Частные выводы по последовательности развития кузовов

3.2.1. Изначально под словом «кузов» (часть повозки, экипажа и т.п., служащая для размещения людей или грузов) понимается та часть экипажа (франц. equipage - легкая рессорная повозка для пассажиров, обобщенное название различных подвижных средств любых видов транспорта), в котором размещаются пассажиры или грузы (рис. 3.4.). Из чего следует, что определяющим в сочетании слов «кузов» и «грузы» являются «груз». Поэтому выбор конструкции кузова должен определяться видом того груза, который предполагается перевозить в данном экипаже.

3.2.2. В начале, на заре развития железных дорог, перевозимые грузы, не отличались большой разнообразием. В основном, это были различного рода рудные материалы. Для перевозок использовались вагоны с кузовами в виде погрузочных платформ (от франц. plate-forme – плоская форма). На неё

укладывался груз и удерживался на платформе собственным весом. Проблема перевозок большего количества грузов решалась либо за счет увеличения количества используемых вагонов без изменения их конструкции, либо путем увеличения грузоподъемности отдельных вагонов, либо тем и другим выше приведенными способами вместе.

3.2.3. Первая проблему решали за счет сцепления отдельных вагонов в составы, ведомые локомотивом (эта проблема будет подробнее рассмотрена в разделе «сцепка»). Вторую,- путем преобразования погрузочной платформы в грузовой короб с вертикальными стенками и крышей или без нее, закрепленными по краям погрузочной платформы. Третью, - комплексно за счет увеличения длины состава из вагонов до размеров длины станционных путей с возможностью увеличения грузового объема кузова до размеров, определяемых несущей способностью конструкции.

3.2.4. Увеличение размеров грузового объема кузова достигалось двумя путями:

- установкой невысоких открывающихся вертикальных бортов, шарнирно соединенных с краями погрузочной платформы. Это направление привело впоследствии к созданию современных вагонов-платформ;

- установкой вертикальных стен, жестко соединенных с погрузочной платформой по ее краям, в результате образовывался открытый или закрытый (при наличии крыши) кузов большего грузового объема. Это направление привело впоследствии к созданию современных полувагонов, крытых вагонов, вагонов-хопперов, вагонов-самосвалов и др.

3.2.5. Несущая способность – это способность конструкции без разрушения, потери устойчивости, воспринимать нормативные действующие нагрузки на вагон. Она достигается, прежде всего, выбором используемых материалов основной несущей конструкции. В начале для ее создания использовали деревянные брусья, которые соединяли между собой специальными замками или скреплениями. Затем по мере развития общества и промышленности стали использовать более прочные виды древесины (мореный дуб), а с развитием металлургического производства – металлические прокатные профили. Это способствовало увеличению несущей способности, упрощению технологии изготовления, повышению надежности изготовленных с их помощью конструкций. В дальнейшем в вагоностроении это привело к созданию цельнометаллических и цельнонесущих кузовов современных вагонов (рис. 3.5.).

3.2.6. Развитие железнодорожного транспорта и рост его популярности привел к увеличению номенклатуры перевозимых грузов. В начале это касалось только состояния грузов (штучные, сыпучие, жидкие). Затем с учетом транспортных характеристик, свойств и условий перевозок грузы были объединены в несколько групп: навалочные, насыпные, наливные, негабаритные, опасные, легкогорючие, смерзающиеся, тяжеловесные и др. Далее номенклатура грузов расширилась в зависимости от условий планирования, учета погрузок на продукцию сельского хозяйства, продукцию лесной, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной

промышленности, руды металлические; продукцию топливо-энергетической промышленности; минеральное сырье; минерально-строительные материалы и изделия; продукцию металлургической промышленности; продукцию машиностроения, приборостроения и металлообрабатывающей промышленности; продукцию химической промышленности; продукцию пищевой, мясомолочной и рыбной промышленности; продукцию легкой и полиграфической промышленности; домашние вещи; утильсырье. В будущем предполагается, что номенклатура перевозимых грузов увеличится на столько, что ее будет практически не учесть.

3.2.7. С самого начала организации перевозок железнодорожный транспорт взял на себя ответственность за погрузку (и разгрузку) грузов в вагоны. Принимались к перевозкам грузы в упакованном и неупакованном. Транспортабельность грузов обеспечивается упаковкой, представляющую собой совокупность потребительской, транспортной тары и вспомогательных упаковочных средств.На продукцию в процессе погрузо-разгрузочных работ, транспортирования и хранения влияют три основные группы внешних факторов: механические, климатические и биологические,с учетом влияния которых должна выбираться упаковка, обеспечивающая наряду со своими основными функциями возможность многоярусного штабелирования, удобство выполнения погрузо-разгрузочных и складских работ. Упакованные грузыдопускаются к перевозке в таре, соответствующей требованиям нормативно-техническойдокументации и обеспечивающей сохранность продукции в процессе транспортирования. Согласно ГОСТ 17527-86 к транспортной таре относятся: ящики (для штучного груза массой от 8 до 20000 кГ), бочки (для упаковывания различной продукции, вместимостью от 5 до 250 дм³), барабаны (для упаковывания, транспортирования и хранения порошкообразной, сыпучей, твердой и пастообразной продукции вместимостью от 10 до 140 дм³), мешки (для сыпучей и штучной продукции с предельной массой груза от 12 до 50 кГ) и фляги, отличающиеся своим видом (формой) и типом (материалом), а также транспортные пакеты (для лесоматериалов, длинномерных и тарно-штучных грузов на базе модуля 600 х 400 мм, слитков цветных металлов, пищевых продуктов и стеклянной тары и др., образованных на основе поддонов, кассет, производственной тары, с использованием строп, обвязок и стяжек, с размерами по ширине от 800 мм до 2800 мм, высоте от 190 мм до 1750 мм и длиной от 620 мм до 8 м, при массе пакета от 1 до 5 тонн). Упакованная продукция должна транспортироваться в универсальных или изготовленных по нормативно-технической документации контейнерах или пакетами. В зависимости от величины перевозимого груза, а также обеспечения погрузо-разгрузочных работ, транспортирования и хранения выбиралась соответствующая ему упаковка, тара. Для такого предварительно упакованного груза выбиралась определенная укладка его в кузов вагона. Эти грузы подпадали под классификацию штучных, образованных на основе поддонов, кассет, производственной тары, с использованием строп, обвязок и стяжек, с размерами по ширине от 800 мм до 2800 мм, высоте от 190 мм до 1750 мм и длиной от 620 мм до 8 м, при массе пакета от 1 до 5 тонн.

3.2.8. При перевозках штучных и пакетированных грузов нагружался в основном пол и рама вагона; стены и крыша выполняли вспомогательные функции. В зависимости от необходимости защиты груза от атмосферных воздействий или обеспечения безопасности эти грузы перевозятся либо на открытом подвижном составе, либо на закрытом. В дальнейшем для перевозок стали использовать различного рода контейнеры. Для них стало достаточным использование вагонов-платформ (рис. 3.6).

3.2.9. Появление различных механизированных и автоматизированных погрузо-разгрузочных устройств вагонов привело к последовательному увеличению размеров упакованных грузов и к появлению широкого использования большегрузных контейнеров, для которых кузов вагона, как таковой уже не требовался, а пол для размещения грузов превратился в трапы для контроля погрузки-выгрузки контейнеров. Таким образом, пришли к появлению безкузовных вагонов.

3.2.10. Для перевозок жидких грузов стали использовать специальные емкости – резервуары различной вместимости и формы. Впоследствии перевозки жидкостей в небольших объемах в соответствующей упаковке (см. 1.7) отнесли к перевозкам штучных грузов, большие объемы стали перевозить в различного рода вагонах – цистернах. Эти вагоны стали формировать специальный вид подвижного состава – специализированные вагоны, которые отличались тем, что, они предназначались для одного вида груза и осуществляли, в основном, груженные перевозки в одном направлении, а в обратном – двигались пустыми, без груза. Кроме того, емкость для груза в таких вагонах выполнялась достаточно прочной, появилась желание использовать ее в качестве несущей конструкции. В дальнейшем использование грузовой емкости в качестве несущей конструкции привело к созданию вагонов безрамной и вагонов частично-рамной конструкции.

3.2.11. При перевозках навалочных, насыпных, сыпучих грузов часто разместить их на погрузочной платформе не удавалось не только из-за малого размещаемого объема, но и для предотвращения выдувания груза в процессе перевозки. Поэтому в таких вагонах устраивались вертикальные стены, образующие кузов в виде открытого или закрытого сверху короба. Сыпучий груз, опираясь на вертикальные стены, приводил к силовому давлению на них. Поэтому такие грузы привели к необходимости включать в несущую конструкцию не только погрузочную поверхность, но и стены, а некоторых случаях и крышу, если она была в вагонах. Таким образом, появились цельнонесущие кузова.

3.2.12. Для защиты груза от атмосферных осадков на стенки кузова устанавливали крышу, отрицательной наружной температуры – теплоизоляцию кузова, а - а для обеспечения погрузки-выгрузки и защиты от положительной температуры – двери, окна, люки и т.п. Вагоны последовательно превращались из универсальных в специализированные вагоны, перевозка грузов в которых имеет смысл только для готовой продукции и невыгодна для перевозок сырья и полуфабрикатов.

3.2.13. Последовательно выделялись виды вагоны с характерными особенностями кузовов. По наименованию кузова начали называться вагоны.

3.2.14. Кузов последовательно превращался в своеобразную тару, склад на колесах. В настоящее время на железной дороге, кроме перевозок грузов производится: хранение и сортировка грузов; комплектование, переадресовка, подбор транспортного средства, соответствующего грузу; обеспечивает физическую и коммерческую защиту грузов, охрану перевозок опасных и агрессивных грузов; аренду вагонов и контейнеров; проведение погрузо-разгрузочных и транспортных работ; сопровождение, взвешивание, перемещение грузов внутри складов; подготовка оперативной информации о поступлении грузов грузополучателю; работы, связанные с перевозками навалочных и наливных грузов, проведение очистных, промывочно-пропарочных, дегазационный, дезинкционных, дезинфекционных других подготовительных работ; предоставление разнообразных складов для кратковременного хранения грузов; производиться взвешивание вагонов, экипировка поездов и вагонов, отцепочный ремонт вагонов, обслуживание подъездных путей и т.д. Дело дошло до того, что только ¼ времени оборота вагона стало приходиться на перевозку грузов, а ¾ - на проведение вспомогательных работ с ними. Таким образом, железная дорога из собственно перевозочного средства превратилась в гигантский комплекс по оказанию большой номенклатуры услуг. Это можно было бы рассматривать, как положительный фактор, если бы не ухудшались показатели ее работы. Это привело к нехватке вагонов и замедлению перемещения грузов по сети железных дорог. В результате появилась ниша для использования автомобильного транспорта. Уже сейчас перевозка грузов автомобилями на расстояние до 2000 км признается рентабельной.

3.2.15. Все дальнейшие усилия по созданию нового подвижного состава последовательно направлялись, в основном, на совершенствование технических характеристик и обеспечение безопасности движения по железным дорогам. Конструкторы вагонов сосредоточили свое внимание на возможности увеличения скоростей движения, надежности вагонов, удельной нагрузки на путь и колесную пару, тары и грузоподъемности вагонов, применению новых материалов, рационализации технологии изготовления и ремонта вагонов и т.п. важных вопросах, но отвлеклись от решения проблемы обеспечения качества перевозки грузов. Заметим, что всеми этими вопросами заниматься, безусловно, нужно. Но какое отношение к этим проблемам имеет потенциальный грузоотправитель. Свяжется ли он с транспортом, который не будет обеспечивать безопасную перевозку? Будет ли он вам предлагать к перевозке грузы, которые можно будет быстрее и дешевле перевезти другим транспортом? Будет ли он пользоваться транспортом, перевозка груза на котором не обеспечит его качественную перевозку? И т.д. Потенциального грузоотправителя технические данные вагона, как такового практически не интересуют, они должны быть для него обеспечены безусловно! Грузоотправителя должны интересовать обычные простейшие человеческие вопросы: «На сколько дешевле перевезти груз? Как быстро это можно осуществить? Отразиться ли перевозка на состоянии груза? Каковы условия страхования перевозок? Каково содержание договора на перевозку и условия компенсации расходов за нарушение условий договора»? И т.п. Вот эти вопросы у нас практически не ставятся и не разрабатываются, так как работаем мы, по-прежнему, только с универсальными вагонами.

3.2.16. Период развития вагоностроения до момента образования Российской Федерации и перехода страны на капиталистический способ производства можно считать завершенным. С 1991 года наступил качественно новый этап в развитии страны. Дальнейшее развитие железных дорог и вагоностроения будет происходить в зависимости от выбранного пути развития страны. Их два. Первый, - это преобразование страны в мировой сырьевой придаток с добычей и вывозом за границу сырья. В этом случае ранее выбранное направление развития транспорта с небольшой коррекцией пути подобно железным дорогам Канады, Южно-Африканского союза, Бразилии и им подобным может сохраниться. И второй, - превращения страны в пятую экономику мира. В этом случае необходимо ориентироваться на практически полное производство готовых изделий, так как продуценту будет невыгодно производить сырье или полуфабрикаты. Реальная экономика такова, что на добычу сырья расходуется около 90% всех расходов; 10% - на получение из сырья готового продукта. В цене готового продукта стоимость сырья составляет 10%, а переработка сырья в готовый продукт стоит – 90%. Поэтому готовую продукцию уже не удастся перевозить в универсальных вагонах, необходимы, будут специализированные. И их количество должно будет соответствовать номенклатуре предлагаемых к перевозкам на железной дороге готовым изделиям. В этом заключается полная неопределенность.

3.2.17. Сделанные обобщения позволили установить основные факторы, влияющие на выбор конструкции кузовов и их вариации. Для наглядности они помещены в таблицу 3.1, представляющую собой инструмент классификационного конструирования. Сверху вниз и справа налево размещены в ней определяющие факторы и их разновидности расположенные по мере ослабления их влияния. Выбирая соответствующий вариант по горизонтали, справа налево, характерный для рассматриваемой конструкции и связывая его последовательно с вариантом другого фактора по вертикали, получаем, в конце концов, полную характеристику конструктивной схемы выбранного кузова. Уточняя и дополняя набор определяющих факторов и их исполнения, можно более детализировать выбранную характеристику.

3.2.18. Так, конструкция кузова (см. табл. 3.1.) определяется следующими факторами (лат. factor делающий, производящий, определяющий - определяющее событие в процессе): размещением груза в кузове, его фиксации в транспортном положении, физической и коммерческой защитой груза, закреплением кузова на раме вагона, материалом его исполнения, специализацией кузова по грузу, обеспечении его сохранности и по производству погрузо-разгрузочных работ, а также исполнению в зависимости от срока предназначения и по утилизации, а также для использования для других целей, например, в качестве рекламы.

3.2.19. Груз может располагаться на полу 1 (см. табл. 3.1.), если перевозиться штучный груз, в этом случае нагружается только пол; с использованием пола и стен 2 при перевозках сыпучих или жидких грузов, которые воздействуют на пол, а за счет распора сыпучего или жидкого груза - на стены, а также с использованием всей конструкции (пола, стен и крыши) 3 при перевозках в кузовах цельнонесущей конструкции, в которых все элементы кузовов являются несущими элементами и они между собой связаны в единую несущую конструкцию, или при перевозках газообразных грузов, которые занимают весь объем кузова и создают равномерное воздействие на все его элементы (пол, стены и крышу).

3.2.20. Фиксация груза, исключающая его перемещение в транспортном состоянии, может осуществляться за счет давления на пол собственным весом 4, как это осуществляется чаще всего при перевозках штучных грузов; за счет загрузки груза в замкнутый или ограниченный грузовой объем 5, подобно тому, как перевозиться сыпучий или жидкий груз; искусственно созданным давлением в кузове 6, подобно тому, как перевозятся сжиженные газы под большим давлением, а также применением специальных фиксирующих устройств и приспособлений 7, ограничивающих перемещение груза в кузове. Последними, - могут быть: различные увязочные приспособления (проволока, ленты, чалочные тросы и пр.), наполнители, исключающие зазоры в кузове с грузом, ограничители, фиксаторы, фитинги (англ. fiting приспосабливать, монтировать) и т.п.

3.2.21. Защита груза - это одно из важнейших условий перевозок. Она может быть физической (от несанкционированного исчезновения) и коммерческой (от возможных нарушений состояния его качества, как товара - уменьшения цены в результате перевозки, вызванные ее условиями). Замкнутый, закрытый объем вагона 8, исполнение кузова, не поддающееся несанкционированным попыткам проникновения к грузу 9, специальная укладка груза в вагоне 10, исключающие его возможные перемещения в вагоне и поломки, обеспечивают физическое сохранение груза. Специализация вагона 11, наличие и штатная работа внутренних систем жизнеобеспечения и грузосохранения 12, а также создание подходящих для груза условий перевозок (не превышение допустимых ускорений, отсутствие толчков, соударений вагонов с недопустимыми скоростями, влияние шума работающих механизмов и систем вагонов на комфорт пассажиров) 13 и т.п. создают условия, при которых не произойдут нежелательные изменения груза и нарушение его качества, а поездка пассажиров - не приведет к нарушению его даже кратковременного состояния здоровья.

3.2.22. Перевозка грузов в большегрузных контейнерах предполагает, что все нагрузки воспринимает конструкция контейнера - он нуждается только в атрибутах вагона, как такового (рамы, ходовых частей, ударно-тягового оборудования, УТУ и тормозов). Поэтому они как грузовые единицы 15 устанавливаются на раме и фиксируются на ней фитингами. В царской России из-за нехватки стали, кузова вагонов изготавливали из дерева и закрепляли его раме 16. Кузов в таком состоянии не был несущим. В последующем с увеличением производства металлического проката и появление, особенно сварки, каркас кузова стали изготавливать из металла и приваривать его к раме. Каркас в таком случае становился несущим вместе с рамой 17. Замена деревянной обрешетки, обшивы, каркаса кузова на металлическую и прикрепление ее к нему сваркой, использование цельносварной крыши, а также замена деревянного пола на металлический сделали кузов вагона цельнонесущим 18. В некоторых конструкциях вагонов кузов выполнен в виде мощной силовой конструкции (например, котел цистерны для перевозок сжиженных газов "сварен" из металлических листов толщиной до 40 мм), в других случаях перевозимый груз представляет собой такую конструкцию (например, перевозка тяжеловесных негабаритных грузов на сочлененных транспортерах) появляется соблазн использовать их свойства, как вагонные 19. Поэтому такие вагоны изготавливают без рамы, а расположенные на ней УТУ и тормоза, перемещают на ходовые части.

3.2.23. Самым распространенным материалом для кузовов стал металл 20. Ему сейчас придают разнообразные свойства и в разных пропорциях применяют на практике. Как показывает история, первоначально кузова изготавливались из естественных материалов и, в частности, из дерева 21, некоторые породы которого предварительно обработанные, такие как мореный дуб, по своим свойствам приближались к металлам. Опыт применения пластиков 22 в кузовах вагонов в качестве силовой конструкции был в 60-х годах ХХ века, но он был ограничен большими трудностями в производстве непланового ремонта кузовов в "полевых" условиях. По этой же причине в силовой конструкции кузовов ограничено применение композитных (ит. composito смешанный) 24 и других искусственных материалов 23.

3.2.24. Тенденция развития общества и перевозок грузов в нем такова, что, видимо, далее будут преобладать перевозки штучных 2 5 грузов, который в процессе перевозки сохраняют первоначальные габаритные размеры, состояние и объем. Кроме того, для некоторых производств нужны значительные объемы перевозок и для них пока еще сохраняться перевозки грузов в навалочном 26 и наливном 27 состоянии. Первые, - будут перевозиться в основном в виде сырья или полуфабрикатов, если в твердом состоянии, то в полувагонах, думпкарах, хопперах и им подобных вагонах, а вторые, - в резервуарных вагонах. Для перевозок особенных грузов 28, если их стоимость это позволяет, создаются специализированные вагоны только для этих грузов (например, вагоны для перевозки отходов атомных электростанций).

3.2.25. Применяемая для загрузки вагонов погрузо-разгрузочная и транспортная техника разнообразна. Для установки на вагон большегрузных контейнеров 29 используются погрузчики 31, краны 30, загрузка может происходить из бункеров гравитационным способом 32, а разгрузка - на вагоноопрокидывателях 33, колесная техника (автомобили) размещается на вагоне, как правило, самоходом 34, еще много погрузо-разгрузочных работ не механизировано и выполняется вручную 35 или многими способами 36.

3.2.25. Как правило, доставленный клиенту груз, перегружается. Пока еще часто наблюдается перегруз в малой таре 37, с использованием поддонов и пакетов 38. Будущее за перегрузкой не груза, а контейнеров с грузом 39.

3.2.26. В настоящее время срок жизни вагона определяется "жизнью" рамы и кузова - также 40. Этот срок составляет более 30 лет. Однако, все чаще разработчики склоняются к созданию вагонов, не рассчитанных на производство плановых больших ремонтов (капитальных). Такие вагоны предназначаются на безремонтное обслуживание и служат для "одноразового" применения 41. Желательно, после использования конструкцию вагона утилизировать путем сдачи в переработку 42, разобрать на запасные части 43 или использовать по другому назначению (например, в качестве мобильного склада) 44.

3.2.27. Боковая поверхность современных вагонов значительная (достигает 75 м²) поэтому есть искус использовать ее под коммерческую рекламу 47. Однако в этом случае следует учитывать следующие особенности железнодорожных поездов: непросматриваемость их на станциях из-за их кратковременного нахождения на них и тесного расположения друг к другу, статуса железных дорог, как опасного предприятия не допускающих нахождение людей вблизи них из-за опасности здоровью и необходимости поддержания безопасности движения на железных дорогах, а на перегонах - от высадки возле них снегозащитных лесных насаждений и малого нахождения возле перегонных путей рекламно заинтересованного населения. Поэтому реклама может быть некоммерческой, специальной, транспортной 45; коммерческая реклама производимой продукции может быть размещена на большегрузных частных контейнерах 46, так как они могут апеллировать к населению при перевозках их помимо железной дороги.

3.2.28. Условная последовательность развития кузовов вагонов по Л.А. Шадуру [3] следующая:

- кузова, как тара-упаковка;

- деревянные, смешанные и цельнометаллические кузова;

- кузова, как многоразовая тара (погрузка-выгрузка, хранение, жизнеобеспечение и грузосохранение);

- превращение кузова из второстепенной в основную конструкцию, по которой происходит типизация вагонов;

- цельнонесущие кузова, обеспечивающие хранение пассажиров и грузов;

- кузова, универсальные и специальные вагоны;

- разделение кузова и вагона; контейнеры и проблемы с этим связанные;

- грузы и товары; их размещение на вагонах, кузова.

Табл. 3. 1. Определяющие факторы для обоснования конструкции кузовов

Поиск по сайту: