¤ Главная ¤ Тяговые расчеты ¤ Депо и мастерские ¤ Водоснабжение ¤ Слабые токи ¤ Сильные токи

» Подвижной состав - Общие понятия

Для выполнения основной работы железных дорог-совершения перевозок пассажиров и грузов-служит их подвижной состав. Подвижной состав делится на две резко отличающиеся группы: паровозы, т.-е. повозки-двигатели1, и вагоны-повозки, не-сущие на себе пассажиров или груз. Отличительные свойства движения по стальному рельсовому пути позволяют паровозу тянуть целый ряд повозок-состав поезда. Таким образом, по рельсовому пути обращаются целые поезда. Паровозы и вагоны по основному сзоему назначению делятся на пассажирские и товарные, соответственно чему поезда составляются пассажирские и товарные.

В исключительных условиях, когда по характеру движение некоторых поездов может быть обслужено по образцу движения трамваев, применяются повозки - самоходы, называемые автомотриссами, в которых двигатель и вагон oсовмещены в одном целом. Несмотря на резкое различие назначения и работы двух групп подвижного состава и разновидностей повозок в каждой группе, все они имеют общие основные конструктивные элементы, сходные вместе с тем с такими же элементами колесных экипажей обыкновенных дорог и отличающиеся лишь особенностями, вызываемыми условиями движения по колейному пути.

Этими основными конструктивными: элементами всякой железнодорожной повозки являются: кузов, рама, ходовые части и упряжь. В вагоне-кузов служит для помещения перевозимго, т.е. пассажиров или груза, в парогозе кузовом служит паровая установка и помещение для машиниста. Рама представляет основание для кузова и служит для передачи вертикальной нагрузки от кузова на колеса и горизонтальных усилий, тянущих повозку. Ходовая часть состоит из колесных пар и устройств, передающих усилия от рамы к колесам. Упряжь является связью между всеми отдельными по-возками в поезде. В виду серьезных последствий, которыми, при сравнительно высоких скоростях движения поездов и их большом весе, грозят разрывы, упряжь при обеспечении безопасности их следования имеет первостепенное значение.

При последовательном росте движения на русских дорогах постоянно возникает потребность в увеличении грузоподъемности товарных и емкости пассажирских вагонов, а также в увеличении одновременно составов поездов и, следовательно, их веса. Соответственно увеличению веса поездов шло и усиление тягового усилия, на которое рассчитывалась упряжь. Таким образом, на русском подвижном составе последовательно появлялась упряжь нормальная на тяговое усилие в 12 тонн, усиленная на 16 тонн и объединенная на 20 тонн. Передача усилий между отдельными единицами поезда происходит двояким образом: или в виде силы тяги, когда паровоз и идущие за ним вагоны тянут друг друга, или в виде сжимающих усилий, когда при ходе поезда с уклона или при тормажении задние вагоны набегают на передние и давят на них.

Сообразное этими двумя видами усилий и сконструированы железнодорожные упряжные приборы. Они состоят из приборов тяговых и приборов ударных. В виду большой величины усилий, возникающих при работе этих приборов, передача их на раму паровоза или вагона не должна быть жесткою и всегда совершается через посредство пружин-спирально-конических рессор.

Ударные приборы, передающие сжимающие усилия, состоят из буферов-по четыре на каждую единицу подвижного состава. Тяговой прибор, передающий усилия тяги, состоит из двух крюков с тягами, тягового аппарата и гибкой винтовой стяжки. Простейшая конструктивная форма тяговсго прибора, применяемая на паровозах и тендерах, а за границей и на ваго-нах, представляет сочетание упряжного крюка с тягой Л, спиральной рессоры В, и винтовой стяжки С. Тяга крюка проходит чрез отверстие в буферном брусе и передает усилие на пружину шайбой и гайкой с контргайкой.

В поезде, составленном из вагонов, оборудованных таким" тяговыми приборами, тяговое усилие притрогании его с места паровозом, передается упруго последовательно от тендера к первому вагону и далее от вагона к вагону. При таком трогании с места, паровоз преодолевает сопротивление вагонов постепенно, и сопротивление всего поезда передается к паровозу тогда, когда он имеет уже некоторую инерцию движения. Применение такого типа тягового прибора (упругая не-сквозная упряжь) требует безусловно особой прочности буферного бруса и всей рамы повозки, рассчитываемых в этом случае на передачу полного усилия, развиваемого паровозом. Этому требованию удовлетворяет вполне конструкция паровоза по самому существу его работы. В вагонах удовлетворение этого требования повлекло бы утяжеление тары вагона и, следовательно, понижение отношения веса полезного груза к таре, т.е. ухудшило бы эксплоа-тационные качества вагона.

В виду этого, вагоны оборудованы сквозной упряжью, обычная конструкция тягового аппарата. Аппарат помещен в центре вагона в прямоугольном пространстве, образуемом аппаратными и внутрен-ними продольными брусьями рамы вагона. В этой сквозной упряжи обе тяги крюков А и Б соединены между собою двух-дырочной муфтой С. Шайбы D и Е передающие давление на коническую спиральную рессору F от муфт двухдырочной С и однодырочной G, направляются двумя болтами I соединяющими аппаратные брусья рамы. На болтах I надеты муфты К, ограничивающие сжатие пружины и, следовательно, величину передаваемого на нее усилия. При такой сквозной упряжи тяговое усилие паровоза передается сразу по всему поезду, а пружина в каждом вагоне передает усилие упруго только на раму одного своего вагона. При надлежаще стянутых между собой стяжках вагонов (до нажатия буферов), трогание такого поезда требует от паровоза преодоления инерции покоя и сопротивления сразу всех вагонов всего поезда. Такое условие выполнимо при пассажирском поезде. Для товарных же поездов значи-тельного веса троганке с места становится весьма затрудни-тельным. Вследствие зтого приходится прибегать к ослабле-нию стяжек и трогать постепенно вагон за вагоном. Однако, это приводит к тому, что упругая связь между всеми вагонами уже теряется, и получается возможность набегов вагона на вагон, а неизбежные при таких набегах отЖатия буферных пружин приводят к разрывам поездов. Таким образом, зтот тип тягового прибора собственно не может считаться упругим.

Винтовая гибкая стяжка состоит из винта с нарезкой в разные стороны от средины его, двух гаек с цапфами, двух скоб, надетых наэтицапфы, и рукоятки для свинчивания стяжки.Стяжка помимо усиления претерпела и некоторые конструктивные изменения. Несмотря на постоянно идущее переоборудование русского подвижного состава на наиболее сильную стяжку, еще и до сих пор все четыре типа стяжки находятся в работе. Стяжка Уленгута применяется на пассажирских и специальных товарных (например, Фокс Арбеля) вагонах.

Объединенная стяжка (рассчитанная на усилие в 20 тонн) применяется, как показывает самоё ее название, на всех родах подвижного состава. Основное отличие конструк-тивных форм стяжек Уленгута и объединенной от первых двух нормальной и усиленной, заключается в том, что подвешива-ние стяжки к крюку осуществляется не скобой, а двумя тя-гами с валиком. При этом просвет между этими тягами достаточен, чтобы позволить просунуть в него скобу соседнего вагона и закинуть ее на крюк первого вагона. Таким образом, эти обе стяжки позволяют делать сцепление вагонов на две стяжки, чего нельзя сделать при нормальной и усиленной стяжках. Стяжка Уленгута имеет еше добавочное укрепление валика запасными тягами к скобам на буферном брусе. Помимо указанной типичности сцепки вагонов поезда, основное обстоятельство железнодорожного движения, по колее, вызывает в конструкции ходовых частей всякой железнодорожной повозки особенности, резко отличающие ее от экипажа, обращающегося по обыкновенной дороге. Эти отличительные особенности таковы:

1) Наличие на бандаже колес с внутренней стороны реборды гребня, без которого, очевидно,колесная пара не сможет направляться по колее.

2) Глухая насадка колес на оси. В обыкновенном экипаже колеса насажены свободно своими втулками на шейке оси для - возможности при повороте экипажа и на ходу по кривой обоим колесам каждой оси сделать без скольжения и, следовательно, без излишнего сопротивления пути разной длины, по наружной и внутренней кривым, На железнодорожной колесной паре свободная насадка колес на оси привела бы, при неизбежной разработке втулки колеса и шейки оси, к перекосу колес и соскакиванию их с головки рельса, последствием чего было бы крушение.

3) Поверхность катания бандажей обтачивается обычно по профилю конической формы. Не исключается возможность применения колес с обточкой бандажей и по цилиндру, чему в железнодорожной практике примеры имеются. Однако, при цилиндрической обточке колесная пара на кривой идет со скольжением колес, у каждой колесной пары по дугам разного радиуса. Эго приводит, конечно, к излишнему сопро--тивлению движению и к быстрому износу поверхностей ка-тания колес и отчасти головки рельса. При ходе на прямой такая колесная пара, будучи прижата раз к одному из рельсов своей ребордой, будет продолжать ход в этом положении до нового толчка, который обычно опять перекинет ее на другую сторону и там прижмет к рельсу. Конечно, износ реборд колес и головки рельса будет весьма екор. Наоборот, придание поверхности катания бандажа колес конической формы обеспечивает ход колесной пары на кривой с меньшим скольжением. Таким образом, оба колеса могут катиться по кругам катания разного диаметра, а на ходу по прямой после некоторых виляний из стороны в сторону колесная пара центрируется в некотором среднем положении, обеспечивающем ее ход по кругам катания одинакового диаметра и без прижатия к рельсам.

4) Параллелизм осей в каждом экипаже. Очевидно, что допущения свободного поворота оси, подобно осям обыкновенного экипажа, в котором это делается для облегчения поворота экипажа, в железнодорожном экипаже быть не может, так как такой поворот приводил бы лишь к сходу колесной пары с рельсов. Потребность в железнодорожных экипажах в большем чем две числе осей для распределения тяжелых нагрузок экипажа и невозможность экипажу с большим количеством осей вписываться в кривые малых радиусов неизбежно приводят к потребности известной свободы поворота осей такого экипажа. Однако, такой поворот допускается только при применении приспособлений, принудительно возращающих такую ось в нормальное положение при переходе на прямую, или все оси делятся на группы в отдельные тележки, имеющие возможность относительного поворота, в которых, однако, оси между собой сохраняют строгий параллелизм. Отметив эти отличительные особенности, общие для всех родов и типов железнодорожного подвижного состава, перейдем к описанию конструктивных форм и сущности работы отдельных родов подвижного состава.