Краткие сведения из теории. Основными параметрами для технико-экономической оценки конструкции и

Основными параметрами для технико-экономической оценки конструкции и эксплуатационных особенностей вагонов являются количество осей, грузоподъёмность, тара, удельный объём кузова, удельная площадь пола, коэффициент тары, нагрузка от колесной пары на рельсы, нагрузка на погонный метр пути.

По числу осей вагоны подразделяются на четырех-, шести-, восьми- и многоосные вагоны. Осность вагона определяет его грузоподъёмность.

Грузоподъёмность вагона – наибольшая масса груза, допускаемого к перевозке в грузовом вагоне исходя из прочности его конструкции и установленной конструкционной скорости.Чем больше грузоподъёмность, тем больше производительность вагона, т.е. количество груза, которое можно в нем перевезти за единицу времени.

Достоинствами вагонов с большой грузоподъемностью являются:

- меньшее удельное сопротивление движению, за счёт чего сокращается расход электроэнергии и топлива, потребляемых локомотивами;

- большая погонная нагрузка, за счёт которой возрастает масса поезда при неизменной длине станционных путей;

- сокращение металла на единицу грузоподъёмности на 10-15%;

- снижение затрат на маневровую работу, взвешивание вагонов.

Тара – масса порожнего вагона (без груза). Определяется взвешиванием вагона на специальных весах при постройке, а также проверяется при выпуске вагона из заводского ремонта. Сумма грузоподъёмности вагона (нетто) и его тары составляет массу брутто вагона. Снижение тары вагонов является одной из основных задач вагоностроения, так как при уменьшении тары может быть увеличена грузоподъёмность грузовых вагонов и тем самым повышена провозная способность железных дорог. Помимо этого, обеспечивается уменьшение металла, идущего на постройку вагонов, экономятся электроэнергия и топливо, расходуемые локомотивами при перевозке, снижается себестоимость перевозок.

Технический коэффициент тары представляет собой отношение веса тары вагона к грузоподъемности

, (1)

где – технический коэффициент тары;

Т – тара вагона, кг;

P_к – конструкционная грузоподъемность вагона, кг;

Величина этого коэффициента показывает, какая часть тары приходится на каждую тонну его грузоподъёмности. Чем меньше коэффициент тары, тем вагон экономичнее.

Удельный объем кузова вагона – это отношение полного объема кузова к его конструкционной грузоподъемности:

, (2)

где V – полный или геометрический объём кузова, м³.

Увеличение объема достигается изменением линейных размеров кузова. При этом соотношения между линейными размерами кузова должны быть такими, чтобы обеспечивалась свободная его погрузка и выгрузка, наиболее рациональное размещение перевозимого груза, наименьший коэффициент тары, прочность и устойчивость вагона.

Кроме полного объема, различают погрузочный объем кузова, который определяется с учетом коэффициента загрузки по формуле

, (3)

где – погрузочный объём кузова, м³;

– коэффициент загрузки геометрического объема кузова.

Коэффициент загрузки составляет для крытых вагонов и вагонов хопперов <1, цистерн = 1, полувагонов при загрузке с «шапкой» >1. С учетом этого удельный объем составит:

, (4)

где – удельный объём кузова, м³/т.

Удельная площадь пола платформы – отношение полной площади пола платформы к её конструкционной грузоподъемности:

, (5)

где S_п – полная площадь пола платформы, м².

От величины удельных объёмов и удельных площадей зависит использование объёма и грузоподъёмности вагона, а, следовательно, себестоимость перевозок, размер и стоимость парка вагонов, необходимых для данного объёма перевозок.

Осевая нагрузка – нагрузка от колесной пары на рельсы,

, (6)

где P_к – осевая нагрузка от одиночной колёсной пары, кН;

n₀ – осность вагона.

Допустимая величина осевой нагрузки зависит, главным образом, от типа рельсов, количества шпал, уложенных на 1 км пути, состояния верхнего строения пути и скорости движения поезда, от конструкционных размеров оси колёсных пар. В настоящее время нагрузка от оси колёсной пары на рельсы для основных типов грузовых вагонов ограничена величиной 235 кН и 245 кН для оси РУ1Ш и РВ2Ш соответственно.

Погонная нагрузка – нагрузка от вагона на один метр пути, характеризует возможность пропуска вагонов по искусственным сооружениям и определяется делением массы брутто на его длину по осям сцепления автосцепок.

. (7)

где – погонная нагрузка, кН/м;

2L_об – общая длина вагона, измеренная по осям сцепления автосцепок, м.

Допускаемая погонная нагрузка определяется прочностью мостов и в настоящее время ограничена величиной 105 кН/м.

Грузовые вагоны характеризуются также своими линейными размерами и в первую очередь длиной, высотой, шириной и базой вагона.

Общая длина вагона определяется расстоянием между осями сцепления автосцепок данного вагона. Расстояние между центрами пятников тележечного вагона называется базой. Длина, ширина и высота кузова вагона обуславливаются, с одной стороны, заданной вместимостью, а с другой, – габаритом подвижного состава. При проектировании вагонов устанавливают геометрический объём кузова, а для платформ – площадь пола и затем по этим данным находят внутренние размеры вагонов.