. По этим нормативам были спроектированы и рассчитаны четырехосные вагоны всех основных типов, выпускавшиеся в СССР с 1934 по 1952 г.

На основе опыта применения нормативов ЦВПБ с учетом из"¹ менившихся условий эксплуатации и производства вагонов в 1948— 1953 гг. ЦНИИ МПС и НИБ совместно разработали Нормы рас-

 

36

четов на прочность вагонов железных дорог колеи 1524 мм (неса­моходных). Установленные этими Нормами указания по расчету вагонов существенно повысили технический уровень проектиро­вания вагонов. Однако продолжающийся прогресс железнодорож­ного транспорта СССР, дальнейшая реконструкция локомотив