Техническо-экономические параметры грузовых вагонов

Содержание

 

Введение

1.Техническо-экономические параметры грузовых вагонов

2. Типаж и технические требования к грузовым вагонам нового поколения

3. Модернизация вагонов

3.1 Модернизация  вагонов  хопперов

3.2. Новый  вагон со съемным кузовом

Заключение

Список использованной литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Эффективность, функционирование и конкурентоспособность российских железных дорог в решающей мере зависит от безопасности движения подвижного состава, скорости доставки грузов и уровня эксплуатационных расходов на тягу поездов. В современных условиях, когда от подвижного состава требуется низкая начальная стоимость, значительное повышение межремонтного пробега и высокая ремонтопригодность, создание системы рессорного подвешивания, обеспечивающей высокие динамические качества железнодорожного экипажа, является главной проблемой для разработчиков транспортных железнодорожных средств.

Разработка  и принятие типажа грузовых вагонов - ответственный и важный этап в  решении задач перспективного развития не только железнодорожного транспорта, но и всего народного хозяйства. Программа обновления парка грузовых вагонов должна быть тесно связана  с общими задачами железнодорожного транспорта. При рыночных отношениях повышается заинтересованность в увеличении объема перевозок, высокое качество транспортного обслуживания становится условием экономического благополучия и нормального технического развития железных дорог.

Разработке  технических требований и конструкции каждого конкретного типа вагона нового поколения предшествует проведение технико-экономического обоснования в соответствии с действующей в МПС Росси методикой.

Концепции проведения научно-технической политики в области  создания грузовых вагонов нового поколения  предполагает разработку на основе альтернативных подходов с проведением анализа  различных вариантов решений, т. е. создание конкурентной среды не только при производстве вагонов, но и на стадии проектных и даже предпроектных работ.

Применение  в вагонах нового поколения более  надежных узлов и деталей позволит прежде всего повысить безопасность движения, а также полностью пересмотреть регламентные работы при техническом обслуживании и плановых ремонтах.

 

1.ТЕХНИКО – ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВАГОНОВ

 

Для сравнения  различных вагонов пользуются их технико-экономичес-кими характеристиками и параметрами, основными из которых являются грузоподъемность, тара, коэффициент тары, удельный объем, нагрузка на ось, нагрузка от колесной пары на рельс, погонная нагрузка и база.

Грузоподъемность — это максимально допустимая масса груза, кото-рый можно погрузить в данный вагон. Эта величина в тоннах проставляется на боковых стенах кузова, бортах платформ, котлах цистерн масляной краской в установленных для этого местах.

Тара вагона — общая масса вагона в порожнем состоянии. Эта вели-чина в тоннах проставляется на раме вагона с обеих сторон.

Коэффициент тары показывает долю массы порожнего вагона, при-ходящуюся на 1 т полезного груза при загрузке его до полной грузоподъ-емности. Этот измеритель характеризует выгодность использования вагонов разных типов и определяется делением тары на грузоподъемность.

Удельный объем характеризует вместимость вагона. Он показывает объем кузова в кубических метрах, приходящийся на 1 т грузоподъемности. Например, если современный четырехосный крытый вагон имеет объем кузова 120 м³, а его грузоподъемность 68 т, то получим 120 : 68 = 1,76. Для платформ применяется понятие удельная площадь, которая является ре-зультатом деления площади пола в квадратных метрах на грузоподъемность.

Нагрузка на ось получается делением общей массы вагона — тары и грузоподъемности (брутто) за вычетом массы колесных пар на число осей вагона.

Нагрузка от колесной пары на рельс определяется делением веса брутто на число колесных пар. Эта нагрузка допускается не более 215,7 кН, а для вагонов отдельных типов 245,11 кН. Эффективность вагона определяется также погонной или статической нагрузкой, приходящейся на 1 м пути.

Погонная нагрузка подсчитывается делением массы брутто вагона на длину его по осям сцепления автосцепок. Для магистральных линий максимальная погонная нагрузка установлена 78 кН/м исходя из прочности мостов и других искусственных сооружений.

База вагона — расстояние между осями пятников.

         База тележки — расстояние между осями крайних колесных пар.

         Для пассажирских вагонов основными показателями экономичности являются число мест и отношение тары к числу перевозимых пассажиров. Это отношение зависит от конструкции вагона и предоставляемых пассажиру удобств. Для вагонов пригородных поездов экономичность определяют та-рой, приходящейся на 1м² площади пола, так как в этих вагонах принимаются во внимание места не только для сидения пассажиров, но и для стояния.

 

 

 

 

2. Типаж и технические требования к грузовым вагонам нового поколения

 

Программа обновления парка  грузовых вагонов должна быть тесно  увязана с общими задачами железнодорожного транспорта в условиях перехода России к рыночной системе экономики. При  рыночных отношениях повышается заинтересованность в увеличении объема перевозок, высокое  качество транспортного обслуживания становится условием экономического благополучия и нормального технического развития железных дорог, изменяются источники  капиталовложений, новый подвижной  состав приобретается также за счет средств собственников и операторских компаний.

Типаж вагонов нового поколения  развивается и уточняется на основе проводимых ВНИИЖТом и Гипротранстэи  технико-экономических исследований с учетом анализа структуры и  динамики перевозок грузов со специфическими свойствами существующих и перспективных  методов выполнения погрузочно-разгрузочных, поездных и маневровых работ.

Типаж парка вагонов должен соответствовать структуре грузопотока. Под погрузку следует подавать универсальные  или специализированные вагоны, в  наибольшей степени соответствующие  свойствам грузов, обеспечивающие их сохранность, механизированную погрузку и выгрузку с минимальным расходом материалов на крепление, не угрожающие окружающей среде. Парк специализированных вагонов по численности и типажу нужно расширить до технико-экономически обоснованных размеров. На конечной стадии реформирования железнодорожного транспорта примерно половина вагонного парка  должна принадлежать владельцам грузов или транспортно-экспедиционным предприятиям.

В условиях перехода экономики  России к рынку необходимость  дальнейшего расширения типажа и  увеличения выпуска специализированного  грузового подвижного состава становится очевидной. За последние 20-30 лет отечественная  вагоностроительная промышленность накопила значительный опыт разработки и внедрения  таких специализированных вагонов, как хопперы для перевозки  сыпучих грузов, цистерны для различных  кислот, газов и химических продуктов, платформы для большегрузных  контейнеров международного габарита, вагоны для перевозки легковых автомобилей, муки, полимеров в гранулах, металлопроката, бумаги в рулонах, скота, полувагоны с «глухим» кузовом. Практически  все эти вагоны могут строиться  на российских заводах.

Разработка типажа вагонов  нового поколения предусматривает  улучшение их потребительских свойств  и технико-экономических параметров. При этом учитываются следующие  критерии, обеспечивающие повышение  эффективности вагонов:

• соответствие всем действующим нормативным документам заказчика и прогнозам развития экономики в течение назначенного срока службы; удобство пользования, обеспечение сохранности грузов, возможности механизации погрузки и выгрузки;
• статистически значимое (не менее 5%) улучшение показателей производительности (грузоподъемности) в сравнении с лучшими из имеющихся в эксплуатации прототипов;
• применение тележек улучшенной конструкции с усовершенствованными системами рессорного подвешивания и автоматических тормозов, безремонтных конструкций естественных пар трения в течение пробега до капитального ремонта, статистически значимое снижение динамических нагрузок в несущих узлах вагонов и в элементах верхнего строения пути;
• снижение удельной материалоемкости на единицу грузоподъемности, объема кузова и площади пола;
• экологическая безопасность, возможность утилизации после окончания назначенного срока службы, предотвращение потерь груза через неплотности кузовов и из-за выветривания с открытой поверхности;
• повышение производительности труда на 25%.

Концепция проведения научно-технической  политики в области создания грузовых вагонов нового поколения предполагает разработку на основе альтернативных подходов с проведением анализа  различных вариантов решений, т.е. создание конкурентной среды не только при производстве вагонов, но и на стадии проектных и даже предпроектных  работ. Качество новых конструкций  оценивается на этапах разработки заводом  технического задания на вагон и  на этапах выполнения эскизных проектов. При этом используются следующие  критерии оценки качества конструкции  вагона: уровень безопасности и экологической  нагрузки на окружающую среду от единицы  подвижного состава, потребительские  показатели, стоимость жизненного цикла  и коэффициент эксплуатационной готовности.

Конструкция вагонов совершенствуется в процессе промышленного производства, и периодически, обычно через 5-10 лет, изменяются номера моделей в рамках существующего типажа. Поставляемые в настоящее время в ограниченном количестве вагоны морально устарели, с точки зрения производительности и надежности.

Сформулированы  основные направления повышения  технического уровня грузовых вагонов. Предстоит решить следующие технические  задачи:

• увеличение срока службы основных деталей и узлов вагонов в 1,5-2 раза;
• обеспечение межремонтных сроков службы трущихся деталей и узлов подшипников с 400-500 тыс. км до 1 млн. км;
• сокращение частоты поступления вагонов в текущий внеплановый ремонт с 3,5 до 0,3 раза в год.

К кузовам  вагонов нового поколения предъявляется  прежде всего требование повысить прочность  и коррозионную стойкость листового  проката и профилей за счет применения новых марок сталей. Это позволит снизить массу тары вагона и соответственно увеличить массу перевозимого груза, а также уменьшить расходы на ремонт кузова в эксплуатации и при плановых видах ремонта.

Важное  значение, с точки зрения устойчивости вагонов к сходу, имеет требование понизить их центр тяжести. Из четырех  представленных опытных образцов в  наибольшей мере это требование реализовано  в конструкциях вагонов для перевозки  минеральных удобрений и угля с боковой выгрузкой, изготовленных  Брянским машиностроительным заводом.

При создании тележек для вагонов  с повышенными нагрузками необходимо обеспечить следующее важнейшее  условие. По уровню динамического горизонтального  и вертикального воздействия  на путевую структуру вагоны нового поколения не должны превосходить значений, установленных для существующего  парка. Это требование реализуется  в пружинном комплекте тележки  за счет статического и динамического  прогиба, а главное в правильном выборе фрикционного узла гашения вертикальных и горизонтальных колебаний.

В России литые детали грузовых вагонов выпускают  два предприятия - Уралвагонзавод и  Бежицкий сталелитейный завод. Оба  они построены в 30-х годах по одному проекту, и за истекшие десятилетия  оборудование для литья и его  технология не претерпели никаких изменений. Устаревшая технология на этих заводах  не могла не сказаться на качестве выпускаемой продукции. Ежегодно десятки  тысяч надрессорных балок, боковых  рам бракуются по трещинам и изломам. По этой причине имеют место случаи аварий и крушений. Линейные размеры  литых деталей, допуски на эти  размеры во много раз ослаблены, прежде всего в сравнении с  американскими стандартами. Отсутствие точного литья отрицательно сказывается  на кинематике движения тележки в  целом.

Технические требования к литым деталям тележек  нового поколения содержат более  жесткие показатели химического  состава и прочности благодаря  переходу на новую марку стали. Введено  требование о заварке дефектов литья  только до термообработки. Но даже эти  требования разработаны применительно  к технологическому процессу, принятому  на упомянутых заводах, в связи с  чем ожидать существенного улучшения  качества отливок нельзя. Другими  словами, при существующем способе  получения отливок невозможно добиться служебных характеристик литых  деталей, которые должны быть предъявлены  к тележкам вагонов нового поколения. Для обеспечения уровня перспективных требований к качеству надрессорных балок и боковых рам (срок службы 45 лет, гарантийный срок 8 лет и др.) необходимо техническое перевооружение заводов-изготовителей с переводом сталелитейных цехов на современную технологию получения отливок.

При разработке требований к конструкции перспективной  колесной пары были использованы результаты научно-исследовательских работ, выполненные  различными отечественными организациями, а также зарубежный опыт применения цельнокатаных колес, кассетных конических подшипников на прессовой посадке с общим наружным кольцом и встроенными уплотнителями. Зоны переходов от ступицы колеса к диску и от диска к ободу выполняются без перегибов для максимального снижения концентраторов напряжений. При этом диск упрочняется наклепом дробью, толщина обода обеспечивает возможность многократного восстановления профиля поверхности катания.

Материал колес обеспечивает твердость после термообработки, повышенную до 350-380 НВ, что позволяет  увеличить в 1,5-2 раза износостойкость  гребня колеса и в 1,5-2 раза снизить  выщербинообразование. При обточке  колесной пары во всех видах ремонта  не требуется демонтировать элементы торцового крепления и буксового  узла, центр колесотокарного станка проходит через специальное отверстие  в передней крышке узла в торец  оси.