Грузовой вагон
Грузовой вагон (устар. — товарный вагон) — это единица подвижного состава, предназначенная для перевозки грузов.
К грузовым вагонам относятся крытые вагоны, полувагоны, платформы, цистерны, изотермические вагоны и вагоны специального назначения, служащие для перевозки определенных видов грузов (цементовозы, транспортеры, специализированные цистерны, вагоны для технических нужд, перевозки скота, живой рыбы и др.).
Классификация
- по осности — двухосные, четырехосные, шестиосные, восьмиосные и многоосные. Вагоны бывают бестележечные и тележечные;
- по материалу и технологии изготовления кузова — цельнометаллические, с деревянной или металлической обшивкой, в основном сварные с отдельными клепаными узлами;
- по грузоподъемности, величине тары, нагрузке от колесной пары на рельсы, нагрузке на 1 м пути и другим параметрам;
- по габариту подвижного состава, которому они удовлетворяют,
- по ширине железнодорожной колеи — нормальной колеи (1435 мм), ширококолейные (более 1435 мм) и узкой (менее 1435 мм).
- По месту эксплуатации вагоны подразделяются на общесетевые и промышленного транспорта. Общесетевые вагоны допускаются для движения по всей сети железных дорог. Вагоны промышленного транспорта, если их конструкции полностью отвечают нормам для расчетов на прочность и проектирования вагонов магистральных железных дорог и требованиям Правил технической эксплуатации железных дорог (ПТЭ), имеют право выхода на пути сети железных дорог; вагоны других конструкций, не удовлетворяющие этим требованиям, допускаются для движения только по внутризаводским и другим промышленным путям замкнутого направления.
- По габариту подвижного состава различают вагоны, предназначенные для обращения по всей железнодорожной сети страны; вагоны, обращение которых допустимо только на реконструированных участках дорог СССР, и вагоны для международного сообщения.
- По материалам и технологии изготовления кузова вагоны делятся на цельнометаллические, с деревянной или металлической обшивкой, сварные и с отдельными клепаными сборочными единицами;
- по числу осей — на четырех-, шести-, восьми- и многоосные.
Подавляющее большинство грузовых вагонов четырехосные. Имеется незначительное количество шестиосных полувагонов, а также восьмиосных полувагонов и цистерн.
Основные элементы конструкции вагона
Все вагоны независимо от назначения и конструкции состоят из элементов (узлов), общих для вагонов любого типа. К этим элементам относятся
К ходовым частям относятся колесные пары, буксовые узлы и рессорное подвешивание. В современных вагонах ходовые части объединяются в самостоятельные узлы, называемые тележками. Кроме перечисленных элементов, тележки имеют раму, на которой крепятся детали рессорного подвешивания, тормозного оборудования и предохранительные скобы, а для передачи нагрузки от кузова на тележку — надрессорные балки с подпятниками и скользунами.
Ходовые части (тележки) являются наиболее ответственными узлами, которые должны обеспечивать безопасность движения вагона по рельсовому пути с необходимой плавностью хода (наименьшее динамическое воздействие на перевозимый груз и на элементы пути) и наименьшим сопротивлением движению.
Кузов вагона предназначен для размещения пассажиров или грузов. Конструкция кузова зависит от типа вагона. У многих вагонов основанием кузова является рама, состоящая в основном из продольных и поперечных балок, жестко соединенных между собой. На раме кузова размещаются ударно-тяговые приборы и часть тормозного оборудования. Рама кузова через пятники опирается на подпятники тележек, а у нетележечных вагонов — на упругие элементы рессорного подвешивания. Расстояние между центрами пятников называется базой вагона (у нетележечных вагонов это расстояние измеряется между осями крайних колесных пар).
Ударно-тяговые приборы служат для сцепления вагонов между собой и с локомотивом, для воспринятая, передачи и амортизации растягивающих (тяговых) и сжимающих усилий от локомотива и от одного вагона к другому. Современным ударно-тяговым прибором является автосцепное устройство, выполняющее все основные функции ударных (буфера) и тяговых (сцепки) приборов.
Тормоз предназначен для создания искусственного сопротивления движению поезда или отдельного вагона с целью регулирования скорости движения или остановки, а также для удержания на месте.
Технико-экономические характеристики
Для грузовых вагонов основными характеристиками являются: осность, грузоподъемность, линейные размеры, масса тары или просто тара, коэффициент тары, нагрузка от колесной пары на рельсы, нагрузка на 1 м пути (погонная нагрузка), удельный объем, удельная площадь.
- Осность определяется общим числом колесных пар (осей) данного вагона.
- Грузоподъемностью грузового вагона называется наибольшая масса перевозимого груза, на которую рассчитана его конструкция. Для грузовых вагонов характерной является средняя грузоподъемность одного вагона.
- Линейные размеры определяют базу вагона и его тележки, длину по осям сцепления автосцепок, длину и ширину кузова и высоту его от головки рельса. Базой вагона называется расстояние между центрами пятников вагона, базой тележки — расстояние между центрами осей колесных пар двухосной тележки, а у трех- и четырехосной — расстояние между центрами крайних осей. Базу вагона определяют исходя из условий вписывания в кривые и устойчивости вагона на рельсовом пути. Она зависит от длины и ширины вагона, а также от наименьших радиусов кривых участков пути.
- Тара вагона — это масса всех его частей (в порожнем состоянии), включая тележки и колесные пары. Тара определяется взвешиванием на специальных вагонных весах и указывается на боковых балках рамы вагона.
- Коэффициент тары показывает массу тары вагона, приходящуюся на 1 т его грузоподъемности. Он является сравнительным показателем экономичности вагонов различных типов и разной грузоподъемности. Для современных четырехосных вагонов коэффициент тары равен 0,33—0,38. Чем меньше этот показатель при одинаковой прочности конструкции, тем экономически выгоднее данный вагон в эксплуатации.
- Допускаемая нагрузка от колесной пары на рельсы зависит главным образом от типа рельсов, числа шпал, уложенных на 1 км пути, рода балласта и скорости движения поездов. С 1980 г. установлена наибольшая нагрузка от колесной пары на рельсы—228 кН (23,25 тс). Дальнейшее усиление мощности пути позволит довести допускаемую нагрузку от колесной пары на рельсы до 245 кН (25 тс). Данная нагрузка служит исходным параметром при проектировании новых вагонов, массовая поставка которых промышленностью начнется в ближайшие годы.
- Погонная нагрузка определяется отношением массы брутто вагона к длине его по осям сцепления и измеряется в тоннах на 1 м (т/м). Пополнение вагонного парка большегрузными вагонами с увеличенными погонными нагрузками — один из эффективных путец повышения провозной способности дорог. Такие вагоны позволяют формировать поезда увеличенной массы при существующих длинах станционных путей. Допустимая погонная нагрузка регламентируется несущей способностью мостов и других искусственных сооружений. В современных условиях предусматривается повышение погонных нагрузок путем внедрения восьмиосных вагонов. Кроме того, проводится подготовка сети дорог к внедрению увеличенного по сравнению с существующим габарита. На всей сети железных дорог допускается эксплуатация вагонов с погонной нагрузкой до 8,3 т/м, а на отдельных реконструированных участках — до 10,5 т/м. Новые линии строятся исходя из нагрузки 12,5— 14 т/м.
- Объем вагона определяется внутренними геометрическими раз-мерами кузова и характеризует вместимость вагона. Он рассчитывается по объемному весу наиболее массовых грузов, перевозимых в вагонах данного типа.
- Для сравнительной оценки экономичности вагонов различных типов и размеров обычно пользуются удельным объемом, определяемым как частное от деления полного объема вагона в кубических метрах на грузоподъемность в тоннах. Для крытых и изотермических вагонов удельный объем составляет 1,8—2,5 м3/т, для полувагонов и цистерн — 1 —1,4 м3/т.
- Удельная площадь для платформ определяется делением площади пола в квадратных метрах на грузоподъемность в тоннах.
Общие характеристики грузовых вагонов
Тип грузового вагона определяется его кузовом. Кузов - одна из основных частей вагона, определяющих его назначение. В зависимости от конструктивных особенностей кузов служит для размещения различных грузов при транспортировке.
Тип грузового вагона определяется его назначением, устройством кузова, а также специального оборудования, приспособленного для перевозки определенного груза. При выборе конструкции кузова вагона учитывают также особенности различных свойств грузов: изменение полезных качеств во времени и при транспортировке; чувствительность к воздействию атмосферных осадков; пылеобразование при выполнении погрузочно-разгрузочных работ; выдуваемость при перевозках, а также взрыво- и пожароопасность, воздействие грузов на окружающую среду и др. Кроме того, для массовых типов кузовов учитывается простота изготовления, ремонта и технического обслуживания в эксплуатации.
В эксплуатации находятся кузова грузовых вагонов различной конструкции, отличающиеся формой, размерами, особенностями устройства. Их можно объединить по отдельным признакам:
- в зависимости от условий эксплуатации кузова - на универсальные и специализированные;
- по свойствам перевозимых грузов - на открытые и закрытые;
- по конструкции рамы - со сквозной хребтовой балкой и без нее;
- по материалу обшивки - цельнометаллические, с металлической и неметаллической обшивкой, в которых внутренняя обшивка и пол изготовляются из древесных или других неметаллических материалов.
Кузова старотипных вагонов строили с металлической обрешеткой и деревянной обшивкой. При изготовлении современных кузовов широко используют электросварку, а в старотипных конструкциях применяли клепку или смешанную технологию.
В зависимости от способа выполнения погрузочно-разгрузочных операций кузова бывают с дверными проемами и люками в боковых стенах, с люками в крыше и в полу, с наклонными боковыми или торцевыми стенами, с раскрывающейся на стороны или сдвигающейся вдоль вагона крышей, раздвигающимися секциями боковых стен и др. Все закрытые кузова бывают без теплоизоляции или с теплоизоляцией, оборудованные системами охлаждения и обогрева или без них.
Классификация в зависимости от конструкции несущих элементов
В зависимости от конструкции несущих элементов кузова бывают трех типов: цельнонесущие, с несущими боковыми стенами и рамой, со свободнонесущей рамой.
- Цельнонесущие кузова устроены так, что нагрузка в них воспринимается рамой, боковыми стенами и крышей. По этому принципу строят современные кузова крытых, изотермических и пассажирских вагонов.
- Кузова с несущими боковыми стенами и рамой применяются в вагонах, в которых крыша не участвует в восприятии нагрузок. Данный принцип используется при проектировании современных кузовов полувагонов.
- Кузова со свободнонесущей рамой характерны для платформ, в которых боковые стены могут воспринимать только усилия распора находящегося в кузове груза. В этом случае основные нагрузки воспринимаются одной рамой, поэтому она должна быть более мощной.
Современный цельнометаллический кузов обладает наибольшей прочностью, устойчивостью, долговечностью при относительно небольшой массе и меньших расходах на содержание его в исправном состоянии.
Классификация крытых вагонов
Крытые вагоны предназначены для перевозки грузов, требующих защиты от атмосферных осадков. При необходимости такие вагоны могут быть переоборудованы для массовых перевозок людей и живности.
Крытые вагоны подразделяются на универсальные и специализированные. Универсальные крытые вагоны предназначены для перевозки широкой номенклатуры грузов, а специализированные - для перевозки грузов определенных видов. На сети железных дорог России и стран СНГ наиболее распространены четырехосные универсальные крытые вагоны. Четырехосный универсальный грузовой крытый вагон модели 11-066, имеет грузоподъемность 62…66 т и емкость кузова 120 м3. Длина вагона 14730 мм. Вагон выполнен по габариту 1-ВМ.
пакетироованных, зерновых и других грузов широкой номенклатуры, требующих защиты от атмосферных осадков. Каркас кузова вагона металлический, сварной, раскосно-стоечной конструкции. Он состоит из рамы, двух продольных боковых и двух торцевых ферм и крыши. Вертикальные стойки укреплены раскосами, которые воспринимают вертикальные и продольные усилия. Ферма каркаса, связанная верхним и нижним поясами (обвязки), воспринимает часть вертикальной нагрузки и частично разгружает раму вагона. Обшивка каркаса кузова выполнена из дерева, (часть вагонов имеет торцевые стены., обшитые стальным штампованным листом), крыша - металлическая.
На базе вагона 11-066 был разработан вагон с металлической обшивкой кузова модели 11-217, а также вагоны с уширенными дверными проемами и грузоподъемностью 68 т моделей 11-260 (увеличенной длины, объемом 138 м3), 11-270, 11-280 и другие.
Крытые вагоны можно приспособить под перевозку людей, для чего в кузове имеются несъемное настенное оборудование и печные разделки в крыше, через которые пропускают трубы печей отопления.
На базе кузовов вагонов общего назначения проектируется ряд специализированных вагонов, внутри погрузочного помещения которых предусматривают соответствующее оборудование и устройства. К ним относятся вагоны для перевозки автомобилей, скота, а также группа крытых хопперов, приспособленных для перевозки сыпучих грузов определенных видов и их механизированной погрузки и выгрузки. Двухъярусные крытые вагоны для перевозки скота двух моделей - 11-240 (без служебного отделения) и 11-246 (со служебным отделением). Вагоны выполнены по габариту 1-Т. Максимальная вместимость кузова вагона модели 11-240: овец - 220, свиней - 82. При комбинированной перевозке на нижнем ярусе размещается 20 голов крупного рогатого скота, на верхнем ярусе - 110 овец, 40 свиней. Кузов вагона модели 11-246 рассчитан на перевозку 168 овец, 64 свиней. При комбинированной перевозке на нижнем ярусе помещается 15 голов крупного рогатого скота, на верхнем - 80 овец, 30 свиней.
Каркас кузова этих моделей имеет раскосно-стоечную конструкцию, изнутри он обшит досками.
Крыша - металлическая с теплоизоляцией. Пол обоих ярусов состоит из дощатого настила. В настиле пола второго яруса предусмотрены люки с задвижными крышками, служащие для установки трапа для погрузки скота. Каждый ярус оснащен световыми окнами, а также кормушками и поилками, расположенными на боковых стенах кузова. В зоне дверных проемов на боковых стенах кузова укреплены двустворчатые поворотные решетчатые двери, при установке которых поперек вагона каждое грузовое помещение разделяется на два отсека. Это обеспечивает выделение места у загрузочных дверей для хранения и приготовления корма, а также позволяет рассредоточить скот по отсекам. В верхней части кузова установлены два бака для воды общей емкостью 1500 л, откуда вода самотеком подается к поилкам. Для обеспечения вентиляции грузовых помещений в боковых стенах кузова каждого яруса предусмотрены люки с откидными крышками, а в крыше - дефлекторы.
Двухъярусный крытый вагон для транспортировки легковых автомобилей модели 11-835 создан с целью обеспечения повышенной защиты и сохранности товарного вида перевозимого груза и выполнен по габариту 1-Т. Его кузов цельнометаллический, двухъярусный: нижний ярус размещен на раме кузова, верхний имеет свою раму несущей конструкции. В боковых стенах предусмотрены световые проемы, закрытые металлической сеткой. Торцевые стены с обеих сторон образованы двухстворчатыми дверьми, в нижней части которых размещены переездные площадки, обеспечивающие проезд автомобилей по всему составу. Погрузочно-разгрузочные операции выполняют своим ходом по переездным площадкам, направляющим устройствам и аппарелям. Нижние площадки снабжены стопорным устройством с замком, без открытия которого невозможно открыть двери. Крыша надежно защищает груз и предохраняет его от атмосферных воздействий.
Для закрепления автомобилей в кузове устанавливают съемные колесные упоры, обеспечивающие надежное закрепление автомобилей, что позволяет их транспортировать с обычными скоростями движения поездов.
Крытые вагоны-хопперы для транспортировки зерна и других пищевых сыпучих грузов модели 19-752 грузоподъемностью 70 т и модели 19-739 грузоподъемностью 65 т, спроектированы по габариту 1-ВМ. Кузов вагонов цельнометаллической конструкции бункерного типа, позволяющим использовать гравитационное свойство груза при его выгрузке самотеком (торцевые стены кузова наклонены в сторону крайних разгрузочных люков под углом 55° к плоскости рамы). Кузов данного вагона, имеющий шесть бункеров (по три с каждой стороны), состоит из рамы, боковых и торцевых стен и крыши. В целях обеспечения механизированной погрузки зерна в крыше предусмотрены четыре щелевых загрузочных люка, закрываемых крышками с резиновыми уплотнениями. Каждая крышка оборудована упругими закидками, которые совместно с механизмом запирания (вала и привода) прижимает крышку к горловине люка и предупреждает ее самопроизвольное открывание.
Крытые вагоны-хопперы для перевозки цемента и других порошкообразных гранулированных материалов моделей 11-715 и 11-758 грузоподъемностью 67 и 72 т соответственно, построены по габариту 1-Т. Кузов вагонов цельнометаллический, имеет 4 бункера с механизмами для открывания и закрывания крышек при производстве погрузочно-разгрузочных операций. Угол наклона торцевых стенок и бункеров 50°.
Крытый вагон-хоппер для бестарной перевозки неслеживающихся минеральных удобрений модели 11-740 грузоподъемностью 64 т имеет угол наклона торцевых стен бункера 65° к горизонтали. Вагон построен по габариту 1-ВМ. Вдоль крыш по ее оси расположены четыре загрузочных люка, обеспечивающих равномерную загрузку кузова с одной установки. Крышки таких люков оборудованы специальным уплотнением и механизмами запирания, обеспечивающими надежную защиту груза от попадания атмосферных осадков. Имеется механизм централизованного блокирования всех крышек и опломбирования их с переходной площадки вагона, что предотвращает самопроизвольное открывание крышек как в пути следования, так и на стоянке. В нижней части кузова размещены четыре разгрузочных бункера, внутренние гладкие стенки которых в сочетании с коньками хребтовой балки образуют наклонное (55°) днище, что обеспечивает выгрузку груза на сторону от пути через эти люки. Механизм разгрузки с пневматическим приводом обеспечивает как попарное открывание или закрывание крышек люков, так и всех четырех одновременно. Предусмотрена возможность аварийного ручного открывания люков.
Крытый вагон-хоппер для бестарной перевозки муки модели 17-486 грузоподъемностью 52 т габарита 1-Т состоит из рамы, в средней части которой хребтовая балка отсутствует, и укрепленных на ней четырех бункеров коническо-цилиндрической формы, изготовленных из листов алюминиевого сплава. Сверху емкости соединены между собой переходными мостиками. Загрузка бункеров производится сверху самотеком через люки, которые герметически закрываются крышками, унифицированными с крышками загрузочных люков автомобилей-муковозов. Разгрузка вагона - нижняя, с помощью пневмосистемы, включающей узлы подачи сжатого воздуха и аэрации, продуктопроводы с арматурой, штуцеры для подключения манометров и предохранительных клапанов.
Специализированный крытый вагон для транспортировки тарно-штучных и пакетированных грузов, требующих защиты от атмосферных осадков и внешних воздействий, модели 11-274 грузоподъемностью 58 т габарита 1-ВМ, имеет цельнометаллический кузов сварной конструкции. Боковые и торцевые стены его обшиты металлическим листом. Рама кузова также покрыта металлическим листом, поверх которого настлан пол из досок. Крыша кузова - цельнометаллическая, сверху дополнительно установлено защитное покрытие из металлических листов, служащее для предохранения основной крыши от прожога при обрыве контактного провода. Внутри кузов обшит фанерой с теплоизоляцией. Загрузка вагона осуществляется через боковые и внутренние распашные двери. Защитные двери, открывающиеся наружу вагона, обшиты металлическим листом. Наружные задвижные двери - самоуплотняющиеся. Кузов вагона оснащен постоянными инвентарными устройствами для крепления груза.
Полувагоны
Полувагоны предназначенны для перевозки сыпучих, навалочных и штучных грузов (каменного угля, руды, леса, проката металлов и др.), не требующих укрытия и защиты от атмосферных осадков. Они являются основным типом вагонов (около 35 % грузового парка - полувагоны), так как имеют наиболее высокие показатели использования. У полувагонов нет крыши, что позволяет полностью механизировать погрузку и выгрузку, обеспечивая удобство производства трудоемких операций с помощью эффективных средств механизации (экскаваторов, кранов, вагоноопрокидывателей и др.). Для механизации разгрузки в полувагонах предусмотрены люки в полу, закрываемые крышками. Когда люки открывают, груз высыпается под действием собственного веса.
В эксплуатации находятся четырехосные полувагоны, а также небольшое количество шести- и восьмиосных полувагонов. По назначению полувагоны подразделяются на универсальные и специализированные.
Основную массу составляют универсальные четырехосные полувагоны габарита 0-ВМ. Кузова универсальных четырехосных полувагонов грузоподъемностью 71 и 69 т моделей 12-119 и 12-753 с металлическими стойками, раскосами и металлической обшивкой изготовлены из типовых профилей и отличаются некоторыми конструктивными особенностями. Так, полувагон модели 12-753 оборудован двустворчатыми торцевыми дверьми, открывающимися внутрь, что позволяет использовать полувагон для перевозки лесоматериалов и проката в тех случаях, когда груз по длине несколько выступает за пределы кузова. Кузов вагона модели 12-119 имеет глухие торцевые стены и обладает большей прочностью, так как в нем прочно связаны между собой боковые стены. Кроме того, это позволило увеличить внутреннюю полезную длину без изменения продольных размеров рамы и повысить объем кузова на 2 м3.
Пол типового четырехосного универсального полувагона состоит из 14 штампованных крышек люков (по семь с каждой стороны), шарнирно подвешенных к хребтовой балке. Запорный механизм крышек люков включает в себя запорный крюк с фиксирующим устройством и скобы для поджатия люка к угольнику нижней обвязки боковой фермы кузова. Полувагоны имеют также скобы для установки деревянных стоек и приспособления для крепления грузов. В эксплуатации находятся полувагоны моделей 12-1505 и 12-1592 грузоподъемностью 69 и 71 т с глухим полом из листа увеличенной толщины, которые построены на базе универсального цельнометаллического полувагона, но в отличие от него не имеют люков в полу. Разгрузка таких вагонов производится на вагоноопрокидывателях. Имеется некоторое количество шестиосных полувагонов модели 19-П152 грузоподъемностью 94 т, а также универсальные восьмиосные полувагоны модели 12-508 грузоподъемностью 125 т.
В настощее время массово выпускаются модернизированные универсальные четырехосные вагоны моделей 12-9085, 12-9818, 12-7023, 12-132 и другие
К специализированным полувагонам относятся вагоны-самосвалы (думпкары), бункерные вагоны для перевозки нефтебитума, а также ряд специализированных полувагонов-хопперов для перевозки торфа, горячих окатышей, агломерата и т.д. Повышение технического уровня вагонного парка железных дорог СНГ достигается за счет увеличения доли специализированных полувагонов повышенной грузоподъемности, а также с кузовами типа хоппер для сыпучих грузов, не требующих укрытия.
Четырехосный специализированный полувагон модели 12-4004 увеличенной длины, габарита 1-Т грузоподъемностью 58 т предназначен для перевозки технологической щепы и короткомерной древесины (длиной до 2 м) от мест производства к предприятиям целюлозно-бумажной промышленности по путям промышленных и магистральных железных дорог. Пол кузова образован двадцатью двумя унифицированными крышками разгрузочных люков, крепление которых к раме и их запирающие устройства аналогичны этим устройствам универсальных полувагонов.
Восьмиосный специализированный полувагон модели 22-466 габарита 1-Т грузоподъемностью 105 т предназначен для перевозки крупнокусковой медной руды от мест добычи до металлургических предприятий. Погрузка руды в полувагон производится экскаваторами, а выгрузка - с помощью вагоноопрокидывателя. Четырехосные полувагоны-хопперы моделей 20-471 и 20-480 габарита 1-ВМ грузоподъемностью 65 и 70 т предназначены для перевозки горячих окатышей и агломерата температурой 700 °С с места производства на приемные бункеры доменной печи или на склады накопления. Кузова вагонов имеют раму, две боковые вертикальные, две торцевые стены (с углом наклона 41° к плоскости рамы) и два бункера с двумя разгрузочными люками. Крышки разгрузочных люков открывают и закрывают при помощи специального механизма.
Для перевозки битума используются бункерные полувагоны модели 15-Б862 габарита 1-ВМ грузоподъемностью 40 т, у которых расположенные на платформе бункера имеют двойные стенки для подвода пара и могут поворачиваться (опрокидываться). При выгрузке пар подплавляет битум, прилегающий к стенкам бункера, который после опрокидывания освобождается от груза. Опрокидывание загруженного бункера облегчается тем, что его центр тяжести расположен выше опорных поверхностей. В порожнем бункере центр тяжести находится ниже его опор, и это способствует возвращению бункера в исходное положение.
Для перевозки среднетоннажных контейнеров применяются четырехосные полувагоны моделей 13-Н001 и 11-Н003 габарита 0-ВМ, переделанные из универсальных полувагонов. Открытый четырехосный вагон-хоппер модели 22-473 габарита 1-Т грузоподъемностью 58 т применяется для перевозки фрезерного и кускового торфа. Вагон имеет 2 бункера с нижними разгрузочными люками, приводимыми в действие пневматическими разгрузочными цилиндрами. Открытый четырехосный вагон-хоппер модели 20-Х351 (ЦНИИ-ДВЗМ) габарита 1-Т грузоподъемностью 63 т применяется для перевозки и дозировки балласта при отсыпке балластной призмы. Вагон имеет 4 нижних разгрузочных люка (2 внутренних и 2 наружных), приводимых в действие четырьмя пневматическими разгрузочными цилиндрами.
Вагоны-самосвалы
Вагоны-самосвалы (думпкары) служат для транспортировки и механизированной разгрузки сыпучих и кусковых грузов для эксплуатации на путях промышленных и магистральных железных дорог. Четырехосные вагоны-самосвалы модели 31-638 грузоподъемностью 60 т и моделей 31-673, 31-656 грузоподъемностью 66 т габарита 1-Т имеют металлический кузов, опрокидываемый на 2 стороны на угол 45° с помощью 4-х пневматических разгрузочных цилиндров (по 2 с каждой стороны). Модернизированный 6-осный вагон-самосвал модели 31-634 габарита 1-Т имеет грузоподъемность 105 т и оснащен шестью пневматическими разгрузочными цилиндрами.
Кузова платформ, предназначенных для транспортировки длинномерных грузов, металлоконструкций, контейнеров, колесной и гусеничной техники и других грузов, не требующих укрытия, не имеют стен и крыши. Несущим элементом, воспринимающим все нагрузки, является рама.
Кузов универсальной четырехосной платформы модели 13-401 габарита 0-ВМ грузоподъемностью 71 т состоит из мощной рамы с настилом пола, боковых и торцевых бортов. Типовая универсальная платформа имеет длину по осям сцепления автосцепок 14,6 м. Настил пола - деревянный из досок толщиной 55 мм. Продольные борта (4 шт.) высотой 0,5 м, а поперечные (2 шт.) высотой 0,4 м, стальные из гнутого профиля толщиной 3 мм. На боковых балках рамы установлены запирающие устройства (три клиновых запора с каждой стороны), державки петель бортов, скобы лесных стоек, увязочные кольца на концевых балках - кронштейны торцевых бортов.
На железных дорогах СНГ эксплуатируют различные модели платформ, отличающиеся друг от друга техническими характеристиками и конструктивными особенностями. Кузов универсальной четырехосной платформы модели 13-491 грузоподъемностью 66,5 т удлинен на 5 м, в результате чего на 40 % возросла площадь пола. Кузов этой платформы снабжен 14 боковыми бортами (по 7 с каждой стороны). Ее рама значительно усилена.
Кузов двухъярусной четырехосной платформы для перевозки легковых автомобилей модели 13-479 габарита 1-Т грузоподъемностью 20 т имеет нижнюю и верхнюю рамы с металлическим настилом пола, оборудованным направляющими устройствами, обеспечивающими погрузку и выгрузку машин самоходом, а также надежного их крепления во время движения в поезде. Верхняя и нижняя рамы соединены между собой четырьмя концевыми и двумя средними стойками. Для подъема на верхнюю раму платформа оборудована лестницами и переходными площадками, а для крепления автомобилей предусмотрены специальные устройства (упоры).
Четырехосная платформа модели 23-4000 габарита 1-Т грузоподъемностью 56 т предназначена для перевозки лесоматериалов длиной от 4,5 до 20,5 м. Ее кузов имеет 20 боковых стоек (по 10 с каждой стороны) и 2 торцевые стены. Между противоположными стойками, приваренными по обе стороны рамы, поперек вагона установлены гребенки высотой 100 мм для предохранения от смещения хлыстов леса вдоль платформы.
Вагоны-платформы
Вагоны-платформы широко используются для перевозки контейнеров. Для транспортировки среднетоннажных контейнеров предназначен вагон-платформа модели 13-Н453 грузоподъемностью 63 т. Для перевозки крупнотоннажных контейнеров используются платформы увеличенной длины модели 13-1796 (без бортов и настила), модели 13-9004 и другие Вагон-платформа модели 13-4107 применяется для транспортировки широколистового проката. Платформа представляет собой конструкцию, состоящую из нижней рамы с шарнирно закрепленной на ней верхней поворотной рамой, которая устанавливается с помощью приводного механизма с пневмоцилиндрами горизонтально - при погрузке и разгрузке и наклонно (под углом 52°) - при транспортировке. Конструкция платформы обеспечивает надежную фиксацию и крепление перевозимого листового проката с помощью специальных упоров, регулирование ширины грузовой площадки в зависимости от ширины транспортируемого груза, а также возможность производить погрузочно-разгрузочные операции типовыми грузоподъемными механизмами.
Для перевозки тяжеловесных крупногабаритных грузов, не размещающихся на обычных платформах (мощные трансформаторы, части гидравлических турбин, статоры и роторы генераторов большой мощности, станины крупных станков, маховики и котлы большого диаметра и др.), применяют транспортеры различных типов, которые являются специализированным видом подвижного состава. На отечественных дорогах эксплуатируют транспортеры, различающиеся между собой типами - платформенного, площадочного, колодцеобразного, сочлененного и сцепного типов; числом осей от 4 до 32; грузоподъемностью - от 55 до 500 т, линейными размерами и другими характеристиками.
Платформенные транспортёры
Платформенные транспортёры предназначены для перевозки тяжеловесных грузов, перевозка которых на платформе невозможна ввиду превышения допускаемого момента изгиба рамы. По сути платформенный транспортер - эта также платформа, но с усиленной рамой. Транспортеры платформенного типа бывают 4-, 6- и 8-осные грузоподъемностью 64, 92, 110, 120 тонн. Данные транспортеры используются для перевозки тяжеловесных грузов - техники, станков, оборудования, длинномерных грузов. Прямая площадка позволяет размещать даже длинные грузы достаточно просто, а крепление производится металлическими упорами, которые приваривают к накладному листу, закрепленному болтами на раме транспортера.
Площадочные транспортёры предназначены для перевозки грузов, габариты которых делают перевозку или более дорогой или невозможной по железной дороге. Поэтому такие транспортёры имеют пониженную погрузочную площадку благодаря изогнутой форме главной балки, что позволяет понизить индекс негабаритности груза и соответственно стоимость перевозки по железной дороге. Транспортеры площадочного типа бывают 4-, 8-, 16-осные грузоподъемностью 66, 100, 110, 120, 200, 220 тонн. Несмотря на существенный недостаток, - длина площадки ограничена, что порой не позволяет разместить длинные грузы, - площадочные транспортеры - одни из самых распространенных при перевозке по железной дороге негабаритных и тяжеловесных грузов.
Транспортеры колодцевого типа предназначены для перевозки грузов круглой или квадратной формы, высота которых не позволяет перевозить их на обычных платформах. Кузова транспортеров колодцеобразного типа имеют главную несущую балку, состоящую из двух боковых продольных элементов, между которыми в средней части расположен колодец, позволяющий разместить выступающую часть груза. Колодец позволяет существенно понизить индекс негабаритности груза. Транспортеры колодцевого типа бывают 4-, 6-, 8-осные грузоподъемностью 52, 61, 80, 110 тонн. Погрузка грузов в колодцевые транспортеры ограничена внутренним размером колодца.
Транспортеры сцепного типа используются для перевозки длинномерных грузов и представляют собой несколько транспортеров-сцепов, соединенных между собой. Транспортеры сцепного типа бывают 8-, 12-, 16-, 24- и 32-осные грузоподъемностью 120, 240, 340, 480 тонн . Каждый сцеп имеет сменные опоры-турникеты, служащие для укладки груза. При полном использовании 32-осного транспортера для перевозки груза массой до 480 т сменные опоры снимают и закрепляют в специально предусмотренных местах на надтележечных балках транспортера. В этом случае груз располагают на стационарных опорах, установленных посередине несущих балок. Опоры могут поворачиваться относительно вертикальной оси, а одна из них, кроме того, поступательно перемещаться вдоль продольной оси транспортера. Такая подвижность опор обеспечивает свободное прохождение транспортера с грузом кривых участков пути радиусом до 150 м.
Транспортеры сочлененного типа предназначены для перевозки сверхнегабаритных грузов: мощных силовых трансформаторов и статоров крупных электрогенераторов, а также других крупногабаритных и тяжеловесных грузов, но с использованием специальных вспомогательных приспособлений. Транспортер имеет две консоли, опирающиеся через систему балок на ходовые части. Перевозимый груз подвешивается между консолями транспортера и соединяется с ними валиками. Под действием собственного веса груз защемляется между верхними частями консолей и участвует в работе конструкции транспортера как несущий элемент. Грузоподъемность 16-, 20-, 28- и 32-осного транспортеров равна соответственно 220, 300, 400 и 500 т.
Цистерны
Цистерны предназначены для перевозки жидких, затвердевающих, газообразных и пылевидных грузов. Их основным элементом является котел, представляющий собой специфическую форму кузова. Значительное разнообразие грузов обусловливает существенные различия конструкций котлов цистерн. В зависимости от видов перевозимых грузов цистерны могут быть разделены на две группы:
- общего назначения - для перевозки широкой номенклатуры нефтепродуктов: светлых (бензин, керосин и т.п.) и темных (нефть, минеральные масла, мазут и т.п.). Повышенная огнеопасность светлых нефтепродуктов при ненадежной герметичности нижних сливных приборов обусловила оборудование цистерн для их перевозки устройствами верхнего слива (через колпак). Цистерны для темных нефтепродуктов, менее огнеопасных, оборудуют нижними сливными приборами. Ввиду того, что темные нефтепродукты являются вязкими жидкостями, котел цистерны снабжают пароподогревательной рубашкой.;
- специальные цистерны - для перевозки отдельных видов грузов, требующих особых условий транспортировки и (или) погрузки/выгрузки: пищевых продуктов, химически активных жидкостей, сжиженных газов и др. Специальные цистерны строят сравнительно небольшим числом, а для удобства эксплуатации, ремонта и постройки они имеют унифицированные с цистернами общего назначения рамы, узлы крепления котла, ходовые части и другие элементы.
В зависимости от вида несущих элементов цистерны делятся на конструкции с рамой, у которых все основные нагрузки, действующие на вагон, воспринимаются рамой кузова, и такие, у которых эти нагрузки воспринимаются котлом, - безрамные цистерны. Кроме того, цистерны, подобно другим типам вагонов, различают по осности, грузоподъемности, объему котла, материалу и способу его изготовления и другим признакам. Технические требования к цистернам регламентированы соответствующим государственным стандартом.
Цистерны общего назначения применяются для перевозки нефти и нефтепродуктов. Четырехосная цистерна для светлых нефтепродуктов модели 15-1443 габарита 02-ВМ грузоподъемностью 60 т имеет котел с полезной емкостью 71,7 м3. Внутренний диаметр котла равен 3000 мм. Толщина броневого листа (шпангоута) составляет 11 мм, верхних и боковых - 9 мм, днищ - 10 мм. Все листы и днища соединены стыковыми швами. Тара цистерны составляет 23,2 т. Крепление котла на раме осуществляется в средних и концевых его частях.
Цистерна оборудована наружными и внутренними лестницами с площадками у колпака, универсальным сливным прибором и предохранительно-впускным клапаном. Для обеспечения полного слива груза броневой лист выгнут так, что возникает уклон к сливному прибору. Котел цистерны окрашен в светло-желтый (палевый) цвет, в верхнем правом углу каждой стороны цилиндрической части котла имеется трафарет, соответствующий виду перевозимого вещества. Четырехосные цистерны модели 15-150-04 габарита 1-ВМ грузоподъемностью 66 т имеют котел увеличенного диаметра полным объемом 85,6 м3.
Перевозка мазутов, битума, смазочных масел и других вязких нефтепродуктов связана со значительными трудностями их выгрузки из котлов.
Для облегчения слива таких грузов созданы цистерны для перевозки темных (вязких) нефтепродуктов моделей 15-897, 15-1566 и др. с наружной подогревательной рубашкой (кожухом). Рубашка находится в нижней части котла. Она образуется стенками котла и наружным листом, которые связаны между собой каркасом из углового проката. Для подогрева груза в рубашку подается пар через штуцер кожуха сливного прибора, а выход пара или конденсата происходит через два патрубка, расположенных по концам котла. Достоинства таких цистерн в значительном сокращении времени слива, устранении обводнения груза, происходящего при разогреве паром, подводимым непосредственно к грузу, уменьшении расхода пара. К недостаткам можно отнести увеличение тары на 1 т, вызванное устройством рубашки, используемой только при сливе высоковязких грузов.
На сети железных дорог СНГ используются восьмиосные цистерны безрамной конструкции моделей 15-871 и 15-1500 габарита 1-Т грузоподъемностью 120 и 125 т. Эти конструкции отличаются большой грузоподъемностью и увеличенным удельным объемом котла. В восьмиосной цистерне безрамной конструкции котел цистерны, имеющий цилиндрическую форму и сравнительно толстые стенки, использован в качестве цельнонесущей конструкции. Цилиндрическая часть котла с внутренним диаметром 3000 мм составлена из двух половин, сваренных встык.
Специальные цистерны используются для бестарной перевозки химически активных веществ (кислот, щелочей, спиртов, смол и т.д.), сжиженных газов, пищевых продуктов (молока, соков, виноматериалов, патоки), пылевидных и порошкообразных грузов (цемента, соды, муки и др.). Такие цистерны имеют котлы, изготовленные из материалов, стойких к воздействию перевозимых веществ, а также специальные устройства обеспечивающие необходимые условия транспортировки, погрузки и выгрузки.
Цистерна для перевозки серной кислоты модели 15-1226 имеет стальной котел, сливо-наливную трубу, патрубок с заглушкой для отбора проб, штуцер для установки манометра и предохранительно-впускной клапан. Для обеспечения полного слива груза нижний лист котла выполнен с уклоном в сторону поддона сливо-наливной трубы, размещенной в середине котла. В предшествующих конструкциях таких цистерн котел располагался с уклоном в одну сторону, колпак и сливо-наливная труба находились с пониженной стороны котла. Цистерны для перевозки улучшенной серной кислоты модели 15-1601 имеют котел, который изготовлен из двухслойной стали. Применение двухслойной стали с толщиной плакирующего слоя 2-3 мм обеспечивает значительную экономию нержавеющей стали по сравнению с котлом, полностью изготовленным из этого дорогостоящего материала. В такой цистерне может также перевозиться и уксусная кислота. Цистерна для перевозки олеума модели 15-1402 отличается от сернокислотной наружной изоляцией котла или подогревательной рубашкой, выполненной как на цистернах для высоковязких грузов. Цистерна для перевозки соляной кислоты модели 15-1230 имеет стальной котел, внутренняя поверхность которого покрыта слоем резины (гуммирована). Цистерна для перевозки фенола модели 15-1603 имеет стальной котел с металлизированной цинком внутренней поверхностью и наружным подогревательным кожухом (рубашкой). Цистерна оборудована универсальным сливным прибором. Цистерна для перевозки слабой азотной кислоты (до 58 %) модели 15-1487 имеет котел, выполненный из нержавеющей стали.
Цистерна для транспортировки желтого фосфора модели 15-1412 имеет кожух для подогрева и охлаждения груза, причем фосфор в котле находится под слоем жидкости с низкой температурой замерзания; котел изготавливается из двухслойной стали
Сжиженные газы перевозятся при большом давлении и поэтому изготовление и эксплуатация газовых цистерн регламентируется специальными правилами Гостехнадзора. Для защиты цистерн от нагрева солнечными лучами применяют теневые кожухи, окрашенные в светлый цвет и расположенные над верхней частью котла. Большое давление газа внутри котла обусловливает значительную толщину стенок последнего. Налив и слив в газовых цистернах осуществляется через вертикально расположенные трубы, укрепленные внизу в поддоне, предназначенном для обеспечения полноты разгрузки. Котлы газовых цистерн моделей 15-1407, 15-1408, 15-1556 15-558 и др. снабжены отличительными полосами на цилиндрической части и кругами на днищах. Например, полосы шириной 0,3 м красного цвета имеют цистерны для перевозки пропана, желтого - аммиака, зеленого - хлора, голубого - кислорода, азота и т.д.
Неисправности кузова и рамы вагона
ЗАПРЕЩЕНО выпускать вагоны со следующими неисправностями рамы и кузова вагона:
- повреждение или отсутствие металлических обшивок, настила пола, борта и других узлов кузова, крыши, дверей;
- повреждение дверных, бортовых запоров и шарниров, переходных площадок и подножек, обрыв или трещина хотя бы одного шарнирного соединения крышки люка или двери;
- пробоины и трещины во внутренней и наружной обшивке бункеров, уширение стенок бункеров более 100 мм, трещины и изломы в опорах бункеров вагонов для нефтебитума;
- вмятины на котле цистерны глубиной более 40 мм на площади не более 0,5 кв. м. Допускается наличие не более двух отдельных вмятин, расположенных на цилиндрической части цистерны и днище, за исключением зоны крепления
котла к раме (зоны лап и лежней) и опорных зон на расстоянии 200 мм до опоры и на сварных швах);
- отсутствие подножек у вагонов и дополнительно - лестниц у цистерн;
- трещины в узле крепления вертикальной стойки к раме, поперечные трещины в горизонтальных полках балок рамы длиной более 30 мм, трещины верхней обвязки;
- не фиксируется в вертикальном рабочем положении, отсутствует либо погнут, имеет трещину, в узлах крепления контейнера, хотя бы один фитинговый упор специализированных платформ для перевозки крупнотоннажных контейнеров;
- отсутствие или повреждение лесных скоб на платформах.