Конструкция кузова грузового крытого вагона

Тема 4. Кузов вагона

Конструкции разных типов вагонов различаются по назначению и условиям их эксплуатации. Однако, несмотря на разнообразие в вагонном парке железных дорог конструкций грузовых и пассажирских вагонов, все они создавались на основе общих принципов. Все вагоны состоят из следующих основных частей: кузова, рамы, ходовых частей, автосцепного и тормозного оборудования.

Кузовом называется та часть вагона, которая служит для размещения грузов или пассажиров. Обычно кузов вагона прочно укрепляется на раме (полураме) или составляет с ней одно целое. Устройство кузова зависит от типа вагона и его назначения. Кузов вагона является основным его элементом.

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 раме размещены ударно-тяговые приборы и часть тормозного оборудования.

По способу восприятия нагрузок кузова вагонов могут быть разделены на четыре основных типа:

– цельнонесущие кузова – воспринимают все виды нагрузок всеми элементами: полом, крышей, боковыми и торцевыми стенами (рама составляет с кузовом единое целое). Это цельнометаллические пассажирские и изотермические вагоны. Кузов пассажирского вагона для скоростей движения до 160 км/ч имеет гофрированную обшивку боковых стен, выполнен по принципу несущей цельнометаллической конструкции, подкрепленной каркасом из стоек, поперечных балок и продольных связей. Кузов пассажирского вагона для скоростей движения до 200 км/ч имеет плоскую обшивку боковых стен;

– кузова с несущими боковыми стенами и рамой – воспринимают вместе с ней значительную часть вертикальной, а в некоторых случаях и продольной нагрузки (боковые стены жестко соединены с рамой). Такую конструкцию имеют все типы крытых и открытых вагонов грузового парка;

– кузова с несущей рамой – кузов не является несущим, рама самостоятельно, независимо воспринимает все основные нагрузки. Это платформы и транспортеры;

– к четвертому типу кузовов относятся котлы цистерн (вагонов-цистерн). При наличии рамы вагона котел воспринимают вертикальные и боковые нагрузки и передают их на раму. В безрамных цистернах котел является цельнонесущим.

Каждый тип вагона характеризуется своими конструктивными особенностями.

Наиболее распространенные конструктивные схемы кузовов крытых вагонов приведены на рис. 4.1.

Наибольшее распространение получили кузова крытых вагонов с двумя дверями, четырьмя люками в боковых стенах и люками на крыше (схема а). Это позволяет производить разгрузку крытых вагонов автопогрузчиками, механическими лопатами или другими средствами малой механизации.

Конструкция кузова универсального крытого вагона не полностью приспособлена к условиям механизации погрузочно-разгрузочных работ. Поэтому в последние годы начали выпускаться крытые вагоны с открывающимися щелями в боковых сторонах крыши (схема б), с крышами в виде подвижной гофрированной гибкой ленты (схема в), со сдвигающимися или открывающимися половинами крыш (схемы г, д, е). Существенным недостатком этих вагонов является сложность конструкции и малая надежность в эксплуатации механизмов закрывания крыш, большая повреждаемость крыш при погрузке-выгрузке, а отсюда потеря герметичности, что вызывает необходимость частых ремонтов. Эти недостатки устранены в вагонах с открывающимися боковыми и торцевыми стенами или поднимающимися кузовами (схемы ж, з).

Кузов с открывающимися боковыми стенами (схема ж) состоит из верхнего обвязочного бруса с закрепленной на нем крышей и мощных концевых стоек, соединенных с рамой вагона. Боковые или торцевые стенки шарнирно навешиваются на стойки или обвязочный брус и фиксируются на раме специальными запорными устройствами.

В вагонах с поднимающимися кузовами (схема з) подъем кузова осуществляется электродомкратами, установленными на концевых балках рамы вагона.

К специализированным крытым вагонам относятся вагоны-хопперы, предназначенные для перевозки сыпучих и пылевидных грузов (схема и). Они различаются конструкцией крыши, кузова и выгрузочных устройств. Крыша бывает сплошной с грузоприемными люками, сплошной с загрузочными щелями, перекрываемыми створками (крышками), и раздвижной крышей – рулонной или пластинчатой конструкции.

Перевозки тарно-штучных грузов в жестких пакетах или универсальных поддонах позволяют перейти к платформам с эластичным защитным покрытием для защиты от атмосферных воздействий (схема к) вместо использования крытых вагонов.

Строительство комбинированных вагонов с открывающимися крышами и боковыми стенами (схема л) позволит перейти к максимальной механизации погрузочно-разгрузочных работ. В схеме л рассмотрен крытый вагон с двухскатным полом и открывающейся крышей.

Рис. 4.1. Конструктивные схемы крытых вагонов:

1 – кузов; 2 – крыша; 3 – люк; 4 – дверь; 5 – подвижная полукрыша; 6 – гибкая крыша;
7 – открывающиеся щели; 8 – откидывающаяся часть крыши; 9 – боковая стена; 10 – поднимающийся кузов; 11 – бункер; 12 – мягкая ткань; 13 – подъемное устройство

В схеме м рассмотрен крытый вагон с открывающимися боковыми бортами, к торцевым стенкам которого при помощи специальных кронштейнов, находящихся внутри кузова, прикреплена металлическая кровля. В верхней части крыши посередине вагона сделано пять загрузочных люков с крышками. Этот вагон создан на базе думпкара.

Основной базовой частью у большинства кузовов крытых вагонов является многостержневая ферма, подкрепленная металлической обшивкой (рис. 4.2). Причем у одних вагонов боковые стены и крыша жестко соединены с рамой и представляют единую цельнонесущую конструкцию, а в других рама и кузов являются самостоятельными несущими конструкциями, взаимносочлененными с помощью специальных узлов, т. е. являются самостоятельными базовыми частями.

Рис. 4.2. Схема кузова крытого вагона:

1 – хребтовая балка; 2 – боковая продольная балка; 3 – торцевая балка (буферный брус); 4 – шкворневая балка; 5 – поперечная балка; 6 – вертикальная стойка; 7 – дуга крыши;

8 – верхний обвязочный брус

Рассмотрим подробнее устройство кузова универсального крытого вагона модели 11-217 постройки Алтайского вагоностроительного завода с уширенными дверными проемами (рис. 4.3).

Длина кузова внутри 13 844 мм, ширина кузова внутри 2 764 мм, размеры дверного проема в свету 3 794×2 343 мм. Объем кузова 120 м³. Год постановки вагона на серийное производство – 1973.

Рама кузова сварная, состоит из сквозной хребтовой балки 18, двух продольных боковых 4, двух шкворневых 16, двух концевых 26 балок. Между шкворневыми балками рамы расположены две поперечные основные (дверные) и семь промежуточных 14 балок, а также продольные балки 15, предназначенные для поддержания настила пола. В консольной части рамы размещены раскосы 17, а также продольные длинные 19 и короткие 20 балки. Раскосы 17 служат для передачи части продольных усилий от ударно-тяговых приборов на шкворневую балку и равномерного распределения продольной нагрузки на среднюю часть рамы кузова.

В консольных частях с обеих сторон хребтовой балки 18 установлены задние упоры 22 автосцепки, объединенные между собой усиливающей надпятниковой коробкой шкворневого узла, а также передние упоры 24, объединенные с ударной розеткой 25 автосцепки, заглубленной внутрь рамы. Между задними и передними упорами на вертикальных стенках хребтовой балки установлены предохранительные планки 23.

Рис. 4.3. Кузов четырехосного крытого вагона модели 11-217

Боковые продольные балки 4 рамы в дверном проеме усилены балками 9. По концам рама оборудована подножками 2 и поручнями 1, размещенными с каждой стороны вагона. На концевых балках 26 установлены поручни 21 и рычаг 28 расцепного привода автосцепки.

Боковые и торцовые стены кузова жестко связаны с рамой.

Каркас боковой стены состоит из верхней обвязки 44, двух шкворневых 5, двух дверных 11 и шести промежуточных стоек 3.

Нижней обвязкой стены служит продольная боковая балка 4 рамы. Каркас снаружи обшит гофрированной металлической 12 и изнутри деревянной 13 обшивками.

В средней части боковой стены расположена двухстворчатая дверь 10, а по концам в верхней части имеются люки 6, оборудованные вентиляционными решетками. Створки двери раздвигаются в стороны и перемещаются с помощью роликов по дверному рельсу 7, расположенному
в верхней части. Для облегчения открывания створок дверей при возможных заеданиях на кузове размещены специальные рейки 45, а на створках приварены скобы.

Торцевая стена посредством двух угловых 30 и двух промежуточных 27 стоек снизу приварена к концевой балке 26 рамы, а сверху верхней обвязкой 34 связана с фрамугой 35 крыши. Торцевая стена имеет наружную металлическую 31 и внутреннюю деревянную 32 обшивки и оборудована скобами 33, служащими для доступа обслуживающего персонала на крышу.

Цельносварная крыша оборудована трапом 36 для доступа к загрузочным люкам 43. Крыша состоит из двух фрамуг 35 и набора дуг 40, продольных боковых обвязок и продольных подкрепляющих элементов, сверху покрытых гофрированной металлической обшивкой 38. Изнутри посредством уголков 39 и скоб болтами к дугам 40 крепится подшивной потолок 37 из влагостойкой фанеры. Крайние верхние загрузочные люки снабжены печными разделками 42 на случай установки печей отопления при перевозке людей в зимнее время.

Чтобы повысить грузоподъемность и эффективность вагона в эксплуатации, объем кузова современных моделей крытого вагона увеличен до 140 м³, а в перспективе повысится до 165 м³.

Дата добавления: 2014-01-03