Вагонов

В данном разделе приведены выдержки из книги Л.А. Шадура «Развитие отечественного вагонного парка» [2].

Первые крытые вагоны имели две двухосные тележки. Все несущие элементы кузова делали де­ревянными из-за недостаточного про­изводства металла в стране.

Рама кузова крытого вагона со­стояла из продольных и поперечных брусьев. Основными продольными брусьями являлись боковые, которые одновременно служили нижними об­вязками боковых стен. Боковые бру­сья соединяли между собой шестью поперечными: двумя концевыми, дву­мя шкворневыми, расположенными над серединами тележек, и двумя дверными, т. е. размещенными у ос­нования дверных стоек. Кроме того, в средней части рамы, между боковы­ми брусьями располагали дополнительные боковые брусья. Они дохо­дили только до шкворневых брусьев. Длина рамы составляла 7990 мм.

Боковая стена высотой 1785 мм имела 10 стоек (две угловые, две дверные, две шкворневые и четыре промежуточные), четыре раскоса, обеспечивавших жесткость стены, и верхний обвязочный брус, соединяв­ший верхние концы стоек. Их нижние концы были соединены боковым бру­сом рамы.

Торцовая стена имела три стойки, расположенные между угловыми. Ку­зова обшивали досками толщиной 25 мм, шириной 175 мм, их распола­гали горизонтально с внутренней сто­роны вагона, прибивая к стойкам гвоздями. Пол также составляли из досок толщиною 50 мм. Крыша имела дуги и деревянную обшивку, покры­тую плотной просмоленной паруси­ной. На парусину наносили слой смо­лы, посыпанной песком и обмазанной густым раствором извести.

По середине боковых стен ставили двустворчатые двери, отворяющиеся наружу. Запирались они с помощью бруса, который при закрывании две­рей поворачивался, и заходил своими концами за скобы, укрепленные на дверных стойках. Люков у вагона не было.

Объединенные ударно-тяговые при­боры обеспечивали сцепление ваго­нов между собой, а также передачу продольных сжимающих и растяги­вающих усилий. Приборы располага­ли по центру на концевых брусьях рамы и стягивали друг с другом двумя боковыми болтами, проходившими по всей длине вагона. Надобности в бо­ковых буферах не было.

Вагон был оборудован тормозным устройством с ручным приводом. Привод тормоза осуществлялся це­пью, снабженной храповиком и со­бачкой; штурвальное колесо разме­щали на тормозной площадке, имев­шей сиденье для кондуктора-тормозильщика. Грузоподъемность вагона составляла 8,2 т, тара - 7,8 т.

Четырехосные вагоны, построен­ные Александровским заводом, бла­годаря своим достоинствам успешно эксплуатировались на Петербург-Московской железной дороге. Одна­ко им были присущи и недостатки: максимальная статическая нагрузка от колесной пары на рельсы состав­ляла 40 кН, т.е. 4 тс вместо 10 тс, на которые был рассчитан рельсовый путь дороги; технический коэффици­ент тары, у крытого вагона составлял 0,95.

Снижения этого коэффициента, ха­рактеризующего технико-экономи­ческую эффективность вагона и по­вышение нагрузки от колесной пары на рельсы, можно было достичь путем замены деревянных деталей метал­лическими в основных несущих эле­ментах кузова и его рамы. Однако металла в России тогда выплавлялось мало, в связи, с чем целесообразно было строить двухосные вагоны.

Коэффициент тары двухосного крытого вагона состав­лял 0,79, т.е. был существенно лучше, чем у описанного выше четырехосно­го вагона. Для удобства передачи нагрузки от кузова на колесные пары боковые брусья располагали над шейками осей. Чтобы получить большую шири­ну кузова, его боковые стены были вынесены наружу, они опирались на боковые брусья при помощи кронш­тейнов.

Крытый двухосный вагон, постро­енный в 1862 г., имел деревянную ра­му кузова, на которой было располо­жено 10 поперечных брусьев. На концы этих брусьев опирались ниж­ние обвязочные брусья боковых стен с вдолбленными стойками. Настил пола состоял из досок толщиной 50 мм, уложенных вдоль вагона и опирав­шихся на поперечные брусья. Стены были обшиты досками толщиной 25 мм. Кровля — парусиновая на смо­ле. Вагон имел четыре буфера. Для лучшей передачи продольных сжимаю­щих усилий рама кузова имела рас­косы. Упряжь — сквозная, стержни крюков, проходящие вдоль всего ва­гона, соединялись в центре. Там же располагался тяговый аппарат. Гру­зоподъемность вагона составляла 10 т, тара нетормоз­ного вaгона - 6,2 т, тормозного - 6,7 т.

В 1870—1873 гг. Ковровские мас­терские строили крытые вагоны более совершенной конструкции. Для опо­ры боковых стен и настила пола не требовалось поперечных брусьев. Уг­ловые стойки боковых стен опирались на концы буферных брусьев, а про­межуточные стойки — на выносные кронштейны, прикрепленные к боко­вым брусьям рамы кузова. Доски по­ла укладывали поперек вагона. Ввер­ху боковых стен размещались застек­ленные окна или люки, закрывавшие­ся откидными стальными крышками изнутри вагона. Дверь перемещалась по направляющим. В некоторых ва­гонах деревянные брусья рамы кузо­ва для повышения их жесткости и прочности подкреплялись шпренгелями.

В 1872 г. Ковровские мастерские выпустили первый грузовой вагон, в котором деревянные боковые брусья рамы были заменены стальными бал­ками.

Длина кузова тормозного и нетор­мозного вагона в рассматриваемой конструкции была одинаковой. Тор­мозная площадка размещалась на конце вагона с удлиненной консолью, она имела ширину 490 мм. Ступень­ки тормозной площадки опирались на кронштейны (косоуры). Тормоз — од­ностороннего действия, колодки — чугунные. Грузоподъемность вагона была 10 т, а тара - 6,8 т. Описанный тип ва­гона Ковровских мастерских впос­ледствии и был принят за основу «нормального» вагона.

Уместно отметить, что двухосные крытые вагоны, выпускавшиеся Алек­сандровским заводом в 1874—1875гг., имели деревянную раму кузова. Бо­ковые стены снабжались раскосами, их люки закрывались деревянными задвижками. Менее совершенными были грузовые вагоны постройки Ко­ломенского завода. Однако здесь со­здавались и прогрессивные конст­рукции вагонов. Так, после семилет­них исследований для балок рамы кузова был выбран коробчатый про­филь (швеллер), получивший в даль­нейшем широкое распространение в вагоностроении.

Большое значение для совершен­ствования конструкций вагонов, их ремонта и технического содержания имели съезды инженеров. Состоявший­ся в 1884 г. VII совещательный съезд инженеров службы подвижного со­става и тяги железных дорог России рассмотрел чертежи и технические условия на постройку грузовых ваго­нов. Особое внимание инженеров съезда привлекли чертежи крытых вагонов с нормальными размерами, разработанные Юго-Западными до­рогами. В результате по этим чертежам было построено свыше 1000 крытых вагонов и платформ.

Грузоподъемность крытых вагонов и платформ устанавливалась 12,5 т, размеры пола кузова тормозного и нетормозного вагонов — одинаковые, боковые балки рамы кузова — из швел­лера. Дверь — задвижная, плотно за­крывающая дверной проем. Кровля крытого ваго­на — стальная, уложенная на сплош­ную деревянную обшивку. Тормозные площадки — крытые, сквозные, с ши­рокими удобными ступеньками. Оставлены без изменения рас­стояние между центрами буферов, их высота над уровнем рельсов, расстоя­ние между внутренними гранями бан­дажей, их ширина и толщина, а также размеры винтовой стяжки для сцеп­ления вагонов, кроме того, 20 % ва­гонов должны быть тормозными.

В 1892 г. крытые вагоны и платформы нормального типа были введены в законодательном порядке для всех государственных и частных железных дорог. В результате Рос­сия явилась единственной страной в мире, располагающей 120—140 ты­сячами вагонов одного для всех дорог типа, что имело огромное значение, поскольку значительно упрощались ремонт и эксплуатация вагонов.

Конструкция нормального вагона была для своего времени рациональ­ной. Это подтверждалось также и тем, что грузоподъемность его последова­тельно увеличивалась: с 12,5 (1891 г.) до 15 т(1905г.), 16,5(1911 г.) и 18 т (1933 г.). Грузоподъемность росла лишь за счет усиления рессор­ного подвешивания и осей колесных пар, несущие элементы кузова и его рамы оставались прежними.

Рост перевозок в дореволюционной России обусловливал не только количественное увеличение ва­гонного парка, но и его совершенст­вование. Прежде всего, это происходило за счет повыше­ния грузоподъемности вагонов — важ­ного средства увеличения массы (веса) поездов, роста провозной спо­собности железных дорог.

Вопросы, связанные с повышением грузоподъемности нормальных ваго­нов и созданием четырехосных грузо­вых вагонов, обсуждались и на совещательных съездах инжене­ров службы тяги, специалистами экс­плуатационниками. При этом учиты­валось, что существующие конструк­ции подвижного состава, состояние пу­ти и искусственных сооружений не позволяли в то время повышать гру­зоподъемность двухосного вагона сверх 16,5 т. Для некоторых конст­рукций вагонов ограничивался и рост погонной нагрузки. Создание парово­зов повышенной мощности привело к увеличению числа грузовых вагонов в составе поезда до 50—60, однако, обращение таких поездов вызывало значительные затруднения.

Из-за малой грузоподъемности ва­гонов мощные паровозы использова­лись недостаточно эффективно. К то­му же конструкция двухосных вагонов во мно­гом уступала четырехосным, имею­щим ряд существенных преимуществ.

Повышение грузо­подъемности нормального вагона до 16,5 т обусловило введение осей но­вого типа, получивших название усиленных. Усиливали также рессоры путем увеличения числа листов и ударно-тяговые приборы. Что каса­ется кузова крытого нормального ва­гона, то он в основном удовлетворял условиям эксплуатации, однако в ря­де случаев подвергался видоизмене­ниям.

Для большинства перевозимых гру­зов объем кузова и площадь пола бы­ли достаточными. Исключение со­ставляли грузы с малой объемной мас­сой (легковесные). Чтобы полнее ис­пользовать грузоподъемность вагона при перевозке таких грузов, созда­вали временную или постоянную «надстройку» кузова. Например, у не­тормозного вагона под полом, между колесными парами, размещали ящик с отворяющимися наружу дверцами. Ящик крепили стальными полосами и болтами к боковым балкам рамы кузова. Надстройку выполняли и на крыше вагона. Она имела каркас из стали уголкового профиля, который был обшит досками и сверху покрытый брезен­том. Ящик и верхняя надстройка поз­воляли увеличить объем кузова нор­мального вагона на 15 м³.

В 1912 году Гельсинфорские мастер­ские строили крытые вагоны со сталь­ными стойками кузова вместо дере­вянных, что было вызвано затрудне­ниями в получении выдержанного дубового леса. Тара такого вагона со­ставляла 7,7 т, а грузоподъемность 18 т (вместо 7,2 и 16,5 т у нормально­го крытого вагона). Металлические стойки повысили прочность кузова. Полностью деревянные стойки были заменены металлическими только в годы советской власти.

При строи­тельстве крытых нормальных вагонов предусматривалась возможность (в случае необхо­димости) использования их для перевозки людей. Стены ку­зова в таких вагонах снаружи снаб­жали второй обшивкой, между наружной и внутренней обшивками про­кладывали слой войлока. Пол так­же был двойным. Пространство меж­ду основным и верхним полом запол­няли древесными опилками. Двери также имели вторую обшивку. Они были задвижными или отодвигались на 1/3 ширины: образовавшийся проем закрывался одностворчатой дверью. Для более удобного входа в вагон под дверями подвешивали стремянки. В люковые отверстия ставили задвиж­ные застекленные рамы. В середине кузова размещали чугунную печь, труба которой выводилась вверх через крышу. Пол в месте установки печи и крышу у трубы защищали ог­нестойким материалом. При перевозке людей на доски несъемного оборудо­вания, размещаемого внутри кузова, укладывали съемные доски, образуя подобным способом нары. Такие вагоны назывались теплушками.

Для перевозки мелкого скота строили двухъярусные вагоны с ре­шетчатым кузовом. Стойки и обре­шетка были деревянными. Вагоны обо­рудовали поворачивающимися кор­мушками, которые можно было за­полнять снаружи.

Крупный скот перевозили в кры­тых вагонах со стальным каркасом кузова. Вагоны имели улучшенное рессорное подвешивание. Внутри ку­зова ставили корыта для корма и воды. Некоторые вагоны не имели их, что нередко требовало специальных стоянок для кормления и поения животных. На крышах вагонов этих типов были устроены вентиляционные надстройки. Длина кузовов составля­ла 11 —12 м, тара вагонов 10—11 т, грузоподъемность 12,5т.

Важно отметить, что курс на строи­тельство нормальных вагонов имел большое значение для развития вагон­ного парка, поскольку ограничивал разнотипность вагонов и тем самым облегчал условия их ремонта и экс­плуатации. Вместе с тем это сдержива­ло развитие технической мысли, на­правленной на дальнейшее совершен­ствование конструкции вагонов, что диктовалось растущим грузооборо­том железных дорог, ростом мощности паровозов, а также интересами кли­ентуры.

На Мытищинском заводе в 1898 г. был построен четырехосный тележечный крытый вагон грузоподъемно­стью 33,5 т.

В 1905 г. для внутреннего сообще­ния на Московско-Казанской дороге создали вагон грузоподъем­ностью 30 т, что в два раза превышало грузоподъемность двух крытых ваго­нов нормального типа. Для уменьше­ния тары вагон строили без тележек, с двумя парами свободно устанавливаю­щихся осей, т. е. колесных пар, спо­собных занимать радиальное положе­ние в кривых участках пути и тем са­мым уменьшать сопротивление движе­нию. Эта оригинальная конструкция имела и недостатки: интенсивный из­нос буксовых направляющих и со­прикасающихся с ними корпусов букс, требующий частого ремонта для вос­становления изношенных частей. Объем кузова составлял 65,6 м³, ширина и высота — такие же, как у кузова нормального вагона, а длина равнялась 11640 мм, т. е. была мень­ше, чем у двух вагонов нормального типа. У тормозных четырехосных ва­гонов тара была 14,6 т, у нетормоз­ных — 13,6 т.

Значительное количество крытых четырехосных вагонов было построено в 1906 г. для Юго-Западных и Екате­рининской дорог. Эти вагоны имели тележки. Стальные боковые балки рамы кузова имели форму бруса рав­ного сопротивления изгибу, без шпренгелей. Стальными были также и стой­ки кузова. В каждой боковой стене имелось две задвижных двери и четы­ре люка. Грузоподъем­ность вагона составляла 37,5 т, тара тормозного вагона - 19,3 т, нетор­мозного - 17,8 т.

В 1908 г. были построены четырех­осные крытые вагоны с хребтовыми балками в раме кузова. Так как эти балки воспринимали большую часть продольной нагрузки, нижние об­вязки боковых стен выполнены облег­ченными. Грузоподъемность вагона составляла 37,5 т, впоследствии она была повышена до 50 т.

Мытищинский завод в 1904 г. строил трехосные крытые вагоны, небольшое число которых (грузо­подъемностью 25 т) было изготовлено для Екатерининской дороги. Длина рамы кузова такого вагона составляла 11780мм, база — 7000 мм. Вагоны проявляли склон­ность к сходу с рельсов, когда раз­гружались крайние колесные пары, поэтому их постройка была прекращена.

В конце 1915 г. на железные дороги России из Канады и США посту­пили крытые двухосные и четырехос­ные вагоны, а также четырехосные по­лувагоны с деревянной и металличес­кой обшивкой кузова. Грузоподъем­ность крытого двухосного вагона, из­вестного под названием вагона ка­надского типа, составляла 20 т. Упряжь была несквозной (раз­резной), стойки кузова — стальные.

Крытый четырехосный вагон имел стальной каркас кузова в виде фер­мы, способный воспринимать основ­ные нагрузки вагона. При этом отпа­дала надобность в мощных боковых балках рамы кузова. С каждой стороны вагона находи­лась задвижная дверь, люков не было. Объем кузова — 80 м³. Вагоны были оборудованы автоматическим тормо­зом. Часть вагонов имела и ручные тормоза с приводом от вертикального вала с храповиком, штурвал которого располагался в плоскости крыши. Для прохода кондуктора во всю дли­ну крыши имелся помост с лестницей, идущей от буферного бруса. Проход по такому помосту нередко приводил к несчастным случаям, и поэтому вско­ре он был упразднен. Грузоподъем­ность вагона равнялась 40 т, а впос­ледствии была увеличена до 50 т. Та­ра составляла 20,6 т, наибольшая ста­тическая нагрузка от колесной пары на рельсы — 152 кН (15,2 тс).

Империалистическая и гражданская войны существенно сократили вагонный парк страны, строительство новых вагонов возобновилось уже в Советской России.

Двухосные крытые вагоны грузо­подъемностью 20 т начали строить в 1923 г. Помимо увеличенной грузо­подъемности, эта конструкция отличалась от крытого нормального ваго­на каркасом стен и рамой кузова, полностью изготовленной из метал­лических балок, что повышало проч­ность и надежность вагона. Стойки и верхнюю обвязку кузо­ва изготовляли из стали углового профиля сечением 90х90х9 мм и 90х60х мм, а дуги крыши — из швеллера 80x45x6 мм. Рама кузова имела хребтовую бал­ку, что позволяло в будущем обо­рудовать этот вагон автосцепным уст­ройством, а до его введения — не­сквозной упряжью ручного сцеп­ления. Это также являлось достоин­ством данной конструкции. Все бал­ки рамы кузова выполняли из швел­леров № 24, причем средние попереч­ные балки усиливали нижними на­кладками сечением 240х8 мм, а концевые (буферные) балки — верх­ними и нижними накладками сече­нием 300х8 мм. Балки и другие ме­таллические элементы кузова были соединены заклепками; для повыше­ния жесткости узлов использовали косынки и угольники. Стены вагона обшивали досками толщиной 40 мм внизу и 22 мм вверху и прикрепляли к стойкам болтами. Обшивку крыши толщиной 22 мм прибивали гвоздями к деревянным брускам, расположен­ным в потолочных дугах и фрамугах. Дверной проем имел ширину 1830 и высоту 2134 мм. Двери, люки, несъемные приспо­собления для перевозок людей в этом вагоне были такими же, как и в нор­мальном крытом. Внутренняя длина кузова составляла 6,6 м, внутренняя ширина - 2,75 м, высота кузова у боко­вой стены - 2,5 м, общая длина ваго­на (без тормозной площадки) - 7,9 м, тара - 11,4т, площадь пола - 18,15м², объем кузова - 45,4 м³. Повышение прочности сопровождалось увеличе­нием коэффициента тары (0,57 вместо 0,5 у нормального вагона грузоподъем­ностью 16,5 т), а рост грузоподъем­ности вызвал увеличение нагрузки от оси колесной пары на рельсы и по­гонной нагрузки (156,5 кН и 3,96 т/м вместо 131 кН и 3,43 т/м у нормаль­ного вагона).

Несмотря на отмеченные преиму­щества вагона грузоподъемностью 20 т по сравнению с нормальным, он не соответствовал требованиям, предъ­являемым к перспективному подвиж­ному составу. Поэтому было решено ориентироваться на постройку четы­рехосных крытых вагонов. Такое ре­шение обосновывалось следующими достоинствами четырехосных (большегрузных, как они тогда назывались) вагонов:

1. При значительно большей грузоподъемности четырехосный вагон имел столько же ударно-тяговых при­боров, торцовых стен, буферных брусьев, как и двухосный вагон. По­этому у него, при равной прочности (нормаль­ный вагон обладает недостаточной прочностью и вследствие этого несо­поставим), коэффициент тары имеет меньшее значение.

2. Поезд, составленный из больше­грузных вагонов, имеет меньшую дли­ну, чем из двухосных. Следовательно, можно увеличивать мощность локо­мотивов и массу поездов без удлине­ния станционных путей и развития грузовых станций.

3. С уменьшением длины поезда снижается сопротивление движению, обусловленное боковым движением ветра; с уменьшением числа вагонов сокращается число междувагонных промежутков, увеличивающих со­противление движению от воздушных завихрений.

4. Четырехосные вагоны легче проходят кривые участки пути, осо­бенно малого радиуса, и с большими скоростями, что снижает сопротивле­ние движению и расход топлива ло­комотивом.

5. С уменьшением числа вагонов в поезде, числа ударно-тяговых прибо­ров и других частей сокращаются повреждения вагонного парка, об­легчается работа осмотрщиков ва­гонов и других лиц, занятых ремон­том и осмотром вагонов, уменьшается время для осмотра, ремонта и смазки вагонов. Кроме того, сокращается маневровая работа на станциях, уменьшается объем работ на оформ­ление документации.

6. Уменьшается число дверей и люков, т. е. мест, требующих повы­шенного контроля для предупреж­дения хищений грузов; снижаются расходы на изготовление, ремонт и установку хлебных щитов, на за­крытие и пломбирование вагонов.

7. Сокращается работа по учету и регулировке вагонного парка.

8. Четырехосные вагоны позволя­ют с меньшими затратами перейти к автоматической сцепке.

9. Большегрузные вагоны позво­ляют с меньшими затратами перейти на автоматические тормоза и сокра­тить расходы в эксплуатации из-за меньшего числа тормозных приборов по сравнению с парком малогрузных вагонов.

Однако большегрузные вагоны вы­зывали большие затруднения при по­грузке и выгрузке вручную и при пе­редвижении вагонов без локомотива. Эти трудности были устранены путем механизации процессов погрузки и выгрузки и исключения маневровой работы без локомотива.

Параметры и конструкцию четы­рехосного крытого вагона выбирали исходя из ряда соображений, в част­ности, учитывая, что, для удобства эксплуатации, грузоподъемность ново­го вагона целесообразно иметь крат­ной грузоподъемности нормального вагона. Однако двухкратное превы­шение грузоподъемности нормального вагона являлось недостаточным, а осуществить четырехкратное превы­шение не позволяли допустимые на­грузки от оси колесной пары на рель­сы. Поэтому было решено иметь трех­кратное превышение, т. е. 49,5 т или округленно 50 т. При до­пустимой осевой нагрузке 180 кН (18 тс) масса брутто четырехосного ва­гона могла составлять 72 т и тара ограничивалась 22 т. При допустимой погонной нагрузке, равной 6 т/м, минимальная длина ва­гона могла составлять 12 м. В дальнейшем предполагалось увели­чить допустимую погонную нагрузку, но для крытого вагона при принятом габарите подвижного состава ориенти­роваться на такое увеличение не имело смысла, так как требовалось иметь объем кузова, позволяющий рацио­нально использовать принятую грузо­подъемность.

Исходя из ограничений по таре вагона, внутренняя длина кузова была принята равной 13 м. По условиям ис­пользования досок съемного обору­дования, применяемых при перевоз­ках людей, внутренняя ширина кузо­ва была принята равной 2,75 м, хотя по условиям вписывания в габарит ее можно было увеличить на 80 мм. Кры­тый вагон проектировали по габари­ту, позволяющему эксплуатировать его за пределами границ Советского Союза. Исходя из этого высота от по­ла до крыши, измеренная у боковой стены, составила 2,5 м. Эта высота на 280 мм превышала высоту крытого нормального вагона. Ее можно было бы довести до 2,8 м, если ориентиро­ваться на габарит подвижного со­става, предназначенного для эксплуа­тации только по железным дорогам страны. При этих размерах площадь пола равнялась 35,75 м², а объем ку­зова 89,37 м³.

Какому количеству дверей отдать предпочтение: двум или четырем? Бы­ло очевидно, что при четырех дверях облегчается и ускоряется погрузка и выгрузка, особенно сыпучих грузов; вагон лучше, может быть приспособ­лен для перевозки людей; улучшается освещение и вентиляция кузова. Од­нако четыре двери усложняют кон­струкцию кузова, снижают несущую способность боковых стен, требуют дополнительного усиления рамы ку­зова. Все это увеличивает тару ва­гона (по расчетам Сормовского заво­да на 1,2 т) и соответственно его стои­мость. Такой вагон будет требовать более частого ремонта. Каждая лиш­няя дверь увеличивает вероятность просыпания зерновых и подобных грузов, а также вероятность хище­ния грузов. При четырех дверях воз­растают расходы на хлебные щиты и на пломбирование вагона. Вот почему было решено строить двухдверные ва­гоны, ориентируясь на механизацию погрузочно-разгрузочных работ. Вре­менно, до развития средств механиза­ции, допускалась возможность созда­ния четырехдверных вагонов. Вопрос о числе дверей рассматривался неод­нократно. Так, в 1906г. были построе­ны крытые четырехосные вагоны с четырьмя дверьми, но в 1915 г. Министерство путей сообщения при заказе вагонов в США приняло решение о двухдверном варианте.

Четырехосный крытый вагон с двумя дверьми, в отличие от нормаль­ного, было решено строить с верхним рельсом для передвижения двери, так как при таком расположении рельса он не повреждался при погрузке и вы­грузке навалочных грузов; дверные ролики могли быть без гребней, что облегчало перемещение двери; лучше сохранялась их смазка. Однако при этом увеличивался перекос открываю­щейся двери. Забегая вперед, отметим, что при проектировании крытого вагона с увеличенным объемом кузо­ва Алтайскому заводу в 1981 г. было рекомендовано применить нижний на­правляющий рельс двери.

Не менее важным был вопрос и о числе люков в боковых стенах. Чем их больше, тем лучше вентиляция и освещенность кузова, тем легче гру­зить сыпучие и некоторые другие грузы. Поэтому клиентура высказы­валась даже за шесть люков. Учиты­вая, однако, что такое число люков усложняет конструкцию каркаса ку­зова, было решено иметь по два люка в каждой боковой стене.

Рассмотрим конструкцию основ­ных частей крытого вагона, постро­енного в 1925 г. Рама кузова имела хребтовую бал­ку, образованную из двух швеллеров № 30, перекрытых между шкворне­выми балками накладками толщиной 8 мм.

Кроме хребтовой балки, рама ку­зова имела две шкворневые, две бу­ферные, четыре промежуточные по­перечные и две боковые балки, являющиеся одновременно нижними поя­сами каркаса боковых стен. Этот каркас представлял собой раскосно-стоечную ферму, т. е. конструк­цию, составленную из верхней (зето­вый профиль 10х75х6,5 мм) и нижней (швеллер № 20) обвязок, уг­ловых (уголковый профиль 120х120х10 мм), шкворневых, двер­ных и промежуточных стоек — все зетового профиля 80х65х мм и раскосов. Поскольку в последних основной деформацией, обусловленной вертикальной нагрузкой, является растяжение, они выполнены из поло­совой стали сечением 126х6 и 126х8 мм. Посередине каждого про­лета размещались дополнительные стойки, облегчавшие сопротивление обшивки усилию распора сыпучих гру­зов. Каркас торцовой стены, кроме уг­ловых стоек, имел две стойки и два раскоса, выполненных из зетового профиля 100х75х6,5 мм. Стойки и раскосы крепили внизу к буферной балке, а вверху — к фрамуге. Каркас крыши образовался обвязками (угол­ковый профиль 75х75х6 мм), фра­мугами и 13 потолочными дугами (швеллер 80х45х6 мм). Обшивка стен — из досок толщи­ной 40 мм внизу и 22 мм вверху, прикрепленных к каркасу болтами диаметром 12,7 мм, а обшивка кры­ши — из досок толщиной 22 мм, креп­ление которых такое же, как и в опи­санном выше вагоне грузоподъемностью 20 т. Крыша присоединена к каркасу стен болтами, все остальные соединения — клепаные.

На Сормовском заводе проекти­ровали и строили вагоны грузоподъем­ностью 50 т клепаной конструкции, первые опытные образцы которых были изготовлены в 1925 г. Вскоре такие вагоны начал выпускать Калининский вагоностроительный завод, а впослед­ствии и Брянский вагоностроительный завод им. Урицкого. Тара вагона без тормозной пло­щадки составляла 23,4 т (с тормозной площадкой — 24,2 т), коэффициент тары 0,47, общая длина вагона 14,38 м, погонная нагрузка 5,13 т/м, осевая нагрузка 183,5 кН. По этим парамет­рам четырехосный вагон выгодно от­личался от двухосных.

С 1935 г. в Совет­ском Союзе стали выпускать четырех­осные крытые вагоны грузоподъем­ностью 50 т сварной конструкции (вместо клепаной), у которых поперечные балки рамы кузова изготовляли без отбуртовок, имевшихся у клепа­ных конструкций из плоских листов. Каркас боковых стен имел раскосы зетового сечения. Такая конструкция лучше сопротивлялась усилиям изги­ба, возникающим от распора сыпу­чих грузов, что позволило упразднить дополнительные стойки, имевшиеся посередине пролетов у клепаного ва­гона.

Каркас крыши сварного вагона был выполнен из обвязочных уголь­ников сечением 60х60х8 мм, кон­цевых фрамуг и 13 дуг корытообраз­ного профиля 80х45х5 мм. Меж­ду полками дуг находились деревян­ные бруски, присоединенные к дугам болтами. На эти бруски укладывали доски обшивки крыши, покрытые сверху листовой сталью. В крыше име­лись два люка. При оборудовании ва­гона для перевозки людей люки ис­пользовали для вывода дымовых труб от печек.

В вагоне сварной конструкции люди размещались на трехъярусных нарах, с этой целью на боковых стенах имелись доски так называемого несъемного оборудова­ния сечением 230х50 мм, установ­ленные на разной высоте от пола (425, 1000 и 1710 мм) в зависимости от яруса. Двери были аналогичны две­рям вагона клепаной конструкции. Каркас каждой из дверей образован из нижней и верхней обвязок зето­вого сечения 40х40х4,5 мм, вертикальных притворных угольни­ков сечением 60х40х6 мм, сред­ней вертикальной стойки корытооб­разного профиля и угловых косынок. Кроме двухдверных вагонов, Ка­лининский завод строил и вагоны с че­тырьмя дверями, однако широкого распространения они не по­лучили.

Калининский завод выпускал крытые четырехосные вагоны свар­ной конструкции вплоть до 1951 г.

В 1948—1950 гг. той же осности крытые вагоны строились и на Ал­тайском заводе. Они почти не отли­чались от вагонов Калининского за­вода и имели параметры вагонов Уральского завода, который завершил их строительство в 1954 г.

Крытый четырехосный вагон имел тележки такие же, как у полуваго­нов, платформ и цистерн; эксплуата­ция таких тележек возможна в ва­гонах с массой брутто 82 т. Рама и некоторые другие части кузова по запасам прочности допускали увели­чение грузоподъемности вагона до 60 т, но узлы каркаса боковых стен, имевших значительный эксцентриси­тет соединенных стержней, создава­ли значительные напряжения от мест­ных изгибающих моментов, что пре­пятствовало увеличению грузоподъем­ности вагона.

Чтобы снять эти напряжения, на Калининском заводе предложили, не увеличивая тару вагона, выполнить узлы фермы центрированными. В этих узлах стойки и раскосы были перекрыты фасон­ными накладками, которые обеспе­чивали более равномерное распреде­ление напряжений по сечению несу­щих элементов раскоса. Достаточ­ная длина сварных швов и плавные переходы в углах снижали концент­рацию напряжений.

Для усиления верхнего пояса фер­мы обвязку крыши приваривали к верхней обвязке каркаса стен в отли­чие от применявшегося ранее болто­вого соединения. Однако это создавало неудобства при ремонте крыши, по­скольку затрудняло ее отделение от каркаса стен. Сравнительные испытания кузо­вов показали, что напряжения в фер­ме боковой стены с центрированными узлами при грузоподъемности 60 т не превышали напряжений вагона преж­ней конструкции грузоподъемностью 50 т.

Изменениям подверглась и рама кузова. Хребтовую балку стали изго­товлять из двух сваренных между со­бой элементов специального проката зетового профиля сечением 310х11х185х11х125х20 мм. Та­кая конструкция хребтовой балки отличалась от прежней тем, что поз­воляла упростить технологию изго­товления и уменьшить эксцентриси­тет приложения усилий от автосцепки относительно нейтральной оси се­чения балки. Для повышения прочности пола устанавливали вспомогательные бал­ки из швеллера сечением 80х43х5 мм. Эти балки использовали так­же для дополнительного крепления досок пола. Промежуточные балки рамы были изготовлены из проката зетового профиля сечением 100х75х6,5 мм и опущены вниз для размещения вспомогательных балок.

С 1951 г. крытые вагоны описан­ной конструкции, имевшие грузоподъ­емность 60 т, изготовляли на Алтай­ском заводе. В 1959г. этот завод вы­пустил опытную партию, а с 1960 г. перешел к серийному производству крытых вагонов с увеличенным объе­мом кузова 120 м³ (вместо 90 м³). В результате этого использование гру­зоподъемности вагона возросло с 73 до 85 %, что имело важное значение для повышения провозной способ­ности железных дорог.

Столь большой объем кузова был достигнут за счет увеличения его высоты на 0,4 м и длины на 0,36 м, причем общая длина вагона не изменилась, поскольку вылеты двух авто­сцепок уменьшены на те же 360 мм. Таким образом, погонная нагрузка брутто вагона не снизилась, а сред­нее значение погонной нагрузки нетто возросло, что способствовало повы­шению эффективности вагона.

Важно и то, что объем кузова возрос без повышения тары вагона, что было достигнуто за счет изготов­ления основных несущих нагрузку элементов кузова из низколегирован­ной стали марки 09Г2 вместо ранее применявшейся малоуглеродистой стали. Хребтовая балка выполнена из двух элементов зетового профиля проката, отличающегося меньшей тол­щиной стенок (310х9х183х10,5х130х16 мм).

Вылет автосцепки (расстояние от концевой балки рамы кузова до оси сцепления автосцепок) уменьшен за счет заглубления (на 180 мм) розет­ки в концевой (буферной) балке, ко­торая для этой цели выгнута.

У вагонов прежних конструкций крыша, состоявшая из металличес­кого каркаса, деревянной обшивки и наружного покрытия из ненадежно укрепленной тонкой кровельной ста­ли, имела крайне малый срок служ­бы (3—4 года). Поэтому у четырехос­ного вагона с объемом кузова 120 м³ наружную обшивку крыши выполни­ли из стального листа толщиной 1,5 мм, приваренного к дугам и дру­гим элементам каркаса. Вначале об­шивку крыши изготовляли из мало­углеродистой стали марки 15, а в дальнейшем, для повышения сопро­тивления коррозии, применили сталь 10ХНДП.

Для механизированной загрузки вагона зерном на элеваторах на кры­ше устроены четыре люка диаметром 400 мм, закрываемые крышками.

Механизации погрузочно-разгрузочных операций способствовали уве­личенные размеры дверного проема: ширина 2000 и высота 2300 мм вместо 1830 и 2130 мм у прежней конструк­ции.

Дверь вагона объемом 120 м³ рас­считывалась на перевозку зерна без применения хлебных щитов, уста­навливаемых в вагонах прежних кон­струкций для надежного уплотнения дверных проемов. Двери нового ва­гона были самоуплотняющимися. Уп­лотнение двери достигалось благодаря тому, что перевозимый (сыпучий) груз прижимался к стойкам и порогу дверного проема. Кроме того, исполь­зовалась резиновая уплотняющая прокладка специального профиля.

Для освобождения двери (до ее открытия) от усилий распора сыпу­чего груза его высыпают через люк в нижней части двери. Люк размером 540х540 мм закрывался крышкой. Запор люка заблокирован с дверным запором.

Самоуплотняющаяся дверь имела каркас, обшитый снаружи листом толщиной 1,4 мм из стали 10ХНДП, а изнутри фанерой толщиной 8 мм. В вагонах первых выпусков применя­лась деревянная обшивка двери тол­щиной 40 мм в нижней части и 22 мм в верхней.

В боковых стенах вагона имелось по два люка, закрываемых крышка­ми с вентиляционными решетками, изготовленными из стального листа толщиной 2 мм. Каркас боковой сте­ны представлял собой раскосно-стоечную ферму. Каркас торцовой стены состоял из верхней обвязки и двух стоек. Каркасы стен обшиты деревян­ными досками толщиной 35 мм на 2/3 высоты от пола, а выше — толщи­ной 22 мм.

Для повышения прочности и на­дежности вагоны последующих лет постройки выполнялись с металличес­кими торцовыми стенами.

Вагоны с объемом кузова 120 м³ вначале имели грузоподъемность 62 т. Впоследствии она повышалась, при­чем не только у новых вагонов, но и у находящихся в эксплуатации. Так, в 1980 г. для крытых вагонов, по­строенных в 1974 г. и позже, грузо­подъемность достигла 68 т. Благода­ря повышению допустимой нагрузки от оси колесной пары на рельсы до 228 кН (23,25 тс), увеличенная гру­зоподъемность была установлена и для других грузовых вагонов.

Некоторые конструктивные до­стоинства крытого вагона с увеличен­ным объемом кузова были реализова­ны при модернизации четырехосных вагонов, построенных до 1960 г. В каждом из модернизированных ваго­нов объем кузова был увеличен с 90 до 106 м³ за счет повышения вы­соты крыши. Сама крыша имела кон­струкцию, подобную крыше вагона с объемом кузова 120 м³. Модернизи­рованный вагон имел самоуплотняю­щиеся двери, продольные балки, поддерживающие доски пола, и выдвиж­ные подножки в зоне дверного проема.

В 1953—1956 гг. была осуществле­на модернизация и двухосных крытых вагонов, имеющих недостаточную прочность кузова и раму, не приспо­собленную для оборудования вагона автосцепкой. При модернизации дере­вянный каркас кузова заменили ме­таллическим, в раме установили хребтовую балку, а вагон, грузо­подъемность которого была увеличена до 20 т, оборудовали автосцепкой. Следует однако заме­тить, что модернизация не устранила существенного недостатка этого ваго­на, заключающегося в малой устой­чивости его от выжимания в поездах увеличенной массы, что нередко при­водило к тяжелым последствиям.

Вернемся к вагонам, выпущенным Алтайским заводом в 1972 г. С этого времени он освоил серийное произ­водство крытых четырехосных ваго­нов грузоподъемностью 68 т с метал­лическим кузовом, что повысило их надежность, и уширенными (3825 мм) дверными проемами, бла­годаря чему облегчалась механизация погрузочно-разгрузочных операций. В таких вагонах обшивкой боковых стен являются продольно располо­женные листы с гофрами толщиной 3 мм внизу и 2,5 мм вверху. Торцовая стена имеет две угловые и две средние стойки, верхнюю обвязку и обшивку из гофрированного листа толщиной 3 мм. Металлическая об­шивка повысила тару вагона на 2 т. Крыша прикреплена к верхней обвяз­ке стен заклепками, которые можно легко срезать в случае замены кры­ши при ремонте. Стены и крыша из­нутри кузова обшиты влагостой­кой фанерой, вместо фанеры можно применять пенополиуретан.

Каждая из двух задвижных две­рей вагона состоит из двух половин: правой такой же, как у крытого ваго­на с деревянной обшивкой, и левой, не имеющей разгрузочного люка.

Среди крытых особое место зани­мают четырехосные цельнометалли­ческие вагоны для перевозки легко­вых автомобилей постройки Кали­нинского завода. Такая конструкция создана в 1965г. на базе кузова пас­сажирского вагона длиной 23,6 м. Погрузка и выгрузка автомашин осу­ществляется через торцовую дверь, занимающую всю площадь стены. В кузове установлена передвижная ра­ма, предназначенная для удобства по­грузки, размещения и крепления ав­томобилей. Эта рама перемещается на опорных катках по рельсам, уста­новленным на полу кузова. При кра­новой погрузке раму выкатывают из кузова почти полностью, а при загруз­ке автомашин самоходом — частич­но. При выкатке рамы ее откидные опоры опускаются на рельсы железно­дорожного пути. Для погрузки легко­вых автомобилей передвижная рама оборудована поворотной и откидной площадками, а для размещения их в два яруса — откидны­ми щитами, установленными на стой­ках. Погруженные автомашины за­крепляются колодками и растяжками. Такой вагон, обеспечивая перевозку автомобилей в полной сохранности, обладает, однако, значительной тарой при небольшом числе загружаемых машин.

Значительно больше автомобилей (8 типа «Волга» или по 10 типов «Жи­гули» и «Москвич», 12 типов «Запо­рожец») помещается в двухъярусном вагоне, опытный образец которого вы­пущен Калининским заводом в 1983 г. Этот вагон спроектирован по более просторному габариту (1-Т вместо 1-ВМ). В результате этого высота вагона равна 5074 мм (вместо 4910 мм), высота первого яруса — 1850, а вто­рого — 1884 мм. Автомашины загру­жаются самоходом с торца вагона, что более удобно, нежели с помощью кра­нов и передвижной рамы, и соответ­ствует погрузочно-разгрузочным уст­ройствам автозаводов и железнодо­рожных станций.

Для самоходной погрузки-вы­грузки и передвижения автомашин из одного вагона в другой имеются тор­цовые двери (открывающиеся без расцепки соседних вагонов) и пере­ездные мостики. В боковых стенах вдоль всего кузова предусмотрены сквозные проемы, защищенные сет­ками и предназначенные для естест­венного освещения и выхода выхлоп­ных газов. Грузоподъемность вагона 25 т. В тележках, обычных для грузовых ва­гонов (типа ЦНИИ-ХЗ) установле­ны рессорные комплекты увели­ченной гибкости. С 1986 г. такие вагоны для нашей страны строятся серийно финской фир­мой «Раутаруукки» по советским чер­тежам.

Для перевозки апатитового кон­центрата Днепродзержинским вагоно­строительным заводом имени газеты «Правда» создан в 1965 г. специаль­ный цельнометаллический вагон с поднимающимся ку­зовом (для автоматической выгрузки груза). Выгрузка производится на специальной эстакаде. Когда вагон движется по ней со скоростью до 5 км/ч, его бегунки, размещенные на угловых стойках кузова, перекаты­ваясь по направляющим эстакады, поднимают кузов. При этом одновре­менно открываются крышки разгру­зочных люков, которые в закрытом (горизонтальном) положении обра­зуют пол. Автоматической выгрузке способствует также горбыль на про­дольно расположенной средней ниж­ней балке кузова и небольшой наклон боковых стен внутрь кузова. Пройдя эстакаду, вагон занимает транспортное положение, т. е. кузов опускается и крышки закрывают люки в полу. Загрузка вагона производится че­рез имеющиеся в крыше загрузочные щелевые люки, снабженные крыш­ками. Для изготовления кузова вна­чале применялась сталь 09Г2, а затем 09Г2Д.

Автоматическая разгрузка вагона повышает производительность труда и обеспечивает безопасность обслужи­вающего персонала. Вагон вписан в габарит Т, в результате чего повышена погонная нагрузка. Для обеспече­ния беспрепятственного прохода по всем железным дорогам Советского Союза бегунки снимают, и тогда ва­гон соответствует габариту 1-Т.

С 1953 по 1954 г. Алтайский завод строил четырехосные вагоны для пе­ревозки крупного скота, внутри кузовов которых вдоль одной из боковых стен располагались кор­мушки, а под ними — металлические корыта для воды. Над кормушками под потолком находились баки для за­паса воды, которые заполнялись сна­ружи через магистральную трубу. На противоположной стене укрепляли полку для запаса сена. Для привязи скота к боковым стенам и к кормуш­кам прикреплялись кольца.

В крыше вагона были установлены два вытяжных вентилятора (дефлек­тора), а на боковой стене со стороны кормушек — вентиляционные люки. Чтобы уменьшить нагрев крыши солнечными лучами, устраивался так называемый подшивной потолок, представляющий собой дополнитель­ный слой обшивки.

Дверные проемы в боковых стенах, помимо задвижных, имели двуствор­чатые решетчатые двери. Двери уст­раивали также на торцовых стенах, чтобы обслуживающий персонал мог переходить из вагона в вагон. Снару­жи на торцовых стенах находилась лестница, ведущая к магистральной трубе.

Тележки вагона оборудованы рес­сорными комплектами повышенной гибкости (большая жесткость рессор вредно воздействует на животных).

С 1955 г. Алтайский завод строил вагоны для перевозки скота, от­личавшиеся от описанной конструк­ции большей длиной, высотой и пло­щадью пола кузова. Их выпускали в двух вариантах: с ручным тормозом и без него. Первые имели отделение для проводников, в котором имелись два спальных дивана, чугунная печь и умывальник.

Дальнейшим шагом в усовершен­ствовании вагона для перевозки скота стала двухъярусная конструкция его, при которой в кузове размещалось в два раза больше мелкого скота (овцы, свиньи и др.), чем в одноярусном ва­гоне такой же длины, причем нижний ярус мог служить для размещения крупного скота. Вагон, оборудован­ный системой водоснабжения, поил­ками, кормушками, вентиляцион­ными люками, окнами, дверями, внут­ри был разделен на отсеки, чтобы предотвратить травмирование живот­ных в пути следования. Часть ваго­нов строилась с отделением для об­служивающего персонала, они имели спальные места, кухонную плиту и т. п.

Для лучшей механизации погрузочно-разгрузочных операций и, в частности, для применения кранов, отечественной промышленностью соз­дано несколько конструкций крытых вагонов с раскрывающейся кры­шей. В 1962 г. Алтайский завод по­строил партию вагонов, у которых крыша состояла из трех частей: сред­ней неподвижной, расположенной под дверными проемами, и двух подвиж­ных полукрыш, размещенных по кон­цам кузова; полукрыши могли на­двигаться одна на другую.

Более совершенной является кон­струкция вагона с двумя поперечно раскрывающимися полукрышами и гидравлическим приводом их пере­мещения. В таком вагоне, предназна­ченном для перевозки тонколистовой холодокатаной стали в рулонах или пачках без упаковки, кузов цельно­металлический, пониженной высоты, с рифленым стальным полом. Полукрыши шарнирно при­креплены к торцовым стенам. Там же размещен механизм перемещения по­лукрыш. Такие вагоны выпускал в 1983—1986 гг. Днепродзержинский завод имени газеты «Правда».

Для накопления опыта применения алюминиевых сплавов в вагонах в 1964 г. Алтайский вагоностроитель­ный завод построил опытный крытый вагон грузоподъемностью 65 т с ку­зовом объемом 130 м³ из алюминиевого сплава АмГ6. Вагон проектировался по габариту 1-Т. Увеличение объема кузова и грузоподъемности достиг­нуто при меньшей, чем у вагона се­рийной постройки, таре вагона (19,5 т).

В 1986 г. Алтайский завод начал строить крытые вагоны с улучшен­ными параметрами. У этого вагона стал больше объем кузова (140 вместо 120 м³) за счет уве­личения его длины на 2,3 м (база воз­росла, а размеры консолей сохранились) и высоты боковых стен на 0,3 м. В ре­зультате средняя статическая нагрузка вагона повысилась с 36 до 41 т. Увели­чены размеры дверного проема (3973х2683 вместо 3825х2304 мм). Грузоподъ­емность вагона 67 т, тара 26 т, нагрузка от колесной пары на рельсы 228 кН. Погонная нагрузка брутто 5,48 т/м (вместо 6,2 т/м у цельнометаллического крытого). Однако средняя погонная на­грузка нетто при этом не изменилась. Вагон вписывается в габарит 1-ВM. Внутренняя ширина кузова равна 2770 мм.

В качестве несъемного оборудования вместо досок предусмотрены металличе­ские балки коробчатого сечения 60х50х3 мм, расположенные в три яруса по всей длине кузова. На этих ярусах мож­но разместить 90 человек (вместо 72). Имеются инвентарные приспособления для крепления грузов - увязочные це­пи, прикрепленные к вышеуказанным металлическим балкам.

Предусмотрена возможность уста­новки буферов, что позволит эксплуа­тировать вагон за рубежом. Однако это потребовало усиления концевых балок и замены раскосов на продольные балки в консольных частях рамы кузова, что привело к некоторому увеличению тары вагона.

Чтобы облегчить ремонт вагона, крыша выполнена съемной; она присое­динена к стенам не сваркой, а заклепка­ми диаметром 10 мм или болтами диа­метром 12 мм с подваркой гаек. Обшивка боковых стен составлена из трех участ­ков по высоте толщиной верхнего 2,5 мм, среднего — 3 мм и нижнего высотой 200 мм и толщиной 5 мм. Обшивка из­готовлена из стали 10ХНДП, обладаю­щей повышенным сопротивлением кор­розии. Жесткость торцовых стен увели­чена за счет более мощных промежуточ­ных стоек из грунтого швеллера сечени­ем 160x160x6 мм (вместо 110x135х55х6 мм), дополнительной нижней обвязки, усиленных верхней обвязки и угловых стоек.

Металлические поверхности изнутри напылены жестким пенополиуретаном толщиной 5 мм. Дуги крыши расположе­ны с наружной стороны вагона, что об­легчает работы, связанные с таким на­пылением.

Исходя из допустимой нагрузки от колесной пары на рельсы 245 кН ВНИИЖТ разработал параметры двух конструкций крытых вагонов: 1) габа­рита 1-ВМ грузоподъемностью 73 т, с тарой 27 т и объемом кузова 140 м и 2) габарита Тпр грузоподъемностью 72 т, с тарой 28 т, объемом кузова 165 м³. Общая длина каждой из конструкций — 16,97 м.

Дата добавления: 2015-07-11