Назначение и конструкция сборочной единицы вагона

Железнодорожный транспорт является основным видом транспорта России. На его долю приходится более 75% грузооборота и 40% пассажирооборота, выполняемого транспортом общего пользования страны.

Для нормальной деятельности железнодорожного транспорта необходимо соответствующее развитие и взаимная слаженность всех его отраслей. Вагонное хозяйство является одной из главных отраслей железнодорожного транспорта. Основой вагонного хозяйства является вагонный парк — совокупность всех вагонов.

Вагоном называется единица железнодорожного подвижного состава, предназначенная для перевозки пассажиров или грузов. При всём разнообразии типов и конструкций вагонов они имеют общие основные элементы (узлы или по другому — сборочные единицы). К ним относятся кузов, ходовые части, ударно-тяговые приборы и тормоз.

Кузов вагона предназначен для размещения пассажиров или грузов. Его конструкция зависит от типа вагона. У многих вагонов основанием кузова является рама, состоящая в основном из совокупности продольных и поперечных балок, жёстко соединённых между собой. Рама кузова опирается на ходовые части, на ней размещены ударно-тяговые приборы и часть тормозного оборудования.

Ходовые части предназначены для безопасного движения вагона по рельсовому пути, с необходимой плавностью хода и наименьшим сопротивлением движению. К ходовым частям относятся колёсные пары, буксы и рессорное подвешивание. В современных (имеющих более четырёх колёсных пар) вагонах ходовые части объединяются в самостоятельные узлы, называемые тележками. Кроме перечисленных элементов, тележка имеет раму, на которой крепятся детали рессорного подвешивания и тормозного оборудования, а также надрессорные и иные балки с подпятниками и скользунами, непосредственно воспринимающими нагрузки от рамы кузова.

Ударно-тяговые приборы предназначены для сцепления вагонов между собой и с локомотивом, для передачи и смягчения действия растягивающих (тяговых) и сжимающих усилий от локомотива и от одного вагона к другому. Современным ударно-тяговым прибором является автосцепное устройство, выполняющее основные функции ударных (буфера) и тяговых (сцепка) приборов.

Тормоз предназначен для создания искусственного сопротивления движению поезда или отдельного вагона с целью регулирования скорости движения или остановки, а также для удержания их на месте.

Вышеуказанными факторами определяется и сложность конструкций вагонов: теплоизоляция кузова, устройства отопления, вентиляции, охлаждения, электрооборудования, автоматического управления агрегатами, обеспечение движения с большими скоростями, малым сопротивлением движению, оборудование автосцепкой и автотормозом, эффективными материалами, минимальные затраты на постройку, ремонт и эксплуатацию.

Вагонный парк должен характеризоваться высокой надёжностью и долговечностью конструкций, обеспечивающих безопасность движения поездов.

Из всего изложенного следует: вагонное хозяйство — одна из сложных отраслей железнодорожного транспорта, и для его управления необходимы инженеры высокой квалификации.

Условия эксплуатации, неисправности деталей сборочной единицы вагона, причины появления неисправностей, влияние неисправностей деталей сборочной единицы вагона на безопасность движения

В процессе эксплуатации вагона появляются различные неисправности, которые приходится устранять при техническом обслуживании или ремонте. Причинами этих неисправностей могут быть процессы естественного происхождения, ошибки при выборе конструкторских или технологических решений, нарушения правил технической эксплуатации вагона.

Неисправности, обусловленные процессами естественного происхождения, проявляются чаще всего в виде значительного изнашивания деталей и сборочных единиц, накапливающегося в результате длительной эксплуатации вагона постепенный отказ), или в форме внезапных отказов, вызванных исчерпанием конструкционным материалом своего ресурса (старение и явление усталости материала).

Изнашивание — это процесс разрушения или отделения материала с поверхности твердого тела и (или) накопления его остаточных деформаций при трении, проявляющийся в постепенном изменении размеров или формы тела. Изнашивание характеризуется величиной износа, интенсивностью и скоростью изнашивания.

Износ — это результат изнашивания, определяемый в установленных единицах. Величина износа может выражаться единицами длины, массы, объема и др. (соответственно линейный, массовый и о6ьемный износ).

Рис. 1. Графики интенсивности (а) и скорости (б) изнашивания деталей вагонов в зависимости от времени

h – интенсивность;

V – скорость;

T – время.

Интенсивность и скорость изнашивания, как правило, не остаются постоянными во времени (рис. 1.).

Изнашивание является результатом трения соприкасающихся частей машин друг с другом или с окружающей средой (для вагонов - элементы железнодорожного пути, перевозимый груз и др.).

Согласно стандарту внешнее трение — это явление сопротивления относительному перемещению, возникающее между двумя телами в зонах соприкосновения поверхностей по касательной к ним, сопровождаемое диссипацией энергии. По характеру относительного перемещения различают трение покоя (при микроперемещениях до перехода к относительному движению, относительная скорость перемещения близка к нулю) и трение движения трение двух тел, находящихся в относительности движении.

Трение движения подразделяется на трение скольжения, при котором скорости относительного движения тел в точке контакта различны по величине или направлению, и трение качения, происходящее при одинаковых по величине и направлению скоростях относительно движения. «Чистое» трение качения возможно только теоретически. В практике оно всегда сопровождается пусть даже незначительным проскальзыванием некоторых элементов деталей, образующих пару трения.

По характеру смазывания контакта соприкасающихся поверхностей в парах трения различают трение без смазочного материала (детали фрикционных гасителей колебаний, поглощающих аппаратов, механизма автосцепки, тормозные колодки и обод колеса и др.), трение с граничной смазкой (толщина слоя смазочного материала от размеров одной молекулы до 0,1 мкм — смазывание деталей тормозных приборов распыленным в воздухе маслом) и трение с жидкой или вязкопластической смазкой (детали подшипников и др.).