Категория:Вагоностроение
ПРЕДПРИЯТИЯ, выпускающие вагоны различных типов и различного назначения для магистрального, промышленного и городского транспорта, а также тормозное оборудование, автосцепные устройства, запасные части для вагонов, относятся к одной из отраслей транспортного машиностроения - вагоностроению.
Развитие вагонного парка отечественных железных дорог
Первые отечественные вагоны
Строительство первой магистральной дороги в России между Петербургом и Москвой выдвинуло задачу создания и массового производства грузовых и пассажирских вагонов отечественных конструкций. Для этого в 1843 г. было решено передать один из лучших заводов того времени — Александровский чугунолитейный завод (в Петербурге) — Министерству путей сообщения. Грузовые вагоны (платформы и крытые) завод начал выпускать с 1846 г. Они имели по две двухосные тележки. Вследствие недостатка металла в стране основным материалом для постройки вагонов являлась древесина, из которой изготовлялись и все несущие элементы кузова. Это создавало трудности в увеличении грузоподъемности вагонов и снижало эффективность применения прогрессивной конструкции — тележечного вагона. Четырехосные крытые вагоны постройки того периода имели грузоподъемность 8,2 т и коэффициент тары (отношение тары к грузоподъемности вагона), равный 0,95. Нагрузка от колесной пары на рельсы составляла всего 4 т при допустимой в то время 10 т. К открытию дороги (1851 г.) завод построил более 3000 таких вагонов.
На этом же заводе впервые в России было организовано строительство вагонов пассажирского парка. Вагоны, построенные в 1846 г., были четырехосными с двумя тележками (рис. 1.3). К числу больших технических достижений пассажирского вагоностроения того времени относится постройка служебного восьмиосного вагона длиной 25,2 м. Вагон был оборудован приборами отопления, вентиляции, а также имел умывальники и туалеты. Нижняя часть боковых стен представляла собой деревянную раму, армированную стальными листами. Первые отечественные грузовые и пассажирские вагоны имели объединенные ударно-тяговые приборы, которые выполняли функции сцепки и буферов.
В последующие годы был выбран более правильный для того времени путь (вследствие недостатка в стране металла) — строительство двухосных вагонов, в которых более рационально использовалась древесина во многих узлах, в том числе и в несущих элементах кузова.
По сравнению с первыми вагонами эти конструкции имели более высокие технико-экономические показатели. Например, коэффициент тары двухосных грузовых вагонов, построенных в 1855 г., составлял 0,79. Поэтому в дальнейшем грузовые крытые вагоны и платформы стали строить только двухосными, а существующие четырехосные вагоны переделывались на двухосные с постановкой буферов и винтовой стяжки сначала с несквозной, а затем со сквозной упряжью. Последующее развитие вагонного парка тесно связано со строительством государственных и частных железных дорог России, которые не были связаны между собой и не составляли единой транспортной сети страны. Поэтому каждая дорога проектировала и строила свои вагоны. Это привело к тому, что в 1875 г. на железных дорогах страны было до 50 типов различных крытых вагонов и около 35 типов платформ.
В развитии отечественного вагоностроения большую роль сыграли Ковровские мастерские и мастерские Юго-Западных железных дорог, а также Александровский завод, который в последующие годы в основном занимался ремонтом вагонов для Петербурго-Московской дороги Рама кузова вагонов Ковровских мастерских оснащалась несущими элементами из металлических балок, что позволило поднять грузоподъемность вагонов до 12,5 т.
Наряду с разработкой различных конструкций крытых вагонов и платформ началось строительство специальных вагонов для перевозки угля, строительных материалов, нефти, скоропортящихся продуктов, в том числе с 1861 г. полувагонов, положивших начало созданию цельнометаллических и саморазгружающихся вагонов. С 1862 г. на железных дорогах России стали эксплуатироваться изотермические и специальные вагоны для перевозки фруктов, молока, живой рыбы и т. д. В 1872 г. начали строить цистерны для перевозки жидких нефтепродуктов.
Большие изменения были внесены в конструкции пассажирских вагонов. В 1865 г. появились вагоны с двухосными тележками системы инж. Рехневского. Эти тележки имели двойное рессорное подвешивание, значительно улучшающее плавность хода вагона. С 1866 г. пассажирские вагоны строили с более удобным расположением мест для пассажиров, улучшенной теплоизоляцией и печным отоплением; с 1868 г. в каждом вагоне выделялись туалетные отделения с умывальниками. Ковровские железнодорожные мастерские с 1866 г. начали выпускать вагоны с индивидуальным паровым отоплением, а с 1877 г. — с индивидуальным водяным.
Последняя система отопления вагонов с незначительными изменениями сохранялась многие десятилетия. В эти же годы стали применять газовое освещение пассажирских вагонов.
Нормальный товарный вагон
В 1869 г. на железных дорогах России было впервые в мире введено бесперегрузочное сообщение между дорогами. Это потребовало нормализации парка грузовых вагонов, т. е. разработки единого по размерам и конструкции типа вагона для всей железнодорожной сети страны. Начало созданию такого вагона было положено в 1875 г. распоряжением Министерства путей сообщения об обязательной постройке новых крытых двухосных вагонов по «нормальному размеру» — длиной 6,4 м, шириной 2,743 м и грузоподъемностью 10 т. В основу этого типа вагона был положен наиболее совершенный крытый вагон конструкции Ковровских мастерских, который имел коэффициент тары 0,68. На VII совещательном съезде инженеров службы подвижного состава и тяги железных дорог России в 1884 г. были одобрены проекты улучшения конструкции вагонов и технические условия на постройку грузовых вагонов.
Нормализация пассажирских вагонов началась с постройки в 1896 г. Ковровскими мастерскими четырехосного пассажирского вагона длиной 18,02 м, который получил название 18-метрового и в дальнейшем длительное время был типовым для железных дорог России.
Появление более мощных паровозов и увеличение грузооборота некоторых железных дорог поставили перед инженерами задачу создания новых конструкций вагонов большой грузоподъемности.
По инициативе отдельных железных дорог с 1895 г. начинается строительство большегрузных четырехосных вагонов (цистерн, платформ, крытых, полувагонов, изотермических). Вначале строились бестележечные вагоны, а затем более совершенные тележечные, что позволило увеличить их грузоподъемность до 30—37,5 т. В отдельных конструкциях таких вагонов начали внедряться более совершенные элементы рамы кузова (несущие металлические продольные балки в форме бруса равного сопротивления изгибу), штампованные металлические стены и двери полувагонов, изотермические вагоны с машинным охлаждением и т. д. Придавая большое значение усовершенствованию вагонов, в 1899 г. на XXI съезде инженеров службы подвижного состава и тяги объявили конкурс на лучшую конструкцию большегрузного вагона.
Тележки
Пассажирские вагоны строились главным образом с двухосными тележками, имеющими двойное рессорное подвешивание; вагоны для международных сообщений имели тележки с тройным подвешиванием. С 1900 г. по предложению нашего соотечественника Р. Фетте стали строить тележки, которые в дальнейшем получили большое распространение. Изобретатели Н. К. Галахов и И. О. Браун создали новые конструкции эллиптических рессор. В 1906 г. были построены двухэтажные пассажирские вагоны с тележками системы Рыковского. Эти тележки вместо люльки имели листовые рессоры, расположенные вдоль боковых балок рамы. Впоследствии такая система была использована в Германии в тележках типа Герлицкого завода. В пассажирских вагонах, построенных в 1896 г. Коломенским заводом, кузов имел металлические несущие полустенки.
В этот период начинается также внедрение отдельных элементов кондиционирования воздуха в вагонах. На Среднеазиатской дороге в служебном вагоне в 1902 г. было осуществлено охлаждение воздуха, в 1915 г. был построен вагон с вентиляцией охлажденным воздухом.
Увеличение скорости движения и массы поездов потребовало изменения и усиления сцепных приборов и, в частности, перехода на несквозную упряжь. Это выдвинуло задачу усиления рамы кузова вагона, которая при данном типе упряжи полностью воспринимает тяговые усилия, и изменения конструкции тяговых приборов. Поэтому