«Подвижной состав»

Вид материала

Курсовой проект

Содержание Задание Четырехосный вагон-самосвал 5ВС-60, модель 19-Д001. Автосцепка в сборе. Оглавление 2. Классификация вагонов 3. Основные элементы конструкции вагонов 4. Конструкция четырехосного вагона-самосвала 5ВС-60 модели 19-Д001 Пневматические системы тормоза и разгрузки. 4.3. Работа системы разгрузки. Автосцепное устройство железнодорожного подвижного состава Назначение автосцепных устройств. Механические автосцепки Расположение автосцепного устройства на подвижном составе. Действие автосцепки. 6. Габариты подвижного состава Габаритом приближения строений Габаритом подвижного состава Список условных обозначений на чертежах Список литературы

Подобный материал:

• Подвижной связи, а также оборудования наземного сегмента спутниковой подвижной связи,, 919.36kb.
• 1. Глобальная система подвижной связи Архитектура сети gsm. Мобильная станция. Подсистема, 37.89kb.
• Предоставление доступа к информационным и сервисным ресурсам Интернет абонентам сети, 110.97kb.
• 1 назначение сетей подвижной связи связь одна из наиболее динамично развивающихся отраслей, 2493.28kb.
• Краткий курс лекций по дисциплине «Подвижной состав железнодорожного транспорта» специальность, 910.14kb.
• Е. В. Фастова 16 мая 2005 года методические рекомендации, 640.66kb.
• Технический регламент тс «О безопасности подвижного состава метрополитена» (тр тс ххх/2012), 727.31kb.
• 1. Глобальная система подвижной связи Услуги сетей подвижной связи. Архитектура сети, 83.72kb.
• Особенности функционирования массового пассажирского транспорта в г. Томске, 198.48kb.
• Конспект лекций для студентов заочного факультета специальности, 635.99kb.

МПС РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ


ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра «Вагоны и вагонное хозяйство»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ


Тема: «Подвижной состав»

Выполнил:	студент группы К-007 Голдовский А. М.
Проверил:	доцент кафедры «Вагоны и вагонное хозяйство» Дубинский В. А.

Санкт-Петербург

2001 г.

Задание

1. Четырехосный вагон-самосвал 5ВС-60, модель 19-Д001.
   
2. Автосцепка в сборе.
   

Оглавление

1. Введение

В 1996 г. в России отметили 150 лет с начала массового строительства вагонов магистрального транспорта. Вагоны строили на Александровском за­воде в Петербурге, они предназначались для первой магистральной железной дороги России – Петербург – Москва.

Первые вагоны были четырехосными с деревянными кузовами, централь­ной сцепкой, без боковых буферов. Тормозные устройства – с ручным приво­дом.

Для перевозки грузов, не требующих защиты от атмосферных осадков, строились открытые сверху полувагоны и платформы. Двухосные вагоны имели боковые буфера и центральные тягово-сцепные устройства.

В 1969 г. в России впервые в мире было введено бесперегрузочное сооб­щение, допускавшее эксплуатацию грузовых вагонов по всем дорогам страны. Эта целесообразная система эксплуатации обусловила нормализацию парка грузовых вагонов, т. е. создание одинаковых по типу, конструкции и размерам вагонов для всех дорог страны. Так, крытые вагоны строились с одинаковыми внутренними размерами кузова (длиной 6400 мм и шириной 2743 мм), их назы­вали вагонами «нормального типа».

Развитие нефтяной промышленности обусловило появление нового типа подвижного состава – цистерн, сначала зарубежной (1863 г.), а затем – отече­ственной постройки (1872 г.). Первые изотермические вагоны с ледяным охла­ждением появились в России в 1862 г., т. е. раньше, чем в США. Первый вагон с опрокидывающимся для высыпания груза кузовом построили в 1868 г., тоже за­долго до появления думпкаров в США. Имелись и другие специализированные вагоны.

Увеличение перевозок и грузооборота потребовало повышения грузо­подъемности вагонов. В 1895-1909 гг. были спроектированы и построены 13 конструкций четырехосных грузовых вагонов, однако широкого распростране­ния они в то время не нашли.

Первые пассажирские вагоны строились 1, 2 и 3 классов. Они отличались друг от друга населенностью, внутренним оборудованием и отделкой. Устрой­ство рессорного подвешивания обеспечивало необходимую плавность хода. В первых вагонах не было необходимых удобств. Однако уже в 1850 г. Александ­ровский завод построил два вагона усовершенствованной конструкции с ком­фортными условиями для пассажиров.

С 1863 г. пассажирские вагоны стали оборудовать туалетами и умываль­никами, а также печами сухого отопления. Ковровские мастерские впервые в мире (в 1866 г.) создали индивидуальное паровое, а затем (в 1887 г.) водяное отопление. Совершенствовались вентиляционные устройства. Фонари со све­чами с 1877 г. стали заменять газовым, а с 1887 г. – электрическим освеще­нием.

В 1923 г. началось строительство двухосных крытых вагонов грузоподъёмностью 20 т. Кроме увеличенной грузоподъёмности, эта конструкция отличалась от крытого нормального вагона металлическим каркасом стен и рамой кузова, полностью выполненной из металлических балок, что повышало прочность и надёжность вагона. Рама кузова имела среднюю продольную (хребтовую) балку, позволявшую оборудовать вагон автосцепкой.

Далее также и все пассажирские вагоны, строившиеся в восстановительный период, так же как и грузовые, имели хребтовые балки, рассчитанные на установку автосцепки.

В годы первых пятилеток осуществлялась реконструкция железнодорожного транспорта, важнейшими элементами которой являлось введение четырёхосных вагонов грузоподъёмностью 50-60 т, автосцепки, тормозов.

В конце войны начались интенсивные работы по восстановлению разрушенных вагоностроительных заводов, их реконструкции, созданию новых предприятий. При этом ставилась задача строительства лучших, чем до войны конструкций вагонов. Важным этапом в совершенствовании явился переход от углеродистых сталей к низколегированным, обладающим большей прочностью и лучшим сопротивлением коррозии.

2. Классификация вагонов

Современный парк вагонов представляет собой многообразие ти­пов и конструкций (свыше 200). Это обусловлено необходимостью удов­летворения разнообразным требованиям: обеспечения комфорта пасса­жирам, сохранения ценных качеств скоропортящихся грузов, предупреж­дения повреждения хруп­ких грузов, защиты многих грузов от атмосфер­ных осадков. Возможны также большая провозная способность железных дорог, универсальность вагонов, максимальное использование грузо­подъемности вагона и др.

Большое значение имеет рациональность конструкции вагонов и их тех­нико-экономических показателей, определяющая удобство перево­зок пассажи­ров, провозную способность железных дорог, возможность механизации и авто­матизации при постройке и ремонте вагонов, а также в процессе их эксплуата­ции (формирование поездов, погрузочно-разгру­зочные операции и др.), себе­стоимость перевозок, размеры капитальных вложений, необходимых для изго­товления и эксплуатации вагонов.

Перечисленными факторами определяется и сложность конструк­ции ва­гонов: теплоизоляция кузова, устройства отопления, вентиляции, охлаждения, электрооборудования, автоматического управления агрега­тами, обеспечение движения с большими скоростями, малым сопротив­лением движению, оборудо­вание автосцепкой и автотормозом, эффек­тивными материалами, минимальные затраты на постройку, ремонт и эксплуатацию.

Вагонный парк должен характеризоваться высокой надежностью и долго­вечностью конструкций, обеспечивающих безопасность движения поездов. Ме­жду тем, в каждом вагоне имеется большое число деталей, от конструкций и состояния которых зависит безопасность. Причем кон­тролировать состояние этих частей в эксплуатации часто приходится в короткие сроки и в неудобных условиях осмотра. Существенной особен­ностью вагонного парка является его массовость. Поэтому даже малые изменения, вводимые в конструкции вагонов, приобретают большие масштабы.

Вагоны разделяются по способу передвижения, назначению, тех­нической характеристике и месту эксплуатации. В зависимости от спо­соба передвижения вагоны бывают несамоходные, перемещение которых осуществляется локомо­тивами, и самоходные, называемые иногда авто­вагонами, которые для пере­движения получают энергию от контактной сети (электропоезда, вагоны метро) или имеют свою энергетическую ус­тановку (автомотрисы, трансферкары, ди­зель-поезда).

По своему назначению вагоны разделяются на две основных группы – пассажирские и грузовые.

Пассажирский вагон имеет кузов, представляющий собой закрытое по­мещение, оборудованное необходимыми для пассажиров устройствами (диваны для сидения или лежания, системы освещения, отопления, вен­тиляции, а ино­гда и охлаждения воздуха, туалеты, удобные входы и вы­ходы и т. п.). Парк пас­сажирских вагонов состоит из вагонов для пере­возки пассажиров, вагонов-рес­торанов, почтовых, багажных и специаль­ного назначения.

В зависимости от дальности перевозок пассажирские вагоны бы­вают:

• дальнего следования, предназначенные для перевозки пасса­жиров на большие расстояния. Такие вагоны бывают купейные или не купей­ные. Они оборудованы жесткими или мягкими ди­ванами для лежания и по этому признаку называются жесткими или мягкими вагонами;
  
• местного сообщения, предназначенные для перевозки пасса­жиров на более короткие расстояния преимущественно в днев­ное время. В этих вагонах имеются удобные кресла для сиде­ния;
  
• пригородные, предназначенные для перевозки пассажиров на не­большие расстояния в сравнительно короткое время: они оборудо­ваны жесткими или мягко-жесткими диванами для си­дения.
  

Вагоны рестораны предназначены для организации питания пас­сажиров в пути следования. Каждый из них имеет зал, кухню, кладовые, холодильные ка­меры для хранения продуктов и другие отделения.

Почтовые вагоны служат для перевозки почтовых грузов. Такой вагон имеет зал для почтовых операций и помещения для обслуживаю­щего персо­нала.

Багажные вагоны предназначены для перевозки багажа в пасса­жирских поездах. Они имеют кладовые с погрузочно-разгрузочными ме­ханизмами и по­мещения для обслуживающего персонала. Имеются также почтово-багажные вагоны, эксплуатируемые на участках железных дорог с небольшими пассажир­скими перевозками.

Пассажирскими вагонами специального назначения являются ва­гоны-ла­боратории, служебные, санитарные, вагоны-клубы и др.

Грузовые вагоны в зависимости от вида перевозимых грузов раз­деляются на следующие основные типы:

• крытые, предназначенные для перевозки зерновых и других сыпучих грузов, нуждающихся в защите от атмосферных осад­ков, для транс­портировки тарно-упаковочных и высокоценных грузов. Вагон имеет закрытый кузов, обычно оборудованный дверями и люками;
  
• полувагоны, предназначенные для перевозки навалочных гру­зов (руда, уголь, флюсы, лесоматериалы и т. п.), контейнеров, различных машин и др. Вагон имеет открытый сверху кузов, часто оборудован разгрузочными люками, а иногда и дверями;
  
• платформы, предназначенные для перевозки длинных и гро­моздких грузов (лесоматериалы, прокат, строительные мате­риалы и их полу­фабрикаты), контейнеров, автомашин и т. д. Эти вагоны обычно имеют настил пола на раме и откидные борта;
  
• цистерны, предназначенные для перевозки жидких и газооб­разных грузов (нефть, керосин, бензин, масла, кислоты, сжи­женные газы и т. п.). Кузовом вагона является резервуар (ко­тел) обычно цилиндриче­ской формы, имеющий люки для на­лива и устройства для слива груза;
  
• изотермические, предназначенные для перевозки скоропортя­щихся грузов (мясо, рыба, фрукты и т. п.). Кузов вагона имеет изоляцию и оборудование для создания необходимых темпера­турного и влажност­ного режимов. Современные изотермиче­ские вагоны выполняют в виде рефрижераторных секций с цен­тральной холодильной установ­кой и помещением для бригады в одном из вагонов (остальные вагоны секции используют для размещения груза) или с полным комплексом всего холодиль­ного оборудования в каждом вагоне (автономный реф­рижера­торный вагон). Раньше были распространены вагоны с льдосо­ляным охлаждением;
  
• вагоны специального назначения, предназначенные для грузов, тре­бующих особых условий перевозок. К этой группе относятся транспор­теры для перевозки тяжеловесных и громоздких гру­зов, вагоны для перевозки автомашин, цемента, скота и других специфических грузов, а также вагоны, предназначенные для технических нужд железных дорог (вагоны-мастерские, вагоны восстановительных и пожарных по­ездов и др.)
  

Согласно утвержденному в 1988 году классификатору грузовых ва­гонов все цистерны и изотермические вагоны отнесены к специализиро­ванным.

В зависимости от технической характеристики пассажирские и гру­зовые вагоны различаются:

• по осности – на двухосные, трехосные, четырехосные, шестиос­ные, восьмиосные, многоосные;
  
• по материалу и технологии изготовления кузова – на цельноме­талли­ческие, с металлическим каркасом и деревянной обшив­кой; выпол­ненные из стали, алюминиевых сплавов, пластмасс; со сварным или клепанным соединением частей;
  
• по грузоподъемности, величине собственной массы (тары), на­грузки от колесной пары на рельсы (осевой нагрузки), нагрузки на 1 м пути (погонной нагрузки) и другим параметрам;
  
• по габариту подвижного состава, которому они удовлетворяют, и по ширине железнодорожной колеи (ширококолейные и узко­колейные).
  

В зависимости от места эксплуатации вагоны бывают общесете­выми и промышленного транспорта. Общесетевые вагоны допускаются для движения по всей сети железных дорог страны. Вагоны промышлен­ного транспорта, по­мимо движения по внутризаводским и другим путям замкнутого направления, могут выходить на магистральные железные дороги, если при их проектирова­нии предусматривалось удовлетворение соответствующим нормам прочности, устойчивости и другим требова­ниям, предъявляемым к общесетевым вагонам.

3. Основные элементы конструкции вагонов

Вагоном называется единица железнодорожного подвижного состава, предна­значенная для перевозки пассажиров или грузов. При всем разнообразии типов и конструкций вагонов они имеют общие основные элементы (узлы или по-дру­гому - сборочные единицы). К ним относятся кузов, ходовые части, ударно-тя­говые приборы и тормоз.

Кузов вагона предназначен для размещения пассажиров или грузов. Его конст­рукция зависит от типа вагона. У многих вагонов основанием кузова является рама, состоящая в основном из совокупности продольных и поперечных балок, жестко соединенных между собой. Рама кузова опирается на ходовые части, на ней размещены ударно-тяговые приборы и часть тормозного оборудования.

Ходовые части предназначены для безопасного движения вагона по рельсовому пути, с необходимой плавностью хода и наименьшим сопротивлением движе­нию. К ходовым частям относятся колесные пары, буксы и рессорное подвеши­вание. В современных (имеющих более четырех колесных пар) вагонах ходо­вые части объединяются в самостоятельные узлы, называемые тележками. Кроме перечисленных элементов, тележка имеет раму, на которой крепятся детали рессорного подвешивания и тормозного оборудования, а также надрессорные и иные балки с подпятниками и скользунами, непосредственно воспри­нимающими нагрузку от рамы кузова.

Ударно-тяговые приборы предназначены для сцепления вагонов между собой и с локомотивом, для передачи и смягчения действия растягивающих (тяговых) и сжимающих усилий от локомотива и от одного вагона к другому. Современным ударно-тяговым прибором является автосцепное устройство, выполняющее ос­новные функции ударных (буфера) и тяговых (сцепка) приборов. Автосцепка, установленная на вагоне, автоматически взаимно сцепляется при нажатии или ударе с автосцепкой локомотива или другого вагона и расцепляется вручную при помощи специального рычага.

Уменьшение продольных усилий, передающихся на раму и другие части вагона через автосцепку, обеспечивают поглощающие аппараты. Помимо автосцепки и поглощающего аппарата, имеется тяговый хомут с клином, поддерживающими болтами и упорной плитой. Автосцепное устройство имеет также розетку с цен­трирующей балочкой, маятниковыми подвесками и передними упорами, а также задние упоры и поддерживающую планку.

Процесс сцепления двух автосцепок происходит следующим образом: скошен­ные поверхности больших зубов направляют малый зуб каждой автосцепки в зев другой. При этом, вначале замки под давлением малых зубьев перемеща­ются внутрь головной части, а после того, как малые зубья встали на свои места, замки, ничем не удерживаемые, под действием своего веса опускаются в образовавшееся пространство и занимают своё нижнее положение, запирая ав­то­сцепку.

Тормоза - это установленные на локомотивах и вагонах устройства, с помощью которых создаются тормозные силы, способствующие уменьшению скорости движения поезда или полной его остановке.

По способу управления тормоза делятся на автоматические и неавтоматиче­ские.

По принципу действия пневматические тормоза делятся на три основные группы: прямодействующие автоматические, автоматические не прямодейст­вующие и неавтоматические прямодействующие.

Автоматический прямодействующий тормоз применяется на всех грузовых ло­комотивах и вагонах. Тормоз называется автоматическим потому, что при по­нижении давления сжатого воздуха в магистрали из-за разъединения рукавов происходит торможение независимо от действий машиниста. Тормоз является прямодействующим, поскольку в заторможенном состоянии в положении ручки крана машиниста "перекрыта" с питанием тормозной магистрали происходит питание всей системы сжатым воздухом прямо из главного резервуара локомо­тива, а также неистощимым, так как утечки воздуха из тормозных цилиндров постоянно восполняются.

4. Конструкция четырехосного вагона-самосвала 5ВС-60 модели 19-Д001

4.1. Составные части и виды вагонов-самосвалов.

Вагон-самосвал (думпкар) состоит из сварных металлических конструкций кузова и нижней рамы 9, опирающейся на две двухосные тележки 15. На ниж­ней раме размещаются пневматическая система разгрузки, узлы автоматиче­ского тормоза и ударно-тяговые приборы 13.

Сам кузов состоит из верхней рамы 14 (она же - дно кузова), двух про­дольных бортов 1 и 5 и двух лобовых стенок 3, на которых размещаются меха­низмы открывания бортов 2,4.

Нижняя рама вагона-самосвала воспринимает ударно-тяговые усилия при движении вагона. Основой нижней рамы является хребтовая балка, которая сварена из двух двутавров и перекрыта металлическими листами. К хребтовой балке приварены цилиндровые кронштейны и шкворневые кронштейны, а также упоры кузова и лобовые листы с кронштейнами механизмов открывания бортов.

Для опоры кузова вагона - на цилиндровых и шкворневых кронштейнах размещаются подшипники, в которых закрепляются цапфы. В эти цапфы входят кронштейны цилиндров разгрузки, позволяющие в процессе работы поворачи­ваться цилиндрам относительно оси кронштейнов. Нижняя рама опирается на тележки типа ЦНИИ-Х3 через скользуны и пятники.

Верхняя рама представляет собой конструкцию, состоящую из продоль­ных боковых балок, которые между собой связаны поперечными элементами и верхним листом.

Поперечные элементы, которые расположены у шкворневых узлов, обра­зуют шкворневые балки, а у цилиндровых узлов - цилиндровые балки. К шквор­невым и цилиндровым балкам крепятся опоры, на которых поворачивается ку­зов во время выгрузки балласта.

Цилиндровые балки, испытывающие большие нагрузки, усилены про­дольными коробками швеллеров. Для навешивания бортов к боковым балкам приварены козырьки с ребрами и петли.

Вагоны-самосвалы в зависимости от их конструктивной схемы можно раз­делить на две группы: с неустойчивым и устойчивым кузовами.

Думпкар с неустойчивым кузовом, иногда называемый думпкаром с под­нимающимся бортом (ПБ), включает в себя главную нижнюю раму, на которой расположены кронштейны с отверстиями, служащими для крепления кузова при помощи валиков. Причём центр тяжести кузова располагается выше шарнирных опор, вследствие чего он находится в состоянии неустойчивого равновесия.

Такое конструктивное решение обеспечивает опрокидывание кузова при повороте его на малый угол. Для того чтобы не произошло самопроизвольного опрокидывания, думпкар оснащён надёжными запирающими устройствами, препятствующими перемещению упорных кронштейнов. Поднимающиеся боко­вые борта навешены на систему торцовых рычагов. Кузов опрокидывается с по­мощью сжатого воздуха, поступающего в цилиндры думпкара от локомотива через поездную магистраль.

Преимуществами таких конструкций являются:

+ для опрокидывания кузова требуются меньшие усилия;

+ в результате удара кузова об амортизаторы прилипший или примёрз­ший груз к полу более полно высыпается при разгрузке.

Недостатки:

- при отказе механизма запирания возможно самоопрокидывание кузова в пути следования с высыпанием груза;

- высокое положение центра тяжести, ухудшающее динамические каче­ства вагона, что не исключает сход его с рельсов;

- продольные борта длиной 10 м недостаточно прочно скреплены с кузо­вом, а соединены с ним лишь системой торцовых рычагов, что приводит к рас­пору этих бортов сыпучим грузом.

Поэтому из-за существенных недостатков и, в первую очередь, связанных с нарушением безопасности движения, конструкции думпкаров с неустойчивым кузовом не нашли широкого применения.

Думпкар с устойчивым кузовом (с откидным бортом - ОБ) имеет непод­вижную раму 9, на которой установлены два ряда цилиндрических опор 8 и 10, а в нижней части кузова соответствующие кронштейны с валиками 7 и 11. Сле­довательно, в транспортном положении кузов, оснащённый такими опорами, находится в состоянии устойчивого равновесия. Боковые продольные борта 1 и 5 надёжно прикреплены к нижней части кузова с помощью шарниров 6 и 12, а рычажные механизмы 2 и 4 удерживают их в закрытом положении. Опрокиды­вание кузова обеспечивается с помощью выхода штоков пневматических ци­линдров, расположенных со стороны, противоположной разгрузке. Боковой борт при помощи рычажного механизма 4 или 2 открывается, становясь про­должением наклонного пола, в результате чего груз не засыпает ходовые части вагона. Противоположный борт при этом удерживается рычажным механизмом 2 или 4 в закрытом положении.

Вагон-самосвал модели 19-Д001 является думпкаром с устойчивым кузо­вом. Поэтому рассмотрим составные части, а также работу систем разгрузки и торможения вагонов-самосвалов именно этого типа.

Лобовая стенка - это торцевая стенка кузова, которая представляет собой сварную коробку, предназначенную для размещения в ней механизма открыва­ния бортов. Она состоит из внутреннего листа, крайних и средних стоек, ко­зырька, а также наружных листов и кронштейнов - внутреннего и наружного.

Для осуществления осмотра и смазки механизма открывания бортов с на­ружной стороны сварной стенки установлен съёмный лист, имеющий окна.

Механизм открывания борта размещается внутри лобовых стенок кузова с обеих сторон вагона-самосвала и состоит из двух комплектов рычагов, которые открывают борт правой или левой стороны в зависимости от указанной стороны разгрузки (когда борт со стороны выгрузки открывается, противоположный ос­таётся в закрытом положении).

Механизм открывания борта думпкара состоит из центрального двупле­чевого рычага, который шарнирно закреплён на валике в лобовой стенке. Од­ним плечом рычаг через упорную тягу соединяется с нижней рамой, а второй - через регулируемую - с концевой петлёй борта. При разгрузке балласта кузов вагона опрокидывается, а упорная тяга, которая соединена с нижней рамой, вращает центральный двуплечий рычаг. При этом начинается движение регу­лируемой тяги, что приводит к открыванию борта.

Механизм открывания бортов обеспечивает плавное открытие борта и одновременно создаёт опережение угла открытия борта (по отношению к углу наклона пола кузова) на 9°. При повороте кузова на 27° борт становится про­должением пола кузова.

2. Пневматические системы тормоза и разгрузки.

Автоматический тормоз вагона-самосвала имеет такое же устройство и назначение, что и у обычного грузового вагона (см. п. 3). Большая часть думп­каров оборудуется, кроме того, автоматическим регулятором грузовых режимов торможения (авторежимом), который закрепляется на подрессорной части ва­гона (проседающей на рессорах под воздействием тяжести груза), а его опор­ная плита - на неподрессорной. На грузовом вагоне (вагоне-самосвале), обору­дованном авторежимом, привод переключателя режимов торможения снима­ется, а переключатель закрепляется в положении груженого режима (Г) при чу­гунных колодках и в положении среднего (С) режима - при композиционных.

Рассмотрим теперь пневматическую систему разгрузки думпкара. Раз­грузка происходит при наклоне кузова вагона-самосвала в одну или другую сто­рону. Наклон осуществляется при помощи цилиндров разгрузки, расположен­ных с каждой стороны думпкара.

Система разгрузки состоит из разгрузочной магистрали с концевыми кра­нами, не зависящей от тормозной магистрали, кранов управления разгрузкой и посадкой, воздухозамедлителя и цилиндров разгрузки одинарного действия и двойного действия. Для управления разгрузкой вагонов-самосвалов и возвра­щением кузова в транспортное положение с каждой стороны вагона по диаго­нали установлены краны управления разгрузкой и посадкой. На некоторых мо­делях имеется только по одному крану с каждой стороны, которыми осуществ­ляются обе операции (например, 6ВС-60).

Для исключения возможности случайного соединения тормозной и раз­грузочной магистралей, краны разгрузочной магистрали располагаются выше концевых кранов тормозной магистрали.

Воздухозамедлитель осуществляет соединение цилиндров нагрузки с раз­грузочной магистралью и отключение цилиндров от магистрали при достижении кузовом вагона-самосвала заданного угла поворота.

Воздухозамедлитель состоит из корпуса, вертикального клапана, гори­зонтального клапана, сектора, кронштейна, оси и поршня.

Цилиндры разгрузки осуществляют опрокидывание кузова для выгрузки из вагона балластного материала. На каждой стороне вагона установлены по два цилиндра разгрузки: одинарного и двойного действия. Для возвращения ку­зова в транспортное положение работает только один цилиндр - двойного дей­ствия.

Основные составные части цилиндров: шток, крышка, резиновое уплот­нение, корпус цилиндра, манжета, поршень, днище цилиндра и гайка крепления поршня.

Отличие цилиндра одинарного действия от цилиндра двойного действия заключается в том, что сжатый воздух в цилиндр одинарного действия подво­дится только к нижней полости цилиндра, а выпуск воздуха происходит через отверстие в штоке.

4.3. Работа системы разгрузки.

В транспортном положении ось ручки крана управления разгрузкой рас­полагается поперек его продольной оси. В этом случае нижние полости цилин­дров через воздухозамедлитель связаны с атмосферой, а верхняя полость ци­линдров двойного действия также соединяется с атмосферой через отверстие в клапане управления посадкой. При установке ручки крана управления разгруз­кой вдоль его продольной оси, воздух из разгрузочной магистрали поступает в нижнюю полость цилиндров разгрузки, а воздух из верхних полостей цилиндров уходит в атмосферу (из цилиндров двойного действия - через отверстие в кла­пане крана управления посадкой, а из цилиндра одинарного действия - через отверстие, просверленное в штоке цилиндра).

При постепенном опрокидывании кузова думпкара, поворачивается сек­тор воздухозамедлителя, который при помощи тяги связан с нижней рамой ва­гона. При этом уменьшается подача воздуха в цилиндры разгрузки, а при дос­тижении определенного угла поворота и совсем прекращается. Дальнейшая разгрузка осуществляется за счёт смещения центра тяжести двигающегося груза и расширения сжатого воздуха в цилиндрах.

Прекращение подачи воздуха в цилиндры разгрузки смягчает удар при разгрузке и уменьшает расход воздуха.

При постановке ручки крана управления разгрузкой в исходное положе­ние (для опускания кузова в транспортное положение), а ручки крана управле­ния посадкой - из исходного на 90º, воздух из нижней полости цилиндров через воздухозамедлитель выходит в атмосферу, а из разгрузочной магистрали воздух попадает в верхнюю полость и кузов возвращается в транспортное положение.

Как концевые краны, так и головки соединительных рукавов разгрузоч­ной магистрали должны быть окрашены в голубой цвет, а концевые краны и го­ловки соединительных рукавов тормозной магистрали - в красный цвет.

4. Автосцепное устройство железнодорожного подвижного состава

5.1. История внедрения автосцепного устройства

Применение автосцепки вместо винтовой упряжи явилось важнейшим ре­конструктивным мероприятием на железнодорожном транспорте, обеспечившим увеличение пропускной способности железных дорог.

Ручная сцепка не могла быть достаточно прочной для ведения тяжело­весных поездов, так как прочность стяжки определяется ее массой, которая ог­раничивается силой сцепщика. Кроме того, применение винтовой упряжи ус­ложняло маневровую работу, поскольку для формирования поездов требова­лось сцепление вагонов вручную и скручивание винтовых стяжек, что увеличи­вало время формирования и расходы на содержание сцепщиков. Помимо ука­занных недостатков, ручное сцепление вагонов вызывало многочисленные слу­чаи травматизма обслуживающего персонала.

Вышеприведенные особенности винтовой стяжки заставили железные дороги индустриально развитых стран, в первую очередь занимающих большие территории, интенсивно работать над созданием автосцепки. Впервые на под­вижном составе железных дорог автосцепка в массовом порядке была приме­нена в США. Перевод американского подвижного состава с винтовой упряжи на автосцепку (системы Дженни) продолжался около 10 лет и был закончен к 1900 г. Вопрос о введении автосцепки на подвижном составе железных дорог России рассматривался в конце XIX века. В 1906 г. на Московско-Казанской железной дороге американской автосцепкой (в виде опыта) было оборудовано 250 ваго­нов и несколько паровозов. Однако проблема введения автосцепки была под­робно изучена лишь в 1930 г. при разработке плана реконструкции железнодо­рожного транспорта. Позднее на железных дорогах испытывались автосцепки как зарубежных, так и отечественных конструкций.

В результате проведенных испытаний была принята для внедрения авто­сцепка ИРТ-3, позднее переименованная в СА-3 (советская автосцепка – третий вариант), разработанная в Институте реконструкции тяги И. Н. Новиковым, В. Г. Головановым, А. Ф. Пуховым и В. А. Шашковым под руководством проф. В. Ф. Егорченко.

Перевод подвижного состава железных дорог СССР с винтовой упряжи на автосцепку был начат в 1935 г. и осуществлялся постепенно путем оборудова­ния существующего подвижного состава автосцепным устройством на ремонт­ных предприятиях. Весь новый подвижной состав был оборудован автосцепкой, но с боковыми буферами. Наличие двух видов сцепки потребовало применения переходного приспособления для сцепления автосцепки с винтовой упряжью. Такое приспособление (двухзвенная цепь) использовалось в грузовых поездах. В пассажирских поездах вагоны с винтовой упряжью помещали в хвосте поезда, а головную часть (на автосцепке) с хвостовой соединяли при помощи специаль­ного переходного крюка со стяжкой, который ставился взамен автосцепки. По­следний способ сцепления вагонов с разнотипной упряжью применяется и в на­стоящее время при передаче российских вагонов на европейские железные до­роги колеи 1435 мм, имеющие подвижной состав с винтовой упряжью.

В 1957 году перевод на автосцепку подвижного состава советских железных дорог был полностью завершен, что позволило в результате увеличения веса поездов в несколько раз повысить пропускную способность грузонапряженных линий, увеличить переработку вагонов. Была ликвидирована опасна профессия сцепщика вагонов, повысилась безопасность движения поездов вследствие сокращения количества их обрывов (в 50 – 60 раз).

2. Назначение автосцепных устройств.

Автосцепки могут быть разделены на две большие группы: механические автосцепки, т. е. обеспечивающие автоматическое сцепление единиц подвижного состава, и унифицированные автосцепки, которые, помимо сцепления, предусматривают соединение межвагонных коммуникаций, включающих в себя один или два воздухопровода, а при необходимости и контакты электро- и радиоцепей, а также паропроводы отопления.

Механические автосцепки применяются для сцепления грузовых и пассажирских вагонов общего назначения; при этом межвагонные коммуникации соединяются вручную. Унифицированные автосцепки устанавливают на специальном подвижном составе: вагонах метрополитенов, некоторых типах зарубежных электро- и дизель-поездов и др.

Автосцепное устройство подвижного состава российских железных дорог общего назначения бывает двух типов: вагонного и паровозного.

Автосцепное устройство вагонного типа устанавливается на грузовых и пассажирских вагонах, тепловозах, электровозах, вагонах дизель- и электропоездов и тендерах паровозов, а паровозного – на паровозах, мотовозах, автодрезинах и некоторых специальных вагонах.

Узлы и детали автосцепного устройства вагонного типа имеют следующее назначение.

Автосцепка 2 (Лист 2) служит для сцепления единиц подвижного состава, а также передачи тяговых и ударных нагрузок. Поглощающий аппарат 7 смягчает удары и рывки, предохраняя подвижной состав, грузы и пассажиров от вредных динамических воздействий. Тяговый хомут 13 через клин 14 передает поглощающему аппарату тяговое усилие от автосцепки.

Передний 15 и задний 6 упоры (объединенные упорные угольники), расположенные между стенками хребтовой балки, передаю нагрузку на раму. На современном подвижном составе передний упор отлит вместе с ударной розеткой. Тяговые усилия от поглощающего аппарата передаются на передний упор через упорную плиту 3. Задний упор воспринимает ударные нагрузки непосредственно от корпуса поглощающего аппарата.

Ударная розетка упора 8 предназначена для усиления концевой балки рамы вагона или локомотива и восприятия в некоторых случаях части удара непосредственно от автосцепки наряду с поглощающим аппаратом.

Центрирующий прибор, состоящий из двух маятниковых подвесок 9 и центрирующей балочки 5, возвращает автосцепку после бокового отклонения в центральное положение. Расцепной привод служит для расцепления автосцепок. Он состоит из расцепного рычага, цепи и поддерживающих деталей. Поддерживающая планка удерживает автосцепку в горизонтальном положении и на определенной высоте, предусмотренной установочным чертежом.

2. Расположение автосцепного устройства на подвижном составе.

Для обеспечения надежной работы узлов и деталей автосцепного устройства, а также их взаимозаменяемости основные установочные размеры должны соответствовать ГОСТ 3475-81. Этот стандарт распространяется на подвижной состав железных дорог колеи 1520 мм как вновь строящийся, так и существующий, за исключением автомотрис, а также вагонов электропоездов и подвижного состава, имеющего автосцепку паровозного типа, которая устанавливается по чертежам, согласованным с МПС.

Основные размеры при прилегании автосцепки 2 к упорной плите 3 приведены на Листе 2. Расстояние L от нижней перемычки переднего упора до тягового хомута и расстояние l между опорными поверхностями розетки и упора зависят от размера хода (сжатия) поглощающего аппарата и соответственно при ходе 70 мм равны не менее 80 и не более 575 мм, а при ходе более 70 мм устанавливаются в соответствии с выбранным ходом.

Расстояние h от головок рельсов до оси автосцепки для нового и эксплуатируемого порожнего подвижного состава должно быть не более 1080 мм, для эксплуатируемых грузовых груженых вагонов – не менее 950 мм, для пассажирских вагонов и локомотивов (груженых и с экипировкой) – не менее 980 мм, для вновь изготавливаемых грузовых, пассажирских вагонов и локомотивов – не менее 1040 мм.

Ширина окна в переднем упоре В должна обеспечивать отклонение автосцепки при прохождении подвижного состава по кривым участкам пути наименьшего радиуса, предусмотренного нормативными документами. Зазор между тяговым хомутом и потолком хребтовой балки или ограничительными планками 4 должен быть не более 24 мм.

2. Действие автосцепки.

Автосцепка СА-3 обеспечивает: автоматическое сцепление при соударении единиц подвижного состава с различными маневровыми скоростями; автоматическое запирание замка в нижнем положении у сцепленных автосцепок, что устраняет самопроизвольное расцепление на ходу поезда; расцепление подвижного состава без выхода человека между концевыми балками; автоматическое возвращение механизма в положение готовности после расцепления автосцепок; маневровую работу толчками (работа «на буфер»), когда при соударении автосцепки не сцепляются.

При соударении автосцепок их замки нажимают друг на друга и каждый из них перемещается внутрь кармана корпуса, перекатываясь своей дуговой опорой по наклонному дну кармана. У смежной автосцепки происходит аналогичный процесс перемещения деталей.

Автосцепки продолжают сближаться, а замки – перемещаться внутрь корпуса. Замки, освободившись от нажатия друг на друга, опускаются и распологаются в пространстве между малыми зубьями.

Такое расположение деталей механизма сцепленной автосцепки исключает возможность перемещения замка внутрь кармана корпуса под действием внешних сил, так как торец верхнего плеча предохранителя располагается против противовеса замкодержателя и при перемещении замка будет упираться в него.

Таким образом, у сцепленных автосцепок оказывается включенным предохранитель от саморасцепа. Сигнальные отростки замков у сцепленных автосцепок находятся внутри карманов и не выступают за наружные кромки отверстий.

Чтобы расцепить автосцепку, достаточно увести внутрь кармана корпуса хотя бы один из замков. Тогда малые зубья могут выйти из зевов.

6. Габариты подвижного состава

Одним из главных условий безопасности движения локомотивов, вагонов и иного подвижного состава является предупреждение их соприкосновения со стационарными сооружениями, расположенными вблизи железнодорожного пути, или с подвижным составом, находящимся на соседнем пути. Поэтому ста­ционарные сооружения должны располагаться на определенном расстоянии от пути, а подвижной состав – иметь ограниченное поперечное очертание.

Таким образом, получается два контура: контур, ограничивающий наи­меньшие допустимые размеры приближения строения и путевых устройств к оси пути – габарит приближения строений; и контур, ограничивающий наибольшие допускаемые размеры поперечного сечения подвижного состава – габарит под­вижного состава. Второй расположен внутри первого и между ними имеется пространство (зазоры), за исключением опорных поверхностей колес, где оба контура совпадают.

ГОСТ 9238-83 устанавливает следующие определения для двух рассмат­риваемых разновидностей габарита.

Габаритом приближения строений железных дорог называется пре­дельное поперечное (перпендикулярное оси пути) очертание, внутрь которого помимо подвижного состава не должны заходить никакие части сооружений и устройств, а также лежащие около пути материалы, запасные части и оборудо­вание, за исключением частей устройств, предназначенных для непосредствен­ного взаимодействия с подвижным составом (контактных проводов с деталями крепления, хоботов гидравлических колонок при наборе воды и др.) при усло­вии, что положение этих устройств во внутригабаритном пространстве увязано с частями подвижного состава, с которыми они могут соприкасаться, и что они не могут вызвать соприкосновения с другими элементами подвижного состава.

Габаритом подвижного состава железных дорог называется предель­ное поперечное (перпендикулярное оси пути) очертание, в котором, не выходя наружу, должен помещаться установленный на прямом горизонтальном пути (при наиболее неблагоприятном положении в колее и отсутствии боковых на­клонений на рессорах и динамических колебаний) как в порожнем, так и в на­груженном состоянии не только новый подвижной состав, но и подвижной со­став, имеющий максимальные нормируемые износы.

Пространство между габаритами приближения строений и подвижного состава (а для двухпутных линий также между габаритами смежных подвижных составов) обеспечивает безопасные смещения подвижного состава и погружен­ных на нем грузов, которые возникают при движении, а также обусловленные допустимыми отклонениями элементов пути.

Все смещения вагона могут быть сведены к следующим четырем группам:

1. вызываемые возможными отклонениями в состоянии пути – уширение колеи, упругое отжатие рельсов, перекосы и износы шпал и подкладок, упругие осадки шпал и балласта и т. п.;
   
2. динамические колебания вагона, возникающие при его движении;
   
3. обусловленные зазорами и износами ходовых частей и прогибы и осадки рессорного подвешивания от статической нагрузки;
   
4. выносы частей вагона в кривых.
   

При габаритных расчетах учитывают только смещения, возможные при отклонениях, допускаемых нормами содержания вагона и пути. Поскольку раз­меры габарита приближения строений установлены для прямых участков пути, а в кривых имеются дополнительные уширения, выносы вагона в кривых учиты­вают только в размерах, превышающих имеющиеся уширения.

В зависимости от способов учета указанных смещений вагонов различают две системы габаритов подвижного состава: строительную и эксплуатационную.

Если пространство между габаритами приближения строений и подвиж­ного состава предназначено для первых трех групп смещений (см. пп. “a”, “b”, “c”), то устанавливаемый при такой системе учета смещений габарит подвиж­ного состава называется строительным. Если вышеуказанное пространство пре­дусмотрено для первых двух групп смещений (см. пп. “a” и “b”), то получаемый при этом габарит называется эксплуатационным габаритом подвижного со­става¹.

Следовательно, строительный габарит подвижного состава представляет собой поперечное очертание, в котором должен помещаться новый ненагру­женный вагон, расположенный на прямом горизонтальном пути, когда его про­дольная ось совпадает с осью пути.

При проверке габаритности проектируемого вагона, называемой вписы­ванием вагона в габарит, в данном случае необходимо учитывать лишь смеще­ния четвертой группы – выносы в кривых. В результате этого вписывание ва­гона в строительный габарит подвижного состава отличается простотой, что является достоинством данной системы. Существенный ее недостаток в том, что пространство между габаритами приближения строений и подвижного состава, установленное по одинаковой для всех вагонов величине смещений третьей группы (см. п. “c”), может для одних вагонов оказаться излишне большим, а для других - недостаточным.

Недоиспользование межгабаритного пространства обусловливает умень­шение ширины и высоты кузова вагона, что снижает экономическую эффектив­ность грузовых и ухудшает комфортабельность пассажирских вагонов. Такое недоиспользование свойственно большей части вагонов, поскольку при по­строении строительного габарита подвижного состава смещения третьей уста­навливают по вагонам с наибольшими разбегами и износами ходовых частей и статическими прогибами (осадками) рессорного подвешивания. Недостаточ­ность межгабаритного пространства, возможная при проектировании вагона с большими нормируемыми износами или большим статическим прогибом (осад­кой), чем было учтено при построении этого габарита, означает негабаритность вагона, угрожающую безопасности движения.

18 марта 1960 г. в нашей стране впервые в мире были установлены еди­ные, обязательные для всех железных дорог габариты приближения строений и подвижного состава. Они выгодно отличаются от габаритов зарубежных желез­ных дорог, позволяя создавать вагоны с наибольшим объемом на единицу длины.

ГОСТ 9238-59 и 9238-73 установили шесть единых для вагонов и локомо­тивов габаритов подвижного состава: Т, 1-Т, 0-Т, 01-Т, 02-Т, 03-Т. ГОСТ 9238-83 изменил обозначения последних четырех габаритов и ввел два новых габарита – Тц и Тпр.

Габарит Т, имеющий наибольшие размеры ширины и высоты, предна­значен для вагонов, обращающихся по отдельным замкнутым направлениям ре­конструируемых дорог СНГ, Балтии и Монгольской республики. По основному контуру, очерченному сплошными линиями 1, строят вагоны электропоездов, а в последние годы – и некоторые грузовые вагоны. Границей размещения на ва­гонах сигнальных устройств здесь, как и в других габаритах, является линия 3, а неответственных частей (поручней, подлокотников, щитков и др.) – линия 2. По очертаниям, показанным пунктирными линиями, вагоны могут строиться с разрешения Министерства путей сообщения после переустройства зданий, тон­нелей и других искусственных сооружений, а для подвижного состава, обра­щающегося только на территории промышленных предприятий – по разреше­нию соответствующего министерства или ведомства по согласованию МПС.

Все построенные за последние годы железные дороги, вторые пути, ли­нии, переведенные на электрическую тягу, подвергнутые смягчению профилей и другим видам реконструкции, а также все новые сооружения и устройства в большинстве случаев позволяют эксплуатировать вагоны и локомотивы габа­рита Т. Однако на сети дорог имеются ранее построенные сложные и дорогие искусственные сооружения (мосты, тоннели, путепроводы), препятствующие применению вагонов габарита Т. Ограничивают использование этих вагонов недостаточная ширина междупутий на некоторых станциях, а также часть со­оружений на ряде дорог промышленного транспорта.

Поэтому предусматривается реконструкция таких сооружений и уст­ройств, что позволит перейти к более широкому внедрению подвижного состава габарита Т. Большие затраты, необходимые для этой реконструкции, и слож­ность ее осуществления обусловили предложения по применению габарита, промежуточного между габаритами Т и 1-Т. Они приводят к уменьшению по­добных затрат, а также поэтапному проведению работ с тем, чтобы вагоны га­барита Т использовались в начале на отдельных направлениях, а затем по всей сети дорог страны. К таким направлениям отнесены Байкало-Амурская магист­раль и прилегающие к ней дороги.

Применение габарита Т позволяет проектировать вагоны с бóльшими объемам на единицу длины, в результате чего повышается погонная нагрузка. Согласно выполненным исследованиям, такое повышение может достигать 40% по сравнению с погонной нагрузкой вагонов габарита 1-Т. Поскольку масса со­става поезда пропорциональна погонной нагрузке вагонов, применение габа­рита Т увеличивает массу поезда при неизменной его длине, в результате чего увеличивается провозная способность железных дорог без больших затрат на удлинение стационарных путей.

Проектирование вагонов по габариту Т позволяет также эффективно ис­пользовать увеличение осевой нагрузки, поскольку повышение последней без изменения габаритов подвижного состава приводит к очень малому росту по­гонной нагрузки. Это объясняется тем, что в большинстве конструкций вагонов допускаемые габаритами размеры используются обычно полностью. Поэтому увеличение объема кузова, необходимое для использования грузоподъемности вагона с повышенными осевыми нагрузками возможно за счет его удлинения, следовательно, масса поезда возрастает незначительно.

Чтобы выяснить возможность лучшего использования габарита, целесо­образно строить горизонтальные и вертикальные габаритные рамки.

Горизонтальная габаритная рамка определяет наибольшую допускаемую ширину (2В₁, 2В₂, …) строительного или проектного очертания вагона в любом его поперечном сечении по длине на расстоянии n₁, n₂, … на определенной вы­соте.

Из рис. следует, что для наиболее полного использования габарита под­вижного состава необходимо иметь минимальные ограничения полуширины ва­гона, а также равенство наибольших значений Е_н и Е_в. Это достигается целесо­образным соотношением между базой 2l и длиной консоли n_k вагона или между длиной кузова и базой вагона. В концевых частях вагона иногда целесообразно иметь скосы рамы и кузова. Вблизи пятниковых сечений часто возможно раз­мещение стоек кузова и других деталей с большей высотой сечения, чем у по­добных элементов, расположенных в иных местах вагона.

Вертикальная габаритная рамка определяет наибольшие размеры рас­сматриваемого поперечного сечения строительного или проектного очертания вагона. Такие вертикальные рамки целесообразно строить для концевого, на­правляющего (пятникового) и среднего сечений вагона. Вертикальные габарит­ные рамки строят также отдельно для тележек вагонов.

Список условных обозначений на чертежах

Четырёхосный вагон-самосвал, модель 5ВС-60 (Лист 1):

1 - боковой продольный борт;

2 - рычажный механизм;

3 - лобовая стенка;

4 - рычажный механизм;

5 - боковой продольный борт;

6 - шарнир;

7 - кронштейн с валиком;

8 - цилиндрическая опора;

9 - нижняя рама;

10 - цилиндрическая опора;

11 - кронштейн с валиком;

12 - шарнир;

13 - автосцепка;

14 - верхняя рама;

15 - двухосная тележка ЦНИИ-Х3;

16 - оборудование автоматического тормоза;

17. - цилиндр пневматической системы разгрузки.
    

Устройства автосцепное СА-3 (Лист 2):

2 – автосцепка;

3 – упорная плита;

4 – ограничительная планка;

5 – центрирующая балочка;

6 – задний упор;

7 – поглощающий аппарат;

8 – ударная розетка;

9 – маятниковая подвеска;

10 – ось зацепления автосцепки;

11 – упорная поверхность упругой площадки;

12 – контур зацепления;

13 – тяговый хомут;

14 – клин;

15 – передний упор.

Список литературы

1. Конструирование и расчет вагонов /В. В. Лукин, Л. А. Шадур, В. Н. Ко­туранов, А. А. Хохлов, П. С. Анисимов; Под ред. В. В. Лукина. – М.: УМК МПС России, 2000. – 731 с.
   

2. Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации /М.: Министерство путей сообщения Российской Федерации, 2000. – 196 с.
   

3. Хоппер-дозаторы и вагоны-самосвалы (устройство и эксплуатация) /Л. Б. Герасимов, В. Г. Теклин. – Москва, 1998 – 94 с.
   

4. Автосцепное устройство железнодорожного подвижного состава/В. В. Коломийченко, Н. А. Костина, В. Д. Прохоренков, В. И. Беляев. – М.: Транспорт, 1991 – 232 с.: ил., табл.