3. Конструкция кузовов современных полувагонов

В табл. 3.1. приведена техническая характеристика полувагонов основ­ных моделей, находящихся в настоящее время в эксплуатации. Вагоно­строи­тель­ная промыш­ленность выпускает четырех- и восьмиосные п­о­лув­а­гоны. Тех­ни­ческие требования на них установлены государ­с­твенным стан­дар­том.

Универсальный восьмиосный полу­вагон модели 12-541конструкции Уралвагонзавода (см. рис. 3.1.) спроектирован по габариту 1-Т и имеет характеристику, указанную в табл 3.1. Кузов полувагона цельно­метал­личес­кий с двадцатью двумя разгрузочны­ми люками в полу и двус­т­вор­чатыми торцевыми дверями. Он состо­ит из рамы, метал­ли­ческих боко­вых стен, разгрузочных люков с крышками, образующими пол, и тор­цо­вых дверей.

Таблица 3.1

Техническая характеристика полувагона

Показатели	Модели
	12-757	12-119	12-753	12-541	12-124	12-1565
Назначение	у	у	у	у	у	с
Осность, m0	4	4	4	8	8	4
Р, т	75	69	69	125	130	69
Т, т	25	22,5	22,5	43,3	46	21
Vк, м3	85	76	74	140,3	150	72,5
Длина: 2La, м	13,92	13,92	13,92	20,24	18,88	13,92
2Lp, м	12,8	12,73	12,8	19,11	17,95	12,7
Ширина 2Вн, м	3,22	3,13	3,21	3,19	3,3	3,18
Внутренние раз- меры, м: 2Lвн	12 228	12,7	12 324	18,74	17,57	12,08
2Ввн	2 986	2 875	2 878	2,84	2 967	2,82
Нвн	2 315	2,06	2,06	2,51	2 855	2,06
База 2l, м	8,67	8,65	8,65	12,07	10,55	8,65
Высота, м: Нмах	3 738	3 495	3,48	3,97	4 312	3,48
Нпола	1 423	1 415	1,41	1,46	1 457	1,22
Количество люков, шт	14	14	14	22	20	–
Размеры люков	1,327х1,54 (в свету, м)					–
Кт	0,32	0,326	0,326	0,34	0,35	0,3
Показатели	Модели
	12-757	12-119	12-753	12-541	12-124	12-1565
Ро, кН	245	228	228	218	215,75	228
qп, т/м	7,18	6,57	6,57	8,45	9,3	6,68
				Окончание табл. 3.1
Показатели	Модели
	12-757	12-119	12-753	12-541	12-124	12-1565
V, км/ч	120	120	120	120	120	120
Габарит	1-ВМ	0-ВМ	0-ВМ	1-Т	Тпр	0-ВМ

П

римечания к табл. 3.1: у – универсальный; с – специализированный; Р – грузо­подъемность; Т – тара; Vк – объем кузова; 2La – длина по осям сцепления автосцепок; 2Lр – длина рамы по концевым балкам; 2Вн – наружная ширина (максимальная); 2Lвн – внутренняя длина кузова; 2Ввн – внутренняя ширина кузова;

Нв – внутренняя высота кузова; Нмах – максимальная высота от уровня головок рельсов; Нпола – высота от уровня головок рельсов до уровня пола; Кт – технический коэффициент тары; Ро – нагрузка от колесной пары на рельс; qп – нагрузка на 1 м пути; V – конструкционная скорость.

Рис. 3.1. Восьмиосный уни­вер­­саль­ный полувагон

Рама кузова (рис. 3.2.) имеет хреб­товую 1, две концевые2, две шкворне­вые4и восемь промежуточных попе­речных балок3. Хребтовая балка1сварена из двух Z-образных профилей №31 с местными уси­ле­ниями и в мес­те соединения перекрытых двутавром №19. На двутавре крепят петли14, на которые навешивают крышки разгрузочных люков. В кон­сольнойчасти хребтовой балки уста­новлены передние и задние упоры автосцепки и предохранительные планки.

Передний упор отлит заодно целое с ударной розеткой. Концевая балка 2 сварная коробча­того сечения. Она состоит из штампо­ванного Г-об­­раз­ного листа толщиной 8 мм, дополнительных вертикального и нижнего горизонтального листов. Сверху к балке приварен порог, oгpa­ни­чивающий открывание створок две­ри наружу кузова. На концевой балке имеется выштамповка 16 под ударную розетку 15, позволяющая уменьшить вылет автосцепки, и кронштейн 17 для крепления деталей стояночного тормоза.

Шкворневые балки 4также сварные коробчатого сечения. Вер­ти­каль­ные листы ее имеют толщину 8 мм, горизонтальные 10 мм (верхние), нижние – 14 мм. К нижнему горизонтальному листу шкворневых балок крепятся пятники13и скользуны8и10. Надпятниковые зоны опорных узлов рамы усилены коробками 5.

Скользуны рамы восьмиосного полу­ва­го­на выполнены так, что они служат не только для ограничения боковых перемещений кузова вагона, но одновременно являются опорами для кры­шек люков в откры­том их положении.Верхние листы шкворневых и всех остальных попе­речных балок имеют гофры, выступающие над уровнем пола. Такая конструкция балок предупреждает непосредственное опирание длинномерных грузов на крышки разгрузочных лю­ков и предохраняет их от деформации. Места соединения шкворневых и хреб­товой балок усилены накладками 6.

Поперечные балки 3рамы сварные двутаврового сечения. К вертикаль­ным листам их приварены кронштей­ны12, служащие опорой для крышек люков в открытом положении. Для защиты тележек и предохранения ходовых ча­стей от засыпания при разгрузке груза через люки на шкворневые и поперечные балки, расположенные над тележками, прива­рены планки 7,9и11.Шкворневые и поперечные промежуточные бал­ки име­ют переменную высоту по их длине.

Крышки люков (рис. 3.3), образу­ющие пол кузова, служат для выгруз­ки сыпучего груза из вагона при от­крытом положении. В восьмиосных по­лувагонах применяются типовые крышки люков, взаимозаменяемые с крышками люков четырех- и шестиосных вагонов. Для облегчения закры­тия крышек каждая из них снабже­на торсионным устройством. Крышки к хребтовой балке шарнирно крепятся с помощью трех петель 1.Крышки из­готовлены из металлических гофриро­ванных листов2толщиной 5 мм, под­крепленных элементами жесткости. К подкреп­ляю­щим элементам крышек относятся: боковые7,передняя8и средняя6балки, а также усиливаю­щая планка3. Запор крышки люка состоит из закидки11,сектора10и планки9.Закидка имеет два зуба: при закрытии крышки вначале закидку ставят на нижний зуб, а затем через скобу12крышку подтягивают ломом так, чтобы запорные кронштейны13 зах­ва­ты­вались верхним основным зу­бом закидки.

Сектор 10служит для фиксации закидки11в закрытом по­ложении и предупреждения самопро­извольного открывания закидки11,а следовательно, крышки люка.

Торсион 5представляет собой упру­гий стержень с отогнутыми концами. Одним концом он шарнирно закреплен в крышке, а другим соединен с качаю­щимся рычагом4,также шарнирно связанным с хребтовой балкой. При открывании запоров крышка под дей­ствием массы груза падает вниз и за­кручивает торсион, в результате чего в нем появляются силы упругости, а на концах - реакции, стремя­щиеся поднять крышку в горизонталь­ное положение. После выгрузки груза эти силы облегчают подъем и закры­тие крышки люка. Груз через от­крытые люки высыпается из кузова по обе стороны самотеком. Кроме того, восьмиосные полувагоны можно раз­гружать на вагоноопрокидывателях, которыми оснащены крупные потреби­тели перевозимых в них сыпучих гру­зов.

Боковая стена (рис. 3.4) цельноме­таллическая. Металлическая обшивка 1толщиной 5 мм и подкрепляющие ее стойки4, 5и6, а также верхняя2и нижняя3обвязки образуют каркас. Верхняя обвязка2сварена из гнутых профилей7и8, образующих коробча­тое сечение, а нижняя2 из прокатного уголка размером 160x100х9 мм. Стойки выполнены из гнутыхZи-образных элементов. Угловые стойки6 сварены из двух Zобразных профилей коробчатого сечения, а шкворневые4 и промежуточные5 –из-образных толщиной 913 мм. Обшивка к каркасу стены приварена точечной сваркой. Для большей жесткости и увели­чения вместимости кузова листы об­шивки выштампованы наружу в виде неглубоких корыт пологой формы. К боковым стенам приварены скобы для увязки груза, а также скобы для стоек, устанавливаемых при перевозке лесоматериалов, загруженных с «шап­кой».

Торцовые стены кузова образованы двустворчатыми дверями, шарнирно закрепленными на угловых стойках кузова и открывающимися вовнутрь. Каждая из створок двери (рис. 3.5), состоит из каркаса и металлической обшивки 9 толщиной 5 мм. Каркас сва­рен из верхней 1, нижней 8, боковых 7 и средней 2 и 6 обвязок. Верхняя обвязка 1 выполнена в форме коробки из гнутого П-образного профиля и гладкого листа, а средние 2 и 6  из гнутых  и Zобразных профилей (разрез А—А). Боковые и нижние об­вязки изготовлены из уголков. В закрытом положении дверь удерживают верхний и нижний запоры. Нижний запор 10 в виде шарнирно прикреплен­ной закидки расположен на левой створке. У закрытой двери закидка заходит за порог и не позволяет створ­ке открываться. Правая створка удер­жи­вае­т­ся в закрытом положении левой посредством верхнего запора. Этот за­пор состоит из клина 5, закрепленного на верхней обвязке правой створки, направляющих клина 4 и планки 3, ко­торые приварены к верхней обвязке левой створки двери. Для фиксации в открытом положении на створках две­ри предусмотрены специальные пово­рачи­ваю­щиеся скобы 11. Створки тор­цовых дверей также оборудованы ско­бами для лесных стоек.

Рама и подкрепляющие элементы кузова изготовлены из низколегиро­ванной стали 09Г2Д, а обшивка – из стали 10ХНДП.

У восьмиосных универсальных полу­вагонов рассмотренной выше кон­с­т­рукции в процессе эксплуатации, как и у четырехосных, был выявлен ряд недостатков. Основной недостаток – боковые стены кузова универсальных полувагонов не имеют жесткой связи между собой из-за двустворчатой кон­струкции торцовых дверей.

В резуль­тате при перевозке насыпных, навалочных и особенно рас­ка­ты­ваю­щихся грузов (бревен, труб) возникают пере­грузки соединений стоек боковых стен с рамой и их повреждения. Деформи­руются также и сами торцовые двери при маневровой работе, особенно во время соударения вагонов. Поэтому разработаны новые универсальные восьмиосные полу­ва­го­ны модели 12124 с люками в полу, оборудован­ные глухими торцовыми стенами. Кро­ме того, они спроектированы по габа­риту Тпр, что позволило значительно улучшить экономические показатели вагона за счет увеличения погонной нагрузки с 8,45 до 9,3 т/м. В свою оче­редь это достигнуто за счет увеличе­ния грузоподъемности со 125 до 130 т и сокращения длины вагона с 20,24 до 18,88 м.

Кузов полувагона (рис. 3.6) выпол­нен с двадцатью крышками разгрузочных люков вместо двадцати двух у ваго­нов, спроектированных по габариту 1-Т.

Обшивка боковых 1 и торцовых 2 стен выполнена гладкой, чтобы умень­­шить трудоемкость по зачистке вагона после выгрузки сыпучих грузов. Изме­нен также профиль верхней обвязки 4 боковой стены. Он сделан без выштамповки, что позволило увеличить ширину кузова в свету при одной и той же наружной ширине кузова.

Уг­ловая стойка 5имеет коробчатое сече­ние и сварена из листа толщиной 8 мм и швеллера № 24. Для придания до­статочной жесткости торцовой стене она подкреплена тремя горизонталь­ными поясами3. Концевые балки ра­мы имеют выштамповку, что позволи­ло заглубить ударную розетку авто­сцепки и уменьшить общую длину ва­гона.

Универсальные четырехосные полу­вагоны моделей 12-753 и 12-119 постройки Крюковского и Уральского вагоностроительных заводов спроекти­рованы по габариту 0-ВМ и предназ­начены для эксплуатации на железных дорогах России, СНГ, Балтии колеи 1520 и стран Европы колеи I486 мм.

Кузова этих полувагонов цельноме­таллические, выполнены на типовых профилей и отличаются лишь конст­рукцией торцовых стен, концевых ба­лок рам, угловых стоек боковых стен, торсионных механизмов и технологией изготовления. На вагонах УВЗ преоб­ладает точечная сварка кузовов, а на вагонах КВЗэлектродуговая. В соответствии с типовыми требованиями МПС полувагоны оборудованы подножками ипоручнями, необходимыми для безопасной работы составителей а также наружными и внутренними лестницами, расположенными по диагонали на боковых стенах с внутренней и наружной сторон кузова.

Для навески поездных сигналов кузова снабжены кронштейнами, а для увязки и крепления груза снаружи и внутри кузова оборудованы скобами и кольцами. Для возможности перевозки лесоматериалов с «шапкой» предусмотрены скобы для установки лесных стоек. Для подтягивания вагона с по­мощью лебедки снаружи кузова при­варены зачалочные приспособления.

Кузов полувагона модели 12-753 (см. табл. 3.1) цельнометаллический, с четырнадцатью разгрузочными лю­ками в полу и двустворчатыми торцо­выми дверями (рис. 3.7). Он состоит из рамы13,двух боковых1и двух торцовых стен2,а также пола, обра­зованного крышками люков. Торцовые створки двери навешиваются тремя петлями4на кронштейны угловых стоек боковых стен и при необходимо­сти открываются вовнутрь. Левая створка фиксируется в закрытом поло­жении нижним запором6в виде за­кидки, а правая – верхним клиновым запором8. Наружная лестница3и поручень5установлены для удобства обслуживания вагона в эксплуатации. Для придания необходимой прочности крепления угловых стоек к концевым балкам рамы и нижним обвязкам стен их соединения усилены накладками9, 10, 11и12.Соединения промежуточ­ных стоек с поперечными балками ра­мы также усилены накладками14.На концевых балках рамы предусмотрены посадочные места7для постановки буферных стаканов на случай сцепле­ния с вагонами железных дорог Европейских стран, оборудован­ных винтовой стяжкой.

Рама (рис. 3.8) образована хреб­товой 7, двумя концевыми 2, двумя шкворневыми 5 и четырьмя промежу­точными поперечными 11 балками. Хребтовая балка сварена из двух Z-образных профилей 8 № 31, пере­крытых двутавром 10 № 19, служащим для крепления петель 1 и навешива­ния на них крышек люков. В консоль­ной части хребтовой балки установле­ны передние и задние упоры автосце­пок. Передние упоры выполнены заод­но целое с ударной розеткой 17. В зо­не размещения поглощающих аппара­тов снизу к хребтовой балке крепятся поддерживающие планки 14, а в зоне задних упоров  усиливающие на­кладки 13. Для крепления тормозного цилиндра на хребтовой балке установ­лены кронштейны 12.

Концевые балки 2 рамы значитель­но усилены по сравнению с балками выпускавшихся ранее моделей полува­гонов, так как на них предус­мот­ре­ны посадочные места для возможной ус­тановки буферных комплектов, через которые передаются значительные ударные нагрузки. Концевая балка 2 состоит из Г-образного элемента, ниж­него горизонтального лис­та, опорной для угловой стойки планки и укоро­ченного вертикального лис­та. Лобовой вертикальный лист на всей своей дли­не имеет выштамповку глубиной 50 мм, позволившую увеличить внут­реннюю длину кузова и его объем без изменения длины вагона по осям сцеп­ления автосцепок.

В зонах постановки буферных стаканов балка дополни­тельно усилена накладками и ребра­ми. Соединение лобового вертикально­го и горизонтального листов усилено полосой 50х10 мм, а место примыкания нижнего листа к хребтовой бал­ке  косынкой.

С наружной стороны на лобовом листе укреплены поручень 15 и крон­ш­тейн стояночного тормоза. Сверху на концевой балке приварен порог 16, который служит упором две­рей, препятствуя открыванию их нару­жу кузова.

Шкворневая балка 5 замкнутого коробчатого сечения. Она сварена из двух вертикальных листов толщиной 8 мм, верхнего с выпуклым гофром (10 мм) и нижнего гладкого (12 мм) листа. Место пересечения шкворневой и хребтовой балок усилено надпятниковой коробкой и накладками 6. В этой зоне к нижнему горизонтальному листу шкворневой балки приклепан пятник 4, а на рас­с­тоя­нии 762 мм от продольной оси вагона  скользуны. Поперечные балки 11 свар­ные двутаврового сечения. Они состоят из вертикального листа толщиной 7 мм, верхнего гофрированного (8 мм) и нижнего гладкого (12 мм). Гофры на верхних листах шкворневых и поперечных балок служат для воз­вышения точек контакта длинномер­ных грузов над крышками люков и предупреждения их повреждения. Шкворневые и промежуточные попе­речные балки выполнены переменной высоты по длине для обеспечения их равнопрочности.

Ко всем поперечным балкам приварены кронштейны 9,, которые служат опорой для крышек люков в от­крытом положении.

Боковая стена (рис. 3.9) кузова цельнометаллическая. Она состоит из каркаса и гофрированных листов 9и10.Каркас стены сварен из восьми стоек – двух угловых3и шести про­межуточных11, связанных верхней7и нижней12обвязками. Верхняя обвяз­ка7состоит из двух холодногнутых профилей толщиной 6 и 7 мм и имеет форму замкнутой коробки, а нижняя обвязка12выполнена из прокатного уголка размером 160х100х10 мм. Все стойки изготовлены из гнутых профи­лей: угловые3 из специального про­филя корытообразного сечения толщи­ной 8 мм, а шкворневые и промежу­точные11из-образного профиля толщиной 913 мм. Угловые стойки связаны с верхней обвязкой наклад­ками4и5, а с нижней обвязкой – косынкой15.Для крепления поручня и придания основному профилю угловой стойки большей жесткости она по вы­соте связана накладками1и2.Об­шивка стены состоит из верхнего9 толщиной 4 мм и нижнего10листов толщиной 5 мм. Для придания им необходимой жесткости листы снабжены продольными гофрами глубиной 40мм.

Для увязки и крепления груза внут­ри кузова боковые стены оборудованы увязочными кольцами 6и скобами16, а для установки лесных стоек — ско­бами8.Для подтягивания вагона с помощью лебедки предусмотрены зачалочные скобы17.На нижней обвяз­ке стен закреплены планки13,необ­ходимые для размещения в них секто­ров запоров крышек люков и скобы14,с помощью которых подтягиваются крышки ломом.

Торцовые стены кузова (см. рис. 3.7) выполнены в виде двустворчатых дверей, створки которых навешиваются шарнирно на трех петлях на кронштейны угловых стоек боковых стен. Конструкция их аналогична двери восьмиосного полу­вагона и отличается лишь общими габаритными разме­рами.

Крышки люков полувагона типовые. Для облегчения их закрытия ониснабжены однопрутковыми торсионными механизмами.

Универсальный четырехосный полу­вагон модели 12–119(рис 3.10) Ураль­ского вагоностроительного завода от­личается от вышеописанногоконструк­цией торцовых стен, угловых стоек и торсионных механизмов кры­шек раз­грузочных люков. Характеристика по­лувагона приведена в табл. 3.1.Объем кузова вагона увеличен на 2 м³по сравнению с вагонами модели 12–753. Достигнуто это за счет замены торцо­вых дверей на глухие стены5,что поз­волило увеличить внутреннюю длину кузова с 12126 до 12700 мм без изме­нения продольных размеров рамы и вагона в целом.

Концевые балки 4не имеют поса­дочных мест под буферные стаканы. У них коробчатое сечение, образуемое из вертикального лобового, верхнего и нижнего горизонтальных и второго вертикаль­ного листов. Н а лобовом листе сдела­на выштамповка глубиной 16 мм для установки розетки переднего упора ав­тосцепки. Боковые стены3отличают­ся конструкцией угловых стоек1, нижней2и верхней6обвязок.Угловые стойки1выпол­не­ны в виде пластин из листово­го проката толщиной 8 мм. Узлы за­делок стоек в раму усилены планкой. Нижняя обвязка2– прокатные угол­ки 60х100х12 мм.Верхняя обвязка 6 сварена из гнутого элемента 160хI45х90х6 мм и листа толщиной 5 мм.

На рис. 3.11 приведена боковая стена полувагона постройки УВЗ. На этом рисунке: 1 – угловая стойка, 2 – верхняя обвязка, 3 – нижняя обвязка. Остальные элементы такие же, как у полувагона постройки КВЗ.

Торцовые стены (рис. 3.12) имеют цельную конструкцию, жестко прива­риваемую к боковым стенам. Каждая торцовая стена состоит из метал­ли­че­ского каркаса и гладкой листовой об­шивки толщиной 4 мм. Каркас вклю­чает верхнюю 1и нижнюю7обвязки, две боковые стойки2,два горизон­тальных пояса3и две промежуточные полустойки5.Обшивка4при­ва­рива­ется к каркасу с внутренней стороны кузова. Верхняя обвязка1каркаса сварена из гнутого элемента 160хI45х90х6 мм и листа толщиной 5 мм. Боковые стойки2выполнены из швеллера № 12, горизонтальные поя­са – из-образного профиля разме­ром 250х102х9 мм, полустойки5– из швеллера №16, а нижняя обвяз­ка7– из уголка 160х100х12 мм. Боковые стойки 2 с двух сторон приваре­ны к угловым стойкам-пластинам боковых стен, а полустойки5– к концевой балке6рамы. Для повышения прочности соединения верхних обвязок торцовых и боковых стен они усилены приваренными утолщенными накладками.

На рис. 3.13. приведена рама полувагона постройки УВЗ. Она отличается от рамы полувагона постройки КВЗ (рис. 3.9) конструкцией концевой балки. На рис. 3.13: 1– петли;2– концевая балка;3– нижний лист шкворневой балки;4– пятник;5– шкворневая балка;6– накладка;7– хребтовая балка;8–Z-образные профили;9– кронштейны для опирания крышек люков;10– двутавр №19 хребтовой балки;11– про­ме­жу­точная поперечная балка;12– кронштейн для крепления тормозного цилиндра;13– усиливающие накладки;14– поддерживающие планки;15– поручень сцепщика;16– ударная розетка. Крышки люков у полу­вагона модели 12–119 типовые с литыми косо расположенными крон­ш­тейнами и торсионными механизмами спаренного типа – двухпрутковыми.

Универсальные четырехосные полу­вагоны грузоподъемностью 69 т с деревянной обшивкой стен модели 12–515 выпускались Уральским вагонострои­тельным заводом до 1979 г. и были сняты с производства вследствие недостаточной надежности обшивки. Стены кузовов таких вагонов имеют раскосно-стоечные каркасы, обшитые изнутри досками толщиной 40 мм. Доски к каркасу прикреплены болта­ми. Характеристика вагонов и конст­рукция остальных сборочных единиц аналогичны конс­т­рук­ций и характери­стике вагонов с металлической обшивкой.

Для повышения провозной способно­сти железных дорог Уральским и Крюковским вагоностроительными завода­ми разработаны новые универ­саль­ные четырехосные полувагоны с нагрузкой от колесной пары на рель­сы 245 кН. Они имеют увеличенные грузоподъемность 75 т и объем кузова 85 м³. Полувагон модели 12–757 спроектирован по габариту 1-ВМ и имеет характеристику, приведенную в табл. 3.1. Так как длина по осям сцепления автосцепок осталась неизменной (13,92 м) по сравнению с вагонами, имеющими на­грузку 228 кН (23,25 т), а грузоподъ­емность возросла на 6 т, то погонная нагрузка новых вагонов увеличилась с 6,5 до 7,18 т/м. Имея более совершен­ные параметры и более высокую про­изводительность, новые вагоны обла­дают лучшими технико-экономически­ми показателями и в большей степе­ни отвечают современным требо­ва­ниям эксплуатации. Для обеспечения необ­ходимой прочности и надеж­ности ва­гона основные несущие его элементы значительно усилены. Под кузова под­катывают специальные усиленные те­лежки модели 18–755, допускающие возросшие нагрузки. Элементы кузова и автосцепного устройства в этом вагоне получи­ли свое дальнейшее конструктивное развитие.

Универсальный шестиосный полувагон грузоподъемностью 94т, тарой 33 т, объемом кузова 106 м³и длиной по концевым балкам рамы 15,18 м строился Уральским и Крюковским вагоностроительными заво­да­ми с 1958 по 1967 г. Он спроектирован по габа­риту 1-Т. Кузов полувагона цельноме­таллический с шестнадцатью разгру­зочными люками в полу и двустворча­тыми торцовыми дверями.

Конструк­тивная схема рамы и профили сечений балок кузова ана­ло­гич­ны схемам и по­перечным сечениям балок рам четы­рех- и восьмиосных полувагонов. От­личаются они только числом поперечных балок между шкворневыми балками и размерами отдельных элементов.

Боковая стена шестиосного полува­гона состоит из металлических лис­тов толщиной 5 мм и каркаса, сваренного из девяти стоек – двух угловых, двух шкворневых и пяти промежуточных – и двух обвязок – верхней и нижней. Профили обвязок н стоек стен имеют схожую форму с профилями аналогич­ных элементов цельнометаллических восьмиосных и четырехосных полува­гонов. Торцовые стены по конструкции также аналогичны вышеописанным полувагонам. Крышки люков типовые.

Конструкция специальных полуваго­нов. Специализированный четырех­ос­ный полувагон с глухим кузовом мо­дели 12–1505 (рис. 3.14) спроектиро­ван на базе универсального полуваго­на, поэтому параметры и линейные размеры его мало изменились (см. табл. 3.1). Отличается он конструкци­ей торцовых стен и настила пола. Ку­зов специализированного полувагона не имеет крышек люков, которые за­менены сплошным настилом пола 1 из листов толщиной 6 мм, а торцовые двери 4 заварены наглухо. Для стока воды и зачистки кузова в полу предусмотрены два люка 2, открывающиеся вовнутрь. Люки расположены по диа­гонали кузова в его углах.

Рама полу­вагона 3отличается от рамы универсального тем, что в ней для поддержа­ния пола между хребтовой балкой и каждой из боковых стен поставлено по дополнительной продольной балке из двутавра №19. Остальные элемен­ты кузова мало изменились по сравне­нию с конс­т­рук­циями универсальных полувагонов.

Специализированный четырехосный полувагон модели 12–1580с глухим ку­зовом имеет более совершенную конструкцию кузова и лучшие парамет­ры, нежели полувагон модели 12–1505. Отличительная его особенность – ра­ма не имеет двутавра хребтовой балки, что позволило увеличить внутреннюю высоту и объем кузова до 83 м³, а гру­зоподъем­ность – до 71 т. Усовершен­ствована также торцовая стена, кото­рая выпол­нена аналогично конструк­ции, применяемой в полувагоне моде­ли 12–119 (см. рис. 3.12), тогда как у полувагона модели 12–1505 она состо­ит из двустворчатых дверей, заварен­ных наглухо.

Специализированные полувагоны с глухими кузовами, созданные для пе­ревозки массовых сыпучих грузов в замкнутых маршрутах с выгрузкой на вагоноопрокидывателях, значительно эффективнее, чем универсальные, ис­пользуемые для этих же целей. Это объясняется тем, что в спе­циа­ли­зи­ро­­ванных полувагонах при перевозках сокращаются потери сыпучего груза (до 12 %), снижаются капитальные за­траты на изготов­ле­ние вагонов (до 15 %), уменьшается себестоимость пе­ревозок (до 14 %) при одинаковой осности и снижаются расходы на ремонт и техническое обслуживание кузовов в эксплуатации.

Наряду с описанными выше конст­рукциями специализированных полу­вагонов для промышленного транспор­та строятся несколько разновид­нос­тей полувагонов с плоским полом, а так­же кузовом бункерного типа. К пер­вым относятся четырехосные цельно­металлические полувагоны для техно­логической щепы, для медной руды. Они проектируются на базе универ­сальных полувагонов и имеют схожую с ними конструкцию.

Полувагон для технологической щепы (рис 3.15) име­ет грузо­подъе­м­ность 58 т, тару 25,8 т, объем кузова 135 м³, длину по конце­вым балкам 17,83 м, высоту кузова внутри 2,61 м и 20 разгрузочных лю­ков. Вагон спроектирован по габариту 1-Т. Рама 2 кузова этого вагона сварена из прокатных профилей, пол 1 образуется типовыми крышками разгрузочных люков, а боковые стены 3 состоят из гладкой металлической об­шивки и подкрепляющего ее каркаса. Торцовые стены 4 выполнены глухими. Прин­ци­пиальным отличием этого ва­гона от универсального является уве­личенный объем его кузова, что обус­ловлено потребностью реализации рас­четной грузоподъемности при невысо­кой плотности перевозимого груза.

Специализированные саморазгру­жающиеся бункерные вагоны типа хоппер с открытыми кузовами строят­ся для перевозки массовых сыпучих грузов, не требующих укрытия. Коли­чество типов и число строящихся ваго­нов-хопперов непрерывно возрастает, что способствует повышению уровня механизации погрузочно-разгрузочных работ за счет исполь­зо­ва­ния гравита­ционных свойств сыпучих грузов. К ним относятся полу­ва­го­ны-хопперы для горячих окатышей и агломерата, для охлажденного кокса, для торфа и другие.

Специализированный полувагон-хоппер модели 22–471(рис. 3.16) пред­назначен для перевозки горячих ока­тышей и агломерата с темпе­ра­ту­рой груза до 700 °С с места производства на приемные бункера доменной печи. Его характеристика: грузоподъем­ность 65 т, тара 23 т, объем кузова 42 м³, длина по концевым балкам рамы 10,78 м, габарит 1-ВМ.

Кузов полувагона-хоппера имеет ра­му 4, две боковые 2 вертикальные, две торцовые 1 стены с углом наклона 41° к плоскости рамы и два бункера с дву­мя разгрузочными люками 3 размером 3500х400х560 мм. Рама кузова со­стоит из хребтовой балки, двух конце­вых, шкворневых и поперечных балок.

Хребтовая балка выполнена из двух двутавров № 45, перекрытых сверху и снизу листами. Концевые, шкворневые и поперечные балки сварные соответ­ственно корытообразного, коробчатого и двутаврового сечений. Каркас бо­ковой стены изготовлен из прокатных и гнутых профилей: верхний пояс ко­робчатого сечения из швеллера № 14 и гнутого элемента, нижний пояс и шкворневая стойка – из замкнутого прямо­уголь­но­го профиля коробчатого сечения размером 160х80х7 мм. Нижний и вер­х­ний пояса соединены между собой двенадцатью стойками. Про­ме­жуточные стойки выполнены из швеллера № 14. Каркас торцовой сте­ны сварен из швеллеров № 10 и 14. Обшивка стен представляет собой на­бор панелей из гнутого профиля, кото­рые не имеют жесткого соединения с каркасом, что обеспечивает их под­вижность при температурных расши­рениях для предупреждения коробле­ния несущих элементов кузова.

Крышки разгрузочных люков бункеров от­крываются и закрываются при помо­щи специального механизма разгруз­ки (рис. 3.17), который рас­по­ло­жен под бункера­ми и представляет собой систему ры­чагов, приводимых в действие от пневматических цилиндров с дистанци­онным управлением. Крыш­ка люка представляет собой каркас рамной конструкции, обшитый гофрированными листами. К нижнему поясу приваривается козырек, кото­рый в закрытом положении находится под нижней обвязкой кузова, соз­да­вая тем самым надежное уплотнение от просыпания окатышей. С тор­цов крышки уплотнение создается за счет выступающих листов, которые в закрытом положении помещаются в пазах люков. Механизм разгрузки имеет систему рычагов 2,5,6, связывающих крышки люков1с валом7, который посредством шестеренчатой пары3под действием двух пневматических цилиндров4поворачивается на определенный угол, открывая или закрывая при этом крышки разгрузочных люков. Закрытие крышек происходит бла­го­даря переходу соединяющих их рычагов через «мертвую точку».

Величина открытия крышек люков может регулироваться от 300 до 570 мм путем постановки сектора разной высоты.

Все несущие эле­менты кузова выполнены из низколеги­рованной стали 09Г2Д.

4. НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ КРЫТЫХ ВАГОНОВ

Крытые вагоны предназначены для перевозки штучных, тарно-штучных, пакетированных, насыпных грузов, а также дорогостоящих приборов, различных механизмов, станков, машин и других грузов, требующих укрытия и защиты от воздействия атмосферных осадков [1, 3]. Конструкции кузовов этих типов вагонов имеют раму, боковые и торцевые стены, крышу, двери и люки для загрузки и выгрузки грузов. По своему назначению крытые вагоны разделяются на два типа: универсальные и специализированные.

Отличительной особенностью кузовов универсальныхкрытых вагонов является наличие задвижных дверей1(рис. 4.1, а), вентиляционных люков3в боковых стенах и загрузочных люков2в крыше. В таких вагонах, наличие крыши препятствует использованию подъемно-транспортных механизмов при выполнении погрузочно-разгрузочных операций, а размеры дверного проема ограничивают фронт работ при погрузке и выгрузке грузов автопогрузчиками или электрокарами.

Для повышения производительности труда, а также для более эффективного использования подъемно-транспортной техники при производстве погрузочно-разгрузочных операций могут быть использованы крытые вагоны с трансформируемыми крышей или стенами.

Например, в крыше могут быть устроены щелевые люки 1(рис. 4.1, б) на всей ее длине, что позволит загружать вагоны сыпучим грузом при движении состава вагонов в сторону загрузочного бункера2. В этом случае между кузовами должны быть предусмотрены специальные откидные фартуки3в межвагонных промежутках.

Для более эффективного использования автопогрузчиков и ускорения погрузо-разгрузочных работ, производимых со штучными, тарно-штучными пакетированными и подобными грузами, кузова могут быть оборудованы стенами со сдвигающимися панелями 1,2,3,4(рис. 4.1, в). Сдвинув, например, панели1и2вправо при помощи автопогрузчика можно было бы производить (с боковой платформы) погрузо-разгрузочные работы в левой стороне кузова вагона, а затем, повторяя операции, в правой стороне кузова.

Для обеспечения возможности использования подъемно-транспортных механизмов (подъемные краны) при погрузке и выгрузке крупногабаритных и тяжеловесных грузов кузов может быть оснащен раздвижной (рис. 4.1, г) или раскрывающейся (рис. 4.1, д) крышей. При такой конструктивной схеме, часть крыши 1(рис. 4.1, г) сдвигается вправо, располагаясь над частью2. После производства погрузо-разгрузочных работ в левой части кузова обе части крыши сдвигаются влево, и производится погрузка или выгрузка груза в правой части кузова вагона. При варианте кузова с раскрывающейся крышей продольные части1и2(рис. 4.1, д) располагаются вдоль боковых стен.

К специализированным крытым вагонам относятся вагоны для перевозки: скота, легковых автомобилей, холодногнутой стали, гранулированных полимеров, муки, апатитового концентрата, а также конструкции бункерного типа (хоппер) для перевозки зерна, цемента и минеральных удобрений.

В вагонах бункерного типа, с целью использования гравитационных свойств сыпучих грузов, кузов проектируют с наклонными торцевыми стенами (рис. 4.1, е). В этом случае сыпучий груз самотеком выгружается через бункерные устройства 2с боковыми или нижними люками. Загрузка сыпучего груза производится через люки1, расположенные в крыше.

Кузова крытых вагонов, предназначенных для перевозки легковых автомобилей, имеют двухстворчатые торцовые двери 2(рис. 4.1, ж), оборудованы нижним и средним полом (двухэтажный) и зарешеченными окнами1. Автомобили размещают на нижнем и среднем полу и закрепляют специальными колесными упорами. Погрузо-разгрузочные операции выполняют своим ходом по переездным площадкам и направляющим устройствам.

Кузова специализированных крытых вагонов имеют цельнометаллическую конструкцию, кроме вагонов для перевозки скота.

Для бестарной транспортировки муки используется специализированный вагон, на раме 1(рис. 4.1, з) которого размещены вертикальные коническо-цилиндрические бункера2, имеющие верхние загрузочные люки3. Разгрузка осуществляется автоматически с помощью сжатого воздуха через специальные герметичные муководы.

Кузова крытых вагонов для перевозки крупного скота оборудованы кормушками, поилками, баками для запаса воды, закромами для хранения корма. Кузов для мелкого скота и птицы – двухэтажный, он также оборудован всеми устройствами, необходимыми при длительной их транспортировке. Для прохода обслуживающего персонала из вагона в вагон такие кузова оборудованы торцовыми дверями с переходными площадками, а некоторые из них имеют купе для проводников.

Рис. 4.1. Конструктивные схемы кузовов крытых вагонов