Крытые вагоны

Железная дорога - Как устроена ЖД

Двухосные крытые вагоны грузоподъемностью 20 т начали строить в 1923 г. Помимо увеличенной грузоподъемности, эта конструкция отличалась от крытого нормального вагона каркасом стен и рамой кузова, полностью изготовленной из металлических балок, что повышало прочность и надежность вагона.
Стойки и верхнюю обвязку кузова изготовляли из стали углового профиля сечением 90 х 90 х 9 мм и 90 х 60 х 8 мм, а дуги крыши — из швеллера 80x45x6 мм. Рама кузова имела хребтовую балку, что позволяло в будущем оборудовать этот вагон автосцепным устройством, а до его введения — несквозной упряжью ручного сцепления. Это также являлось достоинством данной конструкции. Все балки рамы кузова выполняли из швеллеров №24, причем средние поперечные балки усиливали нижними накладками сечением 240 х 8 мм, а концевые (буферные) балки — верхними и нижними накладками сечением 300 х 8 мм. Балки и другие металлические элементы кузова были соединены заклепками; для повышения жесткости узлов использовали косынки и угольники. Стены вагона обшивали досками толщиной 40 мм внизу и 22 мм вверху и прикрепляли к стойкам болтами. Обшивку крыши толщиной 22 мм прибивали гвоздями к деревянным брускам, расположенным в потолочных дугах и фрамугах. Дверной проем имел ширину 1830 и высоту 2134 мм.
Двери, люки, несъемные приспособления для перевозок людей в этом вагоне были такими же, как и в нормальном крытом. Внутренняя длина кузова составляла 6,6 м, внутренняя ширина 2,75 м, высота кузова у боковой стены 2,5 м, общая длина вагона (без тормозной площадки) 7,9 м, тара 11,4т, площадь пола 18,15м2, объем кузова 45,4 м3. Повышение прочности сопровождалось увеличением коэффициента тары (0,57 вместо 0,5 у нормального вагона грузоподъемностью 16,5 т), а рост грузоподъемности вызвал увеличение нагрузки от оси колесной пары на рельсы и погонной нагрузки (156,5 кН и 3,96 т/м вместо 131 кН и 3,43 т/м у нормального вагона).
Несмотря на отмеченные преимущества вагона грузоподъемностью 20 т по сравнению с нормальным, он не соответствовал требованиям, предъявляемым к перспективному подвижному составу. Поэтому было решено ориентироваться на постройку четырехосных крытых вагонов. Такое решение обосновывалось достоинствами четырехосных (большегрузных, как они тогда назывались) вагонов, о которых говорилось выше. Ввиду важности вопроса рассмотрим эти достоинства более подробно и применительно к рассматриваемому периоду.
1. При значительно большей грузоподъемности четырехосный вагон имеет столько же ударно-тяговых приборов, торцовых стен, буферных брусьев, как и двухосный вагон. Поэтому у него меньший коэффициент тары при равной прочности (нормальный вагон обладает недостаточной прочностью и вследствие этого несопоставим).
2. Поезд, составленный из большегрузных вагонов, имеет меньшую длину, чем из двухосных. Следовательно, можно увеличивать мощность локомотивов и массу поездов без удлинения станционных путей и развития грузовых станций.
3. С уменьшением длины поезда снижается сопротивление движению, обусловленное боковым движением ветра; с уменьшением числа вагонов сокращается число междувагонных промежутков, увеличивающих сопротивление движению от воздушных завихрений.
4. Четырехосные вагоны легче проходят кривые участки пути, особенно малого радиуса, и с большими скоростями, что снижает сопротивление движению и расход топлива локомотивом.
5. С уменьшением числа вагонов в поезде, числа ударно-тяговых приборов и других частей сокращаются повреждения вагонного парка, облегчается работа осмотрщиков вагонов и других лиц, занятых ремонтом и осмотром вагонов, уменьшается время для осмотра, ремонта и смазки вагонов. Кроме того, сокращается маневровая работа на станциях, уменьшается объем работ на оформление документации.
6. Уменьшается число дверей и люков, т. е. мест, требующих повышенного контроля для предупреждения хищений грузов; снижаются расходы на изготовление, ремонт и установку хлебных щитов, на закрытие и пломбирование вагонов.
7. Сокращается работа по учету и регулировке вагонного парка.
8. Четырехосные вагоны позволяют с меньшими затратами перейти к автоматической сцепке.
9. Большегрузные вагоны позволяют с меньшими затратами перейти на автоматические тормоза и сократить расходы в эксплуатации из-за
меньшего числа тормозных приборов по сравнению с парком малогрузных вагонов.

Однако большегрузные вагоны вызывали большие затруднения при погрузке и выгрузке вручную и при передвижении вагонов без локомотива. Эти трудности были устранены путем механизации процессов погрузки и выгрузки и исключения маневровой работы без локомотива.
Параметры и конструкцию четырехосного крытого вагона выбирали исходя из ряда соображений, в частности, учитывая, что, для удобства эксплуатации грузоподъемность нового вагона целесообразно иметь кратной грузоподъемности нормального вагона. Однако двухкратное превышение грузоподъемности нормального вагона являлось недостаточным, а осуществить четырехкратное превышение не позволяли допустимые нагрузки от оси колесной пары на рельсы. Поэтому было решено иметь трехкратное превышение, т. е. 16,5-3 = = 49,5 или округленно 50 т. При допустимой осевой нагрузке 180 кН (18 тс) масса брутто четырехосного вагона могла составлять 18 4 — 72 т и тара ограничивалась 72 — 50 = 22 т. При допустимой погонной нагрузке, равной 6 т/м, минимальная длина вагона составляла 72 : 6 = 12 м. В дальнейшем предполагалось увеличить допустимую погонную нагрузку, но для крытого вагона при принятом габарите подвижного состава ориентироваться на такое увеличение не имело смысла, так как требовалось иметь объем кузова, позволяющий рационально использовать принятую грузоподъемность.
Исходя из ограничений по таре вагона внутренняя длина кузова была принята равной 13 м. По условиям использования досок съемного оборудования, применяемых при перевозках людей, внутренняя ширина кузова была принята равной 2,75 м, хотя по условиям вписывания в габарит ее можно было увеличить на 80 мм. Крытый вагон проектировали по габариту, позволяющему эксплуатировать его за пределами границ Советского Союза. Исходя из этого высота от пола до крыши, измеренная у боковой стены, составила 2,5 м. Эта высота на 280 мм превышала высоту крытого нормального вагона. Ее можно было бы довести до 2,8 м, если ориентироваться на габарит подвижного состава, предназначенного для эксплуатации только по железным дорогам страны. При этих размерах площадь пола равнялась 35,75 м2, а объем кузова 89,37 м8.
Какому количеству дверей отдать предпочтение: двум или четырем? Было очевидно, что при четырех дверях облегчается и ускоряется погрузка и выгрузка, особенно сыпучих грузов; вагон удобнее, может быть приспособлен для перевозки людей; улучшается освещение и вентиляция кузова. Однако четыре двери усложняют конструкцию кузова, снижают несущую способность боковых стен, требуют дополнительного усиления рамы кузова. Все это увеличивает тару вагона (по расчетам Сормовского завода на 1,2 т) и соответственно его стоимость. Такой вагон будет требовать более частого ремонта. Каждая лишняя дверь увеличивает вероятность просыпания зерновых и подобных грузов, а также вероятность хищения грузов. При четырех дверях возрастают расходы на хлебные щиты и на пломбирование вагона. Вот почему было решено строить двухдверные вагоны, ориентируясь на механизацию погрузочно-разгрузочных работ. Временно, до развития средств механизации, допускалась возможность создания четырехдверных вагонов. Вопрос о числе дверей рассматривался неоднократно. Так, в 1906 г. были построены крытые четырехосные вагоны с четырьмя дверьми, но в 1915 г. Министерство путей сообщения при заказе вагонов в США приняло решение о двухдверном варианте. Не потерял своего значения этот вопрос и в наши дни.
В 1972 г. Организация сотрудничества железных дорог социалистических стран (ОСЖД) рекомендовала унифицированный крытый вагон строить четырехдверным.
Четырехосный крытый вагон с двумя дверьми, в отличие от нормального, было решено строить с верхним, рельсом для передвижения двери, так как при таком расположении рельса он не повреждался при погрузке и выгрузке навалочных грузов; дверные ролики могли быть без гребней, что облегчало перемещение двери; лучше сохранялась их смазка. Однако при этом увеличивался перекос открывающейся двери. Забегая вперед, отметим, что при проектировании крытого вагона с увеличенным объемом кузова Алтайскому заводу в 1981 г. было рекомендовано применить нижний направляющий рельс двери.
Не менее важным был вопрос и о числе люков в боковых стенах. Чем их больше, тем лучше вентиляция и освещенность кузова, тем легче грузить сыпучие и некоторые другие грузы. Поэтому клиентура высказывалась даже за шесть люков. Учитывая, однако, что такое число люков усложняет конструкцию каркаса кузова, было решено иметь по два люка в каждой боковой стене.
Рассмотрим конструкцию основных частей крытого вагона, построенного в 1925 г.
Рама кузова имела хребтовую балку, образованную из двух швеллеров № 30, перекрытых между шкворневыми балками накладками толщиной 8 мм. Швеллеры устанавливались полками наружу. Расстояние между вертикальными стенками двух швеллеров сначала было принято равным 500 мм (для установки автосцепки системы Шарфенберга). Поскольку пригодность такой автосцепки для восприятия больших усилий вызывала сомнение, в дальнейшем это расстояние приняли равным 327 мм, т. е. таким же как и в вагонах США.
Кроме хребтовой балки, рама кузова имела две шкворневые, две буферные, четыре промежуточные поперечные и две боковые балки, являющиеся одновременно нижними поясами каркаса боковых стен. Этот каркас представлял собой раскосно-стоечную ферму, т. е. конструкцию, составленную из верхней (зетовый профиль 10 х 75 х 6,5 мм) и нижней (швеллер № 20) обвязок, угловых (уголковый профиль 120 х 120 х 10 мм), шкворневых, дверных и промежуточных стоек — все зетового профиля 80 х 65 х 6 мм и раскосов. Поскольку в последних основной деформацией, обусловленной вертикальной нагрузкой, является растяжение, они выполнены из полосовой стали сечением 126 х 6 и 126 х 8 мм. Посередине каждого пролета размещались дополнительные стойки, облегчавшие сопротивление обшивки усилию распора сыпучих грузов.
Каркас торцовой стены, кроме угловых стоек, имел две стойки и два раскоса, выполненных из зетового профиля 100 х 75 х 6,5 мм. Стойки и раскосы крепили внизу к буферной балке, а вверху — к фрамуге. Каркас крыши образовался обвязками (уголковый профиль 75 х 75 х 6 мм), фрамугами и 13 потолочными дугами (швеллер 80 х 45 х 6 мм).
Обшивка стен — из досок толщиной 40 мм внизу и 22 мм вверху, прикрепленных к каркасу болтами диаметром 12,7 мм, а обшивка крыши — из досок толщиной 22 мм, крепление которых такое же, как и в описанном выше вагоне грузоподъемностью 20 т. Крыша присоединена к каркасу стен болтами, все остальные соединения — клепаные.
Тележки, как и во всех других четырехосных грузовых вагонах рассматриваемого периода времени, имели колесные пары диаметром 1050 мм, базу 1905 мм, сборную поясную конструкцию боковых рам.,
На Сормовском заводе проектировали и строили вагоны грузоподъемностью 50 т клепаной конструкции, первые опытные образцы которых были изготовлены в 1925 г. Вскоре такие вагоны начал выпускать Калининский вагоностроительный завод, а впоследствии и Брянский вагоностроительный завод им. Урицкого.
Тара вагона без тормозной площадки составляла 23,4 т (с тормозной площадкой — 24,2 т), коэффициент тары 0,47, общая длина вагона 14,38 м, погонная нагрузка 5,13т/м, осевая нагрузка 183,5 кН. По этим параметрам четырехосный вагон выгодно отличался от двухосных.