Конструкции специализированных платформ
КУЗОВА ВАГОНОВ. ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО
Методические указания
К лабораторной работе по дисциплинам «Вагоны. Общий курс» и «Подвижной состав железных дорог»
МОСКВА – 2012
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
"МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ"
Кафедра “Вагоны и вагонное хозяйство”
КУЗОВА ВАГОНОВ. ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО
Рекомендовано редакционно- издательским советом университета в качестве методических указаний для студентов специальности "Вагоны"
МОСКВА – 2012
УДК 629.45/.46.023.14
К 89
Филиппов В.Н., Шмыров Ю.А., Козлов И.В., Курыкина Т.Г. Кузова вагонов. Общее устройство: Методические указания. – М.: МИИТ, 2012. – 70 с.
Рассмотрено устройство грузовых и пассажирских вагонов магистральных железных дорог колеи 1520 мм стран СНГ, а также конструкции рефрижераторного подвижного состава. Дана схема нагружения в системе кузова, приведены применяемые материалы для изготовления кузовов и рам вагонов.
© МИИТ, 2012
Введение
При всем многообразии типов и конструкций вагонов, эксплуатирующихся в настоящее время, все они состоят из четырех основных узлов, имеющих определенное и одинаково важное функциональное назначение. К этим узлам по принятой традиции относят кузова, ходовые части, ударно-тяговые приборы и автотормоза.
|
|
|
Кузов - основной для всех вагонов узел, который определяет тип конструкции. Если принять во внимание необходимость высокого уровня унификации узлов и деталей вагонов из-за особенностей эксплуатации, технического обслуживания и ремонта, то кузов при создании новых вагонов больше всего подвержен изменению, что обусловлено его функциональным назначением.
Кузов предназначен для размещения пассажиров и грузов, его конструктивное исполнение влияет на определенные климатические условия в грузовых помещениях, удобства погрузки и выгрузки, сохранность грузов, комфорт и безопасность пассажиров, экологическую среду, в том числе и при аварийных ситуациях.
Конструкция кузова напрямую связана с технико-экономическими показателями, а также с производительностью вагона и в целом с перевозочным процессом железнодорожного транспорта. Она определяет конкурентную способность вагона на рынке транспорта. У большинства конструкций на изготовление кузова приходится более половины всего расхода металла. Иными словами, кузов – наиболее металлоемкий узел вагона.
|
|
|
Условие работы кузовов в эксплуатации тяжелое, так как у современных конструкций вагонов кузова воспринимают все виды действующих нагрузок. Кузова
-3-
испытывают сложные климатические воздействия, на их работоспособность влияют взаимодействия с грузами, многие из которых имеют агрессивные свойства, с погрузочно-разгрузочными устройствами грузовых фронтов.
Классификация кузовов вагонов
Тип грузового вагона и устройство определяются его назначением и конструкцией кузова. Кузовом называется часть вагона, предназначенная для размещения в нем грузов. В эксплуатации находится большое разнообразие кузовов грузовых вагонов, поэтому они классифицируются в зависимости от рода перевозимых грузов, материала обшивки, конструкции рамы и устройств погрузки и выгрузки грузов.
В зависимости от рода перевозимых грузов кузова делятся на открытые (у платформ, полувагонов, думпкаров, хопперов–дозаторов и транспортеров) и закрытые (у крытых, изотермических вагонов, цистерн, зерно- и цементовозов, других крытых вагонов бункерного типа). В зависимости от конструкции рамы - со сквозной хребтовой балкой и несквозной (без хребтовой балки). В зависимости от материала обшивки – на кузов с металлической и деревянной обшивкой. В зависимости от конструкции элементов для загрузки и выгрузки грузов – с дверями на боковых стенах или с люками в крыше и полу (при отсутствии крыши – только с люками в полу). В свою очередь, закрытые кузова бывают без теплоизоляции, с теплоизоляцией и различными системами принудительного охлаждения (обогрева) грузов или без них.
|
|
|
Кузов пассажирских вагонов по конструкции и размерам основных типов унифицирован. Он выполняется цельнометаллическим, сварным, несущей конструкцией типа замкнутой оболочки, с оконными и дверными
-4-
проемами в стенах, длиной 23.6 м. Расположение и размеры проемов обусловлены архитектурно (планировочными решениями при проектировании вагонов). Такие цельнонесущие кузова наиболее рациональны, так как при минимальной массе они обеспечивают необходимую прочность, устойчивость и долговечность. Для несущих элементов конструкции кузова применяются низколегированные и углеродистые стали различных марок с широким использованием, в качестве подкрепляющих элементов обшивки, рациональных форм гнутых профилей. В практике вагоностроения кузова пассажирских вагонов имеют две разновидности: со сквозной хребтовой балкой и с хребтовой балкой только в консольных частях рамы, так называемые кузова без хребтовой балки. Вагоны отечественной постройки выпускались с хребтовой балкой постоянного сечения и выпускаются по настоящее время с хребтовыми балками переменного сечения. Вагоны купейные с жесткими местами постройки Германии, изготовлены с рамами без хребтовых балок. Они состоят из несущей металлоконструкции кузова, теплоизоляции, внутренней обшивки, окон, дверей, внутреннего оборудования и санитарно-технических обустройств (отопление, вентиляция, водоснабжение), а также системы энергоснабжения и освещения вагонов.
|
|
|
Несмотря на существенное многообразие как грузовых, так и пассажирских вагонов, в их конструкции может быть и много общего.
В кузове различают основную несущую конструкцию, вспомогательные несущие элементы, несущие элементы, выполняющие другие специальные функции.
Основной несущей конструкцией кузова называют совокупность элементов, которые обеспечивают необходимые прочность и жесткость кузова при всех
-5-
эксплуатационных нагрузках. Нижняя часть несущей конструкции кузова, обычно располагающаяся под настилом пола, называется рамой вагона.
Несущие конструкции, применяемые для кузовов вагонов, разделяются по характеру размещения несущих элементов на три основных типа (рис.1, участки кузова, на которых размещается несущая конструкция, отмечены толстыми линиями).
В схеме (рис.1а) главным несущим элементом является рама, которая рассчитывается на восприятие всех вертикальных и продольных нагрузок, действующих на кузов. В схеме (рис.1б) несущими элементами являются рама и боковые стены. В схеме (рис. 1в) рама, боковые стены и крыша составляют единую несущую систему.
Каждый из перечисленных типов оказывается целесообразным в зависимости от особенности назначения вагона, архитектурного замысла или других соображений.
По принципиальной структуре, которая определяет расчетную схему, несущие конструкции кузовов разделяются на следующие классы:
- стержневые системы, представляющие собой системы соединенных между собой стержней;
- подкрепленные листовые системы, в которых несущими элементами являются металлические листы обшивки и связанный с ними набор стержней и балок;
- смешанные системы, когда одни части конструкции имеют листовую структуру, а другие стержневую.
Стержневые несущие системы подразделяются на фермы (раскосные системы), рамные системы (безраскосные) и комбинированные системы. Наиболее распространен последний вариант. Например, большая часть проектируемых ранее крытых грузовых четырехосных вагонов, имела несущую конструкцию боковых стен в виде ферм, а рама выполнялась в виде
-6-
безраскосной стержневой системы. Боковые балки рамы одновременно являются нижними поясами ферм.
Рис. 1 Типы несущих конструкций кузовов
Рис. 2 Схема нагружения рамы в системе кузова
Подкрепленные листовые системы имеют основную разновидность в виде конструкции типа замкнутой оболочки, в которой подкрепленная обшивка боковых стен, рамы и крыши образуют замкнутую оболочку (коробчатую балку). По этому типу строят кузова современных пассажирских и некоторых грузовых вагонов.
-7-
Подкрепляющие обшивку поперечные элементы (поперечные балки рамы, стойки боковых стен и дуги крыши) стремятся соединить в замкнутые кольца (шпангоуты). Однако для упрощения технологии сборки кузова эти условия не всегда соблюдаются. Подкрепляющие обшивку продольные элементы выполняются в виде тонкостенных стержней – стрингеров или гофров.
Смешанные конструкции являются наиболее распространенными, особенно два их вида. В одном из них подкрепленная обшивка боковых стен и крыши образует открытую оболочку П-образного сечения связанную с рамой, которая не имеет несущей обшивки и представляет собой стержневую систему. Такая конструкция свойственна многим крытым грузовым вагонам. В другом боковые стены имеют листовую конструкцию, а рама – стержневую. Крыша отсутствует. По такому типу строят современные полувагоны. Вертикальные стены с тонкой несущей обшивкой принято называть балками-стенками.
Рамы вагонов
Общая особенность рам вагонов обусловлена тем, что значительные внешние сосредоточенные силы, воздействующие на кузов, приложены именно к раме. Такими силами являются продольные сосредоточенные силы, передаваемые ударно-тяговыми приборами
(автосцепкой), и сосредоточенные реакции опор кузова от тележек (рис.2). На раму воздействует обычно и полезная нагрузка.
Чтобы обеспечить достаточную и местную прочность, правильно распределить и передать на конструкцию кузова большие сосредоточенные силы, в раме устраиваются специальные усиленные балки (элементы). Обычно такими элементами являются
-8-
шкворневые балки 1, воспринимающие опорные реакции, и хребтовая балка 2, загруженная продольными силами (рис.2).
В раме имеются, кроме того, промежуточные поперечные балки 4 и концевые поперечные балки 3. Шкворневые и промежуточные поперечные балки работают на изгиб, причем изгибающие моменты имеют наибольшую величину на среднем участке и убывают к концам. Указанные балки, с целью снижения их массы, как правило, выполняются в форме бруса, равного сопротивления изгибу.
Посередине шкворневых балок, снизу размещаются пятники, посредством которых кузов у большинства конструкций вагонов опирается на подпятники тележек. Боковая перевалка кузова относительно надрессорных балок тележек ограничивается боковыми вспомога-тельными опорами – скользунами. В центральные отверс-тия пятников и подпятников вставляются шкворни, вокруг геометрических осей которых происходят повороты тележек относительно кузова. Шкворни служат для пре-дотвращения выскакивания пятников из подпятников при случайных неблагоприятных соударениях вагонов. Гори-зонтальные силы передаются от тележек на кузов цили-ндрическими бортами подпятников через борты пятников.
В пассажирских вагонах применяются также конструкции, в которых осуществляется опора кузова
только на боковые скользуны. В этих случаях горизонтальные силы передает усиленный замковый шкворень.
В конструкцию рамы входят также боковые балки 5, одновременно являющиеся нижними продольными элементами боковых стен.
На рис. 2 сплошными линиями изображена схема
-9-
рамы, применяемой в современных грузовых и
пассажирских вагонах. Стрелками показаны сосредоточенные силы, действующие на раму: R- реакция пятников, Тс- продольные силы, передаваемые автосцепкой. Штриховыми линиями изображены боковые стены и крыша кузова. Полезная нагрузка, не показанная на рис. 2, непосредственно воздействует на настил пола и передается последним на боковые, поперечные и хребтовые балки рамы.
В полувагонах и крытых вагонах элементы рамы соединяются с несущими элементами боковых стен в единую несущую систему. Таким образом достигается наибольшая жесткость кузова и необходимая прочность при меньшей массе. Вертикальную нагрузку в этом случае несут главным образом жесткие боковые стены, а хребтовая балка в основном предназначена для передачи продольных сил.
Платформы
В качестве представителя первого типа кузовов (см. рис. 1а) может быть рассмотрена четырехосная платформа.
Платформы предназначены для перевозки колесных пар и гусеничной техники, грузов в ящичной упаковке, контейнеров, металлоконструкций, длинномерных и других народнохозяйственных грузов, не требующих укрытия и защиты от воздействия атмосферной среды. Платформы, как и все другие типы грузовых вагонов, разделяются на
универсальные и специализированные. К универсальным платформам относятся четырехосные платформы с боковыми торцовыми бортами, шарнирно связанными с рамой.
К специализированным платформам относятся четырехосные платформы для перевозки большегрузных контейнеров, легковых автомобилей, леса в хлыстах и
-10-
шестиосная платформа для перевозки трансформатора и др.
Особенностью конструкции универсальных платформ по сравнению с другими типами вагонов является то, что у них стены кузова выполнены в виде бортов, шарнирно связанных с рамой. Борта, кроме усилий от распора сыпучего груза, в восприятии эксплуатационных нагрузок участие не принимают. Поэтому кузова платформы имеют мощную раму, способную нести на себе все виды эксплуатационных нагрузок.
Более подробно устройство кузова и рамы платформы рассмотрим на примере платформы модели 13-4012.
Рис. 3 Универсальная четырехосная платформа с комбинированным настилом пола
Универсальная четырехосная платформа модели 13-4012 постройки Днепродзержинского вагоностроительного завода (рис. 3) спроектирована по габариту 0-ВМ и предназначена для эксплуатации по железным дорогам стран СНГ колеи 1520 мм и реконструированным дорогам колеи 1435 мм. Кузов платформы состоит из рамы 2 с
-11-
комбинированным настилом пола 10, восьми боковых 1 (по 4 на сторону) и двух торцевых 7 бортов. Боковые борта шарнирно закреплены на боковых балках рамы и каждый из них в закрытом положении удерживается тремя клиновыми запорами 3, а торцевые борта – двумя клиновыми запорами 6. Для удержания торцевых бортов в горизонтальном положении и использования их при погрузке колесной техники своим ходом на концевых балках рамы
установлено по четыре опорных кронштейна 8. Для увязки груза внутри кузова предусмотрены скобы 9, а снаружи – увязочные кольца 5. При перевозке навальных грузов, загруженных, выше бортов, на боковых балках рамы приварены скобы 4 для установки деревянных стоек.
Рама кузова (рис. 4) состоит из хребтовой 15, двух боковых 13, двух концевых 1, двух шкворневых 2, трех основных 5 и двух промежуточных поперечных 4 балок, которые совместно со вспомогательными продольными балками 3 и 9 служат для поддержания настила пола.
Два двутавра №70 переменной высоты по длине образуют хребтовую балку 15. Между собой двутавры связаны диафрагмами и упорами автосцепок. Узлы пересечения хребтовой и шкворневых балок усилены надпятниковыми диафрагмами 16. Боковая балка 13 выполнена из двутавра № 30 постоянной высоты по всей длине. С внешней стороны к ней приварены лесные скобы 6 и державки 7 клиновых запоров.
Концевые балки 1 сварные, постоянной но длине высоты, изготовлены из Г-образного листа толщиной 8 мм и элементов его усиления: двух уголков (150х60х6 мм) и четырех ребер, привариваемых с внутренней стороны балки на участках размещения кронштейнов 8.
Шкворневые балки 2 сварные, замкнутого коробчатого сечения, переменной высоты по длине.
-12-
Они состоят из двух вертикальных (8 мм), верхнего и нижнего
горизонтальных листов (10 мм). К нижним горизонтальным листам шкворневых балок приклепаны скользуны 17, а в зонах соединения с хребтовой балкой на болтах установлены пятники 18.
Основные поперечные балки 5 сварные двутаврового сечения, переменной высоты по длине и состоят из вертикального листа (8 мм) и двух горизонтальных (10 мм).
Рис. 4 Рама универсальной четырехосной платформы
Вспомогательные поперечные 4 и крайние продольные 3 балки, служащие для поддержания настила пола, выполнены из двутавра №10.
Поперечные балки 4 располагаются в раме ниже уровня пола на высоту вспомогательных продольных балок 3 с тем, чтобы обеспечить расположение их верха в одной плоскости с боковыми и упростить укладку настила пола. Настил пола комбинированный: металлический 10 в средней части и деревянный 11 по бокам. Доски пола
опираются на три продольные балки – 9,13 и 3. Один конец их заводится в S-образную балку 9, а другой болтами
-13-
крепится к боковой балке 13 рамы. Со стороны боковых
продольных балок доски армируют гнутыми П-образными элементами 14, к которым по длине приваривают увязочные скобы 12. Металлический пол 10 настлан из рифленого листа толщиной не менее 4 мм и шириной 1200 мм. Для крепления тормозного оборудования на раме предусмотрены необходимые кронштейны. Боковые борта платформы высотой 500 мм и длиной 3322 мм выполнены из специального гнутого профиля толщиной 3 мм с широкими продольными гофрами и отбортовками для обеспечения необходимой жесткости. Высота борта определяется расчетами при вписывании платформы в нижнюю зону габарита подвижного состава с учетом движения ее с опущенными бортами. Каждый борт фиксируется в закрытом положении тремя клиновыми запорами.
Торцевые борта высотой 400 мм выполнены из холодногнутого листа толщиной 4 мм с продольным гофром и запираются клиновыми запорами конструкции, аналогичной запорам боковых бортов. Высота торцовых бортов выбрана из условия безопасного размещения человека между сцепленными вагонами при откинутых бортах и полностью сжатых поглощающих аппаратах
автосцепок. Торцевые борта по концам соединяются с продольными при помощи запоров закидной конструкции. Все несущие элементы рамы изготовлены из низколегированной стали 09Г2Д, а борта–из стали 09Г2Д-2
Конструкции специализированных платформ
Около 2 % грузов перевозится в контейнерах, а в
перспективе удельный вес перевозимых в них грузов
возрастает до 5%. Причем основная масса контейнерных перевозок, особенно международных, будет осуществляться крупнотоннажными контейнерами.
Перевозка большегрузных контейнеров в универсальных
-14-
вагонах неэффективна из-за низкого использования грузоподъемности. Поэтому для перевозки большегрузных контейнеров разработана специализированная платформа модели 13-470 (рис.5), которая отличается от универсальной своими параметрами и конструкцией. Эти платформы строятся на Абаканском производственном объединении вагоностроения. Конструкция платформы допускает ее обращение как по всей сети железных дорог СНГ, так и по железным дорогам зарубежных стран колеи 1435 мм и соответствует габариту 0-ВМ. На платформе может быть размещено шесть контейнеров типа 1Д массой брутто 10 т либо три контейнера типа 1С массой брутто 20 т, либо два разнотипных контейнера – один контейнер типа 1А массой брутто 30 т и один типа 1С. 
Рис. 5 Специализированная платформа для большегрузных контейнеров
В конструктивном отношении специализированная
платформа для перевозки большегрузных контейнеров отличается от универсальной тем, что она не имеет настила пола и бортов, но снабжена элементами для крепления
контейнеров. Она состоит из рамы 1, ходовых частей 2,
автосцепного оборудования 3 и тормоза 4.
Рама платформы (рис. 6) имеет хребтовую 14, две продольные боковые 9, две концевые 8, две шкворневые 22,
три основные 19 и две дополнительные 20 поперечные
-15-
балки и четыре раскоса 4.
Хребтовая балка 14 выполнена из двух двутавров №60 переменной по длине высоты, перекрытых сверху листом 3 (400х12мм) на протяжении всей балки, а нижние горизонтальные полки в средней части на длине 7 м усилены полосами 6 (150х14 мм). В местах пересечения со шкворневыми и поперечными балками двутавры хребтовой балки соединены диафрагмами 24, а в консольных частях усилены задним 13 и передним 12 упорами автосцепки. В средней части к хребтовой балке приварены кронштейны 17,16,15 для крепления деталей тормозного оборудования. Боковые балки 9 выполнены из двутавра №60 также переменной высоты по длине. Нижние полки двутавров №60, как и у хребтовой балки, усилены в средней части полосами 150х14 мм. На каждой из балок по диагонали рамы приварены лестницы 7, а к концевым балкам – стойки 1 с поручнями 2, которые служат для удобства подъема на
платформу обслуживающего персонала. 
Рис. 6 Рама специализированной платформы для большегрузных контейнеров
-16-
Между боковой и хребтовой балками приварена балка 18 для крепления штурвала стояночного тормоза вагона. Концевые балки 8 сварные П-образного сечения и имеют постоянную высоту по длине. В середине к концевым балкам прикреплены ударные розетки 11 автосцепки, объединенные с передними упорами.
Для передачи избыточной части силы удара от розетки и концевой балки при полном закрытии поглощающих аппаратов в консольной части рамы установлены раскосы 4, которые сварены из двух швеллеров №14 и имеют коробчатое сечение. Для безопасности работы составителей поездов на концевых балках укреплены поручни 10. Шкворневые балки 22 сварные замкнутого коробчатого сечения и состоят из двух вертикальных (10 мм) и двух горизонтальных (12 мм)
листов. К нижнему листу шкворневой балки 22 приварены скользуны 25 и на болтах закреплены пятники 5, через
которые рама опирается на тележки. Средние поперечные балки 19 рамы сварные двутаврового сечения и состоят из вертикального листа (5 мм) постоянной по длине высоты и горизонтальных листов толщиной 8 мм. Дополнительные поперечные балки 20 сварные коробчатого сечения из вертикальных и горизонтальных листов толщиной 12 мм.
Для крепления типовых большегрузных контейнеров платформа оборудована десятью поворотами 21 и четырьмя угловыми неподвижными 23 упорами, которые удерживают контейнеры за нижние угловые фитинги от продольных поперечных смещений. При погрузке контейнеров используются только те упоры, которые расположены на расстоянии, соответствующем длине данного контейнера, а остальные приводят в нерабочее 30 положение. Поворотный упор представляет собой панель 26 с жестко закрепленными на ней двумя упорами 27. В рабочем положении упоров панель фиксируется, от продольных и
-17-
поперечных смещений планками 28. Панель поворачивается на шарнире, включающем валик 29, опорные ушки 31 и петлю 32. Расстояние между центральными упорами смежных панелей соответствует межцентровым расстояниям угловых фитингов контейнеров, а одной панели – 280 мм, которое выбрано из расчета постановки двух контейнеров с зазором 75 мм. Все несущие элементы рамы выполнены из стали 09Г2Д.
Платформа модели 13-9004 для большегрузных контейнеров и колесной техники создана на базе платформы модели 13-470. От платформы модели 13-470 она отличается параметрами и тем, что в ее конструкцию введен настил пола и торцевые борта. Поэтому на ней стало возможным перевозить не только большегрузные контейнеры, но и колесную технику и другие грузы.
Грузоподъемность платформы 65 т, масса тары 25.3 т, ширина 2.87 м, а длина по раме и осям автосцепок осталась такой же, как и у платформы 13-470, соответственно 18.4 и 19.62 м.
Хребтовая балка рамы выполнена из двух двутавров №70В переменной высоты по длине, связанных между собой диафрагмами в местах соединения с поперечными балками. Боковые балки - двутавры №55 также переменной высоты, а концевые, шкворневые и поперечные балки соответственно незамкнутого и замкнутого коробчатого и двутаврого сечения из листов толщиной 8-10 мм. Раскосы рамы- прямоугольного профиля размером 160х80х7 мм. Для поддержания настила пола введены продольные балки из швеллера №10. Настил пола комбинированный. Средняя часть его шириной 500 мм выполнена из рифленого листа толщиной 4 мм, а на остальной части – из досок толщиной 55 мм. Торцовые борта и их клиновые запоры типовые, конструкции платформы модели 13-4012. Для закрепления контейнеров платформа оборудована специальными
-18-
устройствами.
Платформа двухъярусная для легковых автомобилей (модели 13-479) строилась на Калининском вагоностроительном заводе с 1970 по 1982 г. На платформе размещаются 17 автомобилей «Жигули» или «Запорожец», 10 – «Москвич» или 8 – «Волга. Грузоподъемность платформы 20 т, масса тары 26 т и длина по концевым балкам рамы 20.8 м.
Платформа (рис. 7) цельнометаллической сварной конструкции, выполнена из гнутых и прокатных профилей. Кузов платформы состоит из нижней 4 и верхней 2 рам с металлическим настилом пола и направляющими устройствами, четырех концевых 1, двух средних 3 стоек и переходных площадок 5 на торцевой стороне каждого яруса. Для подъема на верхнюю раму платформа
оборудована лестницами 6. Стойки кузова коробчатого замкнутого сечения из гнутых профилей толщиной 6-7 мм.
Нижняя рама имеет хребтовую, две продольные боковые, две концевые, две шкворневые, одну среднюю усиленную и четыре промежуточные поперечные балки, две сквозные и четыре укороченные продольные балки для поддержания пола. Пол настлан из гофрированного листа толщиной 3 мм и высотой гофров 30 мм с поперечными щелевыми отверстиями для установки упоров под колеса автомашины.
Рис. 7 Специализированная двухъярусная платформа для легковых автомобилей
-19-
Направляющие устройства предназначены для обеспечения постановки автомобилей по длине центрального их расположения по ширине вагона. Они представляют собой систему ограждений из труб, направляющих роликов и рольгангов.
Верхняя рама состоит из средней и двух боковых продольных, двух концевых, двадцати промежуточных и трех усиленных поперечных балок. Настил пола выполнен из гофрированного листа толщиной 3 мм, как у нижней рамы.
Автомобили на платформе крепятся с помощью 68 колесных упоров, постоянно укрепленных на вагоне. Все несущие элементы кузова, включая настил пола, выполнены из низколегированной стали марки 09Г2Д.
Платформа оборудована тележками модели 18-100 с рессорным подвешиванием повышенной гибкости за счет уменьшения до четырех пружин вместо семи в каждом комплекте, так как нагрузка от колесной пары на рельсы почти в два раза меньше, чем у универсальной платформы.
Вследствие большой длины вагона автосцепка в кривой отклоняется на больший угол, что потребовало постановки розетки автосцепки пассажирского типа с увеличенной шириной окна.
Платформа модели 23-469 грузоподъемностью 59 т массой тары 29.2 т и длиной рамы 24 м Днепродзержинского вагоностроительного завода предназначена для перевозки леса в хлыстах. Платформа (рис. 8) имеет мощную раму 2 с двенадцатью металлическими неподвижными стойками 1 (по 6 на одну сторону) и металлическим гофрированным полом. В неподвижные стойки входят Г-образные кронштейны с механизмом поворота. Все несущие элементы рамы выполнены из низколегированной стали
марки 09Г2Д.
-20-
Рис. 8 Специализированная платформа для леса в хлыстах
Хребтовая 6 (рис 9), две боковые продольные 2, две концевые 1, две шкворневые 4, четыре основные 5 и одиннадцать поддерживающих 3 поперечных балок образуют раму платформы. Хребтовая балка 6 выполнена из двух двутавров №70Б переменной по длине высоты, соединенных против каждой поперечной балки диафрагмами 12 и двутаврами 10 №10 и перекрытых в средней части листом 8 толщиной 8 мм. В консольной части хребтовая балка усилена упорами автосцепки, как у всех грузовых вагонов.
Боковые балки 2 изготовлены из двутавра №55Б переменной по длине высоты. Концевые балки 1 сварные корытообразной формы и выполнены из вертикального листа толщиной 8 мм и двух горизонтальных – толщиной10 мм. Шкворневые балки 4 сварные, замкнутого коробчатого сечения из двух вертикальных (10 мм) и двух горизонтальных (12 мм) листов. К нижнему листу шкворневой балки на расстоянии 762 мм от продольной оси рамы приварены скользуны 13, а в зоне пересечения с хребтовой – пятники 11, которые болтами крепятся также к нижнему листу шкворневой и нижним полкам двутавров
хребтовой балки.
-21-
Рис. 9 Рама платформы для леса в хлыстах
Основные поперечные балки 5 рамы имеют сварную конструкцию двутаврового сечения и состоят из
вертикального листа толщиной 6 мм и горизонтального – 10 мм. Для пропуска труб воздушной магистрали тормоза в вертикальном листе поперечной балки предусмотрены отверстия 9. Вспомогательные поперечные балки 3 для поддержания настила пола и крепления тормозного оборудования выполнены из прокатного уголка 60х40х6 мм. Пол 7 настлан из гофрированных листов толщиной 2.5 мм.
В местах установки поперечных балок по обе стороны рамы приварены основные стойки. Между стойками поперек вагона установлены гребенки высотой 100 мм для предохранения от смещения хлыстов вдоль платформы. Стойки к раме крепят при помощи фасонных ребер жесткости. На стойках установлены верхние кронштейны с механизмом их поворота. Кронштейн представляет собой конусообразную трубу, изогнутую по форме габарита подвижного состава. Поворот и подъем
-22-
кронштейнов осуществляются с поверхности земли одним рабочим. По требованию заказчика вагон может быть оборудован цепными стяжками вместо механизма поворота Г-образных кронштейнов.
Кузова полувагонов
По схеме, когда несущими элементами кузова, передающими все вертикальные силы, являются рама и боковые стены (рис. 1б) работает кузов полувагона.
Полувагоны предназначены для перевозки каменного угля, руды, леса, проката металлов, а также других сыпучих и штучных грузов, не требующих укрытия и защиты от воздействия атмосферной среды. Кузов полувагона не имеет крыши, что обеспечивает удобство исполнения разнообразных средств механизации при погрузке и выгрузке вагона. Полувагоны делятся на универсальные – с разгрузочными люками в полу и
специализированные – с глухим кузовом (без крышек люков в полу и с глухими торцевыми стенами). Специализированные полувагоны с глухим кузовом предназначены для перевозки сыпучих грузов в замкнутых маршрутах с разгрузкой их на вагоноопрокидывателях. Наряду со специализированными полувагонами с плоским полом строятся также полувагоны-хопперы с кузовами бункерного типа.
В эксплуатации на железных дорогах России и стран СНГ находятся в основном четырехосные полувагоны постройки ГПО Уралвагонзавод (УВРЗ) с глухими торцевыми стенами (моделей 12-119, 12-132) и полувагоны постройки Крюковского вагоностроительного завода (КрВЗ Украина) с торцевыми стенами в виде двухстворчатых дверей (моделей 12-753, 12-1000 и 12-757).
-23-
Восьмиосные полувагоны УВЗ строились небольшими партиями с 1964 по 1983 гг. за этот период было разработано, построено и испытано 10 моделей вагонов грузоподъемностью 125-133т. Однако на промышленное производство они не вышли из-за ряда технических проблем, возникших на начальной стадии их проектирования и эксплуатации.
Кузов полувагона модели 12-753 цельнометаллический, с четырнадцатью люками в полу и двустворчатыми торцевыми дверями (рис. 10). Он состоит из рамы 13,двух боковых 1 и двух торцевых стен 2, а также пола, образованного крышками люков. Торцевые створки двери навешиваются тремя петлями 4 на кронштейны угловых стоек боковых стен и при необходимости открываются вовнутрь. Левая створка фиксируется в закрытом положении нижним запором 6 в виде закидки, а правая – верхним клиновым запором 8. Наружная лестница 3 и поручень 5 установлены для удобства обслуживания вагона в эксплуатации. Для придания необходимой
прочности крепления угловых стоек к концевым балкам рамы и нижним обвязкам стен их соединения усилены накладками 9, 10, 11 и 12. Соединения промежуточных стоек с поперечными балками рамы также усилены накладками 14. На концевых балках рамы предусмотрены посадочные места 7 для постановки буферных стаканов на случай сцепления с вагонами железных дорог колеи 1435
мм, оборудованных винтовой стяжкой.
-24-
Рис. 10 Кузов универсального четырехосного полувагона
Рама (рис. 11) образована хребтовой 7, двумя концевыми 2, двумя шкворневыми 5 и четырьмя промежуточными поперечными 11 балками. Хребтовая балка, сваренная из двух Z-образных профилей 8 №31, перекрытых двутавром 10 №19, служащим для крепления петель 1 и навешивания на них крышек люков. В консольной части хребтовой балки установлены передние и задние упоры автосцепок. Передние упоры выполнены за одно целое с ударной розеткой 17. В зоне размещения поглощающих аппаратов снизу хребтовой балки крепятся поддерживающие планки 14, а в зоне задних упоров – усиливающие накладки 13. Для крепления тормозного цилиндра на хребтовой балке установлены кронштейны 12.
-25-
Рис. 11 Рама универсального четырехосного полувагона
Концевые балки 2 рамы значительно усилены по сравнению с балками выпускавшихся ранее моделей полувагонов, так как на них предусмотрены посадочные места для возможной установки буферных комплектов, через которые передаются значительные ударные нагрузки. Концевая балка 2 состоит из Г –образного элемента, нижнего горизонтального листа, опорной для угловой стойки планки и укороченного вертикального листа. Лобовой вертикальный лист на всей своей длине имеет выштамповку глубиной 50 мм, позволившую увеличить внутреннюю длину кузова и его объем без изменения длины вагона по осям сцепления автосцепок. В зонах постановки буферных стаканов балка дополнительно
усилена накладками и ребрами. Соединение лобового вертикального и горизонтального листов усилено полосой 50х10 мм, вместо примыканий нижнего листа к хребтовой балки – косынкой. С наружной стороны на лобовом листе укреплены поручень 15 и кронштейн стояночного тормоза. Сверху на концевой балки приварен порог 16, который служит упором дверей, препятствуя открыванию их наружу кузова.
-26-
Шкворневая балка 5 замкнутого коробчатого сечения. Она сварена из двух вертикальных листов толщиной 8 мм, верхнего с выпуклым гофром (10 мм) и нижнего3 гладкого (12 мм) листа. Место пересечения шкворневой и хребтовой балок усилен надпятниковой коробкой и накладками 6. В этой зоне к нижнему горизонтальному листу шкворневой балки приклепан пятник 4, а на расстоянии 762 мм от продольной оси вагонов – скользуны. Поперечные балки 11 сварные двутаврового сечения. Они состоят из вертикального листа толщиной 7 мм, верхнего гофрированного 8 мм и нижнего гладкого (12 мм). Гофры на верхних листах шкворневых поперечных балок служат для возвышения точек контакта длинномерных грузов над крышками люков и предупреждении их деформации. Шкворневые промежуточные поперечные балки выполнены переменной высоты по длине для обеспечения их равной прочности. Ко всем поперечным балкам приварены кронштейны 9 для опирания на них крышек люков в открытом положении.
Боковая стена (рис. 12) кузова цельнометаллическая. Она состоит из каркаса и гофрированных листов 9 и 10. Каркас стены сварен из восьми стоек – двух угловых 3 и шести промежуточных 11, связанных верхней 7 и нижней 12 обвязками. Верхняя обвязка 7 состоит из двух холодногнутых профилей толщиной 6 и 7 мм и имеет форму замкнутой коробки, а нижняя обвязка 12 выполнена
из прокатного уголка размером 160х100х10 мм. Все стойки изготовлены из гнутых профилей: угловые 3 – из специального профиля корытообразного сечения толщиной 8 мм, а шкворневые и промежуточные 11 - из омегообразного профиля толщиной 9 – 13 мм. Угловые стойки связаны с верхней обвязкой накладками 4 и5, а с нижней обвязкой – косынкой 15.
-27-
Для крепления поручня и придания основному профилю угловой стойки большей жесткости она по высоте связана накладками 1 и 2. Обшивка стены состоит из верхнего 9 и нижнего 10 листов толщиной 5 мм. Для придания им необходимой жесткости листы снабжены продольными гофрами глубиной 40 мм.
Рис. 12 Боковая стена универсального четырехосного полувагона
Для увязки и крепления груза внутри кузова боковые стены оборудованы увязочными кольцами 6 и скобами 16, а для установки лесных стоек – скобами 8. Для подтягивания вагона с помощью лебедки предусмотрены зачалочные скобы 17. На нижней обвязке стен закреплены планки 13, необходимые для размещения в них секторов запоров крышек люков и скобы 14, с помощью которых подтягиваются крышки ломом.
-28-
Крышки люков (рис. 13), образующие пол кузова, служат для выгрузки сыпучего груза из вагона при открытом положении. Для облегчения закрывания крышек каждая из них снабжена торсионным устройством 5 . Крышки к хребтовой балке шарнирно крепятся с помощью трех петель 1 .Крышки изготовлены из металлических гофрированных листов 2 толщиной 5 мм, подкрепленных элементами жесткости. К подкрепляющим элементам крышек относятся: боковые 7, передняя 8 и средняя 6 балки, а также усиливающая планка 3. Запор крышки люка состоит из закидки 11, сектора 10 и планки 9. Закидка имеет два зуба: при закрывании крышки вначале закидку ставят на нижний зуб, а затем через скобу 12 крышку подтягивают ломом так, чтобы запорные кронштейны 13 захватывались
верхним основным зубом закидки. Сектор 10 служит для фиксации закидки 11 в закрытом положении и предупреждения самопроизвольного открытия закидки 11, а следовательно, крышки люка.
Рис. 13 Крышка люка с торсионным механизмом
Груз через открытые люки высыпается из кузова по обе стороны самотеком.
-29-
Универсальный четырехосный полувагон модели 12-119 (рис. 14) отличается от вышеописанного конструкцией торцевых стен, угловых стоек и торсионных механизмов крышек разгрузочных люков. Достигнуто это за счет замены торцевых дверей на глухие стены 5, что позволило увеличить внутреннюю длину кузова с 12126 до 12770 мм без изменения продольных размеров рамы и вагона в целом. Концевые балки 4 не имеют посадочных мест под буферные стаканы. У них коробчатое сечение, образуемое из вертикальных листов. На лобовом листе сделана выштамповка глубиной 16 мм для установки розетки переднего упора автосцепки. Боковые стены 3 отличаются конструкцией угловых стоек 1 и нижней обвязки 2. Угловые стойки 1 выполнены в виде пластин из листового проката толщиной 8 мм. Узлы заделок стоек в раму усилены планкой. Нижняя обвязка 2 - прокатные уголки 160х100х12 мм. 
Рис. 14 Универсальный четырехосный полувагон с глухими торцевыми стенами
-30-
Торцевые стены имеют цельную конструкцию, жестко привариваемую к боковым стенам. Каждая торцевая стена состоит из металлического каркаса и гладкой листовой обшивки толщиной 4 мм. Каркас включает верхнюю и нижнюю обвязки, две боковые стойки, два горизонтальных пояса и две промежуточные полустойки. Обшивка приваривается к каркасу с внутренней стороны кузова. Верхняя обвязка каркаса сварена из гнутого элемента 160х145х90х6 мм и листа толщиной 5 мм. Боковые стойки выполнены из швеллера №12, горизонтальные пояса – из омегообразного профиля
размером 250х102х9 мм, полустойки – из швеллера №16, а нижняя обвязка – из уголка 160х100х12 мм. Боковые стойки с двух сторон приварены к угловым стойкам пластинами боковых стен, а полустойки - к концевой балке 4 рамы. Для повышения прочности соединения верхних обвязок торцевых и боковых стен они усилены приваренными накладками.
Крышки люков типовые с литыми косорасположенными кронштейнами и торсионными механизмами спаренного типа.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 1611; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!