Воздействие на силовую конструкцию вагона

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 16 из 27Следующая ⇒

- состояние

- условия перевозки

- упаковка

- погрузо-разгрузка

- воздействие на силовую конструкцию вагона

Конструктивная схема

Технико-экономические преимущества

Специализация вагона

Предназначение вагона

                    Объекта грузовых перевозок      Подвижного состава -      Комби(3)

                      – многоразовой тары (1)               как конструкции(2)

Сырье (4)    Полуфабрикаты (5)        Готовые изделия (6)

Габаритное твердое (7) Навалочное (8)    Жидкое (9)  Смешанное (10)

Влияние движения (11) Физическая сохранность (12)  Коммерческая сохранность(13)

Упакованные в технологическую  Упакованные в транспортную        Неупакованные (16)

                тару (14)                                         тару (15) 

Ручная(17) Механизированная (18) Полуавтоматическая(19)

Только на раму (20) На раму и стены кузова (21)  На раму и весь кузов (22)

Технико-экономические Директивные нормативные Требования (запросы) заказчика(25)

   параметры (23)                         требования(24)

Создания (26) Эксплуатации (27) Утилизации (28) Использование показателя «цена-качество»(29)

Универсальный (30) Специализированный по грузу (31) Специализированный по кузову (32)

Для использования в тради- Для использования в тяжело- Для использования в длинносостав-

ционных поездах (33)                 весных поездах (34)             ных поездах (35)

Выбранный тип вагона

Восстановление и последующее бурное развитие нашей огромной страны поставили перед железнодорожным транспортом задачу осуществления  перевозок вначале массовых сырьевых грузов 4, а затем для превращения ее в массовый всесоюзный технологический конвейер – для перевозки полуфабрикатов 5. (В этом отношении показательно создание Череповецкого металлургического комбината. Он был создан на местах, где не было ни на рудных, ни угольных месторождений, ни массового проживания потенциально большой не занятой квалифицированной людской массы. На месте его нахождения была только река Шексна, способная дать необходимое количество чистой воды для металлургического производства. Все же остальное необходимое для функционирования будущего предприятия нужно было привозить из других регионов. Город Череповец находился в этом отношении на самом удобном месте. До него суммарные транспортные перемещения были самыми наименьшими. И такой подход был характерным практически для всей страны. Этому способствовали также военные эвакуационные перемещения промышленных предприятий с временно оккупированных немцами территорий СССР.  Заметим кстати, что такой подход используется и сегодня для создания крупнейших транснациональных корпораций мира, например, организация создания  широкофюзеляжного самолета А-380 в Европе. Таким образом, транспортная связка предприятий одного технологического цикла, но расположенных в различных городах, регионах и странах, превращает магистральный железнодорожный транспорт в промышленный. Он используется уже для перевозок полуфабрикатов из одного места в другое).

Ранее мы говорили о путях развития нашей страны [9.1] и остановили свой выбор на инновационном направлении России, которому соответствуют уменьшение транспортных издержек, ориентация производства на конечный продукт, готовые изделия 6 и возможное преобладание специального подвижного состава над универсальным. Мы также указывали на использование более рациональных приемов организации грузовых перевозок, многие из которых можно было бы позаимствовать у пассажирских.

При таком подходе все грузы (или их большинство) можно будет относить к тарно-штучным 7, у которых массо-габаритные характеристики на всем перевозочном пути не будут изменяться. Для таких грузов наиболее рациональной транспортной тарой может стать большегрузный контейнер, для размещения которого на вагоне уже не потребуется кузов. Он легко фиксируется и закрепляется на раме 20 вагона при перевозке.

Мы допускаем, что на какой-то период времени необходимо сохранить перевозки грузов в сегодняшнем виде: в навалочном состоянии 8 (каменный уголь на тепловые электростанции), традиционные жидкие грузы 9 в местных перевозках, использовать смешанные 10  перевозки до создания единой действующей транспортной сети.

Есть категории грузов, которым необходимо создавать специальные условия перевозки (температуру, влажность, ускорения и вообще динамику движения и т.п.) 11, защищать их целостность от механических повреждений и асоциальных явлений (краж) 12, от химических, биологических и других подобных проявлений, приводящих к снижению качества товаров 13.

Грузы могут быть упакованы в защитную, технологическую или транспортную 14, 15  тару, а могут перевозиться в неупакованном виде 16. Как правило, первые,- относятся к тарно-штучным грузам, а вторые – к навалочным.

Железная дорога взяла на себя обязанность принимать к перевозкам груз в виде отправок различной величины. Они требуют проведения с ними погрузо-разгрузочных и транспортных операций. Для этого на железной дороге создана целая отрасль со своими механизмами, оборудованием, специальными погрузо-разгрузочными и складскими местами, экспедиторской и коммерческой службой и т.п., которые, в принципе, к железной дороге, как объекту перевозок никакого отношения не имеют, но задействуют на себя огромный штат обслуги и требуют огромных затрат времени. Последнее,- не всегда положительно влияет на имидж железной дороги. Вагоны в меньшей степени приспособлены к механизированной и тем более автоматизированной погрузке/разгрузки 18, 19. До сих пор ручные 17 процессы этого труда более предпочтительны. 

Как уже указывалось тарно-штучные грузы располагаются на раме и на нее передают нагрузку от веса 20, навалочные, - формируют «грузовой конус» и воздействуют еще дополнительно на боковые стены 21, а жидкие или газообразные и их смеси – на всю конструкцию вагона 22.

Конструктивная схема вагона определяется выбором технико-экономических параметров 23 вагона (коэффициентами тары и использования грузового объема, осностью, допускаемой нагрузкой на колесную пару и т.п.), нормативными требованиями (допускаемыми нагрузками, мощностью локомотивов, длинной станционных путей и блок-участков и т.п.) 24 , а также запросами и пожеланиями заказчика или потенциального пользователя данного вагона.

В технике ничего невозможного нет, возможно, все. В значительной степени это определяют затраты, а они условно делятся на составляющие, связанные с созданием 25, его использованием 26 и утилизацией 27 вагона. В последнее время обобщающим экономическим показателем служит величина «цена-качество» 28 - затраты за определенное время эксплуатации вагона после его приобретения. При этом чем они меньше, тем выгоднее будет такая конструкция.

Грузовой вагонный парк состоит из большого числа типов (моделей) универсальных и специализированных вагонов (их более 300).

Универсальные вагоны 30 предназначены для перевозки широкой номенклатуры грузов, специализированные – для отдельных 31 видов или групп сходным по свойствам грузов  32.

Отдельные требования налагаются на вагоны, которые предполагается использовать в тяжеловесных 34 и длинносоставных 35 поездах, которые использовать предлагает Программа [9.2].

Структурная характеристика грузового вагонного парка может быть представлена на основе разделения вагонов по родам, определяемым категориями грузов: крытые – для тарно-штучных и насыпных грузов, требующих укрытия; полувагоны – для навалочных, штабельных и штучных грузов открытого хранения; платформы – для тяжеловесных, штабельных, длинномерных, колесо-гусеничных грузов; цистерны – для наливных и газообразных грузов; изотермические (сухогрузы и наливные) – в основном для перевозок пищевых грузов, требующих регулирования температуры или поддержания ее в заданном диапазоне.

Основу парка грузовых вагонов составляют наиболее многочисленные универсальные вагоны.

Развитие парка специализированных вагонов особенно интенсивно происходящее с начала 70-х годов ХХ века, способствовало совершенствованию технологии перевозок некоторых массовых грузов.

Принадлежность вагонов к тому или иному роду грузового парка обычно связывают с категорией груза, то есть с родом универсальных вагонов, в которых осуществлялись его перевозки до создания специализированного вагона.

При оценке эксплуатационных показателей грузовых перевозок обычно используют такую характеристику грузового вагонного парка, как рабочий парк. Рабочий парк меньше инвентарного (приписанного к данной дороге) на количество вагонов, находящихся в резерве или ремонте.

Необходимость перевода некоторой части парка в резерв связана с сезонной неравномерностью перевозок и необходимостью накопления вагонов в определенных регионах страны для освоения возможных пиковых перевозок.

Численность вагонов в парке изменяется. Поэтому она характеризуется средней величиной за определенный срок времени.

В конце 80-х годов ХХ века производство грузовых магистральных вагонов ежегодно составляло 60-65 тыс. шт.; вагонов для промышленного транспорта – около 5 тыс.; пассажирских вагонов всех типов – свыше 3 тыс.; крупнотоннажных контейнеров – около 30 тыс. шт.

9.4. Универсальные вагоны

 Универсальные вагоны практически полностью исключают порожний пробег вагонов, что в условиях ограниченного числа вагонов рассматривается как благо.

Исторически на наших железных дорогах сложилась следующая «специализация» универсальных грузовых вагонов:

- в крытых вагонах осуществляется перевозка грузов, требующих защиты от атмосферных воздействий и хищений, а также сельскохозяйственных грузов во время сбора урожая;

- в полувагонах перевозятся навалочные грузы открытого хранения, штучные грузы в порожних направлениях, контейнеры и т.д.;

- в резервуарных вагонах перевозят жидкие, газообразные и сыпучие грузы всех наименований;

- на платформенных вагонах перевозятся грузы, не боящиеся атмосферных воздействий, контейнеры и негабаритные грузы.

Принципиально универсальные грузовые вагоны отличаются друг от друга конструкцией кузова и связью его с рамой вагона.

 Ходовые части, ударно-тяговое и тормозное оборудование у таких вагонов в основном одинаковое.

9.4.1.Крытые вагоны

Крытым принято называть вагон, имеющий крышу и стены для защиты груза от атмосферных воздействий, влаги. Вагон, защищающий груз от несанкционированного проникновения, от ветра и т.п. Увеличение универсальности, снижение «порожних» пробегов, механизация погрузо-разгрузочных работ, снижение тарифов и т.п. мероприятия отражаются на конструкции крытых вагонов (рис.9.1, 9.2).

Все многообразие существующих крытых вагонов можно классифицировать по следующим признакам:

- по типу кузова: саморазгружающиеся 1 или нет 2 вагоны;

  - по состоянию геометрии кузова: неизменяемая 3 или изменяемая конструкция 4, 5, 6;

  - по несущей способности кузова: с частично несущим 8, 9  и цельнонесущим 7  кузовом;

  - по материалу конструкции: вагоны с цельнометаллическими 10  кузовами и вагоны с кузовами смешанной 11 конструкции (табл. 9.3, рис.9.4). 

   Принципиально кузов крытого вагона выполнен в виде металлического каркаса рамной или ферменной конструкции жестко соединенными продольными, поперечными или наклонными элементами (стрингерами, шпангоутами, раскосами), обтянутых оболочкой. В качестве оболочки может использоваться металлический лист, деревянные доски специального профиля, искусственные материалы и др.        

  Как правило, металлическая оболочка прикрепляется к каркасу кузова сваркой.

    В этом случае она приобретает свойства несущего элемента и работает совместно с каркасом кузова на восприятие внешних нагрузок.  

В кузов крытого вагона процедуры, связанные с погрузо-разгрузочными операциями затруднены. Как уже указывалось (см. п. 9.3) для их уменьшения предпринимаются различные меры (см. рис. 9.2). Однако конструкций саморазгружающих кузовов крытых вагонов 1 (табл. 9.3, рис. 9.4) не так много и они сложные. Создание саморазгружающихся крытых вагонов затруднено в основном перевозимым в этих вагонах грузом. Он нуждается при перевозках в максимальной сохранности, чего не могут пока обеспечить предлагаемые способы саморазгрузки.

Рис. 9.1. Некоторые типы кузовов крытых вагонов (слева-направо, сверху-вниз): с деревянной обшивой, с цельнометаллическим кузовом, с открывающейся крышей; с изменяемой конструкцией кузова; со сменным кузовом;

со сдвигающейся частью кузова.

     Большинство крытых вагонов относится к несаморазгружаемым 2 (табл. 9.3, рис. 9.4). Для облегчения производства погрузо-разгрузочных работ стараются все сделать, чтобы обеспечить при их производстве максимальную доступность груза: увеличивают размеры боковых дверей 2 (рис. 9.2, 9.4), делают открывающиеся (раздвижные) крыши и их части 4 (табл. 9.3, рис. 9.2 и 9.4) и

Рис. 9.2. Некоторые способы погрузо-разгрузочных работ в крытых вагонах (слева-направо и сверху-сниз): с использованием пакетов, фронтальных погрузчиков, вакуумных насосов, гравитационным и ручным способом

необычные конструкции боковых стен и кузова 5, 6 (табл. 9.3, рис. 9.1, 9.2, 9.4). Это позволяет использовать различные средства механизации (погрузчики, краны, вакуумные и гравитационные приспособления и пр.), в том числе и ручной труд (см. рис. 9. 2).

Кузова крытых вагонов в зависимости от способов соединений с рамой могут включаться в несущую способность вагона, под которой понимается способность конструкции воспринимать без отказов в работе эксплуатационные нагрузки, предписанные нормативно-технической документацией (НТД). Различают не несущие кузова (рис. 9.1, 8 табл. 9.3, рис. 9.4), частично несущие кузова (рис. 9.1, 9 табл. 9.3, рис. 9.4) и цельнонесущие кузова (рис.9.1, 7 табл. 9.3, рис. 9.4). Последние, как правило, выполняются еще и цельнометаллическими 10 табл. 9.3. В настоящее время в конструкциях кузовов находят применение различные неметаллические материалы, пленки и композиты, которые могут и не могут участвовать в работе несущих конструкций вагонов.

Крытые вагоны железных дорог России имеют, в основном,   четырехосную конструкцию.     

Классическим типом не саморазгружающегося крытого вагона является вагон, схема кузова которого представлена на рис. 9.4.

На крыше такого вагона могут быть несколько загрузочных люков. На боковой стене в средней ее части располагаются навесные шиберные двери, которые при смещении в сторону открывают грузовое помещение для погрузо-разгрузочных операций. В районе направляющих сечений (возле шкворневых стоек) устроены многофункциональные люки, которые в зависимости от рода перевозимого груза могут выполнять роль загрузочных отверстий (при перевозках сыпучих грузов), вентиляционных отверстий (при перевозках «живых» грузов), оконных проемов (при людских перевозках) и т.д.

Рис. 9.3. Схематическое изображение классификационных признаков табл. 9.3.

Табл. 9. 3. Разновидности крытых вагонов                                                                                                                                                                                                                                         

пп

Показатель классификации

В а р и а н т ы

Тип кузова

Состояние геометрии

кузова

Несущая способность

Материал конструкции

1) Саморазгружающийся 2) Несаморазружающийся 

3) Неизменяемая 4) Изменяемая крыша 5) Изменяемые 6) Смешанное изменение

                                                                                        боковые                                                                                       конструкции

                                                                                        стены

7) Цельнонесущий кузов 8) Кузов с несущей рамой 9) Кузов с несущей рамой и боковыми стенами

10) Цельнометаллический 11) Смешанный (металлический каркас и неметаллическая обшива)

Исполнение

Примечание. Hopper –анг.- прыгать – грузовой вагон в виде бункера для сыпучих грузов; 

Познавательные статьи:



Техника прыжка в длину с разбега

Организация работы процедурного кабинета

Области применения синхронных машин

Оптимизация по Винеру и Калману