Выбор грузоподъемности вагона, коэффициент тары.

Грузоподъемность, являясь основным параметром вагона, принадлежит одновременно к важнейшим показателям железнодорожного транспорта в целом. Чем больше грузоподъемность вагона, тем больше его производительность, т.е. количество перевозимых грузов в единицу времени. Известно, что производительность вагона одновременно служит косвенным показателем производительности труда на железнодорожном транспорте. Всемерное повышение производительности труда является важной задачей. Исследования показывают, что увеличение грузоподъемности обычно сопровождается уменьшением приведенных затрат, хотя в отдельных случаях возможно создание большегрузных конструкций, для которых эти затраты больше, чем для вагона меньшей грузоподъемности. Преимуществами вагонов большой грузоподъемности являются:
—снижение коэффициентов тары, поскольку при увеличении грузоподъемности вагонов масса автосцепного устройства, автотормозного оборудования, торцовых стен кузова, ходовых частей и некоторых других элементов конструкции либо не изменяется, либо возрастает в меньшей степени, чем грузоподъемность;
—уменьшение удельного сопротивления движению, в результате чего сокращается расход электроэнергии и топлива, потребляемых локомотивами, или повышается пропускная способность железных дорог за счет возрастания скорости движения или провозная способность за счет увеличения массы поезда;
—рациональное использование автосцепки, автотормозов, роликовых подшипников, прогрессивных видов тяги и мощных локомотивов; в связи с этим повышается масса поезда и скорость его движения;
—увеличение (в большинстве случаев) погонной нагрузки и за счет этого возрастание массы поезда при неизменной длине станционных путей и сокращение капитальных вложений в развитие пропускной способности железных дорог;
— уменьшение капитальных вложений в вагонный парк или возрастание его суммарной грузоподъемности при неизменных затратах; сокращение расхода металла на единицу грузоподъемности;
—снижение затрат на маневровую работу, взвешивание вагонов и документальное оформление грузов;
— сокращение расходов по ремонту и содержанию вагонов, отнесенных на единицу грузоподъемности.
Учитывая перечисленные преимущества, в нашей стране повышалась грузоподъемность вагонов, включая строительство восьмиосных полувагонов и цистерн грузоподъемностью 125 т.
Исходя из структуры грузооборота и рационального использования габаритов подвижного состава, грузоподъемность вагона

где Vгаб — объем кузова, вычисленный при размерах вагона, установленных путем вписывания в габарит подвижного состава, м³
Грузоподъемность платформ вычисляется по формуле

Дальность перевозок оказывает существенное влияние на выбор грузоподъемности вагона. Известно, что расходы, непосредственно связанные с передвижением груза, прямо пропорциональны расстоянию перевозки, тогда как издержки на начально-конечную операцию не зависят от расстояния перевозки грузов. Чем больше дальность перевозки, тем большее удельное значение в общих транспортных издержках приобретают расходы на передвижение груза и тем меньше расходы на начально-конечную операцию. Поэтому для снижения транспортных издержек в России целесообразно применение вагонов большой грузоподъемности.
Величина отправок грузов также влияет на выбор грузоподъемности вагона. Существует три вида отправок: повагонные, мелкие и контейнерные. На железных дорогах России мелкие отправки составляют менее 1 %, а подавляющее большинство — повагонные. Анализ планов перевозок и результатов их выполнения показывает, что размеры минимальных повагонных отправок грузов, перевозимых в полувагонах и цистернах, как правило, превышают возможную грузоподъемность этих типов вагона. Несколько меньшую величину отправок имеют грузы, перевозимые в крытых вагонах и на платформах. Однако удельный вес малых повагонных отправок в грузообороте страны незначителен. Малые повагонные отправки так же, как и мелкие отправки, целесообразно перевозить в контейнерах. Электрическая и тепловозная тяга при мощных локомотивах обеспечивают возможность значительного увеличения массы поездов и обусловленного этим повышения провозной способности железных дорог, роста производительности труда, снижения эксплуатационных расходов железнодорожного транспорта. Одним из важных условий увеличения массы поездов является насыщение вагонного парка вагонами большой грузоподъемности Конструкция и состояние железнодорожного пути обусловливают величину допускаемой статической нагрузки от колесной пары на рельсы, обычно называемой осевой нагрузкой.
Допускаемую величину осевой нагрузки выбирают в зависимости от типа рельсов, количества шпал на 1 км пути, рода балласта. Существенное влияние имеет грузонапряженность линий. Грузоподъемность вагона, определяемая мощностью конструкции и состоянием пути, составляет

где рo — допускаемая осевая нагрузка, кН (тс); mо — количество колесных пар в вагоне; кт — технический коэффициент тары вагона. Из формулы (2.16) следует, что увеличение грузоподъемности вагона достигается повышением допускаемой осевой нагрузки и осности вагона, а также снижением коэффициента тары. Для повышения эффективности конструкции вагона желательна большая величина осевой нагрузки. Однако, исходя из мощности пути и экономичности его содержания, для проектируемых основных типов вагонов железных дорог России осевая нагрузка в настоящее время ограничена величиной 228—245 кН (23,25—25,00 тс).
Дальнейшее увеличение осевой нагрузки связано с необходимостью повышения мощности пути и притом по всей сети железных дорог, поскольку основные типы вагонов являются вездеходными. При решении вопроса о повышении осевой нагрузки необходимо учитывать, что железнодорожный путь является дорогостоящим сооружением — на путевое хозяйство приходится 47 % основных фондов производственного назначения железнодорожного транспорта. Увеличение осевой нагрузки существенно повышает повреждения железнодорожного пути.Важное значение имеет уменьшение динамических нагрузок, передающихся от колесных пар на путь, так как воздействие вагонов на путь определяется суммой статических и динамических нагрузок. Существенно также расстояние между колесами (при малом расстоянии напряжения в основной площадке земляного полотна могут превышать допускаемые).
При ограниченных возможностях значительного увеличения осевой нагрузки и уменьшения коэффициента тары основным средством повышения грузоподъемности является увеличение осности вагона. Поэтому правильным является осуществленный в нашей стране переход от двухосных вагонов к четырехосным и курс на восьмиосные конструкции.
Одним из главных показателей, обусловливающих эффективность вагона, является статическая нагрузка вагона, приходящаяся на 1 м пути, называемая погонной нагрузкой.Нагрузку, получаемую в результате деления массы брутто вагона на общую его длину (измеряемую по осям сцепления автосцепок), называют погонной нагрузкой брутто. Если разделить грузоподъемность на общую длину вагона, получим погонную нагрузку нетто. Разделив среднюю динамическую нагрузку вагона Рдин на его общую длину 2Lоб, получим среднюю погонную нагрузку нетто:

Повышение средней погонной нагрузки нетто при неизменной длине станционных путей позволяет увеличивать полезную массу поезда и, следовательно, повысить провозную способность железных дорог, отдалять затраты на развитие их пропускной способности.
Например, масса брутто поезда, составленного из восьмиосных полувагонов с погонной нагрузкой брутто 8,6 т/м на 37 % больше массы брутто поезда равной длины, сформированного из четырехосных полувагонов с погонной нагрузкой брутто 6,3 т/м. При сравнении средних погонных нагрузок нетто этих вагонов полезная масса поезда увеличивается на 36 %.Допускаемая величина погонной нагрузки брутто определяется прочностью мостов, а также устройством некоторых участков железнодорожного пути. Для основных типов вагонов общесетевого обращения допускаемой погонной нагрузкой брутто является 10,5 т/м. Связь между погонной нагрузкой и грузоподъемностью вагона выражается формулой

где 2Loб — общая длина вагона, м;qn — погонная нагрузка брутто вагона, т/м.
Учитывая выражение (2.1), получим из формулы (2.18)

Дата добавления: 2015-11-26