Перспективы развития автосцепного оборудования

Условия эксплуатации вагонов на перспективу будут характе­ризоваться возрастанием веса грузовых поездов до 10—12 тыс. тс при длине состава 1200—1300 м, увеличением числа вагонов с ве­сом брутто до 176 тс, повышением эффективности тормозов в поезде, увеличением средних скоростей соударения вагонов и т. п. Для нормальной работы в таких условиях эксплуатации автосцепное оборудование вагонов должно обладать соответствующей проч­ностью, повышенной энергоемкостью, необходимой поглощающей способностью и оптимальной формой силовой характеристики.

С целью повышения прочности автосцепного оборудования промышленность переходит на изготовление основных его деталей (корпуса автосцепки, тягового хомута, элементов механизма сцепления, упоров и т. д.) из сталей повышенной прочности, в част­ности легированных ванадием и марганцем. Механические свой­ства этих сталей существенно выше соответствующих свойств сталей, применяемых в настоящее время для изготовления тех же деталей автосцепного устройства. Продолжаются изыскания и других еще более прочных сталей и способов изготовления основ­ных и наиболее ответственных деталей автосцепного оборудо­вания.

Одновременно с применением легированных сталей для про­изводства деталей автосцепного устройства идут конструкторские проработки усиления его элементов и узлов. Так, в последние годы введены в производство усиленные передний и задний упоры, тяговый хомут и корпус автосцепки. Автосцепка усилена введе­нием четырех ребер в хвостовике, увеличением сечения стенки, изменением конструкции ребер большого зуба и т. д. Все это (наряду с применением низколегированной стали дало возмож­ность увеличить разрывное усилие автосцепки. С целью повы­шения качества автосцепных устройств в целом и его узлов и "де­талей в отдельности в промышленности постоянно совершен­ствуется технология их производства. Это достигается комплекс­ной механизацией и автоматизацией процессов изготовления деталей и узлов автосцепного устройства.

Совершенствование поглощающих аппаратов автосцепных уст­ройств направлено на улучшение их энергетических параметров и в первую очередь энергоемкости. При существующих схемах пружинно-фрикционных поглощающих аппаратов повышения их энергоемкости можно достичь оптимизацией параметров жест­кости и трения. С этой целью изыскивают возможности усиления пружин поглощающих аппаратов в существующих габаритных

 

169

размерах и повышения коэффициента трения между деталями фрикционного узла аппарата.

Для существующих условий эксплуатации возможно создание фрикционно-пневматических поглощающих аппаратов, в которых в качестве упругого элемента будет использован пневмоцилиндр с внутренним давлением, соответствующим силе предварительной затяжки с учетом трения во фрикционной части, равной 25— 50 тс. Такой аппарат имеет ход 120 мм и может обеспечить соуда­рение четырехосных груженых вагонов со скоростями 10—12 км/ч при ускорениях соответственно 2 g — 3 g и усилиях, не превы­шающих 200 тс.

Для повышения энергоемкости резинометаллических погло­щающих аппаратов необходимо изыскивать наиболее приемлемые марки резин, имеющие лучшие параметры упругости и внутрен­него трения. Одним из средств повышения энергоемкости авто­сцепных устройств восьмиосных вагонов является применение сдвоенных поглощающих аппаратов типовой конструкции. Иссле­дования, выполненные во ВНИИВ, показали, что восьмиосные гру­женые вагоны, оборудованные автосцепными устройствами со сдвоенными аппаратами Ш-1-Тм или Р-4П, обеспечивают возмож­ность соударения их со скоростями до 7 км/ч. При этом усилие не превышает 200 тс. Если использованы сдвоенные аппараты Ш-2-Т, а также сочетания аппаратов Ш-2-Т и Р-4П, то допустима скорость соударения 7,5 км/ч. Исследования показали, что аппа­раты Ш-2-Т могут быть рекомендованы для оборудования как четырехосных (в одинарном варианте), так и восьмиосных (в сдво­енном варианте) вагонов. Такая унификация поглощающих аппа­ратов будет иметь очевидные преимущества как в эксплуатации, так и в производстве.

Одно из основных требований, предъявляемых к перспектив­ному поглощающему аппарату, — ограничение силы, возника­ющей при его полном сжатии, величиной, не превышающей 250 тс. При этом от поглощающих аппаратов четырехосных грузовых вагонов требуется энергоемкость не менее 10 тс-м, а от аппаратов восьмиосных вагонов — не менее 16 тс-м. Для реализации ука­занных значений энергоемкости рекомендуются следующие зна­чения ходов: для четырехосных вагонов 100—120 мм, для вось­миосных 160—200 мм. Коэффициент необратимого поглоще­ния энергии должен составлять не менее 0,6. Сила закрытия аппарата при медленном нарастании нагрузки должна быть не менее 100 тс.

Исключительно высокие требования к энергоемкости погло­щающих аппаратов при значительном ограничении предельных величин ходов и усилий могут быть реализованы в аппаратах, существенно отличающихся по конструкции от ныне применяе­мых. Наиболее приемлемой в отношении получения требуемых значений энергетических параметров и формы силовой характе­ристики в перспективе следует считать конструкцию гидравли-

 

170

ческих, гидрогазовых и других комбинированных аппаратов. Прототипом гидрогазовых аппаратов для перспективных условий эксплуатации могут служить опытные аппараты ГА-100М и ГА-500, которые в настоящее время проходят эксплуатационную проверку.

Для вагонов специального назначения, в которых транспорти­руют особо хрупкие и ценные грузы, нуждающиеся в надежной защите от ударов, целесообразно применение автосцепных уст­ройств со специальными средствами ударозащиты и поглощения энергии. В этих устройствах, выполненных по принципу так на­зываемой плавающей хребтовой балки, сочетается конструкция сквозной упряжи с гидропневматическим аппаратом. В таком автосцепном устройстве могут быть реализованы исключительно большие значения рабочих ходов, при которых достигается су­щественное снижение усилий и ускорений, развиваемых при соударении вагонов.

На перспективу намечено создание автосцепного устройства, обеспечивающего одновременное автоматическое соединение воз­душных и электрических магистралей поезда. В таком автосцеп­ном устройстве применяется жесткая автосцепка. Для авто­матического соединения пневматических и электрических маги­стралей на корпусе автосцепки должны быть размещены соответ­ствующие кронштейны с пневматическими патрубками и элек­трическими соединениями. Прототипом может служить автосцепка «Интермат», которая допускает одновременно автоматическое сцепление двух воздушных и одной электрической магистрали, состоящей из семи проводов. Она взаимосцепляема с автосцепкой СА-3 и может быть использована в сочетании с остальными узлами и деталями стандартного и модернизированного автосцепных устройств.

Одним из направлений развития автосцепного оборудования на перспективу может служить создание автосцепного устройства грузовых вагонов, допускающего их опрокидывание на роторных вагоноопрокидывателях без расцепления. Условием создания и внедрения такого автосцепного устройства будет служить при­менение роторных вагоноопрокидывателей, у которых ось враще­ния совпадает с продольной осью автосцепки. В автосцепном устройстве такого назначения должен быть применен узел связи автосцепки с тяговым хомутом, обеспечивающий ее полный или частичный поворот вокруг продольной оси соответственно углу поворота вагоноопрокидывателя.

Необходима дальнейшая отработка резинометаллических по­глощающих аппаратов и разработка средств уменьшения шума в пассажирских вагонах от автосцепного устройства.

 

 

171

Глава VI ГРУЗОВЫЕ ВАГОНЫ

ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ГРУЗОВЫМ ВАГОНАМ

Новые конструкции грузовых вагонов независимо от их назна­чения необходимо создавать с учетом как современных, так и перспективных требований эксплуатации, и обеспечивать при этом безопасность движения, прочность и надежность. Кроме того, должны быть обеспечены максимальные удобства и наименьшие затраты при изготовлении, обслуживании и ремонте в эксплуа­тации, а также предусмотрена возможность модернизации. Особое внимание при проектировании следует обращать на обеспечение техники безопасности обслуживающего персонала. Все вагоны должны иметь поручни для сцепщика, подножки и поручни для составителей поездов, установленные с каждой стороны вагона, а также кронштейны для сигнального хвостового фонаря и т. д. Необходимо предусматривать максимальное снижение веса тары вагонов, экономное расходование металла и других материалов, а также обеспечение технологичности конструкций. Применяемые металлы и лакокрасочные покрытия должны увеличивать стой­кость элементов вагона против коррозии. Конструкция вагона ^: должна обеспечивать неповреждаемость и сохранность перевози­мых грузов при их транспортировании и маневровых работах.

Необходима максимальная унификация узлов и деталей ваго­нов. Они должны отвечать требованиям действующих ГОСТ, ОСТ, унифицированных чертежей, а также правилам технической эксплуатации соответствующих железных дорог. Вагоны должны быть максимально приспособлены для комплексной механизации -погрузочно-разгрузочных работ, а их конструкция — позволять рационально использовать существующие и разрабатываемые -на перспективу на транспорте и промышленных предприятиях погрузочно-разгрузочные средства. Для универсальных вагонов ' потери груза и применение тяжелого ручного труда при погру- -* зочно-разгрузочных работах должны быть сведены к минимуму,; а для специализированных — практически отсутствовать.

Грузовые вагоны должны иметь мощную несущую металлокон­струкцию рамы, обеспечивающую безотказную эксплуатацию на сортировочных горках и в тяжеловесных поездах, а также проч­ную и по возможности простую конструкцию кузова и элементов оборудования.

 

 

 172

Кроме этих основных требований для всех грузовых вагонов, к конкретным вагонам дополнительно предъявляют специфические требования, связанные с особенностями перевозимых в них грузов и эксплуатационных условий. При выборе параметров и разра­ботке новых конструкций грузовых вагонов для обеспечения по­вышения провозной способности железных дорог необходимо предусматривать следующее.

1. Максимальное использование допускаемой для грузового вагона погонной нагрузки на 1 м пути, что позволяет увеличить вес поезда, не изменяя его длины. Одновременно следует макси­мально использовать допускаемую нагрузку от оси на рельс.

2. Повышение коэффициента использования номинальной гру­зоподъемности вагонов, для чего удельные объемы и площади их должны соответствовать структуре и параметрам перевозимых грузов. При этом необходимо максимально использовать габарит­ные возможности подвижного состава, чтобы повышение удельных объемов не приводило к увеличению длины вагона и снижению погонной нагрузки на путь.

В СССР для магистрального и промышленного транспорта производят грузовые вагоны более 100 типов. В основном это вагоны колеи 1520 (1524) мм, а также вагоны для Южно-Сахалин­ского отделения Дальневосточной ж. д. колеи 1067 мм, для узко­колейных дорог — колеи 750 мм и др.

Вагоны имеют современные ходовые части, тормозное и авто­сцепное оборудование. Несущую конструкцию кузовов вагонов в основном изготовляют из низколегированных сталей повышенной прочности.

ПЛАТФОРМЫ

Платформы служат для перевозки длинномерных, штучных, лесных и сыпучих грузов, контейнеров и оборудования, не тре­бующего защиты от атмосферных осадков. Платформы могут быть универсальными, рассчитанными на большую номенклатуру пере­возимых грузов, и специальными — предназначенными для пере­возки определенных грузов.

Универсальная четырехосная платформа грузоподъемностью 63 тс (мод. 13-401) показана на рис. 59. Кроме распределенной по всей площади платформы нагрузки 63 тс, платформа допускает перевозку груза 45 тс, сосредоточенного в середине на длине 3 м, и груза 60 тс, сосредоточенного в середине на длине 4,3 м с опорой на боковые балки. Платформа имеет мощную стальную сварную раму с деревянным настилом пола и стальные боковые и тор­цовые борта. Рама состоит из хребтовой балки (два двутавра № 60), двух боковых (двутавр № 60), двух концевых, двух шкворневых и двух основных поперечных балок, а также дополнительных поперечных и продольных балок, поддерживающих настил пола и служащих для установки тормозного оборудования. По концам рамы между концевыми и шкворневыми балками ставят раскосы,

 

173

 

Рис. 59. Универсальная четырехосная платформа

более равномерно распределяющие продольные силы от автосцепки между хребтовой и боковыми балками.

На боковых балках устанавливают скобы стоек для перевозки леса, державки петель боковых бортов с запирающимися устрой­ствами и увязочные кольца. На концевых балках имеются крон­штейны и державки петель торцовых бортов, скобы стоек, по­ручни для составителя, розетки автосцепки и кронштейны рычага автосцепки и сигнального фонаря. Продольные борта высотой 500 мм и торцовые борта высотой 400 мм изготовляют из специаль­ных гнутых профилей, подвешивают на петлях и удерживают в закрытом положении запирающими клиньями. Грузы можно перевозить при закрытых и открытых бортах. Настил пола, выполненный из досок толщиною 55 мм, по периметру через стальную армировку болтами прикреплен к балкам рамы. Плат­форма имеет габарит 01-Т, вес тары 20,9 тс, погрузочную пло­щадь пола 36,8 м² и длину по осям автосцепок 14 620 мм.

Учитывая высокую эффективность контейнерных перевозок, ВНИИВ и ДВЗ разработали специальные четырехосные платформы

174

грузоподъемностью 60 тс для перевозки типовых большегрузных контейнеров весом брутто 10, 20 и 30 тс. Были разработаны и испытаны платформы двух вариантов: I — «широкая» платформа, при необходимости допускающая возможность оборудования де­ревянным настилом пола и устройствами для крепления колесной техники; II — «узкая» платформа (модель 13-470), не приспособ­ленная для настила пола и более легкая; она предназначена только для перевозки большегрузных контейнеров (рис. 60). По конструкции платформы обоих вариантов различаются мало. Сварная рама платформы имеет хребтовую балку из двух двутавров № 60, сверху перекрытых по всей длине листами 400X12 мм, а снизу в середине на длине 7м — полосами 150Х X 14 мм; две боковые балки из двутавров № 60; две^ концевые балки из штампованного уголкового профиля толщиной 10 мм и верх­них листов 250 X 12 мм; две шкворневые балки, сваренные из двух вертикальных листов 10 мм и двух горизонтальных (верхнего и нижнего) 480X12 мм; три средние поперечные балки замкну­того сечения и две поперечные балки, расположенные над внутрен­ними колесами тележки. Между концевыми и шкворневыми бал­ками имеются раскосы из двутавра № 10. Для поддержки пола, в случае его настила (вариант I) и крепления тормозного оборудо­вания имеются дополнительные продольные и поперечные балки. Платформы оборудованы устройствами для установки и надеж­ного крепления (от продольных и боковых перемещений) типовых большегрузных контейнеров.