Тема 3. Вагони і вагонне господарство План 1. Принципи побудови вагона 2. Технічні характеристики вагонів 3. Класифікація вагонів 4. Колісні пари 5. Букси і підшипники 6. Будова і обслуговування букс на роликових підшипниках 7. Ресорна підвіска вагона 8. Візки вагонів 9. Основі типи візків вантажних вагонів 10. Призначення і будова рами вагона 11. Будова і принцип дії автозчепного пристрою 12. Призначення і принцип дії гальм 13. Гальмове обладнання вагонів 14. Електрообладнання , опалення , водопостачання і вентиляція пасажирських вагонів 15. Структура вагонного господарства
1. Принципи побудови вагона Рухомий склад поділяється на ведучий ( локомотиви, самохідні одиниці ) і на ведений ( вагони ). Вагони призначені для перевезення вантажів, пасажирів, а також для виконання спеціальних операцій. У зв’язку з цим вагони поділяються на вантажні, пасажирські та спеціального призначення. У вантажних вагонах перевозяться вантажі, у пасажирських – пасажири, багаж, вантажобагаж і пошта. Парк вантажних вагонів складається з: Універсальних Спеціальних Ізотермічних Парк пасажирських вагонів складається з: Не купейних з кріслами для сидіння ( міжобласні) Не купейних з диванами для лежання ( загальні, плацкартні ) Купейних жорстких Купейних м’яких Багажних Поштових Багажно – поштових Вагонів – ресторанів Службових та інших
Взагалі вагон складається з таких основних частин: Ходової частини – візків Рами – основи для розташування кузова Кузова – приміщення для пасажирів або вантажів Автозчепного пристрою, призначеного для зчеплення вагонів між собою і з локомотивом, для передачі і пом’якшення тягових і гальмових зусиль у поїзді Гальмового обладнання, призначеного для зменшення швидкості руху поїзда, зупинки, утримання його на місці.
2. Технічні характеристики вагонів Вантажні вагони мають такі основні техніко – економічні показники: Вісність, яка визначається загальною кількістю колісних пар (осей) вагона Вантажопідйомність – найбільша маса вантажу, яку дозволено завантажувати у вагон Тара – маса порожнього вагона Лінійні розміри : довжина, ширина і висота кузова, база вагона (відстань між вертикальними осями шворнів), зчіпна довжина (відстань між осями автозчепів), база візка (відстань між центрами крайніх осей у візку ) Навантажувальний або повний об’єм кузова Навантажувальна площа підлоги Коефіцієнт тари Питомі об’єм, площа і вантажопідйомність Навантаження від колісної пари Погонне навантаження
3. Класифікація вагонів Універсальні криті вагони призначені для перевезення різноманітних вантажів, які потребують збереження і захисту від атмосферних впливів: дощу, снігу, вітру тощо. Кузов критого вагона з кожного боку в бокових стінах має двері і два чотири люки з металевими кришками. Двері бува ють одно або двостулкові, закриваються ззовні, мають пристрої для зами кання і пломбування. Бокові люки призначені для освітлення (вдень), вентиляції, а також для завантаження кузова сипучими вантажами, криш ки люків закриваються і замикаються з середини кузова. На даху кузова також можуть бути люки для завантаження сипких вантажів, а також от вори для виведення назовні димохідних труб пічного опалення, яке може установлюватись при перевезенні людей. Криті з дерев'яним кузовом (рис. 2) уже не випускаються, але ще іноді зустрічаються в експлуатації. Криті вагони останніх випусків мають суцільнометалевий кузов і пошире ний дверний отвір (рис. 3). Усі інші вантажні вагони, як правило, також мають металеві кузови. Рис. 1. 3. Критий суцільнометалевий чотиривісний вагон
Універсальні вагони платформи (рис. 4) призначені для перевезення довгомірних, громіздких і великовагових вантажів. Вони мають невисокі (400 500 мм) металеві борти, які закріплюються в піднятому стані спеці альними клиновими упорамиі можуть відкидатись; на рамі приварені ско би для установлення дерев'яних стояків, які застосовують при перевезенні лісоматеріалів, залізобетонних плит, інших штабельних вантажів. За скоби також кріпляться дротяні розтяжки і обв'язки. Підлога вагона платформи, на якій розміщують вантажі, може бути суцільнодерев'яною (такі вагони платформи зустрічаються зараз рідко) або комбінованою, тобто металево дерев'яною (посередині металева смуга, а по бокам від неї — смуги з де рев'яних дощок). Дерев'яна частина підлоги призначена для кріплення цвя хами упорних і розпірних брусків які , обмежують переміщення вантажів. Рис. 1. 4 Універсальний чотиривісний вагон платформа з металевими бортами: 1 — боковий відкидний борт; 2 — клинові замки бортів; З — торцевий відкидний борт.
Універсальні чотиривісні папіввагони (рис. 5) — найбільш пошире ний вид вагонів вантажного парку. Вони призначені переважно для пере везення масових навалочних, сипких вантажів, таких як вугілля, руда, кокс, щебінь, пісок, гравій, цукровий буряк тощо. В підлозі кузова уздовж бокових стін передбачені розвантажувальні люки, крізь які сипкий вантаж самоплином вивантажується на два боки напіввагона під укіс колії. В напіввагонах можуть перевозитись штабельні вантажі (лісоматеріали, металеві, залізобетонні труби та інші вироби). Для огородження дерев'яними стояками штабелів, які навантажуються вище бортів, на бокових стінах у середині кузова передбачені так звані «лісні» скоби. В напіввагонах та кож можуть перевозитись великовагові вантажі (в ящиках і неупаковані), контейнери, автотракторна техніка тощо, для кріплення яких у кузові пе редбачені спеціальніув'язувальні пристрої (скоби). Торцеві двері в кузові необхідні для завантаження довгомірних вантажів і колісної техніки. Багато напіввагонів виготовляються з торцевими стінами, тобто без тор цевих дверей. В експлуатації зустрічаються напіввагони з «глухим» кузо вом без розвантажувальних люків і торцевих дверей, сипкі вантажі з них вивантажуються грейферним краном або на вагоноперекидачах. Рис. 1. 5 Універсальний чотиривісний на піввагон
Універсальні восьмивісні напіввагони (рис. 6) мають аналогічну конструкцію і застосовуються переважно для перевезень сипких навалоч них вантажів. Після розподілу вагонного парку між країнами СНД і Балтії ці вагони всі відійшли до парку залізниць Російської Федерації і на залізницях України не експлуатуються. Рис. 1. 6. Восьмивісиий напіввагон вантажопідйомністю 125 т: 1 — кузов; 2 — автозчеп: 3 — ходова частина; 4 — гальмове обладнання; 5 — рама. Спеціальні чотиривісні вагони платформи контейнеровози (рис. 7) призначені для перевезення великотоннажних контейнерів масою брутто 20, 30, 40 тонн. Вони не мають бортів і настилу підлоги. На бокових бал ках рами передбачені спеціальні пристрої для кріплення контейнерів так звані фітингові упори. Рис1. 7. Спеціальний вагон платформа контейнеровоз: а — завантажений контейнерами; б — в порожньому стані
Вагони цистерни призначені для перевезення рідких вантажів без та ри (нафти, бензину, гасу, мазуту, кислоти, патоки, олії тощо). Звичайний вагон цистерна (рис. 8) має котел — металевий резервуар зварної конст рукції і циліндричної форми з люком у верхній частині для наливання, зливання рідкого вантажу, огляду і ремонту котла. Деякі з вагонів цистерн можуть мати також нижній зливний прилад. Вагони цистерни спеціалізуються для перевезень нафтових, хімічних і харчових продуктів (на кузові під номером вагона позначаються відповідно літерами: «С» — для нафтопродуктів світлого наливу, «Т» — для нафти і нафтопродуктів темного наливу; «X» — для хімічних вантажів; «П» — для харчових продуктів). Властивості видів вантажів зумовлюють вимоги щодо конст рукції вагонів цистерн. За конструкцією вони поділяються на універ сальні(для перевезення широкої номенклатури нафтовантажів), спеціалізовані (такої ж конструкції, але виділені для перевезення окре мих вантажів, мають на котлі відповідні трафарети), спеціальні (з котла ми спеціальної конструкції відповідно до вимог перевезення певного ван тажу, наприклад, внутрішня поверхня котла кислотної цистерни покрита захисним шаром з гуми або свинцю, котел цистерн для перевезення стис нених і скраплених газів герметичний і розрахований на певний тиск). В'язкі нафтопродукти (мазут, рідкі бітуми, мастила тощо) перевозять в цистернах з «теплою сорочкою» . Котел їх обладнаний трубами, які розміщуються між двома оболонками кожуха і використовуються для підігрівання вантажу парою. За низьких температур це прискорює зли вання вантажів. Рис. 1. 8. Чотиривісний вагон цистерна для перевезення нафтопродуктів
В експлуатації знаходиться багато 8 вісних вагонів цистерн (рис. 9), які використовуються для перевезень нафтопродуктів світлого наливу. Вагони хопери використовуються для перевезення сипких порошко подібних вантажів, бувають різних конструкцій і призначення. Вагон хо пер зерновоз (рис. 10) — це критий вагон хопер, кузов якого складається з трьох бункерів, які мають зверху завантажувальні люки, знизу роз вантажувальні. Торцеві стіни бункерів нахилені під кутом до розвантажу вальних люків що забезпечує плинність під , час вивантаження. Таку ж конструкцію мають вагон хопер цементовоз (рис. 11), мінераловоз та інші криті хопери. В експлуатації є багато відкритих (без даху) вагонів хоперів: вагони хопери рудовози, призначені для перевезення руди, агломератів, котунів; вагони хопери дозатори (рис. 12), призначені для перевезення і до зованого вивантаження щебеню, піску, інших будівельних матеріалів. Ваго ни хопер дозатори дуже зручні для використання на колійних роботах, пов'язаних з укладанням і ремонтом баластного шару залізничних колій
Рис. 1. 10. Критий вагон хопер зерновоз цементовоз Рис. 1. 11 Критий вагон хопер Вагони самоскиди, або вагони думпкари (рис. 13) — це ва гони з прямокутним відкритим кузовом, який має пневматичний пристрій для розвантаження. При подачі стисненого повітря (від гальмової магістралі локомо тива) поршні в циліндрі підніма ються і нахиляють на один бік кузов, в якому одночасно відкривається борт з того боку, в який нахи ляється кузов. Вантаж вивантажується самоплином під укіс колії. В цих вагонах, які переважно належать підприємствам вантажовідправникам або вантажоодержувачам, перевозяться навалочні сипкі будматеріали (щебінь, пісок тощо), як правило, в кільцевих маршрутних поїздах Рис. 1. 12. Відкритий вагон хопер дозатор думпкар (самоскид) Рис. 1. 13. Вагон місткістю 32 куб. м
Вагони бункерного типу або бункерні напіввагони (рис. 14) — ваго ни для перевезення бітуму та інших в'язких матеріалів, кузов яких скла дається з декількох вертикальних бункерів. Рис. 1. 14. Вагон бункерного типу Вагони транспортери (рис. 18) призначені для перевезення громізд ких, негабаритних і великовагових вантажів (машин, прогонів, резервуарів, іншого обладнання). Вони бувають різних типів (платформенні, зчіпні, зчле новані), осності (від 4 до 32 осей) і вантажопідйомності (від 60 до 500 т). Ізотермічні вагони призначені для перевезення швидкопсувних ванта жів (м'яса, риби, фруктів, овочів, молока, мінеральної води тощо). Для під тримання всередині кузова необхідної температури їх обладнують машина ми і приладами охолодження, кузови мають теплову ізоляцію. Рис. 1. 15. Спеціальний двоярусний вагон платформа для перевезення легкових автомобілів Рис. 1. 16. Спеціальний вагон плат форм а лісовоз для перевезення лісоматеріалів
Рис. 1. 18. Зчленований 28 вісний вагон транспортер вантажопідйомністю 400 т Рис. 1. 19. Автономний рефрижераторний вагон (АРВ) Рис. 1. 20. Вантажні вагони 5 вагонної рефрижераторної секції
4. Колісні пари Колісна пара є основним несучим і направляючим вузлом рухомого складу, від справності якого передусім залежить безпека руху. Колісна пара складається з: Осі Двох коліс, жорстко напресованих на вісь Вісь суцільнолита. Заготовки для осей виготовляють ковкою або штампуванням. Вона має такі частини: Дві шийки для встановлення на них підшипників букс Дві передпідматочні частини, на які надівають ущільнювальні деталі букс Дві підматочні частини, на які надівають колеса Середню частину, що поєднює дві підматочні частини
5. Букси і підшипники Букса – це сталевий корпус, який надівається на шийку осі і в якому розміщуються підшипники та інші деталі, необхідні для іх справної роботи. Букса призначена для сполучення колісної пари з рамою візка, передачі навантаження від рами візка через підшипники на шийки осі, а також обмеження переміщень колісної пари відносно візка. Букси бувають двох видів – На підшипниках ковзання та на підшипниках кочення (роликові) Короткі відомості про букси на підшипниках ковзання Букса на підшипниках ковзання складається з : • Литого корпусу • Підшипника • Вкладиша • Польстера • Кришки • Ущільнювальної шайби.
6. Будова і обслуговування букс на роликових підшипниках Роликові підшипники в буксах можуть бути одно і дворядковими, а їх ролики – циліндричними, сферичними або конічними; а також на гарячій або холодній посадці внутрішнього кільця на шийку осі. Найбільш поширена в експлуатації конструкція букси з двома циліндричними роликовими підшипниками на гарячій посадці, яка складається з елементів: • Литого корпусу • Лабіринт них кілець, які захищають буксу від пилу і вологи • Підшипників, які мають внутрішнє і зовнішнє кільце, ролики і сепаратори, в якому вони розподілені • Ущільнювальних гумових кілець і прокладок • Стопорної гайки, або упорної шайби з болтами • Кріпильної кришки, яка закріплюється болтами.
Роликові підшипники набагато зменшують опір рухові поїзда і дозволяють: Значно збільшити масу поїзда і його швидкість Зменшити витрати енергії локомотива (на 4 – 11 %) Зменшити витрати мастил Збільшити міжремонтні строки для буксового вузла.
7. Ресорна підвіска вагона Для пом’якшення ударів і зменшення коливань вагона між рамою вагона і колісними парами влаштовується система ресорного підвішування, в якій використовуються циліндричні гвинтові пружини і листові ресори, а також гасники коливань: фрикційні клини, гумо – металеві елементи, пневматичні та гідравлічні прилади. У вагонах застосовуються такі схеми сполучення рами візка з колісними парами: Безпосередня жорстка Пружнощелепна без балансирів Пружнощелепна балансирна Безщелепна Поводково – безщелепна Важільно – безщелепна З одинарним ресорним підвішуванням З подвійним ресорним підвішуванням.
8. Візки вагонів Візок складається з таки основних вузлів: • Колісних пар; • Буксових вузлів; • Рами або боковин , що обіймають колісні пари; • Ресорі підвіски, призначеної для поглинання вертикальних сил за допомогою листових і циліндричних ресор ; • Гасників коливань , для гасіння амплітуд коливання кузова вагона; • надресорної балки , з підпятником , шворнем і двома ковзунами ; • Гальмового обладнання. Візок здується з рамою вагона за допомогою шворня в одній точці , що дозволяє йому повертатись відносно рами і вільно вписуватись у криві ділянки колій. Ковзуни на надресорній балці призначені для шарнірного опору шворневої балки рами вагона Гальмове обладнання візка складається з важільної передачі , башмаків і гальмових колодок.
9. Основі типи візків вантажних вагонів Тривісний візок моделі 18 102 призначений для шестивісних вантажних вагонів і , на відміну від двовісних візків , складається з таки основи вузлів: • Трьох колісних пар з буксовими вузлами ; • Дво бокових рам, кожну с яки складають дві боковини і балансир; • Чотирьох комплектів ресорного підвішував , які складають ся з чотирьох дворядних пружин і одного пружинно – фрикційного гасника коливань; • Двох надресорних балок; • Однієї шворневої балки з підпятником ; • Гальмової важільної передачі
10. Призначення і будова рами вагона Рама – ц суча конструктивна частина вагона , а якій розміщується кузов, придача для передачі тягових і гальмових зусиль, розподілення а візки, а також для кріплення гальмового , автозчепного обладнання. Рама універсального чотирьох вісного вагона складається з таки основних елементів: • хребтової балки , • Двох шворневих балок, • Поперечних проміжних балок, • Двох поздовжніх обвязувальних балок або поясів , • Дво кінцевих балок.
11. Будова і принцип дії автозчепного пристрою Автозчепи придачі для автоматичного зчеплення вагонів між собою і локомотивом, для передачі та помякшення поздовжніх зусиль у складі поїзда. Автозчепний пристрій складається з таки основних части; • Корпусу з механізмом зчіплявся: • Ударно – центруючого приладу: • Упряжного обладнання з поглинальним апаратом: • Розчепного приводу. Робота механізму зчіплювання при зчалі та розчалі вагонів У корпусі автозчепу є механізм зчіплювання. Механізм зчіплювання складається з таких деталей; • Замка, • Замкоутримуваа • Запобіжника замка ( «собачки» ) • Підйомника • Валика підйомника • Болта з гайкою.
1 голова автозчепу; 2 обмежувальна планка; 3 запобіжи, планка; 4 тягова муфта; 5 об"єднаний задній кутник; 6 підтримувальна планка; 7 поглинаючий апарат; 8 — упорні плита; 9 клин тягової муфти; 10 об"єднаний передній упорний кутник; 11 розетка; 12 маятникова підвіска; 12. Призначення і принцип дії гальм Гальма – ц комплекс пристроїв у поїзді, призначених для штучного збільшення опру руху поїзда шляхом створення гальмових сил з метою змія його швидкості або зупинки. енергія рухомого поїзда при гальмував перетворюється в теплову і розсіюється в навколишньому середовищі. Гальмова путь – це відстань , яку проходить поїзд від початку гальмування з мосту переводу ручки крана машиніста в гальмове положення до повної зупинки. Залежно від приводів гальма бувають ; • Пневматичні, • електропневматичні • електромагнітні • Ручні Залежно від місця прикладання гальмових сил, гальма бувають: • Колодочні • Дискові
13. Гальмове обладнання вагонів Пневматичне гальмове обладнання ватажного вагона складається з: • Гальмової магістралі • Розєдувального крана • Повітрерозподільника • Запасного резервуара • Гальмового циліндра • Авторежиму • Важільної передачі Системи пневматичних гальм і управління ними • Прямо діючі автоматичні , в яки при гальмував стис повітря із головного резервуара надходить безпосередньо в гальмові циліндри і у випадку пошкодження повітропроводу рухомий склад гальмує. Такі гальма застосовуються переважно а локомотива; • Прямо діючі неавтоматичні , які в свій системі крім головного резервуару і гальмових циліндрів мають повітророзподільники і запасі резервуари , куди з гальмової магістралі надходить стис повітря, при пошкодженні гальмової магістралі і падінні тиску в гальмовій магістралі, після відповідного спрацював повітрерозподільника, рухомий склад повітря розподільників , які забезпечують поповнення стисного повітря під час гальмував і таким чином, підтримують постійний тиск в них.
14. Електрообладнання , опалення , водопостачання і вентиляція пасажирських вагонів Застосовують три системи опалення: • Водяне або вугільно водяне, де теплоносієм є вода, яка підігрівається в котлі при спалі вугілля і підіймається у верхні розводящі труби, вертикальні стояки і потім повертається в котел; • Комбіноване, коли вода в котлі підігрівається електронагрівальними елементами: так опалення застосовується а електрифікованих лініях ; на яких живлення для електронагрівальних елементів надходить з електровозів; • електричні , коли повітря в салоні підігрівається безпосередньо електропечами Більшість пасажирських вагонів обладнана індивідуальною системою електропостачання , тобто кожен вагон має свою електростанцію електрообладнання таки вагонів складається з: • Генератора • Акумулятора батареї • Регулювальної апаратури Вентиляцій обладнання некупейного вагона складається з: • Подвійного відцентрованого вентилятора з електродвигуном; • Калорифера для підігрівання повітря в холодну пору; • Фільтрів для очищення повітря • Повітропроводу з вентиляційними гратками для подачі свіжого повітря до пасажирського приміщу; • Дефлекторів, через які виводиться повітря
15. Структура вагонного господарства Структура управління вагонним господарством, подібно до інших галузей залізничного транспорту, будується за двома принципами: територіальним і виробничо – функціоальним.