Транспортно-грузовые системы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вопрос №1

Первые пассажирские вагоны строились I, II, III классов, они отличались друг от друга внутренним оборудованием и отделкой. Устройство рессорного подвешивания обеспечивало необходимую плавность хода. В первых вагонах не было необходимых удобств для пассажиров. Однако уже в 1850 г. Александровский завод построил два вагона усовершенствованной конструкции и с комфортными условиями для пассажиров.

Поскольку пассажирских вагонов не хватало, их закупали в западноевропейских странах. Однако они оказались нерациональными для условий России, и в 1868 -1884 гг. потребовалось осуществить их переделку и создать отечественный тип пассажирского вагона. Такой тип характеризовался наличием сквозного прохода внутри кузова, устройством закрытых тамбуров по концам вагона, хорошей изоляцией кузова, окнами с двойными рамами.

С 1863 г. пассажирские вагоны стали оборудовать туалетами и умывальниками, а также печами сухого отопления. Ковровские мастерские впервые в мире (в 1866 г.) создали индивидуальное, а в 1877 г. водяное отопление. Совершенствовались вентиляционные устройства. Фонари со свечами с 1877 г. стали заменять газовыми, а с 1887 г. - электрическим освещением.

Трехосный пассажирский вагона класса "микст" - 2-й/З-й. Число осей - 3, изготовлен на Путиловском заводе, дорога начальной приписки - Рязанско-Уральская, год выпуска - примерно 1895, число спальных мест - 20.Вагоны такого типа всех классов строились по заказу частных дорог в 90-е годы XIX века. Это были последние трехосные вагоны, строившиеся "на заказ", до стандартизации пассажирского вагонного парка. Окрашивались в темно-желтый (золотистый) и зеленый цвет соответственно расположению мест 2-го и 3-го класса.

Трехосный пассажирский вагона 3 класса. Изготовлен на Русско-Балтийском вагонном заводе, дорога начальной приписки - Московско-Брестская, год выпуска - примерно 1872.

Данный тип вагона получил широкое распространение в 70-80-х годах XIX века. Выпускались всех классов, как с открытыми площадками, так и с закрытыми тамбурами. Некоторые экземпляры эксплуатировались до середины 1950-х годов. Окрашивались в зеленый цвет.

Совершенствовались конструкции кузовов и тележек пассажирских вагонов. В 1902 г. на Среднеазиатской дороге служебный вагон был оборудован устройством для охлаждения воздуха, а в 1915 г. на Юго-Западной дороге построен вагон-ресторан с системой вентиляции, отопления и охлаждения воздуха. В 1906 г. были построены двухэтажные пассажирские вагоны с тележками, имевшими продольно расположенные листовые рессоры. Такие конструкции впоследствии получили распространение в Германии.

Пассажирские вагоны в небольшом количестве выпускали следующие заводы Коломенский, Струбинчкий, Сампсоньевский, Мальцевский, Русско- Балтийский, Сормовский, Лильпоп и Рау, Путиловский.

Много оригинальных конструкций вагонов, их частей и агрегатов создано Ковровскими мастерскими.

Достижением отечественного вагоностроения, особенно в 1865-1880 гг., является: введение водяного отопления в мягких вагонах и печного в жестких; устройство туалетов во всех вагонах и умывальных в большинстве вагонов; установка на крыше вагонов вытяжных дефлекторов; введение двойных опускных окон с большими цельными стеклами и размещение их между скамьями; улучшение искусственного освещения; введение входных дверей, отворяющихся только внутрь кузова, и внутренних задвижных дверей; устройство подъемных спинок диванов для образования спальных мест; стандартизация размеров внутренней планировки вагонов; широкое применение трехосных конструкций вагонов; создание специальных вагонов.

В конце XIX века на заводах страны значительно расширилось строительство пассажирских вагонов. Трехосные вагоны уступали место более совершенным двухосным, а затем и четырехосным вагонам.

Пассажирский четырехосный вагон 1 класса (с тележками Фетте трехкратного подвешивания). Изготовлен на Сормовском заводе, дороги начальной приписки - Южные, год выпуска -примерно 1913, число спальных мест - 18.

Пассажирские вагоны этой серии были последними, разработанными в России перед Первой мировой войной. Длина кузова вагона увеличена до 20 м. Применена полностью железная рама. Вагоны этого типа строились только 1-го и 2-го классов -- как отдельно, так и миксты (то есть смешанные). Впервые (с 1912 года) на этих пассажирских вагонах стали устанавливать электрическое освещение (ранее устанавливали только в вагонах-салонах). Впоследствии из них, самых современных и комфортабельных для того времени, в 1931 году был сформирован экспресс "Красная стрела" Ленинград-Москва. Все его вагоны были синего цвета, поскольку эта окраска соответствовала 1-му классу. Лишь спустя 30 лет эксплуатации легендарный поезд был перекрашен в красный цвет, отражающий его название.

Были созданы оригинальные конструкции вагонов различных типов:

· мягкие I и II классов с разнообразной планировкой и оборудованием;

· четырех- и шестиосные с металлическими полустенками, несущими основные нагрузки;

· жесткие, в том числе IV класса, позволяющие существенно снизить стоимость проезда пассажиров за счет увеличенной вместимости;

· двухэтажные вагоны, позволяющие значительно увеличить число пассажирских мест, приходящихся на единицу длины вагона;

· почтовые, багажные, служебные и другие специальные вагоны в различном конструктивном исполнении; вагоны, отличавшиеся улучшенной плавностью хода (с тележками системы Фетте, тройного подвешивания и др.);

· вагоны с установками для кондиционирования воздуха.

Вагон-церковь. Изготовлен на Путиловском заводе в 1896 г. Тип тележек - "сибирские", однократного подвешивания.

Вот что написано в фотоальбоме "Великий Сибирский путь" об этом вагоне: "Вагон-церковь сооружена на Путиловском заводе в ознаменование рождения Ее Императорского Высочества Великой Княжны Ольги Николаевны. ...Освящение церкви последовало 1 июля 1896 года в Новом Петергофе.... Вагон-церковь имеет своим прямым назначением облегчить выполнение религиозных обязанностей лицам, живущим на станциях Сибирской железной дороги, расположенных вдали от селений".

Сначала вагон обращался на Западно-Сибирской, а после постройки там постоянных храмов был передан на Средне-Сибирскую дорогу. Фотография сделана американцем Фридрихом Фурманом в 1918 году во Владивостоке. Точно известно о постройке до революции шести передвижных церквей. Все они были разной конструкции. Данный вагон окрашивался изначально в темно-синий цвет. После 1913 года вагоны-церкви имели белую окраску.

Пассажирский четырехосный вагон 2 класса (с тележками трехкратного подвешивания). Изготовлен на Путиловском заводе, год выпуска - примерно 1901, число спальных мест - 32. Дорога начальной приписки - Китайско-Восточная.

Этот тип получил у специалистов название "вагон системы Полонсо" -- по фамилии французского инженера, сконструировавшего для него специальный кузов. Нижняя его часть склепывалась из металла таким образом, что образовывала прочную конструкцию. Фактически это было первое в отечественной практике применение несущего кузова. В России такие вагоны (всех классов, кроме 4-го) начали строиться с 1896 года для Владикавказской, Китайско-Восточной и Санкт-Петербурго-Варшавской железных дорог (для последней--укороченные). Нигде больше распространения не получили, поскольку были тяжелые и имели большую нагрузку на ось. Толщина листового металла нижней части кузова -- 5 мм (пули стрелкового оружия тех времен его не пробивали), в связи с чем эти представители пассажирского парка больше известны как бронированные или "вагоны Владикавказского типа" (по названию первоначально заказавшей их дороги). Позже под часть таких вагонов, построенных для высокопоставленных или состоятельных особ (вагоны-салоны с роскошной отделкой и всеми удобствами), для уменьшения нагрузки от оси на рельсы (которая выросла из-за увеличившейся длины вагона до 24 м) подкатывались трехосные тележки. Эти "аристократы" тоже вошли в историю, став личными вагонами видных военачальников и политических деятелей.

Основная масса вагонов "Полонсо" была списана в начале 60-х годов XX века, но конструкция их оказалась настолько надежной, что некоторые вагоны-салоны дожили в пассажирском парке до конца 1980-х годов в качестве служебных у разного ранга руководителей железных дорог. Ныне они представлены в качестве экспонатов ряда железнодорожных музеев стран СНГ и Балтии.

Сейчас кузов пассажирских вагонов по конструкции и размерам основных типов унифицирован. Он выполняется цельнометаллическим, сварным. Несущая конструкция выполнена в виде замкнутой оболочки с оконными и дверными проемами в стенах, длиной 23.6 м. Расположение и размеры проемов обусловлены архитектурно-планировочными решениями при проектировании вагонов. Такие цельнонесущие кузова наиболее рациональны, так как при минимальной массе они обеспечивают наибольшую прочность, устойчивость и долговечность.

Для несущих элементов конструкции кузова применяются низко-легированные и углеродистые стали различных марок с широким использованием в качестве подкрепляющих элементов обшивки, гнутые профили рациональных форм. В практике вагоностроения кузова пассажирских вагонов имеют две разновидности: со сквозной хребтовой балкой и с хребтовой балкой только в консольных частях рамы, так называемые кузова без хребтовой балки. Вагоны отечественной постройки выпускались с хребтовой балкой постоянного сечения и выпускаются в настоящее время с хребтовыми балками переменного сечения. Вагоны купейные с жесткими местами постройки Германии, изготовлены с рамами без хребтовых балок. Они состоят из несущей металлоконструкции кузова, теплоизоляции, внутренней обшивки, окон, дверей внутреннего оборудования и санитарно-технических обустройств (отопления, вентиляции, водоснабжения), а также системы энергоснабжения и освещения вагона.

Металлоконструкция кузова некупейного спального вагона состоит из рамы со сплошной хребтовой балкой и металлическим настилом пола, боковых и торцевых стен и крыши. В боковых стенах кузова предусмотрены проемы для окон и проемы для дверей, оборудованные подножками и поручнями. Под полом кузова размещен ящикдля хранения постельного белья, бывшего в употреблении. На торцевых стенах кузова также имеются проемыдля перехода пассажиров из вагона в вагон при движении поезда, которые со стороны тамбура закрывают дверями. Снаружи по контуру проема установлена металлическая рамка для крепления на ней уплотнительного элемента (суфле) упругой переходной площадки. Для подъема на крышу на торцевой стене с котловой стороны вагонаустановлена откидывающаяся лестница. Для соединения кузова с тележками предусмотрены пятники. Естественная вентиляция помещения вагона осуществляется через дефлекторы.

Рама кузова образована хребтовой балкой, двумя шкворневыми,двумя концевыми и тремя поперечными балками, размещенными между шкворневыми. Хребтовая балка состоит из трех частей: двух концевых - из швеллера № 30В с толщиной стенок 9.5 мм и средней - из швеллера № 30а с толщиной стенок 6.5 мм. Применение мощного в консолях и более легкого профиля в средней части хребтовой балки обусловлено тем,что продольные усилия, возникающие в поезде, непосредственно воспринимаются консольными частями, а в средней - частично, так как здесь в восприятии этих сил участвуют боковые стены и крыша кузова. Швеллеры средней части хребтовой балки на всей своей длине связаны между собой поперечными диафрагмами, а по концамони соединены задними и передними упорами автосцепки, объединенными с розеткой. Для ограничения перемещения тягового хомута вверх к хребтовой балке сверху приварены планки. К вертикальным стенкам швеллеров хребтовой балки на участках между упорамии приклепаны планки,защищающие стенки швеллеров от истирания поглощающими аппаратами. На участке между задними упорами и шкворневыми балками хребтовая усилена листомтолщиной 10 мм.

Шкворневая балка сварная, коробчатого сечения. Она состоит из двух вертикальных листовтолщиной 8 мм, переменной высоты по длине, нижнего фигурного листа толщиной 10 мм и верхнего горизонтального листа. К нижнему листу в пересечении с хребтовой балкой на болтах крепится пятник, а по бокам - скользуны. Зоны размещения скользунов шкворневой балки усилены двумя ребрами, а надпятниковая зона - крестовиной, диафрагмами и ребрами.

Концевая балка выполнена из двух швеллеров №30, соединенных в середине с хребтовой балкой ударной розеткой автосцепки. С хребтовой балкой снизу она связана фигурным листом, имеющим отбортовку высотой 58 мм. Для придания достаточной жесткости концевым балкам в местах постановки на них буферов упругих площадок эти зоны усилены ребрами и планкой.

Основные поперечные балки рамы выполнены из штампованных листов Г-образной формы переменнойвысоты по длине толщиной 6 мм.

Настил полав консольных частях изготовлен из гладкого листа толщиной 3 мм, а на участках между шкворневыми балками - из гофрированного толщиной 2 мм. Соединенные сваркой концевые, шкворневые, хребтовая, основные и вспомогательные поперечные, а также боковые продольные балки с настилом пола и подкрепляющими его поперечными балками образуют жесткую конструкцию, обеспечивающую необходимую прочность кузову при действии эксплуатационных нагрузок. К вспомогательным балкам относятся: балкадля крепления тормозного оборудования, для высоковольтного контакторного ящика и др. Поддерживающие пол балки в средней части кузова выполнены из гнутых профилей высотой 65 мм и толщиной 3 мм, а в местах расположения тамбурных перегородок - из омегаобразных профилей высотой 85 мм и толщиной 3 мм. Балки для крепления котла изготовлены из зетобразных профилей высотой 85 мм и толщиной 3 мм, у продольной оси рамы они стыкуются с поддерживающими пол балками такого же профиля и размера, что и балки. Пол в тамбурах покрыт гладким фигурным листом с вырезами для размещения подножек. Пространство над подножками на уровне полаперекрываются откидывающимися крышками.

Боковая стена кузова состоит из гофрированных листов, подкрепленных с внутренней стороны каркасом - вертикальными стойками и продольными обвязками. Обшивка надоконного поясаимеет толщину 2 мм, а подоконного и межоконных простенков - 2.5 мм.

Каркас стены образован набором стоек и продольной верхней и нижней обвязок, выполненных из зетобразных профилей размеромсоответственно 70х50х20х3 и 100х75х65х3 мм. Дверные стойки сварные из двух зетобразных профилей и планок, образуя омегаобразный профиль размером 200х55х65х3 мм. По их высоте приварено по три коротких уголка, а над окнами к обшивке - по три зетобразных элемента для крепления деревянных брусьев.

Торцевая стена котлового конца вагона изготовлена из двух крайних гофрированных листов толщиной 2 мм и среднего наддверного листа толщиной 1.4 мм. По высоте стены обшивка с внутренней стороны подкреплена ребрами толщиной 2 мм, кромки которых имеют отбортовку высотой 20 мм. Сверху листы приварены к дуге уголкового профиля 60х50х2 мм, снизу - к обвязке толщиной 2 мм, а по краям - к обшивке, подкрепленной стойками и зетобразного профиля 55х40х30х3 мм, в зоне дверного проема торцевая стена усилена двумя мощными противоударнымистойками издвутавров. Стойки снизу приварены к концевой балке рамы, а вверху - поперечной балке 6, образуя конструкцию, обеспечивающую жесткую связь стен и крыши. К стойкам приварена П-образная рамка для крепления резинового суфле упругой площадки. Она состоит из стоек и балки. Над балкой расположен элемент, на который крепится козырек суфле. Балки выполнены из зетобразных профилей толщиной 1,4 мм. Наружная полка профиля стоек по высоте подкреплена ребрами. Емкости для хранения угля в вагоне образованы пространством между наружной обшивкой, специальным листом, приваренным со стороны тамбура к элементам и листу, образующим дно. Для размещения сигнальных фонарей в стене предусмотрено три выреза, а для безопасности подъема на крышу - поручни.

Крыша состоит из металлического каркаса,обшитого снаружи в средней части гофрированными вдоль вагона листами толщиной 2 мм, а по скатам - гладкими листами толщиной 2 мм. Каркас крыши сварен из боковых продольных обвязок уголкового профиля 56х56х3 мм и дуг зетобразного профиля 45х65х40х2.5 мм. По концам продольные обвязки соединены с поперечными балками, выполненными из швеллера. Концевые дуги изготовлены из гнутых уголков 60х50х2 мм. В крыше предусмотрены отверстия с усиливающими армировками для дефлекторов, а также армированные люки для монтажа и демонтажа котла отопления, калориферов, бака для воды и вентиляционного агрегата.

Рама кузова изготовлена из низколегированной стали 09Г2Д, стойки стен и дуги - из углеродистой стали 20кп, обшивка стен и крыши, а также настил пола вместе с подкрепляющими его элементами - из углеродистой стали 15кп и отдельные ненесущие элементы кузова - из стали ВСт3кп.

Для обеспечения необходимой коррозионной стойкости кузова места прилегания к нему элементов покрывают токопроводящим грунтом. Стены, пол и крышу тщательно очищают от ржавчины, окалины и сварочных брызг, обезжиривают, просушивают и покрывают грунтовкой ФЛ-ОЗк. Зоны кузова, подвергающиеся в эксплуатации интенсивной коррозии (настил пола, подоконные пояса боковых стен), покрывают грунтом ВЛ-02 или ВЛ-08, а затем антикоррозонными мастиками № 213 или № 579.

Металлоконструкция кузова без хребтовой балки незначительно отличается от кузова рассмотренной конструкции, имеющей хребтовую балку. Особенности в основном заключаются в конструктивной схеме рамы и перераспределении металла по ее элементам. Исключив хребтовую балку из средней части рамы, сделано необходимое усиление ее консольной части и боковых балок, а также связи между продольными боковыми балками в средней части. Поэтому в консольную часть рамы дополнительно введены раскосы и поперечные балки. Концевая и шкворневая балки сверху и снизу перекрыты листами толщиной 10 мм. Листы имеют вырезы, форма которых соответствует конфигурации элементов консольной части рамы. Боковые продольные балки рамы усиленной конструкции - уголок 160х160х14 мм, а не зетобразный профиль 100х75х6.5 мм, как у кузова с хребтовой балкой. В средней части они дополнительно связаны поперечными балками.

В зонеподвески подвагонного оборудования эти балки выполнены из прокатного швеллера № 14, а в остальных местах - из штампованных корытообразных элементов размером 140х60х4 мм. Увеличена также жесткость и прочность настила гофрированного металлического пола в средней части рамы, причем гофры имеют более рациональную трапецеидальную, а не радиальную форму. Толщина листов 2.5 мм, а не 2 мм, как у кузова с хребтовой балкой. Укороченные хребтовые балки и шкворневые балки замкнутого коробчатого сечения, сварены из листов толщиной 10 мм и усилены диафрагмами в зоне их соединения. Концевые балки 1 сварены в форме швеллера из листов толщиной 10 мм, поперечные балки и раскосы сварены в форме двутавров из листов толщиной 8 и 10 мм, настил пола от концевых до шкворневых балок гладкий, из листов толщиной 3 мм. Материал металлоконструкции кузова - углеродистые и низколегированные стали, аналогичные сталям, применяемым для кузова с хребтовой балкой.

Вместе с тем в конструкции кузова имеются непринципиальные отличия. Обшивка стен его как над окнами, так и в межоконных простенках имеют толщину 2мм. Под окнами она осталась, как и у вагонов с хребтовой балкой, толщиной 2.5 мм. Для большей жесткости боковой обшивки под окнами поставлен подкрепляющий продольный пояс. Обшивка крыши выполнена из гладких листов (1.5 мм в средней части и 2.5 мм - на скатах), что потребовало для обеспечения ее устойчивости введения продольных зетобразных подкрепляющих элементов.

Рассмотренные конструкции кузовов, строящихся из углеродистых и низколегированных сталей, обладают недостаточной коррозионной стойкостью металлоконструкции. Поэтому в начале 90-х годов была разработана и прошла опробацию новая модель 61-836 пассажирских вагонов с кузовами из низколегированных и легированных (нержавеющих) сталей. Нижний пояс кузова выполнен из нержавеющей стали 12Х13Г18Д (ДИ-61), а межоконные простенки и верхний пояс - из низколегированной стали 10ХНДП. Обшивка надоконного пояса боковой стены и крыши выполнена из листов толщиной 2 мм, межоконных простенков - из листов толщиной 2.5 мм, а подоконного (нижнего) пояса боковых стен и настила пояса - из листов толщиной 1.5 мм. Стойки и дуги каркаса изготовлены из зетобразных профилей толщиной 2 мм, верхняя обвязка боковой стены - из зетобразного профиля толщиной 3 мм, а нижняя обвязка - из специального профиля толщиной 5 мм. Эксплуатация кузовов с обшивкой из этих сталей показала высокую их коррозионную стойкость. Срок окупаемости вагонов от удорожания их строительства находится в пределах установленных нормами - 7 лет. Однако широкого распространения эта модель не получила и была снята с производства.

Новое поколение пассажирских вагонов постройки Тверского вагоностроительного завода для скоростей движения до 160 км/ч имеют универсальную конструкциюкузова длиной 23.974 м, выполненного в виде несущей оболочки, подкрепленной каркасом стоек, поперечных балок и продольных связей, с применением низколегированных и углеродистых сталей. На основе базового кузова созданы купейные (61-820, 61-4179, 61-4186) и некупейный (61-4177), спальные вагоны, вагоны открытого типа с креслами для сидения (61-4178), вагон-салон (61-4167), вагон-бар (61-4166), багажный и др. Металлоконструкция кузова, защитные его покрытия, отделочные материалы, системы жизнеобеспечения, а так же пожарной безопасности в вагоне получили дальнейшее развитие, отвечающее требованиям по качеству международным стандартам качества серии ИСО-9001.

Рама этих кузовов выполнена с хребтовой балкой переменного сечения. В консольных частях она состоит из двух швеллеров № 30В-1, а в средней части - из одного двутавра № 30Б-2. Боковые балки выполнены из уголка № 10, балки для поддержания настила пола - из гнутых швеллеров 100х60х3 мм, а несущие поперечные балки - их штампованных листов переменной высоты толщиной 6 мм.

Конструкция кузова также изменена. В ней поддерживающие настил пола балки перенесены с внутренней поверхности кузова наружу, что обеспечивает лучшую его защиту от коррозионных повреждений и улучшает теплотехническую изоляцию пола благодаря сокращению переходных мостиков. Нижние обвязки боковых стен выполнены из уголка 100х100х8 мм, который полностью открыт для нанесения антикоррозионных покрытий по всем его поверхностям, что способствует повышению надежности работы участка стыковки пола со стенами. Стойки боковых стен совмещены с дугами крыши и образуют единый шпангоут. В прежних конструкциях (61-425, 61-821и 61-836) они были смещены друг относительно друга, что ухудшало работу каркаса кузова. Пол сделан плавающим, то есть с опорой деревянного настила на металлический через резиновые амортизаторы. Такая конструкция пола позволяет гасить вибрацию металлического пола и снижать шум внутри вагона.

а) вагонов старого поколения;

б) вагонов нового поколения

Кузов вагона модели 61-4170 для скоростей движения до 200 км/ч отличаются от кузова вагона для скорости движения до 160 км/ч своей формой, линейными размерами, материалом и конструкцией рамы. Его длина 24,924 м, имеет обтекаемую форму и раму с более развитой консольной частью.

Рама кузова имеет хребтовую балку переменного сечения: в консольной части она выполнена из двух швеллеров № 30В-1, а в средней части - из двух швеллеров № 14. Боковые балки выполнены из неравнопрочных уголков № 14/9, а балка для поддержания пола - из гнутых швеллеров 140х50х4 мм.

Средняя часть рамы благодаря такой конструкции лежит в одной плоскости, что благоприятствует более рациональному размещению оборудования в подвагонном пространстве. Консольные части рамы усилены двумя швеллерами № 30 и поперечными балками. Шкворневая и концевая балки типовые: соответственно замкнутого коробчатого сечения и швеллер № 30.

Пол и боковые стены кузова выполнены из нержавеющей стали, причем боковые стены - двухслойные. Наружный слой выполнен из гладких листов толщиной 1 мм, а внутренний - из гофрированных листов толщиной 1.5 мм. Оба слоя листов сварены между собой контактной сваркой.

Проведенный комплекс работ по совершенствованию противокоррозионной защиты кузовов (пароструйное обезжиривание для подготовки поверхностис одновременным фосфотированием кузовов, комплексное покрытие внутренних поверхностей эпоксидной грунтовкой и мастикой АБМ, принципиально новая для вагоностроения технология шпатлевочно-шлифовальных работ с использованием двухкомпонентной полиэфирной шпатлевки и быстросохнущей пентофталевой краски, использование водно-дисперсионных (акрилатных) красок различной цветовой гаммы) позволяет увеличить срок службы покрытия до 20 лет.

Вопрос №2

Важное значение в совершенствовании перевозочного процесса принадлежит вагонному хозяйству, которое объединяет вагоны в материально-техническую базу их ремонта. Вагонное хозяйство сформировалось как самостоятельная отрасль в 1933 г. Сейчас основные фонды этого хозяйства составляют пятую часть основных фондов железнодорожного транспорта, создана мощная материально-техническая база, вагонный парк по своему техническому уровню является одним из лучших в мире. Совершенствуется структура вагонного парка, повысилась надежность вагонов и существенно возросла их грузоподъемность.

Ежегодно на ремонт и техническое обслуживание вагонного парка расходуется значительный объем средств. Вагонное хозяйство непрерывно развивается. Особое внимание уделяется оптимизации межремонтных периодов и сроков службы вагонов, повышению качества ремонтных работ, внедрение новых и совершенствование существующих форм организации производства, созданию поточно-конвейерных линий ремонту вагонов и их отдельных частей. На вагоноремонтных предприятиях совершенствуется система планирования и материального стимулирования с широким внедрением научной организации труда, специализации и прогрессивной технологии ремонта на основе широкого использования передовых достижений науки и практики.

Буксовые узлы обеспечивают передачу нагрузки от кузова вагона на шейки осей и ограничивают продольные и поперечные перемещения колесной пары относительно тележки. Вместе с колесными парами они являются наиболее ответственными элементами ходовых частей вагона.

Буксовые узлы отечественных вагонов, а также современных конструкций зарубежных вагонов, оборудованы исключительно подшипниками качения (роликовыми подшипниками). Это обусловлено тем, что роликовые подшипники обеспечивают реализацию высоких скоростей движения и осевых нагрузок, надежны и экономичны в эксплуатации.

Повышение эксплуатационной надежности буксовых узлов ведется исследователями и конструкторами по следующим направлениям: повышение надежности и долговечности подшипников; улучшение качества смазки; повышение надежности и долговечности торцевого крепления; уменьшение динамических нагрузок; строгое соблюдение требований монтажа; контроль за состоянием букс в поездах. Работоспособность подшипников качения в последние годы заметно повысилась в результате применения новых материалов для их элементов, совершенствования конструктивных элементов сепаратора, роликов и колец.

Среди основных причин, приводящих к разрушению роликовых подшипников являются нарушения технологии ремонта буксовых узлов, которые производят в роликовых цехах, вагонных депо и вагоноремонтных заводах. Учитывая, что надежность существующей конструкции буксового узла с цилиндрическими подшипниками во многом зависит от качества ремонтных работ.

Исходя из этого ведется разработка новых технологических процессов ремонта и обслуживания буксовых узлов грузового вагона, которые повышают качество и безаварийность движения поездов на сети железных дорог.

Выбор и обоснование организации и ремонта на участке.

Для демонтажа и монтажа букс с роликовыми подшипниками, а также ремонта подшипников в вагонных депо и ремонтных заводах организуют производственные участки. Участок должен иметь 4 отделения:

-Демонтажное;

-Ремонтное

-Комплектовочное;

-Монтажное.

При размещении отделений необходимо соблюдать поточность технологического процесса. Ранее созданные производственные участки роликовых подшипников могут иметь три отделения: демонтажное; ремонтно-комплектовочное и монтажное.

На право производства указанных выше работ в роликовом цехе выдается удостоверение, которое для вагонных депо выдает железнодорожная инфраструктура.

Общую площадь монтажного, ремонтного и комплектовочного отделений определяется из расчета 10м2 на одну монтируемую колесную пару смену. Колесно-роликовый цех предназначен для ремонта колесных пар типа РУ-1-957 и РУ-1Ш-957.

При планировке производственных помещений и выборе размещения оборудования нужно учитывать требования, действующих инструкций по охране труда, производственной санитарии, противопожарной профилактической и производственной этике. Размеры помещения определяются в основном количестве и объемом выбранного технологического оборудования. Размещение и характер производства должны соответствовать требованиям санитарии.

При этом рабочие места должны располагаться так, чтобы обеспечить удобную работу, подачу и сборку деталей, а так же хранение инструмента и приспособлений.

Хорошее освещение производственных помещений - одно из условий снижения утомляемости и повышение производительности и безопасности труда. Поэтому в колесном цеху присутствует как естественное освещение в виде окон расположенных на крыше здания, так и искусственное в виде ламп, фонарей и т.д.

Пол в цехе выполнен бетонно-наливным методом, он является самым прочным и имеет наибольший срок эксплуатации. Высота потолков 3.5-4 м., стены монтажного участка выложены керамической плиткой. Также для комфортной и безопасной работы в цеху установлена приточно-вытяжной вентиляция воздуха, которая необходима для очистки воздуха от пыли, гари и т.п. Для выполнения норм пожарной безопасности имеются пожарные щиты и огнетушители.

Основные неисправности буксового узла грузового вагона.

От исправного состояния буксовых узлов в большой степени зависит безопасность движения поездов. Являясь необрессоренной частью вагона, буксовый узел испытывает в пути следования значительные статические и динамические нагрузки, которые особенно велики при наличии на колесных парах ползунов, выщербин, «наваров», а также при проходе вагона по стыкам и дефектам рельсов. При проходе кривых участков железнодорожного пути, буксы испытывают большие осевые нагрузки. Буксовый узел требует высокой квалификации и точности выполнения работ по ремонту деталей и монтажу. Сложность своевременного выявления неисправностей объясняется также их конструктивными особенностями. Буксы герметично закрыты и за короткое время стоянки вагона на ПТО не предоставляется возможным визуально про контролировать состояние подшипников и деталей крепления. Для конструкторов и ученых остается актуальной задача разработки как более надежных подшипников, так и буксовых узлов в целом.

Основными неисправностями буксовых узлов на подшипниках качения являются:

износы и изломы сепараторов, разрушение деталей крепления подшипников, обводнение смазки, ослабление натяга внутренних и лабиринтных колец, изломы и разрывы внутренних и упорных колец подшипников.

Износ и разрушение сепараторов, как правило, происходят из-за обводнения или недостаточного количества смазки в подшипниках, а также из-за механических повреждении сепараторов, не выявленных при полной ревизии буксы. В настоящее время необходимо обязательно производить вихретоковый контроль сепараторов, обращая особое внимание на состояние мест перехода от перемычек к основанию.

Причинами попадания влаги в смазку являются неправильное ее хранение и нарушения технических требований к монтажу буксы. Не разрешается хранить смазку под открытым небом незащищенной от попадания атмосферных осадков.

Во избежание попадания влаги в буксу не разрешается промывка колесных пар, подлежащих промежуточной ревизии, без специальной защиты буксового узла. При монтаже следует закладывать смазку в лабиринтное кольцо равномерно по всей окружности; необходимо заменять резиновые прокладки и кольца на новые и следить за прочностью болтовых креплений крышек.

Основная причина разрушения торцового крепления подшипников на шейке оси - нарушение требований монтажа букс: завышение зазоров между кольцами, неправильный подбор и установка гайки М 110. Следует тщательно контролировать состояние резьбы гаек и шеек осей.

Проворот колец происходит из-за нарушения температурных режимов при монтаже букс, применение несовершенных измерительных приборов и инструментов или неправильной их настройки.

Изломы колец происходят из-за нарушений требований неразрушающего контроля колец без снятия их с шеек осей, а также из-за, значительных нагрузок на подшипники. При контроле колец особое внимание следует уделить состоянию их бортов и мест перехода от бортов к цилиндрической поверхности. Для уменьшения вероятности появления усталостных разрушений на наружных кольцах при установке блока подшипника в буксу следует менять зону его нагружения.

Все неисправности приводят к повышенному нагреву букс. Но в начальной стадии дефекты могут не вызывать повышенного нагрева, однако создавая при этом аварийные ситуации. Выявить такие скрытые неисправности позволяют характерные внешние признаки, сопутствующие этим неисправностям.

По внешним признакам выявляют неисправные буксы, температура которых не отличается от температуры исправных. Степень нагрева букс определяется на ощупь. Осмотрщик вагонов тыльной стороной ладони должен прикоснуться к каждой буксе состава. Нагрев букс одной стороны поезда должен быть одинаков. Повышенный нагрев корпуса может быть из-за чрезмерно количества смазки, установленной в буксу при монтаже. Такой нагрев происходит непосредственно после ремонта, сроки которого необходимо уточнить по бирке. Этот нагрев должен прекратиться через 500 - 600 км. Если нагрев происходит из-за заедания в лабиринтном уплотнении или дефектов подшипников, колесная пара должна быть отправлена для полного освидетельствования.

По смотровой крышке, чуть ниже ее середины, наносят легкий удар молотком. Если имеется излом болтов стопорной планки или тарельчатой шайбы, изломана стопорная планка, отвернулась гайка - будет слышен двойной удар или дребезжащий звук.

Повреждение торцового крепления, проворот внутренних колец, разрушение подшипников можно выявить специальным шаблоном.

Клиновой выступ шаблона вводится внизу и вверху между корпусом буксы и лабиринтным кольцом. Если шаблон входит в зазор вверху и внизу на одинаковое расстояние, букса исправна. Если шаблон в верхней части входит меньше, чем в нижней, то неисправен задний подшипник; если он в верхней части входит больше, чем в нижней, то неисправен передний подшипник. Допустимой является разность зазоров сверху и снизу корпуса не более 1 мм.

Вырезом в основании шаблона глубиной 1,7 мм проверяют смещение корпуса буксы относительно, лабиринтного кольца, которое допускается не более 1,4 мм.

Смещение на большую величину позволяет выявить ослабление или повреждение торцового крепления подшипников на оси. Данная неисправность может быть выявлена с помощью крючка. Проводя крючком по месту соединения корпуса буксы с лабиринтным кольцом, определяют величину смещения корпуса. Торцовое крепление исправно, если крючок зацепится за корпус буксы. Торцовое крепление повреждено, если крючок соскочит с лабиринтного кольца на корпус буксы.

Внешним осмотром выявляют повреждения смотровых крышек, ослабление их болтовых креплений.

На колесные пары, у которых неисправности буксового узла обнаружены визуально, по внешним признакам, на внутренней поверхности диска колеса наносят меловую надпись «По внешним признакам», а при обнаружении нагрева букс приборами ДИСК (ПОНАБ) наносят надпись «Аварийная - ДИСК (ПОНАБ)».

При обнаружении любой неисправности, выявленной по внешним признакам нагрева букс, осмотрщики вагонов принимают решение о методах ее устранения.

Если установить причину нагрева буксы невозможно, колесная пара должна быть отправлена в роликовый цех вагонного депо для ревизии.

Технологический процесс ремонта буксового узла грузового вагона.

В основу организации производственного процесса положен поточный метод ремонта.

Последовательное выполнение всех видов работ одновременно из различных рабочих местах и движение изделий с одной операции на другую кратчайшим путем.

Демонтаж букс. Промывка деталей буксового узла.

Демонтаж букс с подшипниками качения выполняют на механизированной или полуавтоматической поточных линиях или ручным способом. Демонтаж букс на горячей посадке без снятия внутренних и лабиринтных колец производят при условии проверки оси специальным щупом ультразвукового дефектоскопа. Снимать внутренние и лабиринтные кольца букс на горячей посадке необходимо при их неисправностях, ремонте колесной пары со сменой элементов, а также при отсутствии соответствующих средств неразрушающего контроля.

Все остальные детали буксового узла промывают двумя моющим жидкостями при температуре не ниже 900С. Первый раствор содежит 3-5% каустической соды, а второй - 8-10% отработавшей смазки ЛЗ-ЦНИИ.

После промывки детали буксового узла осматривают, контролируют их состояние и, при необходимости, ремонтируют.

Ремонт деталей буксового узла.

Для разборки цилиндрического подшипника на горячей посадке необходимо выдвинуть ролики из бортов наружного кольца внутрь подшипника и, сняв наружное кольцо, вынуть ролики из гнезд сепараторов.

Разрывы и отколы колец происходят из-за нарушения технологии изготовления, электроожогов, заклинивания роликов. При заклинивании роликов на их поверхности образуются ползуны.

Усталостные разрушения и изломы сепараторов происходят вследствие нарушений технологии изготовления, монтажа, обводнения смазки.

Детали подшипников с трещинами, отколами, коррозионными раковинами и пятнами бракуют. Детали с незначительными дефектами например, кольца с задирами и заусенцами фасок бортов, задирами типа «елочка» ремонтируют обработкой шлифовальной шкуркой с маслом. У сепараторов разрешается восстанавливать чеканку, производить расточку по внутреннему диаметру, запиливать острые углы у перемычек.

При сборке блока подшипника необходимо, чтобы кольца, сепараторы и ролики маркировкой были обращены в одну сторону. Если маркировка на деталях отсутствует; необходимо наносить на одном из торцов сепаратора букву Ж, а один из торцов роликов условно обозначать знаком +. Сборку подшипников производят в обратной последовательности их разборки.

Отремонтированные подшипники комплектуют по радиальным, осевым зазорам и по диаметрам отверстий внутренних колец. Радиальные и осевые зазоры увеличиваются при длительной эксплуатации от естественного износа, а отверстия внутренних колец изнашивается от повторных работ по монтажу и демонтажу.

Радиальные и осевые зазоры измеряются щупом с применением специальных приспособлений. Величина зазоров должна быть в пределах допустимых норм. Например, радиальный зазор подшипников на горячей посадке для грузовых и пассажирских вагонов, эксплуатируемых со скоростью до 120 км/ч, при ремонте должен быть в пределах 0,09-0,25 мм. Разность радиальных зазоров подшипников в одной буксе при измерении на эталонном кольце не более 0,01 мм. Осевой зазор в подшипниках грузовых и пассажирских вагонов при ремонте - не менее 0,06 мм. Осевой разбег для двух парных цилиндрических подшипников обеспечивается конструкцией буксы и должно быть 0,68-1,38 мм. ремонт буксовый узел вагон

Прочная посадка внутренних колец на шейку оси и цилиндрических подшипников на горячей посадке обеспечивается за счет натяга, который создается из-за разности диаметров шейки и внутренних колец и должен быть при ремонте в пределах 0,03-0,065 мм. Подбор внутренних колец к шейкам осей выполняются с использованием специальных приборов или на автоматизированной установке.

Автоматизированная установка УПК-01 для подбора внутренних колец перед установкой на шейку оси включает измерительное устройство для контроля диаметра шейки оси, измерительное устройство для контроля диаметра внутреннего кольца подшипника и пульт управления с монитором. Измерительное устройство для контроля шейки оси «Призма» состоит из координирующей призмы (позиция (1), двух индуктивных преобразователей линейных перемещений (позиция б) И электромагнитного датчика (позиция с) для контроля правильного положения «Призмы» на шейке оси.

Измерительное устройство для колец состоит из прибора УД-1В (позиция д) и индуктивно преобразователя линейных перемещений (позиция е).

Для обмера шеек устройство «Призма» устанавливается поочерёдно в положение заднего и переднего подшипников, которое контролируется датчиком положения. Результаты измерения (средний диаметр, овальность и конусность шейки) обрабатываются вычислителем, индуцируются на экране монитора и хранятся в ОЗУ микропроцессора.

Подбираемое кольцо подшипника устанавливают на прибор УД-1В и за 5ч10 секунд поворачивают против часовой стрелки на один оборот. При этом измеряется средний диаметр и овальность кольца в первом сечении, затем кольцо переворачивают и повторно производят измерение. Результаты измерений поступают в ОЗУ микропроцессора. На экране монитора индуцируются параметры кольца и вывод о пригодности кольца для установки на измеренную ось.

Если внутренние кольца не снимали с шейки, то дефектоскопирование колец производят непосредственно на шейке оси для выявления трещин, располагающихся, в основном, в галтелях задних бортов колец.

Кроме деталей подшипников при периодических видах ремонта вагонов магнитопорошковому контролю подвергают стопорные планки и осевые гайки. Детали с трещинами подлежат браковке. На стопорных планках и шайбах, торцовых гайках, болтах не допускаются заусенцы, забоины и другие неисправности, влияющие на работу буксового узлы. Запрещается растачивать резьбу гайки М110. На гайках, не имеющих кольцевых проточек, производят проточки установленного размера.

Резиновые кольца и прокладки при полной ревизии букс заменяют независимо от их состояния.

На крепительных и смотровых крышках не разрешаются трещины, забоины, вмятины, изгибы и другие неисправности. Прогнутые смотровые крышки разрешается выравнивать по их привалочной поверхности.

При любом виде ремонта вагонов в крепительных крышках разрешается заварка отверстий и с изношенной резьбой для болтов смотровой крышки и отверстий с последующей механической обработкой отремонтированных мест.

При всех видах ремонта вагонов разрешается ремонтировать наплавкой в корпусах букс грузовых вагонов трущиеся поверхности, если расстояние между ними вдоль вагона не менее 322 мм; опорные поверхности, если расстояние от оси буксы до опорной поверхности не менее 170 мм; изношенные поверхности, если ширина челюсти поперек оси вагона не более 175 мм.

У лабиринтных колец проверяют размеры посадочных поверхностей и сравнивают их с нормами. Задиры на поверхностях лабиринтных колец зачищают шкуркой. Корпуса букс зачищают от коррозии, заусенцев. Внутренний диаметр корпуса проверяют нутромером на соответствие установленным размерам.

Монтаж букс с роликовыми подшипниками.

Достаточная прочность посадки подшипников на шейке оси обеспечивается при условии, если подшипники и колесные пары имею температуру окружающей среды.

Монтаж букс на горячей посадке разрешается производить не раньше чем через 12 ч после обмывки колесных пар и через 8 ч после обмывки подшипников.

Монтаж букс с цилиндрическими подшипниками на горячей посадке начинают с установки на предподступичную часть от лабиринтного кольцаподобранного по натягу и нагретого до температуры 125ч150°С в электропечи, масляной ванне или индукционным нагревателем. Величина натяга лабиринтных колец при ремонте должна составлять 0,02ч0,15 мм. Лабиринтное кольцо должно упереться в торец предподступичной части оси. На шейку оси надевают монтажную втулку, которой наносят по лабиринтному кольцу удары, усиливающиеся по мере его остывания до получения чистого металлического звука. Правильность расположения кольца проверяют лекальным угольником и щупом. Пластинка щупа толщиной 0,05 мм не должна проходить в зазор между угольником и торцом лабиринтного кольца, а также в зазор между кольцом и торцом предподступичной части оси.

Внутренние кольца подшипников подбирают к шейкам с учетом натяга, который должен составлять при ремонте 0,03-0,065 мм.

Кольца нагревают до температуры 100-1200С таким же образом, как и лабиринтное кольцо. Устанавливают кольца с помощью направляющего стакана и монтажной втулки. После установки внутренних колец ставят упорное кольцо и при помощи шайбы и болтов М20 или торцевой гайки все детали затягиваются в осевом направлении. По мере остывания внутренних колец болты или гайка подтягиваются для обеспечения плотного прилегания деталей друг к другу. После полного остывания шайбу или гайку и упорное кольцо снимают. Плотность прилегания внутренних колец друг к другу и к лабиринтному кольцу проверяют пластинкой щупа толщиной 0,04 мм, которая может войти в зазор между деталями на участке длиной не более 1/3 окружности.

В корпус буксы после покрытия его посадочной поверхности цилиндровым маслом устанавливают блок заднего подшипника маркировкой к лабиринтной части и блок переднего подшипника, маркировка которого обращена к передней части оси.

Пространство между роликами и проточкой лабиринтной части корпуса или лабиринтного кольца заполняют смазкой по всему периметру.

В одну буксу не разрешается ставить сепараторы из латуни и полиамида, а на одну колесную пару запрещается устанавливать корпуса, изготовленные из алюминиевого сплава и стали.

Подготовленный корпус буксы устанавливают на ось вплотную к лабиринтному кольцу.

Корпус буксы с блоками подшипников должен устанавливаться на внутренние кольца свободно, без особого усилия.

Тугое перемещение корпуса означает, что имеются нарушения в проверке радиальных зазоров подшипника или в подборе сепараторов.

Далее на шейку оси устанавливают упорное кольцо маркировкой, обращенной к резьбовой части оси, навинчивают гайку М 110Ч4 и затягивают ее при помощи гаечного ключа и молотка массой 3-5 кг двумя-четырьмя ударами, прилегаемыми на плече 0,5 м. До получения чистого металлического звука.

Затем в паз оси устанавливают стопорную планку 8, болты стопорной планки с пружинными шайбами. Болты связывают отожженной проволокой, которую увязывают по форме цифры. При монтаже букс на осях РУ1Ш после установки упорного кольца ставят тарельчатую шайбу и крепят ее четырьмя или тремя болтами М20. Под болты ставят стопорную шайбу. Затягивают болты М20 тарированным ключом усилием с крутящим моментом 230-250 Н·м (23-25 кгс·м). Для обеспечения равномерной затяжки болтов завинчивание четырех болтов выполняют по схеме 1-2-3-4-3-4-2-1, а трех - дважды по периметру. Края стопорной шайбы загибают на грань каждого из болтов. Одна треть свободного пространства передней части буксы заполняется смазкой, и корпус буксы закрывается крепительной и смотровой крышками, которые крепят к корпусу буксы болтами М20 с пружинными шайбами.

Между смотровой и крепительной крышкой ставят новую резиновую прокладку, а между корпусом буксы и крепительной крышкой - новое резиновое кольцо. Крышки скрепляют между собой болтами М12 с пружинными шайбами и затягивают усилием с крутящим моментам 100ч120Н·м. Общее количество смазки, закладываемое в буксу, должно быть 800ч900г.

Под два болта (или один болт, если это предусмотрено конструкцией) крепительной крышки правой буксы с левой стороны устанавливают бирку, на которой выбивают номер оси, дату полного освидетельствования и условный номер предприятия, производившего монтаж букс.

Подшипники промывают в автоматических моечных машинах при температуре 90-950С мыльной эмульсией, содержащей 8-10% отработавшей смазки ЛЗ-ЦНИИ. Подшипники на горячей посадке подают в моечную машину со специальными втулками или внутренним кольцами для предохранения роликов от выпадения.

При демонтаже буксы любым способом необходимо отвернуть болты крепительной крышки и снять ее вместе со смотровой. Из передней части буксы удалить смазку, отвинтить болты стопорной планки или тарельчатой шайбы, снять планку или шайбу. Далее с осей РУ1 отвинчивают и снимают торцовую гайку. Выкручивание болтов производят с использованием демонтажных стендов или гайковертов. Гайку снимают с помощью стенда или инерционным ключом. Снятые детали укладывают в контейнер для последующей обмывки. После удаления упорного кольца кран-балкой специальным захватом или буксосъемником снимают корпус буксы вместе с блоками подшипников (наружное кольцо с роликами и сепаратором). Из корпуса буксы пневмо- или гидропрессом удаляют блоки подшипников. При этом запрещается ударять молотком по корпусу буксы или подшипникам. При необходимости с шейки оси с помощью индукционного нагревателя снимают одно или оба внутренних кольца, а с предподступичной части оси лабиринтное кольцо.

Все детали буксового узла подают в моечные машины для промывки.

Подшипники промывают в автоматических моечных машинах при температуре 90-950С мыльной эмульсией, содержащей 8-10% отработавшей смазки ЛЗ-ЦНИИ. Подшипники на горячей посадке подают в моечную машину со специальными втулками или внутренним кольцами для предохранения роликов от выпадения.

С целью повышения производительности труда, качества ремонта вагонов и культуры вагоноремонтного производства, а также снижения себестоимости ремонта выпускаемой продукции при проектировании участка особое внимание должно быть уделено комплексной механизации и автоматизации технологических процессов.

Уровень механизации ремонтных работ и вагонных депо определяется эффективностью применения механизмов, приспособлений и оборудования.

Перечень основного технологического оборудования выбирается из регламента технической оснащенности депо.

Клеймение и маркировка являются составной частью технологического процесса. Клеймение - нанесение на изделие знаков, удостоверяющих его качество. Маркировка - более широкое понятие и обозначает нанесение на изделие характеризующих его знаков.

Место, способ нанесения клейма и маркировки, содержание маркировки указываются в чертеже изделия или в технологических условиях.

Колесные пары и их элементы должны иметь знаки маркирования и клейма, относящиеся:

-к изготовлению осей, предусмотренные ГОСТ 31334;

-к изготовлению колес, предусмотренные ГОСТ 10791;

-к формированию колесных пар, предусмотренные ГОСТ 4835;

-к проведению текущего, среднего и капитального ремонтов, а также восстановлению профиля поверхности катания колес, предусмотренные настоящим руководящим документом (РД).

...