Файл: Ситковский, И. П. Полимерные материалы на зарубежных железных дорогах.pdf

при температуре не ниже 60° С. Материал покрытия рекомендуется наносить в подогретом до 90—95° С состоянии при температуре по­ крываемого металла не ниже 10° С. Таким способом на дороге в 1969— 1970 гг. было покрыто около 800 вагонов-хопперов [9].

К достоинствам такого покрытия относятся долговечность и лег­ кость очистки от загрязнения, проводимой без обработки паром путем обычного мытья холодной водой. Органами санитарного надзора ваго­ ны с таким покрытием разрешены для перевозки зерна и других пи­ щевых продуктов.

цвета.

Многолетний опыт нанесения лаковых полиуретановых композиций для окраски металлических кузовов грузовых и пассажирских вагонов имеют железные дороги ФРГ и Франции. Он подтверждает целесообраз­ ность использования этих материалов, несмотря на высокую стоимость таких красителей.

Для внутреннего покрытия стен кузовов бункерных вагонов при­ меняются также и материалы на основе фенолоэпоксидных смол [10]. Такое покрытие, например, имеют 200 специализированных вагонов с объемом бункеров 148 м3, предназначенных для перевозки полипро­ пилена в гранулах или крошке по железным дорогам США.

Для наружной окраски металлических кузовов вагонов, предназна­ ченных для перевозки цемента, одна из американских фирм рекомен­ довала лакокрасочные материалы на эпоксидной смоле.

Рис. 64. Вагон-хоппер с наружной н внутренней окраской лаком Poly-, clutch для перевозки сыпучих химических продуктов

85

Предварительно перед нанесением этого покрытия поверхность очищается пескоструйным способом и грунтуется этим материалом [11]. Такое покрытие эпоксидным составом позволяет легко удалять налет и скопление цемента на кузове холодной водой.

Имеются сообщения о применении для наружной и внутренней окраски металлических поверхностей грузовых вагонов полимерного материала с торговым названием полейлуш. Вагоны с таким покрытием используются в США для перевозки, например, полиэтилена, полисти­ рола и других сыпучих химических продуктов (рис. 64).

5. Тенты для укрытия грузов на платформах

На железных дорогах ряда европейских стран для покрытия грузов, перевозимых на платформах, применяют съемные легкие покрытия — тенты (рис. 65). Тенты, предназначенные для этих целей, в ФРГ выпус­ каются из синтетической ткани на основе полиамидного или поли­ эфирного волокна. Для укрытия грузов на стандартных платформах длиной 12,5 м их изготовляют размером около 60 м2. К 1969 г. на желез­ ных дорогах их эксплуатировалось более 7000 шт. Проводятся работы по улучшению качества тканей для таких тентов и испытываются по­ крытия размером 14 X 5,6 м, весом 1 м2 650 г при полном весе 60 кг. На торцовых и боковых сторонах полотна такого тента для обвязки груза и крепления тента к платформе имеются стальные кольца. Тент привязывается крепежными шнурами диаметром 5—6 мм, изго­ товленными также из полиэфирного волокна. Ткань тента допуска­ ет нагрузку на растяжение при затягивании по кольцу до 300 кг.

Рис. 65. Защитное покрытие грузов на платформе тентом из синтетиче­ ской ткани

86

В случаях, когда для перевозки зерна в летний период не хватает крытых вагонов, в ФРГ используют полувагоны серии Ed090 с тенто­ вым покрытием. При этом внутренние поверхности полувагонов для перевозки хлебных грузов выстилают специальными подвесными меш­ ками из синтетической ткани, имеющей покрытие из поливинилхло­ ридной смолы. Считается, что такой способ подготовки полувагонов для перевозки зерна более экономичен по сравнению с ежегодной окрас­ кой вагонов. Для крепления вставных мешков на наружных и внутрен­ них стенках полувагонов, у разгрузочных люков, приваривают крюч­ ки. Предполагается, что долговечность мешков и тентов составляет в среднем 8 лет [4].

6. Упругие элементы роликовых букс, поглощающих аппаратов автосцепки и другие детали из резины

На железных дорогах США проводятся исследования и эксперимен­ ты по смягчению динамических нагрузок на буксовые подшипники и улучшению ходовых качеств грузовых вагонов путем использования в буксах с роликовыми подшипниками упругих прокладок. То и другое предполагается достигнуть установкой прокладок из упругого мате­ риала между боковыми элементами рам тележек и корпусами роли­ ковых букс [14]. Упругие прокладки должны обеспечить амортизацию вертикальных и поперечных ударных нагрузок, воспринимаемых бук­ сами при движении вагонов, что облегчит условия работы роликовых подшипников и снизит износ корпусов букс. Одновременно это поло­ жительно скажется на режиме работы колесных пар, снизив износ их и рельсов.

Упругие прокладки представляют собой резино-металлические эле­ менты, воспринимающие вертикальные нагрузки и допускающие по­ перечное перемещение оси на 8 мм. Применение их дает возможность ограничить высокочастотные воздействия и вибрацию на раму тележ­ ки, кузов вагона и перевозимый груз, а также увеличить срок службы буксовых роликовых подшипников.

После лабораторных и стендовых испытаний опытные прокладки и оборудованные ими роликовые буксы подвергались испытаниям в экс­ плуатации на тележках платформ (длиной 25,9 м), предназначенных для перевозки автомобильных прицепов. Состав из таких вагонов следо­ вал на испытаниях со скоростью 70—125 кміч. Наблюдение за работой буксовых узлов велось с помощью установки промышленного телеви­ дения с регистрацией вертикальных, продольных и поперечных ускоре­ ний. Кроме того, на одном из стандартных буксовых узлов и на одном из узлов, оборудованном опытными упругими прокладками, были раз­ мещены тензометрические датчики для измерения радиальных и попе­ речных нагрузок на подшипники, имеющих ударный характер.

В результате сравнительных испытаний букс с упругими проклад­ ками и обычных было установлено, что ходовые качества вагонов и ре­ жим эксплуатации буксовых узлов заметно улучшились. Вертикальные ударные нагрузки на ролики подшипников были снижены примерно

87

вдвое по сравнению с обычными буксами. Предполагается, что поло­ жительное завершение исследований может привести к созданию новых тележек грузовых вагонов облегченной конструкции.

Во Франции создана тележка типа У207 для грузовых вагонов, предназначенная для работы при больших скоростях. Отличительной особенностью тележки этой конструкции является применение упру­ гих резиновых прокладок между буксами и рамой тележки и отсут­ ствие между ними продольных зазоров.

В современных высокоскоростных тележечных грузовых вагонах железных дорог Японии между буксой и рамой тележки также устанав­ ливают резиновые прокладки толщиной 45 мм. Толщина прокладок подобрана в результате проведения специальных испытаний..Упругость такого сопряжения в продольном направлении характеризуется упру­ гой деформацией, составляющей 2 т на 1 мм.

Использованию резино-металлических элементов в различных амор­ тизирующих устройствах подвижного состава в мировой практике уделяется большое внимание. В подвижном составе железных дорог США и Канады широко используются, например, поглощающие аппа­ раты автосцепки с резино-металлическими амортизирующими элемен­ тами. В небольших масштабах их применяют также на подвижном составе Англии, ФРГ, Швеции и Японии. При этом использование та­ ких поглощающих аппаратов с каждым годом расширяется. Помимо высокой способности поглощать энергию ударов и создавать более плав­ ное восприятие ударных воздействий, резино-металлические аморти­ зирующие элементы практически не требуют ухода в эксплуатации, являясь по существу безремонтными деталями.

Наличие резиновых амортизаторов в тягово-упряжных устройствах позволяет гасить колебания с несколькими ступенями свободы. В пас­ сажирских вагонах их применение повышает комфортабельность про­ езда пассажиров благодаря отсутствию толчков, при соударении ваго­

при ударах и толчках. Особенно важно плавное восприятие ударов при эксплуатации рефрижераторных вагонов.

Вподвижном составе США поглощающие аппараты автосцепки с ре­ зино-металлическими амортизирующими элементами применяются более 30 лет. Они установлены на большинстве находящихся в эксплуа­ тации тепловозах, пассажирских вагонах и на некоторых типах рефри­ жераторных и большегрузных вагонов. На железных дорогах Канады ими оборудованы локомотивы и часть грузовых вагонов, в том числе предназначенных для перевозки угля.

Вударно-упряжных устройствах (боковых буферах) резиновые и

резино-металлические элементы применяют вместо стальных пружин в Англии, Болгарии, ФРГ и других странах.

На рис. 66 показаны рессоры и амортизирующие устройства с элементами из резины.

Определенное значение начинают приобретать резиновые амортиза­ торы в вопросах обеспечения сохранности перевозимых грузов. В свя­ зи с возрастающими скоростями движения поездов этой проблеме на

88

Рис. 66. Рессора из набора дисковых резино-металлических элементов

зарубежных дорогах уделяется особое внимание. Для предохра­ нения штучных грузов в вагонах от повреждений при соударениях имеется много различных устройств, в том числе и резиновых. Защита перевозимых грузов от толчков и вибраций, возникающих в вагонах в вертикальной плоскости, решается чаще всего с помощью резиновых подкладок, помещаемых под грузом. Примером служит использование монолитных шин, размещаемых в виде опорных полос на платформах типа С-85 (США) при перевозке механического оборудования. Ре­ зиновые шины позволяют значительно снизить продольные и вертикаль­ ные ускорения, возникающие при движении платформ.

При перевозке тяжелых грузов на платформах в США устанавли­ вают в качестве опор для груза специальные амортизирующие устрой­ ства, которые представляют собой резино-металлические элементы пря­ моугольного сечения. Комплект каждого амортизатора состоит из трех слоев резины на основе натурального каучука, привулканизированной к стальным пластинам. Размер комплекта 375 X 100 X ПОлш.

В вагонах, оборудованных такими амортизаторами, при соударе­ ниях со скоростью 16 км/ч перевозимый груз воспринимает лишь 25% величины возникающих ускорений по сравнению с вагонами, не имею­ щими амортизаторов.

Для лучшей сохранности груза некоторые типы вагонов и плат­

поглощающими аппаратами автосцепки, имеющими резиновые амор­ тизирующие элементы. В Японии такими аппаратами снабжены четы­ рехосные платформы, предназначенные для перевозки контейнеров типов ТОК-1-25000, КИ-9100, КИ А-900, КОК1-9000 длиной соот­ ветственно 14,1; 21,8; 17,8 и 14,9 м.

89

Рис. 67. Вагон с подвесными перегородками и надувными резиновыми мешками для уплотнения перевозимого груза

Помимо опорных амортизаторов и амортизаторов, в упряжном тя­ говом оборудовании для сохранности грузов применяют и другие устройства. На железной дороге Пенн Централ, например, были испы­ таны два опытных вагона для перевозки бутылок со спиртными на­ питками. Крытые вагоны длиной 15 м были снабжены подвешенны­ ми (плавающими) рамами с ходом 508 м и системой перегородок, уплотняемых надувными резиновыми мешками (рис. 67). Тележки этих вагонов оборудованы, кроме того, резиновыми надбуксовыми рессорами. При испытаниях из 1,3 млн. перевезенных бутылок не было разбито ни одной, в то время как при перевозке в обычных ва­ гонах разбивалось 30—35 бутылок за каждый рейс [16].

Аналогичными устройствами (под названием Гамбург) с использо­ ванием надувных резиновых подушек оборудованы в ФРГ вагоны типа Hbis-299, предназначенные для перевозки штучных грузов и грузов на поддонах. Устройство представляет собой разделительные передвиж­ ные перегородки, расположенные по ширине вагона в два ряда. Они подвешены под потолком и передвигаются по направляющим на роли­ ках. Между перегородками помещаются резиновые амортизирующие подушки, которые заполняются воздухом после загрузки вагона [18].

Другим устройством, предназначенным для защиты грузов от по­ вреждений, под названием Даберков в ФРГ было оборудовано к 1967 г. 600 крытых грузовых вагонов. Устройство состоит из двух продольных направляющих рельсов, укрепленных под крышей. Так же, как и в пре­ дыдущем случае, на рельсах подвешены перегородки на роликах. С их помощью груз разделяется на отдельные изолированные друг от друга партии. В средней части вагона, кроме этих перегородок, под­ вешено 2 щита из клееной фанеры, к которым прикреплены пневмати­ ческие резиновые подушки. Для закрепления грузов щиты раздви­ гаются, фиксируя и закрепляя тем самым отдельные партии грузов. Воздух в пневмоподушки подается от автономного компрессора или из резервуара, соединенного с воздушной магистралью поезда.

90

Французское общество частных железнодорожных предприятий SVS имеет парк крытых грузовых вагонов с передвижными внутренними перегородками для крепления грузов, оборудованных пневматическими амортизаторами. Перегородки размером 1 x 2 м, кроме того, сами облицованы для лучшей амортизации резиной.

7.Цистерны с элементами котлов из полимерных материалов

ВСША накоплен положительный опыт использования специальной цистерны грузоподъемностью 100 /п, объемом 133 м3для перевозки та­ ких сыпучих грузов, как зерно, крахмал, мука, сухие смолы, древес­ ная мука и ряд химикатов. Котел цистерны оборудован эластичной пленкой, прилегающей к его стенкам и образующей переменную ем­ кость внутри постоянной емкости котла. Такая конструкция позволя­ ет механизировать с использованием пневматики и сжатого воздуха по­ грузку и выгрузку сыпучих грузов, обеспечивая полную разгрузку и устранение явлений внутренней конденсации влаги.

Котел цистерны на Ч3длины от каждого конца выложен внутри по стенкам и торцу слоем резины на основе полиуретанового каучука, образующим большие эластичные емкости — мешки, выполняющие роль динамических вытеснителей груза из внутренних концов котла. Концы обоих динамических вытеснителей на Ѵз длины котла от его торцов плотно прижаты специальными кольцами к внутренней по­ верхности котла. Средняя треть котла цистерны внутри тоже выложена таким же материалом, но этот слой резины, выполняющий роль изо­ лятора, постоянно находится в неподвижном состоянии. Специальные клапаны для подачи сжатого воздуха размещены снизу в центральной части котла с целью подвода в него воздуха с небольшим избыточным давлением для придания с помощью динамических вытеснителей сы­

пучему грузу при разгрузке свойства жидкотекучести (рис. 68, 69, 70).

Во время загрузки цистерны оба динамических вытеснителя плот­ но прижаты к котлу вследствие разрежения, создаваемого между элас­ тичной оболочкой динамических вытеснителей и внутренней поверх­ ностью котла. При разгрузке сжатый воздух с избыточным давлением (0,14 кГ/см2) подается в обе концевые полости между внутренней

Рис. 68. Схема выгрузки сыпучих грузов пневматическим способом из кот­ ла цистерны, оборудованного эластичными динамическими вытеснителями

91