Полувагоны

Железная дорога - Как устроена ЖД

На железных дорогах страны применяли полувагоны преимущественно двух типов: с кузовом, имеющим наклонные торцовые стены и выгрузочные бункеры внизу (вагоны-хопперы); с кузовом, имеющим вертикальные стены и горизонтальный пол с расположенными в нем люками для высыпания груза (гондолы). Будучи без крыш, полувагоны (обоих типов) позволяли осуществлять механизированную их загрузку. Сыпучие грузы выгружались за счет собственной силы тяжести (гравитационный способ). Разгрузка гондол осуществлялась также и на вагоно-опрокидывателях. В этом случае отпадала надобность в люках в полу и можно было создавать полувагоны с глухим кузовом.
Двухосные полувагоны (хопперы) начали строить в 1931 г. Рама вагона, выполненная по типу рамы крытого вагона грузоподъемностью 20 т, имела хребтовую балку, сделанную из двух швеллеров № 24. Боковые и торцовые стены имели стальную обшивку толщиной 6 мм. Строились такие хопперы и с деревянной обшивкой. Крышки выгрузочных бункеров могли открываться при помощи двух приводов: ручного и пневматического. Из-за частой порчи последнего от него отказались и на хопперах последующих выпусков устанавливали только ручной привод (за исключением хопперов специального назначения и др.).
Грузоподъемность хоппера равнялась 25 т, тара — 12,2 т. При проектировании четырехосных хопперов, которые строили с 1932 г., стремились возможно полнее использовать допускающуюся в то время погонную нагрузку, равную 8 т/м, и увеличенный общесетевой габарит. Старались также, чтобы длина вагона была кратной длине бункеров металлургических заводов (примерно 4,7 м).
Уголь или руду в хоппер погружали через верх, а выгружали через расположенные в нижней части кузова два продольных бункера — по одному с каждой стороны хребтовой балки рамы. Саморазгрузка вагона обеспечивалась наклоном нижней части торцовых стен и задних стенок бункеров (под углом 35 и 39° к горизонту соответственно) и происходила при открытии крышек люков. Эти крышки были подвешены на шарнирных петлях к нижним обвязкам боковых стен и открывались наружу.
Хребтовую балку рамы кузова у хоппера клепаной конструкции изготовляли из двух швеллеров № 30, обращенных полками внутрь и перекрытых сверху накладкой сечением 340 х 10 мм. Такое расположение полок, а также треугольный выступ (горбыль), размещенный над накладкой в средней части рамы, способствовали лучшему высыпанию груза. В консольных частях хребтовой балки нижние полки швеллеров имели срез для установки деталей автосцепного устройства. Внизу хребтовая балка была усилена двумя приклепанными к ней угольниками.
У хопперов сварной конструкции, строившихся с 1933 г., хребтовая балка состояла из двух вертикальных стенок сечением 290 х 10 мм, перекрытых сверху (в средней части) изогнутой накладкой толщиной 8 мм, а по концам — прямыми накладками сечением 370 х 10 мм.
Каркас боковой стены четырехосного хоппера представлял собой шестипанельную раскосую ферму. Боковые и торцовые стены имели деревянную обшивку толщиной 45 мм внизу и 35 мм вверху.
Вначале хопперы этого типа выпускали с централизованным разгрузочным механизмом, при котором крышки люков открывались и закрывались из одной точки (с верхней площадки). Однако такой механизм требовал тщательного ухода, увеличивал тару вагона на 0,3 т и не приводил к существенному сокращению простоя вагона при грузовых операциях по сравнению с ручным способом открывания и закрывания крышек бункеров. Поэтому от централизованного механизма впоследствии отказались и стали применять запорные устройства в виде закидки, сектора и планки (как у полувагонов).
При проектировании четырехосного хоппера его грузоподъемность была принята равной 60 т, но в процессе эксплуатации ее пришлось снизить до 50 т, поскольку высокое положение центра массы, короткая база и нерациональное рессорное подвешивание снижали устойчивость вагона от опрокидывания и схода с рельсов. База этого четырехосного хоппера равнялась 5810 мм, в то время как у полувагона (гондолы) она составляла 8650 мм. Такая короткая база (примерно равная половине длины рельсов) при малом коэффициенте относительного трения рессорного подвешивания (пятипружинный комплект) должна была приводить к интенсивному нарастанию амплитуд колебаний, особенно при скорости движения 65—75 км/ч , что и было затем подтверждено результатами сравнительных испытаний хоппера и гондолы.
Неудивительно, что изломы осей колесных пар у данного хоппера наблюдались в 3 раза чаще, чем у других вагонов, из-за чего происходили крушения поездов.
Рассмотрев материалы расследования крушений и заключение технических экспертов, НКПС в 1935 г. счел необходимым обратиться в Транспортную комиссию ЦК ВКП(б) и СНК СССР с предложением прекратить дальнейшее строительство хопперов данной конструкции, заменив их полувагонами, обладавшими лучшими динамическими качествами и существенно большей универсальностью. Предлагалось также разработать проект четырехосного хоппера с большей базой и пониженным центром массы.
Предложения НКПС были приняты. В 1935 г. была разработана конструкция четырехосного хоппера грузоподъемностью 60 т, имевшего базу 7,7 м и общую длину 12,4 м. Опытные образцы такого хоппера, испытанные в 1936—1937 гг., показали удовлетворительные результаты, но строить их не стали.
Четырехосные полувагоны (гондолы) строил с 1928 г. завод «Красное Сормово». Выпускались они и в 1933— 1934 гг., но в незначительном количестве. С 1933 г. эти полувагоны строили в большом объеме на Крюковском заводе, а с 1936 г. — на Днепродзержинском и на Уральском вагоностроительных заводах.
Каркас боковой стены представлял собой раскосностоечную ферму. Посередине каждой стены в полувагонах постройки Уралвагонзавод размещалась Двустворчатая дверь, подвешенная на петлях к дверным стойкам фермы. Боковые двери открывались наружу вагона. Запирались они с помощью разрезных штырей, входивших в гнезда на верхней и нижней обвязках фермы под действием одной общей рукоятки. Полувагоны Крюковского и Днепродзержинского заводов дверей в боковых стенах не имели, что повышало прочность и жесткость фермы. Впоследствии такие двери были упразднены не только у всех новых полувагонов, но даже заварены на вагонах эксплуатационного парка.
Торцовые стены имели угловые стойки с усиливающими контрфорсами (переменного по высоте сечения), выполненными из листов и ребер жесткости. К этим стойкам были подвешены на петлях двустворчатые двери, открывавшиеся внутрь вагона. Торцовые двери имели верхний и нижний запоры. Длинномерные грузы, не размещавшиеся внутри кузова, например, лесоматериалы длиной по 6,5 м, перевозили при открытых торцовых дверях. Обшивка дверей — деревянная, толщиной 40 мм. Боковые стены также были обшиты досками толщиной 40 мм в нижней половине и 35 мм — в верхней.
Пол состоял из 14 крышек люков, изготовленных из листовой стали толщиной 6 мм. Жесткость крышки достигалась приваркой ребер, а в последующих конструкциях — выштамповкой гофров. К крышке приваривали, а впоследствии приклепывали петли, с помощью которых она шарнирно присоединялась к хребтовой балке рамы кузова. На противоположной стороне крышки размещались запорные угольники, которые закидками удерживали крышку в закрытом состоянии.
В открытом положении крышки люков опирались на упоры, имевшиеся на поперечных балках рамы кузова. Угол наклона открытых крышек, расположенных между тележками, составлял 32°, а над тележками — 26°.
Рама кузова сварная, состояла из хребтовой, двух буферных, двухшкворневых и четырех промежуточных поперечных балок. Балки имели небольшую ширину верхних полок, что способствовало более полной выгрузке сыпучих грузов после открытия люков. Хребтовая балка, изготовленная из двух вертикальных металлических листов сечением 290 х 10 мм, армированных снизу угольниками 130 х 90 х 12 мм и перекрытых сверху изогнутой накладкой толщиной 8 мм и тавром 75 х 75 х 8 мм, оказалась в эксплуатации недостаточно прочной. Поэтому впоследствии ее выполняли из полученных прокаткой профилей: двух зетовых и одного двутаврового, расположенного над ними.
Грузоподъемность полувагона составляла 60 т, тара 22,0—22,6 т.