Konstrukcja i eksploatacja wagonow kolejowych- M. Janiak cz1

KONSTRUKCJA IEKSPLOATACJA WAGONOW KOLEJOWYCH

Wydawnictwa Komunikacji i Łączności Warszawa 1979

Spis treści

Część pierwsza

Podstawowe wiadomości o organizacji utrzymania wagonów PKP .

1. 1.1. 1.2. 2. 3. 3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5. 3.5.1. 3.5.2. 3.5.3. 3.0.

11

Struktura organizacyjna P K P ............................................................................11 Zadania służby w a g o n ó w ..................................................................................13 Organizacja służby wagonów w zakresieeksploatacji technicznej . • 13 Zadania i organizacja w agonow ni......................................................................15 Gospodarka w a g o n a m i........................................................................................ IV Przydział i ewidencja wagonów o so b o w y ch ...................................................17 Przydział i ewidencja wagonów tow arow ych...................................................19 Spisy w a g o n ó w .....................................................................................................19 Skreślanie wagonów z inw entarza..................................................................... 20 Zakupy wagonów.................................................................................................... 22 Określanie z a p o tr z e b o w a n ia ............................................................................22 Przebieg prac nad uruchomieniem produkcji nowych wagonów . . . 22 Badania pro to ty p ó w .............................................................................................. 23 Ważniejsze mierniki pracy w a g o n ó w ............................................................... 24

Część druga Podstawowe wiadomości o w a g o n a c h ............................................................... 26 4. 4.1. 4.2. 4.3. o.

5.1. 5.2. 6. 6.1. 6.2. 6.3.

Wagony kolejowe i ich ro d z a je ........................................................................... 26 Podział wagonów tow arow ych............................................................................26 Podział wagonów osobowych ..................................... 33 Wagony zunifikowane i standardowe . _........................................................ 34 Oznaczenia i napisy na w a g o n ach ......................................................................36 Oznaczenia na wagonach towarowych................................................................ 36 Oznaczenia na wagonach osobow ych............................................................... 45 System numeracji w agonów .................................................................................. 43 Numeracja wagonów to w aro w y ch ..................................................................... 49 Numeracja wagonów o s o b o w y c h ..................................... 55 Zasady oznaczeń przemysłowych , . . . v .......................................60

6.3.1. 6.3.2. 7. 7.1. 7.2. 7.2.1. 7.2.2. 7.2.3. 7.2.4. 7.2.5. 7.2.6. 7.2.7. 8. 8.1. 8.2. 8.2.1. 8.2.2. 8.3. 8.4. 8.4.1. 8.5. 9. 9.1. 9.2. 10. 10.1. 10.2. 10.3. 11. 11.1. 11.2. 11.2.1. 11.2.2. 11.2.3. 11.2.4. 11.2.5. 11.3. 11.4. 11.5. 11.6. 11.7. 12. 12.1. 12.2. 12.3.

Oznaczenia przemysłowe wagonów tow aro w y ch ............................................ 60 Oznaczenia przemysłowe wagonówosobowych.................................................... 60 Podstawowe wiadomości o budowie w agonów ...................................................62 Ograniczenia konstrukcyjne..................................................................................62 Przepisy dotyczące w a g o n ó w ........................................................................ '6 6 Ważniejsze wymagania przepisów R 1 ................................................................67 Ważniejsze wysmagania przepisów K IV ............................................................... 67 Ważniejsze wymagania przepisów RIC ................................................................68 Przepisy i normy techniczne U I C ..................................................................... 68 Przepisy O S Ż D .................................................................................................... 70 Przepisy P P W .................................................................................................... 70 Przepisy O P W .................................................................................................... 72 Układ biegowy w a g o n u ........................................................................................74 Zestawy k o ło w e .................................................................................................... 74 Łożyska o s i o w e .................................................................................................... 84 Łożyska ś l i z g o w e .............................................................................................. 85 Łożyska t o c z n e .................................................................................................... 88 Prowadzenie zestawów k o ło w y c h ..................................................................... 91 Odsprężynowanie . .......................................................................... 95 Tłumienie d r g a ń ...................................................................................................100 Wózki w a g o n ó w ...................................................................................................103 O s to ja ..................................................................................................................... 120 Układ konstrukcyjny ............................................................................................. 120 Sztywność s k r ę t n a .............................................................................................124 Urządzenia cię g lo w o -z d e rz n e .......................................................................... 128 Urządzenia cięgłow e.............................................................................................128 Z d e r z a k i ............................................................................................................... 131 Sprzęg samoczynny ............................................................................................. 134 H a m u l e c ............................................................................................................... 140 Zasada działania . . 140 Wymagane własności te c h n ic z n e ....................................................................143 S t e r o w n o ś ć .........................................................................................................143 Niewyczerpalność...................................................................................................144 E fe k ty w n o ść .........................................................................................................144 Automatyczność d z i a ł a n i a ................................................................................ 146 Spokojność h a m o w a n ia ...................................................................................... 146 Budowa części pneumatycznej h a m u l c a ....................................................... 147 Budowa części mechanicznej h a m u lc a ............................................................. 152 Urządzenia d o d a tk o w e ............................... 159 Uszkodzenia h a m u lc ó w ...................................................................................... 164 Nowe rodzaje h a m u lc ó w ................................................................................ 165 N a d w o zia............................................................................................................... 167 Nadwozia wagonów to w a ro w y c h ....................................................................167 Nadwozia wagonów osobow ych.......................................................................... 174 K o n te n e ry ............................................................................................................. 176

Cześć trzecia

Wyposażenie w a g o n ó w ................................................................................ 181

13. 13.1. 13.2. 13.3. 14.

Wyposażenie wagonów to w a ro w y c h ........................................................181 Wyposażenie zewnętrzne....................................................................................... 181 Wyposażenie w e w n ę tr z n e ..................................................................................184 Wyposażenie r u c h o m e ........................................................................................ 188 Wyposażenie wagonów osobow ych..................................................................... 194

14.1. 14.1.1. 14.2. 14.2.1. 14.2.2. 14.2.3. 14.2.4. 14.2.5. 14.2.6. 14.3. 14.3.1. 14.3.2. 14.3.3. 14.3.4. 14.3.5. 14.3.6. 14.4. 14.4.1. 14.4.2. 14.4.3. 14.4.4. 14.5. 14.6.

Wyposażenie zew nętrzne...................................................................................... 194 Urządzenia przejściow e...................................................................................... 195 Wyposażenie w e w n ę t r z n e ................................................................................ 196 Rozplanowanie wnętrza .......................................................................................196 Wyposażenie przedziałów ................................................................................ 204 O k n a ................................................................................................................208 Drzwi w ejściow e............................................................................................. 211 Drzwi w ścianach czołowych . 214 Urządzenia san itarn e............................... 215 Układ e le k t r y c z n y ......................... , .......................................................... 219 Zasilanie wagonów energią e le k tr y c z n ą ....................................................... 219 P r ą d n i c e ........................................... 219 A k u m u lato ry ........................................................................... 221 Regulatory n a p ię c ia ............................................................................................ 225 O ś w i e t l e n i e .........................................................................................................226 Inne urządzenia elektryczne . * , ..................................................228 O g r z e w a n ie ........................................................................................................229 Ogrzewanie p a r o w e ..................................... 232 Ogrzewanie w o d n e ............................................................................................ 238 Ogrzewanie elektryczne...................................................................................... 239 Ogrzewanie n a w ie w n e .................................................................................241 K lim aty zacja.........................................................................................................246 W e n t y l a c j a ............................... 246

Część czwarta

Zasady utrzymania wagonów w ek sp lo atacji................................................. 247

15. 16. 16.1. 16.2. 16.3. 17. 17.1. 17.2. 17.3. 17.4. 18. 18.1. 18.2. 18.3. 18.4. 19.

Wiadomości podstawowe.......................................................................... 247 Cykle naprawcze i zasady ich b u d o w y ............................................................. 249 Zasady budowy cyklu napraw czego...............................................................249 Cykle naprawcze wagonów to w a ro w y c h ....................................................... 250 Cykle naprawcze wagonów o so b o w y c h ....................................................... 252 Zakres prac przy planowych naprawach w a g o n ó w .....................................254 Zakres prac przy planowych naprawach wagonów towarowych . . . 254 Przeglądy okresowe wagonów to w a ro w y c h .................................................255 Zakres prac przy planowych naprawach wagonów osobowych . . . 256 Przeglądy okresowe wagonów osobow ych....................................................... 257 Organizacja napraw planowych . * ..................................... 258 Planowanie n a p r a w ............................................................................................ 258 Zasady kierowania wagonów do n a p r a w ....................................................... 259 Odbiory po n a p r a w a c h ...................................................................................... 259 Okresy gw arancyjne............................................................................................ 260 Zasady utrzymania w eksploatacji wagonów osobowych przeznaczo­ nych do kursowania ze zwiększonymi prędkościam i.....................................261

Część piąta

Organizacja i wyposażenie techniczne do bieżącego utrzymania wago­ nów w e k s p lo a ta c ji............................................................................................ 265

20. 21. 21.1.

Zakres bieżącego u trz y m a n ia .......................................................................... 265 Organizacja pracy i zadania posterunków rewizji technicznej . 267 Zadania i rozmieszczenie posterunków rewizji technicznej wagonów ■ 267

21.2. Organizacja posterunku rewizji technicznej w a g o n ó w ........................ 269 21.2.1. Dokumentacja obowiązująca na posterunku rewizji technicznej wagonów 271 21.2.2. Pomieszczenia posterunku i jego w y p o sa ż e n ie ......................................272 22. Praca na posterunkach rewizji technicznej wagonów'............................... 275 22.1. Praca na posterunku rewizji technicznej wagonów towarowych . . . 275 22.2. Praca na posterunku rewizji technicznej wagonów osobowych . . . 279 22.3. Praca na posterunku rewizji technicznej wagonów osobowych w zimie 280 22.4. Praca rewidenta wagonów na stacji g ra n ic z n e j......................................281 22.5. Próba hamulców zesp o lo n y ch ..................................................................... 282 22.5.1. Próba s z c z e g ó ło w a ........................................................................................283 22.5.2. Próba u p r o s z c z o n a ........................................................................................285 22.5.3. Normy czasów wykonywania prób h am u lcó w ............................................286 22.5.4. Karta próby h a m u l c a ..................................................................................287 22.6. Bieżące naprawy wagonów towarowych na wydzielonych torach . . 287 22.7. Czyszczenie wagonów tow arow ych...............................................................290 22.8. Utrzymanie w eksploatacji wagonów osobow ych......................................292 22.8.1. Czyszczenie w a g o n ó w ....................................................................................... 295 22.9. Odkażanie w agonów ..............................................................................................296 22.10. Urządzenia techniczne skracające czas przygotowania pociągów do drogi 296 22.10.1. Sieć rozprowadzająca olej osiowy na międzytorza stacji rozrządowej . 296 22.10.2. Automatyczne urządzenia do sprawdzania działania hamulców zespo­ lonych ........................................................................... 297 22.10.3. Urządzenia łączności................................................................................. 298 22.10.4. Urządzenia centralnie zabezpieczające składy w a g o n ó w ......................... 299 22.10.5. O ś w i e t l e n i e .......................................................................................................... 300 22.10.6. Składowanie części zamiennych i m a te ria łó w ..................................................300 22.10.7. Transport części z a m ie n n y c h ........................................... 301 22.10.8. Urządzenia do wykrywania zagrzanych czopów o s i ..................................... 303 23. Organizacja napraw z wyłączeniem wagonów towarowych . . . . 305 23.1. Procesy technologiczne....................................................................................... 306 23.2. Kwalifikowanie wagonów na stanowiska n a p ra w c z e ..................................... 307 23.3. Warsztaty n a p r a w c z e ....................................................................................... 307 24. Organizacja napraw z wyłączeniem wagonów osobowych . . . . 310 25. Postępowanie z wagonami po w y k o le je n iu ..................................................312 26. Przyrządy p o m i a r o w e ....................................................................................... 314"

Część szósta Warunki dopuszczenia wagonów do ru c h u ........................................................321 27. 27.1. 27.2. 27.3. 27.4. 28. 28.1. 28.2. 28.2.1. 28.2.2. 29. 29.1. 29.2. 29.3.

Zasady ładowania w agonów ................................................................................. 321 Skrajnia ła d u n k o w a .............................................................................................. 321 Granice o b c ią ż e n ia ..............................................................................................325 Sposób rozłożenia ładunku na w agonie............................... , . 325 Sposoby ułożenia i umocowania ładunku w w a g o n ie ..................................... 328 Warunki techniczne włączania wagonów do p o c ią g ó w ...............................330 Warunki wr komunikacji w e w n ętrzn e j.............................................................. 330 Warunki ogólne w komunikacji m iędzynarodow ej..................................... 331 Warunki przejścia wagonów osobow ych........................................................331 Warunki przejścia wagonów to w aro w y ch ................................... 332 Szczegółowe wymagania techniczne dla ważniejszych zespołów wago­ nów .......................................................................................................................334 Zestawy k o ło w e .....................................................................................................334 Łożyska o s i o w e ...................................... 334 Sprężyny nośne i układ zaw iesze n ia........................................................ 335

29.4. 29.5. 29.6. 29.7. 29.8. 29.9. 29.10. 30.

Urządzenia cięg ło w o -z d e rz n e ......................... H a m u l e c ............................................................... Pudła i podw ozie.................................................. Drzwi, okna i urządzenia przejściowe . . . Ogrzewanie i o ś w ie tle n ie ............................... Urządzenia s a n i t a r n e ...................................... Okresy r e w i z j i .................................................. Niektóre wzory nalepek stosowanych na PKP .

CZĘŚĆ PIERWSZA

Podstawowe wiadomości o organizacji utrzymania wagonów PKP

1 Struktura organizacyjna PKP

Nowy podział administracyjny kraju spowodował zmianę struktury or­ ganizacyjnej przedsiębiorstwa Polskie Koleje Państwowe. Na podstawie uchwały nr 158/77 Rady Ministrów z dnia 29 paździer­ nika 1977 r. utworzono Dyrekcję Generalną PKP, będącą komórką or­ ganizacyjną Ministerstwa Komunikacji. Do podstawowych zadań Dyrekcji Generalnej PKP należy: — prowadzenie działalności gospodarczej i technicznej oraz stwarzanie warunków zapewniających: rozwój komunikacji kolejowej, regular­ ność i bezpieczeństwo przewozów kolejowych oraz postęp technicz­ ny, ekonomiczny i organizacyjny w kolejnictwie w celu pełnego, sprawnego zaspokojenia potrzeb przewozowych gospodarki narodo­ wej; — planowanie, organizowanie, nadzór i kontrola, koordynacja i bieżące kierownictwo całokształtu spraw przedsiębiorstwa PKP; — przygotowanie transportu kolejowego do potrzeb obronności kraju; — współdziałanie z zapleczem technicznym i handlowo-usługowym transportu kolejowego oraz określanie w tym zakresie potrzeb prze­ wozowych i eksploatacyjnych przedsiębiorstwa PKP; — wykonywanie zadań zleconych przez Ministerstwo Komunikacji. W skład Dyrekcji Generalnej PKP wchodzą: Dyrekcja Przewozów i Eksploatacji Handlowej, Dyrekcja Ruchu Kolejowego, Dyrekcja Trak­ cji, Dyrekcja Wagonów, Dyrekcja Utrzymania Kolei, Dyrekcja Automa­ tyki i Telekomunikacji, Dyrekcja Techniczno-Ekonomiczna, Dyrekcja Spraw Pracowniczych, Główny Inspektorat Bezpieczeństwa Ruchu Ko­ lejowego oraz Komenda Główna Służby Ochrony Kolei.

Poszczególne dyrekcje dzielą się na biura (wydziały) i wydzielone, jednolub wieloosobowe, stanowiska pracy. Biura w dyrekcjach dzielą się na wydziały i wydzielone jedno- lub wieloosobowe stanowiska pracy lub mają organizację bez wydziałową. Jednostkami podległymi organizacyjnie Dyrekcji Generalnej są dyrekcje okręgowe i dyrekcje rejonowe powołane na podstawie § 3 ust. 2 i 4 sta­ tutu organizacyjnego przedsiębiorstwa nadanego uchwałą nr 189 Rady Ministrów z dnia 26 maja 1961 r. (Monitor Polski z 1961 r. nr 47 poz. 210, z 1962 r. nr 44, poz. 203 i z 1972 r., nr 53 poz. 280) w celu bezpośred­ niego zarządzania siecią kolei normalnotorowych położonych w zasadzie na terenie jednego lub kilku województw. Do zadań dyrekcji rejonowych wg Zarządzenia Ministra Komunikacji nr 173 z dnia 20 września 1975 r. należą: — w zakresie ruchowo-przewozowym — przewozy osób i przesyłek, za­ pewnienie punktualności, ciągłości i bezpieczeństwa ruchu kolejowe­ go, zapewnienie racjonalnego wykorzystania środków trakcyjnych i wagonów, ochrona urządzeń i obiektów kolejowych, zapewnienie ter­ minowości dostaw przesyłek oraz sprawnej obsługi kolejowych sieci telekomunikacyjnych; — w zakresie trakcji, sieci trakcyjnej i elektroenergetyki — utrzymywa­ nie w sprawności technicznej taboru trakcyjnego i samochodowego, wykonywanie samochodowych przewozów gospodarczych, dostarczanie •taboru trakcyjnego wraz z obsługą dla potrzeb służby ruchu, utrzy­ mywanie w sprawności technicznej i wykonywanie napraw urządzeń trakcyjnych, warsztatowych, urządzeń przesyłania i przetwarzania energii elektrycznej dla celów trakcyjnych oraz urządzeń sieci jezd­ nej i zasilającej, urządzeń elektroenergetycznych, przeładunkowych i dźwignicowych, czuwanie nad gospodarką energią elektryczną, orga­ nizowanie i nadzór nad ochroną przeciwpożarową, konserwowanie technicznego sprzętu pożarniczego oraz nadzór nad właściwym wypo­ sażeniem i utrzymaniem w stałej gotowości pociągów ratunkowych, straży pożarnych i wagonowych pogotowi przeciwpożarowych; — w zakresie gospodarki wagonowej — utrzymanie w sprawności tech­ nicznej wagonów osobowych i towarowych oraz należyte i terminowe przygotowanie ich do ruchu; — w zakresie utrzymania kolei — utrzymywanie w sprawności technicz­ nej nawierzchni kolejowej, torów, podtorzy, mostów i innych urządzeń i budowli inżynierskich oraz przeciwpożarowych pasów ochronnych, utrzymywanie w sprawności technicznej budynków" oraz administracja budynków mieszkalnych, opieka nad terenami zielonymi oraz admi­ nistrowanie gruntami kolejowymi; — w zakresie zabezpieczenia ruchu i łączności — utrzymanie w spraw­ ności technicznej urządzeń zrk i ł, wykonywanie prób i badań prze­ kaźników stosowanych w urządzeniach zabezpieczenia ruchu, warun­ kujących ich właściwe działanie.

i j

1

1.1.

Zadania służby wagonów

Głównym zadaniem służby wagonów jest utrzymanie w eksploatacji wa­ gonów osobowych i towarowych w stanie technicznym gwarantującym pełne bezpieczeństwo przewożonych pasażerów i ładunków. Zadaniu te­ mu jest podporządkowane stałe wprowadzanie do eksploatacji nowych wagonów, o lepszych parametrach eksploatacyjnych, nowoczesnych roz­ wiązaniach konstrukcyjnych, bardziej niezawodnych w eksploatacji. Do zadań pionu wagonowego należy również wdrażanie nowoczesnych metod w zakresie naprawy i bieżącego utrzymania wagonów w eksploa­ tacji oraz zapewnienia właściwego zaplecza technicznego w postaci na­ rzędzi, przyrządów, pomiarowo-kontrolnych urządzeń i budynków. Niezależnie od tego obowiązkiem pionu wagonowego jest stałe szkolenie pracowników. Jest to niezbędne dla utrzymania w należytym stanie tech­ nicznym nowoczesnego taboru. Tak więc w zakresie ruchu osobowego służba jest zobowiązana zapewnić klientom kolei wysoki komfort podró­ żowania, a w ruchu towarowym, biorąc pod uwagę ciągły wzrost zadań przewozowych, służba jest zobowiązana do utrzymywania jak najmniej­ szej liczby wagonów wyłączanych do napraw bieżących tak, aby zadania przewozowe mogły być realizowane rytmicznie i bez zakłóceń. Pomocnymi w realizacji przedstawionych zadań służby są placówki naukowo-badawcze i biura konstrukcyjne, z którymi służby ściśle współ­ pracują. Do zadań służby należy ponadto współpraca z zarządami obcych kolei oraz uczestnictwo w organizacjach kolejowych międzynarodowych dla wspól­ nego ustalania warunków techniczńVch eksploatacji wagonów w komu­ nikacji międzynarodowej. 1.2.

Organizacja służby wagonów w zakresie eksploatacji technicznej

Służbą wagonów kieruje Dyrekcja Wagonów wchodząca w skład Dyrek­ cji Generalnej PKP. Do jej obowiązków należy kierowanie działalnością służby we wszystkich dyrekcjach okręgowych oraz zarządzanie gospo­ darką taborem i urządzeniami stałymi dla utrzymania i wykorzystania urządzeń i obiektów eksploatowanych przez służbę. Odpowiedzialnym za pracę Dyrekcji Wagonów jest dyrektor, który do pomocy w kierowaniu służbą ma 2 zastępców. Organami pracy dyrektora i jego zastępców są wydziały, kierowane przez naczelników. Organizacja Dyrekcji Wagonów przewiduje m. in. nastę­ pujące wydziały: — Wydział Eksploatacji Wagonów, — Wydział Napraw Wagonów, — Wydział Ewidencji Wagonów, — Wydział Budowy Wagonów, — Wydział Rozliczeń Finansowych Budowy i Napraw Wagonów, — Wydział Techniczny, — Stanowisko pracy ds. wagonów OPW, RIV i RIC, — Stanowisko pracy ds. hamulców taboru wagonowego.

Do Wydziału Naprawy Wagonów jest przydzielony starszy komisarz od­ biorczy wraz z zespołem komisarzy, odbierających wagony po naprawach w zntk i w wagonowniach. Komisarze podlegają funkcjonalnie naczelni­ kowi wydziału napraw, jednak biorąc pod uwagę charakter ich pracy, w przypadku dokonywania odbiorów w zntk są przydzieleni administra­ cyjnie do najbliższej terenowo wagonowni, lub do zarządu wagonów drkp jeżeli odbierają wagony naprawione w wagonowni. Operatywne i techniczne kierowanie służbą wagonów w dyrekcjach okrę­ gowych jest wykonywane przez zarządy wagonów. Do zadań zarządu wagonów należy organizowanie, kierowanie, koordy­ nacja i nadzór nad realizacją zadań planowych w zakresie utrzymania w należytej sprawności technicznej wagonów niezbędnych do realizacji przewozów. Odpowiedzialnym za pracę zarządu wagonów jest naczelnik, który ma do pomocy zastępców. Organami pracy naczelnika i jego zastępców są dzia­ ły, kierowane przez kierowników. W strukturze organizacyjnej zarządu wagonów są przewidziane działy: — eksploatacji wagonów osobowych, — eksploatacji wagonów towarowych, — napraw wagonów, — techniczny, — ekonomiczny, oraz stanowiska pracy: starszego kontrolera bhp i starszego kontrolera. Na szczeblu dyrekcji rejonowych odpowiedzialnymi za utrzymanie w sprawności technicznej wagonów osobowych i towarowych oraz właściwe i terminowe przygotowanie ich do ruchu są działy wagonów, których pracą kierują naczelnicy. Organami pracy naczelnika działu wagonów w drkp jest zespół do spraw wagonów osobowych, zespół do spraw wagonów towarowych, zespół do spraw technicznych, zespół kontrolersko-instruktorski oraz stanowisko pracy do spraw ekonomicznych.

2 Zadania i organizacja wagonowni Wagonownie są jednostkami liniowymi służby wagonów, o charakterze produkcyjno-usługowym. W zależności od rodzaju obsługiwanego ruchu rozróżnia się wagonownie towarowe, towarowo-osobowe i osobowe. Wy­ nika to stąd, że niektóre wagonownie na sieci PKP są usytuowane na stacjach, obsługujących ruch towarowy i osobowy. Wagonownie towarowe mieszczą się w pobliżu towarowych stacji rozrzą­ dowych lub stacji, na których odbywa się masowy załadunek i wyładu­ nek towarów. Rozmieszczenie poszczególnych obiektów bieżącego utrzymania wagonów towarowych jest następujące: — posterunki rewizji technicznej wagonów na stacjach rozrządowych, załadunkowych, wyładunkowych, portowych i granicznych; — punkty napraw wagonów na torach wydzielonych — na specjalnie do tego przeznaczonych torach stacji towarowych; — wagonownie — w pobliżu stacji rozrządowych, portowych, załadun­ kowych i wyładunkowych. Do głównych zadań wagonowni należy utrzymywanie w należytej spraw­ ności technicznej wagonów, polegające na: — oględzinach technicznych i konserwacji wagonów w pociągach; — naprawach wagonów bez wyłączenia i z wyłączeniem z ruchu; — myciu, dezynfekcji i odkażaniu wagonów. Wagonownie towarowe wykonują ponadto przeglądy okresowe wagonów towarowych oraz niewielką liczbę rewizji okresowych (ze względu na nie­ wystarczającą moc produkcyjną zntk). Niezależnie od tego wagonownie zajmują się utrzymaniem technicznym : naprawą wagonów znajdujących się aktualnie na przydzielonych wagonowniom odcinkach sieci kolejowej.

Zależnie od wykonywanej pracy wagonownie dzielą się na: pozaklasowe, I, II i III klasy. O klasie wagonowni decyduje liczba tzw. jednostek kla­ syfikacyjnych, przy czym za jednostkę klasyfikacyjną przyjmuje się: — utrzymanie jednego wagonu osobowego przydzielonego do wagonowni; — wykonanie przez rewidentów rewizji technicznej 50 osi wagonów oso­ bowych na dobę; — wykonanie przez rewidentów rewizji technicznej 100 wagonów towa­ rowych na dobę; — wykonanie pierwszej rewizji okresowej wagonu towarowego. Podstawą zaliczania wagonowni do poszczególnych klas jest średnia mie­ sięczna liczba jednostek klasyfikacyjnych z ostatnich trzech miesięcy poprzedzających klasyfikację. Wartość wykonywanych przez wagonownie zadań oraz lokalne warunki decydują o organizacji wagonowni. Na czele wagonowni stoi naczelnik, któremu podlegają bezpośrednio zas­ tępcy. Pracownicy administracyjni są zgrupowani w referatach, kierowanych przez kierowników referatów. Komórkami produkcyjnymi wagonowni są oddziały, na czele których stoją kierownicy oddziałów. Zależnie od wartości i charakteru pracy wagonowni oddziałów może być dwa lub więcej, tzn. oddział rewizji technicznej i utrzymania wagonów oraz oddział naprawy wagonów; mogą być również oddziały: urządzeń, oświetlenia i ogrzewania elektrycznego, wagonów służbowych itp. Kierownikom oddziałów podlegają majstrowie, a im z kolei (także bez­ pośrednio) brygady rzemieślników i zespół rewidencki. Do oddziałów rewizji technicznej i utrzymania wagonów jest przydzie­ lony dyspozytor wagonowni, który podczas nieobecności naczelnika jes>u zwierzchnikiem służbowym wszystkich komórek organizacyjnych wago­ nowni i kieruje ich pracą. W razie potrzeby tworzy się na stacjach, nie będących siedzibą wago­ nowni, oddziały zamiejscowe rewizji technicznej i utrzymania wagonów oraz oddziały napraw wagonów.

3 Gospodarka wagonami 3.1.

Przydział i ewidencja wagonów osobowych

Wagony osobowe kursują w określonych stałych obiegach i są przydzie­ lone na stałe do określonej wagonowni w poszczególnych dyrekcjach rejonowych. Wagonownie są odpowiedzialne za utrzymanie przydzielonych im wago­ nów w należytym stanie technicznym oraz za ich prawidłowe wykorzy­ stanie. Dla spełnienia tych wymagań, w wagonowniach prowadzona jest ewi­ dencja przydzielanych wagonów. Podstawą ewidencji są karty ewidencyjne wagonów osobowych (rys. 3.1), zawierające szczegółową charakterystykę techniczną wagonu, terminy i rodzaje wykonanych napraw okresowych oraz zmiany w konstrukcji wagonu, wprowadzone podczas napraw okresowych. Na podstawie danych zawartych w kartach ewidencyjnych są prowadzo­ ne w wagonowniach księgi numeryczne wagonów przydzielonych do da­ nej wagonowni. Księgi takie prowadzone są również w zarządach wago­ nów (obejmują wszystkie wagony osobowe przydzielone do danej dyrek­ cji) oraz centralnie, dla całego kraju, w postaci księgi numerycznej parku wagonów osobowych. Przydziału wagonów do poszczególnych dyrekcji rejonowych dokonuje Dyrekcja Wagonów w porozumieniu z Dyrekcją Ruchu Kolejowego, na­ tomiast przydział do poszczególnych wagonowni (w obrębie danej dy­ rekcji) jest dokonywany przez zarząd wagonów w uzgodnieniu z zarzą­ dem ruchu. W przypadku okresowego, zwiększonego zapotrzebowania na wagony oso­ bowe na terenie jednej z dyrekcji, wagony osobowe mogą być przydzie­ lane tymczasowo z terenu innych dyrekcji. Decyzje w tej sprawie podej­ muje Dyrekcja Ruchu Kolejowego w porozumieniu z Dyrekcją Wago­ nów. 2 — K onstrukcja i eksploatacja

W przypadku przesunięć wagonów z jednej wagonowni do drugiej, w tej samej dyrekcji, decyzja należy do Zarządu Ruchu, który uzgadnia swoje stanowisko z Zarządem Wagonów. Przydział wagonów niekol ej owych, tzn. wagonów pocztowych, WARS-u, więźniarek, chłodni itp. jest doko­ nywany przez Dyrekcję Wagonów w porozumieniu z Dyrekcją Ruchu Kolejowego na wnioski właścicieli tych wagonów. Tymczasowego przy­ działu wagonów niekolejowych dokonuje (na wniosek właściciela wago­ nu) służba ruchu w porozumieniu ze służbą wagonów. 3.2.

Przydział i ewidencja wagonów towarowych

Wagony towarowe używane do przewozów handlowych nie są przydzie­ lane do poszczególnych dyrekcji kolejowych. Nad właściwym ich wyko­ rzystaniem pieczę sprawuje Dyrekcja Ruchu Kolejowego. Tylko specjalne wagony towarowe (chłodnie, cysterny itp.) oraz wagony przeznaczone do budowy, utrzymania kolei i urządzeń kolejowych są przydzielane na stałe do poszczególnych dyrekcji i stacji. Podobnie jak wagony osobowe, każdy wagon towarowy ma kartę ewiden­ cyjną. Karty ewidencyjne wagonów towarowych znajdują się u komi­ sarzy odbiorczych PKP w zntk, do których są przydzielane wagony. Ze względu na specjalizację napraw wagonów towarowych wszystkie wa­ gony są przydzielane na stałe do określonych zntk, dokąd po upływie ustalonych okresów eksploatacji są kierowane do napraw okresowych. Wszelkie zmiany danych ewidencyjnych, dotyczące terminów i miejsca napraw, zmian konstrukcyjnych itp. są odnotowywane w kartach ewi­ dencyjnych. Na podstawie danych o wykonanych naprawach, zawartych w tych kartach, Dyrekcja Wagonów sporządza plan napraw wagonów towarowych. 3.3.

Spisy wagonów

Celem ustalenia liczby wagonów na sieci PKP, liczby wagonów niekolejowych oraz liczby wagonów będących własnością obcych zarządów kole­ jowych, Dyrekcja Generalna PKP zarządza okresowo numeryczny spis wagonów towarowych lub osobowych. Spis wagonów jest przeprowadzany na specjalnie w tym celu przygoto­ wanych drukach w oznaczonym dniu i godzinie przez zespoły pracowni­ ków służby wagonów i służby ruchu. Spis obejmuje wszystkie wagony znajdujące się na sieci PKP oraz na torach innych użytkowników (bocznice niekolejowe, zntk itp.). W sto­ sunku do wagonów towarowych PKP, będących w dniu spisu za granicą, informacje o liczbie wagonów podaje Centralne Biuro Rozrachunków Zagranicznych. Spis wagonów jest podstawą inwentaryzacji taboru wagonowego. Na tej podstawie opracowano w OZO Warszawa zbiór głównych danych o wago­

nach towarowych, zawierający dane finansowe i techniczno-eksploata­ cyjne dotyczące każdego wagonu. Zbiór ten podlega okresowej aktualizacji w zakresie zmian zachodzących w stanie wagonów i jest podstawą planowania skreśleń, zakupów i na­ praw okresowych. Dane zbioru głównego zawierają: — dane o przychodzie wagonów (wagony nowo zakupione, pominięte w spisie z natury, przekazane z innych grup wagonów), informacje dla OZO — sporządza Dyrekcja Wagonów w końcu każdego mie­ siąca na podstawie protokołów odbioru wagonów nowych i kart ewidencyjnych; — dane o zmianie numeracji wagonów (wynikłe z błędnych oznaczeń) — sporządzają pracownicy DG PKP na podstawie kart inwentaryzacyinych (raz w miesiącu); — dane o wykonanych naprawach — sporządzają komórki komisarzy odbiorczych przy WG W i zntk na podstawie dokumentów wykonanych napraw okresowych (raz w miesiącu); — dane o zmianach umorzenia wartości wagonu w wyniku napraw i mo­ dernizacji — sporządza na podstawie wystawionych faktur Dyrekcja Wagonów (raz w miesiącu); — informacje dotyczące weryfikacji wartości wagonów i ich danych techniczno-eksploatacyjnych — sporządzają komórki komisarzy od­ biorczych przy zntk i Dyrekcja Wagonów (raz w miesiącu); — dane o rozchodzie wagonów (likwidacja wagonów, przeznaczenia na cele pozatransportowe, przekwalifikowanie do innych grup) — sporzą­ dzają: Dyrekcja Wagonów i zarządy wagonów w dyrekcjach na pod­ stawie protokołów komisji i decyzji o rozbudowaniu lub uznaniu wa­ gonów za zaginione. Wydruki zbioru głównego sporządza się co 4 lata, przy czym jeden egzemplarz jest przechowywany w Dyrekcji Wagonów, a drugi — w ko­ mórce komisarza odbiorczego przy zntk (część obejmująca tylko wago­ ny, dla których w danych zntk znajdują się karty inwentaryzacyjne). Sposoby dostarczania danych do zbioru głównego regulują odpowiednie instrukcje, które zawierają również wzory kart dla poszczególnych in­ formacji. 3.4.

Skreślanie wagonów z inwentarza

Długość okresu eksploatacji taboru jest sprawą bardzo ważną i pocią­ gającą za sobą poważne konsekwencje ekonomiczne. Tabor kolejowy, jak każde urządzenie techniczne, podlega w czasie pracy zużyciu i wymaga okresowych napraw dla utrzymania jego cech techniczno-użytkowych na wymaganym poziomie. W miarę wydłużania okresu użytkowania za­

kres kolejnych napraw jest coraz większy, a więc wzrasta także ich koszt. Ustalenie optymalnej chwili skreślenia jednostki taboru z inwentarza powinno wynikać z odpowiedniej analizy techniczno-ekonomicznej. Uwzględniając wszystkie składniki kolejnych napraw okresowych i bie­ żących (moralne starzenie się, konieczność wprowadzania zmian w struk­ turze taboru, modernizację taboru oraz koszt zakupu nowych jednostek) można określić dla poszczególnych rodzajów taboru optymalną długość okresu eksploatacji. Analiza ekonomiczna wykazała, że w aktualnych warunkach PKP opty­ malny okres eksploatacji wagonów w zależności od ich rodzaju wynosi 20—30 lat. Dlatego od pewnego czasu przyjęto na PKP zasadę stosowania optymal­ nego okresu eksploatacji, wprowadzono nowe odpisy amortyzacyjne w wy­ sokości 4% rocznie. Zasadę tę stopniowo wprowadza się w życie, przyśpie­ szając, w miarę zwiększania dostaw nowych wagonów, skreślanie z in­ wentarza wagonów starszych, o złym stanie technicznym. Pełne stoso­ wanie tej zasady nastąpi jednak dopiero po pewnym czasie. Wagony z inwentarza skreśla Dyrekcja Trakcji i Wagonów na podstawie wniosków komisji kwalifikacyjnych. W skład komisji kwalifikującej wagony do skreślenia wchodzi przedsta­ wiciel działu wagonów drkp, na terenie której znajdują się zntk (prze­ wodniczący komisji), przedstawiciel zntk oraz komisarz odbiorczy DG, zatrudniony przy odbiorze wagonów po naprawach okresowych. Komisja bada wagony na terenie zntk, na wniosek tych zakładów, do których wagon skierowano w celu wykonania naprawy okresowej. Do badania przez komisję kwalifikującą i ewentualnego skreślenia z in­ wentarza przeznacza się wagony; a) osobowe, gdy: — stan techniczny wagonu wymaga: naprawy większej niż zakres napra­ wy głównej, odbudowy uszkodzonego lub zużytego nadwozia oraz wymiany 40% (wagowo) elementów stalowych ostoi; — wagon jest przestarzałej konstrukcji i przedstawia małą wartość użytkową, a jego stan techniczny wymaga naprawy głównej; b) towarowe, gdy: — stan techniczny wagonu wymaga naprawy większej niż naprawa główna, a przywrócenie wagonu do stanu pozwalającego na dalszą eksploatację wymagałoby wymiany 65% (wagowo) elementów stalo­ wych ostoi w wagonach nie mających stalowego pudła, lub zużycia ponad 50% stali do naprawy ostoi i stalowego pudła wagonu; — wagon jest przestarzałej konstrukcji i przedstawia małą wartość użytkową, a jego stan techniczny wymaga naprawy głównej.

3.5.1.

Określanie zapotrzebowania

Struktura ilościowa i jakościowa parku wagonów PKP musi odpowiadać aktualnym potrzebom przewozowym a nawet, w pewnych przypadkach, wpływać na ich kształtowanie. Ponieważ potrzeby przewozowe zmieniają się wraz z rozwojem gospo­ darki narodowej, odpowiednio musi się zmieniać także struktura parku wagonów. Ponieważ uruchamianie produkcji nowych rodzajów wagonów trw a dość długo, bardzo ważne jest, aby z odpowiednim wyprzedzeniem przewi­ dywać i Określać potrzeby niezbędnych zmian w strukturze parku wa­ gonów, które umożliwiłyby nadążanie za zmianami w potrzebach prze­ wozowych. Zadanie takie spełniać muszą prace prognostyczne, przewidujące kie­ runki zmian zarówno w strukturze przewozów jak i w rozwoju technicz­ nym wagonów. Prace prognostyczne są wykorzystywane w planowaniu na krótkie okresy i w konkretnym ustalaniu potrzeb i środków. 3.5.2.

Przebieg prac nad uruchomieniem produkcji nowych wagonów

Warunki uruchamiania produkcji wagonów w zntk regulują szczegółowe przepisy Dyrekcji Generalnej PKP, a warunki uruchamiania produkcji wagonów w przemyśle dla potrzeb PKP — porozumienie Ministrów Ko­ munikacji i Przemysłu Ciężkiego. W obu przypadkach seryjna produkcja nowego typu wagonu powinna być poprzedzona: — opracowaniem wytycznych techniczno-eksploatacyjnych, zawierają­ cych: analizę techniczno-ekonomiczną celowości produkcji, żądane pa­ rametry, wstępne zapotrzebowanie ilościowe, wymagania co do żywot­ ności wagonu itp.; — opracowaniem założeń konstrukcyjnych nowego typu wagonu; — sporządzeniem projektu wstępnego; — sporządzeniem dokumentacji technicznej prototypu; — zbudowaniem prototypu lub prototypów; — badaniami prototypów. Na podstawie pomyślnych rezultatów prób i badań wagonów prototypo­ wych i po uwzględnieniu niezbędnych poprawek może nastąpić urucho­ mienie produkcji seryjnej nowego typu wagonu. W określonych przy­ padkach przed uruchomieniem produkcji seryjnej jest budowana niewiel­ ka seria informacyjna, służąca do opanowania technologii produkcji. Poszczególne etapy prac nad uruchomieniem produkcji nowego typu wa­ gonu podlegają uzgodnieniu przez przedstawicieli kolei, przy czym głos

decydujący mają zawsze przedstawiciele służby wagonów — jako służby odpowiedzialnej za właściwą pracę danego typu wagonu w eksploatacji. Kontrolę nad właściwym przebiegiem produkcji i jakością poszczególnych procesów technologicznych, decydujących o jakości wagonu, sprawuje służba odbiorów komisarycznych PKP. 3.5.3.

Badania prototypów

Badania prototypów nowych wagonów obejmują zwykle badania laboratoryjno-poligonowe i eksploatacyjne. Badania laboratoryjne obejmują zwykle: — badania wytrzymałościowe; — badania hamulca; — badania dynamiczne i badania bezpieczeństwa jazdy; — badania układów wyposażenia wagonu. Badania wytrzymałościowe obecnie są prowadzone metodami tensometrycznymi i obejmują: — badania statyczne na stanowisku badawczym, umożliwiającym reali­ zację obciążeń poziomych i pionowych; — badania naprężeń podczas jazdy; — badania naprężeń podczas nabiegania — wykonywane zwykle dla wa­ gonu załadowanego w celu określenia dopuszczalnej dla danego wa­ gonu prędkości nabiegania. Badania hamulca wykonuje się dla określenia ciężaru hamującego oraz w celu sprawdzenia działania poszczególnych urządzeń hamulca. Badania dynamiczne wykonuje się dla określenia własności biegowych wagonu (określenia wskaźnika Wz), oddziaływania wagonu na tor oraz dla ustalenia bezpieczeństwa jazdy wagonu po torze zwichrowanym. Badania układów wyposażenia wagonu, przede wszystkim ogrzewania i oświetlenia oraz poziomu hałasu, wykonuje się tylko dla wagonów oso­ bowych. Badania eksploatacyjne polegają na nadzorowanej eksploatacji wagonu w normalnych warunkach eksploatacyjnych przez określony czas. Badania te mają określić przydatność wagonu do aktualnych warunków eksploata­ cyjnych, jego funkcjonalność oraz wykryć wszystkie usterki i słabsze miejsca w konstrukcji wagonu. Eksploatacja próbna wagonu trwa zwykle co najmniej rok lub jest okre­ ślana wartością przebiegu wagonu (zwykle 20 000 km dla wagonów towa­ rowych i 150 000—200 000 km dla wagonów osobowych). Zwiększenie przebiegu podczas eksploatacji próbnej jest możliwe tylko przy posiadaniu dla tych celów toru doświadczalnego, umożliwiającego jazdę bez przerw przez dłuższy czas. Po zakończeniu eksploatacji próbnej jest wykonywany przegląd stanu technicznego, połączony z próbnym demontażem dla oceny dogodności rozwiązań konstrukcyjnych z punktu widzenia obsługi i naprawy.

Do podstawowej grupy mierników określających zdolność przewozową kolei zalicza się: — ilostan inwentarzowy wagonów towarowych (liczba wagonów będą­ cych własnością PKP); — ilostan ogólny wagonów towarowych na sieci PKP (ilostan inwenta­ rzowy PKP zmniejszony o liczbę wagonów PKP będących na kole­ jach obcych i powiększony o liczbę wagonów obcych zarządów kolejo­ wych znajdujących się na sieci PKP); — ilostan wagonów towarowych niezdatnych do przewozów (tzw. ilostan wagonów chorych, określany w procentach w stosunku do ogólnego ilostanu wagonów na sieci); — ilostan rozporządzalny wagonów towarowych określający zdolność ła­ dunkową kolei. . Do ilostanu rozporządzalnego zaliczane są: — wagony próżne, przeznaczone do przewozów; — wagony ładowne, o ile będą rozładowane najpóźniej do godziny 14°° dnia następnego; — wagony specjalne na stacjach macierzystych, próżne i ładowne na stacjach przeznaczenia, które będą rozładowane do godziny 1400 dnia następnego; — wagony pociągów wahadłowych na stacji stałego załadunku; — wagony myte, odkażone, w naprawach bieżących i okresowych, które zostaną przekazane do eksploatacji do godziny 8°° dnia następnego; — wagony obce w czasie odczuwalnego braku wagonów (na zarządzenia Dyrekcji Generalnej PKP); — wagony odstawione do rezerwy przejściowej; — rezerwa stała wagonów towarowych (nadmiar wagonów towarowych w stosunku do zapotrzebowania, wyłączony z przewozów i będący w dyspozycji Dyrekcji Generalnej PKP). Ilostany wagonów osobowych są ustalane podobnie jak ilostany wago­ nów towarowych z tym, że nie są do nich wliczane wagony obcych za­ rządów kolejowych, będące na sieci PKP. Ilostan zdrowych wagonów osobowych jest różnicą między ilostanem inwentarzowym a ilostanem wagonów niezdatnych do przewozów. Ilostan czynnych wagonów jest to liczba wagonów otrzymana w wyniku odjęcia od ilostanu wagonów zdrowych wagonów w rezerwie oraz wyłą­ czanych do innych celów. Wskaźnikiem charakteryzującym utrzymanie techniczne wagonów osobo­ wych jest procent wagonów niezdatnych do przewozów (chorych) w sto­ sunku do ilostanu inwentarzowego. Do określania wartości wykonanej pracy kolei służą eksploatacyjne mier­ niki pracy wagonów.

W odniesieniu do wagonów towarowych ważniejszymi miernikami są: — tonokilometry netto (iloczyn tony netto masy towarowej i jednego kilometra drogi przewozu tej masy); — tonokilometry brutto (iloczyn tony brutto masy towarowej i jednego kilometra drogi przewozu tej masy); — wagonokilometry (iloczyn liczby wagonów i przebytej drogi wyra­ żonej w kilometrach); — pociągokilometry (iloczyn liczby pociągów i przebytej drogi wyrażo­ nej w kilometrach); — wagonodoby, pociągodoby, wagonogodziny, pociągogodziny (określone w zależności od potrzeb jako iloczyn liczby wagonów lub pociągów i liczby dób lub godzin pracy tych wagonów lub pociągów); — współczynnik obrotu wagonu (ustala się przez podzielenie ilostanu roboczego wagonów na sieci przez liczbę wagonów ładowanych na wszystkich stacjach PKP i wagonów załadowanych przyjętych od kolei obcych w ciągu tej samej doby obliczeniowej). Pracę przewozową kolei w zakresie przewozów pasażerskich określa się w pasażerokilometrach (iloczyn liczby pasażerów i długości ich prze­ jazdu). Do oceny wykorzystania wagonów osobowych służy wskaźnik określa­ jący przeciętny dobowy przebieg wagonu osobowego. Jest on oblicza­ ny jako iloraz liczby wagonokilometrów przez liczbę wagonodób ilosta­ nu wagonów w danym okresie obliczeniowym. Należy nadmienić, że wy­ korzystanie to może być ustalone w stosunku do ilostanu inwentarzowe­ go, ilostanu wagonów czynnych lub ilostanu wagonów zdrowych. Oprócz omówionych wskaźników do określenia pracy taboru towarowego są stosowane także następujące wskaźniki: — przeciętny ciężar ładunku przypadający na jeden wagon ładowany; — kurs wagonu ładownego w kilometrach; —: przeciętny, dobowy przebieg wagonu towarowego w kilometrach; — przeciętny, dobowy czas pracy wagonu w pociągu.

CZĘŚĆ DRUGA

Podstawowe wiadomości o wagonach

4 Wagony kolejowe i ich rodzaje

Pojazdy bez własnego napędu, poruszające się po szynach i służące do przewozu osób lub ładunków, nazywa się wagonami. Początkowo wagony do przewozu osób nie różniły się zbytnio od wago­ nów do przewozu towarów. Z czasem wagony zaczęto wyposażać w oświet­ lenie, ogrzewanie, wentylację. W celu zmniejszenia drgań występujących podczas jazdy zastosowano bardziej miękkie usprężynowanie, urządzenia do tłumienia drgań itp. Rozwój wagonów do przewozu ładunków szedł w innym kierunku; dążo­ no do możliwej prostoty konstrukcji, jej taniości i łatwości w utrzymaniu i naprawach. W efekcie od dość dawna na kolejach całego świata stosuje się dwa ro­ dzaje wagonów, różniących się zdecydowanie od siebie: — wagony towarowe do przewozu ładunków, — wagony osobowe do przewozu osób (oraz ich odmiany do szybkiego transportu poczty i niewielkich przesyłek bagażowych). 4.1.

Podział wagonów towarowych

W załączniku nr 1 do Zarządzenia Ministra Komunikacji nr 124 z 1971 r. podano oficjalny podział wagonów towarowych, uwzględniający między­ narodowe ustalenia w tym zakresie. Wagony towarowe dzieli się na: — wagony będące własnością PKP, — wagony niekolejowe, włączone do taboru PKP. Według przeznaczenia wagony towarowe dzieli się na: — wagony do przewozów handlowych, — wagony wewnętrznego użytku PKP.

Według konstrukcji i sprawności technicznej wagony dzieli się na 3 ka­ tegorie: I — wagony pełnosprawne typu normalnego, II — wagony pełnosprawne typu specjalnego, III — wagony o ograniczonej sprawności (Y). Wagony do przewozów handlowych dzieli się na następujące rodzaje: — węglarki (E, F), — kryte (G, H), — platformy (K, R, L, S), — chłodnie (I), — specjalne {T, U). Wagony: węglarki, kryte i platformy mogą być typu normalnego lub specjalnego. .... _____

Rodzaje wagonów dzielą się na serie, w zaieznosci od ich charakterystyki techniczno-eksploatacyjnej. Serie dzielą się na typy konstrukcyjne, tj. wagony budowane wg tej samej dokumentacji technicznej. Podane przy nazwach rodzajów wagonów litery odpowiadają ustalonym przez UIC przepisom ujednoliconego, międzynarodowego systemu nume­ racji i oznaczeń. Podział wagonów towarowych przedstawiono na rysunku 4.1.

Rys. 4.2. Węglarka typu normalnego

Wagony węglarki: — typu normalnego (£) (rys. 4.2), bez dachu, z wysokimi ścianami i płas­ ką podłogą, są przeznaczone do przewozu: materiałów sypkich (węgiel, ruda), ziemiopłodów (ziemniaki, buraki), maszyn lub innych towarów jednostkowych; — typu specjalnego (F) (rys. 4.3), dostosowane do rozładunku grawita­ cyjnego, z odpowiednio ukształtowanym pudłem, urządzeniami zsypo­ wymi itp. Wagony kryte: — typu normalnego (G) (rys. 4.4), mają zamknięte pudło z drzwiami

Rys. 4.4. Wagon kryty typu normalnego

do załadunku i rozładunku towarów, są przeznaczone do przewozu ładunków wrażliwych na wpływy atmosferyczne, drobnicy, mebli oraz towarów, których przewiezienie w wagonie krytym wymaga nadawca; — typu specjalnego (H) (rys. 4.5), wyposażone w dodatkowe urządzenia rozładunkowe, są przeznaczone do przewozu zwierząt, owoców, wa­ rzyw itp. Wagony platformy: — typu normalnego (K, R) (rys. 4.6), o dużej powierzchni ładunkowej, bez ścian lub z niskimi burtami i kłonicami, są przeznaczone do prze­ wozu przedmiotów długich i materiałów przestrzennych, np. cegły;

Rys. 4.6. Platforma typu normalnego

— typu specjalnego (L, S), są przystosowane do przewozu kontenerowe­ go (rys. 4.7), pojazdów (rys. 4.8), rur, szyn kolejowych itp. Wagony chłodnie (I) (rys. 4.9) — wagony typu specjalnego, wyposażone w izolację termiczną, szczelne nadwozie i ewentualnie urządzenia chło­ dzące (do przewozu towarów łatwo psujących się, żywności itp.). Wagony specjalne (U, T) — wagony o bardzo zróżnicowanej konstrukcji

Rys. 4.9. Wagon chłodnia

nadwozia, dostosowanej do przewożonego ładunku; są to wagony do prze­ wozu płynów i gazów, wagony cysterny, wagony zbiornikowe (rys. 4.10), wagony do przewozu wapna, sadzy, cementu, kwasów, sody, wagony platformy wieloosiowe i zagłębione (do przewozu ładunków ciężkich i o wielkich wymiarach).

Wagony użytku wewnętrznego PKP dzielą się na: — wagony służbowe — U (Ft), — wagony techniczno-gospodarcze (X). Towarowe wagony służbowe — to brankardy dla kierowników pociągów towarowych. Wagony techniczno-gospodarcze to wagony wchodzące w skład pociągów ratunkowych lub służące do budowy, naprawy i utrzymania wszelkiego rodzaju urządzeń kolejowych. Wagony o ograniczonej sprawności technicznej — stare wagony wyco­ fane z normalnej eksploatacji zdolne jednak do kursowania w zwartych składach z prędkością do 30 km/h dla potrzeb przewozów wewnętrznych PKP. Wagony nie będące własnością kolei, włączone do taboru PKP i kursu­ jące po sieci PKP to przede wszystkim wszelkiego rodzaju cysterny, własność przemysłu chemicznego lub przemysłu naftowego. Wagony te są eksploatowane przez Przedsiębiorstwo Eksploatacji Cystern (PEC). Przedsiębiorstwo PKP ma wpływ na budowę wagonów niekolejowych, polegający na tym, że założenia konstrukcyjne nowych wagonów i ich dokumentacja muszą być uzgodnione przez upoważnione do tego komórki Ministerstwa Komunikacji. Wagony niekolejowe, włączone do taboru PKP, są naprawiane i utrzy­ mywane we właściwym stanie technicznym przez służbę zaplecza tech­ nicznego PKP — zntk i WGW. 4.2.

Podział wagonów osobowych

Wagony osobowe PKP dzieli się na: — wagony do przewozu podróżnych i bagażu, będące własnością PKP; — wagony do przewozu podróżnych i bagażu, nie będące własnością PKP; — wagony dla własnych potrzeb PKP. Wagony będące własnością PKP to wagony: — do przewozu podróżnych (wagony I klasy, II klasy lub I/II klasy); — sypialne; — kusze tki; — restauracyjne; — bagażowe; — bagażowo-pocztowe; — o konstrukcji mieszanej (z przedziałem bufetowym, bagażowym itp.). Wagony nie będące własnością PKP to wagony: — pocztowe, własność Ministerstwa Łączności, — więźniarki, własność Ministerstwa Sprawiedliwości. Wagony dla własnych potrzeb PKP to wagony: — salonowe, — służbowe, — ogrzewcze, — specjalnego przeznaczenia (pomiarowe, doświadczalne itp.). 3 — K onstrukcja ł eksploatacja

Podział wagonów osobowych przedstawiono na rysunku 4.11. Podziały wagonów wg innych kryteriów, np. ze względu na liczbę osi, konstrukcję pudła, układ przedziałów, są stosowane dość często w prak­ tyce i literaturze fachowej. Znaczenie poszczególnych nazw dla .poszcze­ gólnych rodzajów lub odmian wagonów jest wówczas na ogół oczywiste i od razu zrozumiałe, gdyż wywodzi się z przyjętych kryteriów 'podziału.

Rys. 4.11. Podział wagonów osobowych

4.3.

Wagony zunifikowane i standardowe

Ponieważ wagony kursują po całej sieci kolei europejskich powstała potrzeba unifikacji parametrów wagonów w skali międzynarodowej. W przepisach Międzynarodowego Związku Kolei (UIC) podano główne parametry podstawowych typów wagonów. Wagony o parametrach zgodnych z tymi przepisami nazywa się wago­ nami zunifikowanymi. Wagony te są oznaczone specjalnym znakiem. Karty UIC określają główne wymiary wagonów zunifikowanych: długość, szerokość, wysokość, rozstaw osi, masę własną i wiele parametrów spe­ cyficznych dla danego typu wagonu. Unifikacja obejmuje nie tylko wagony towarowe ale i wagony osobowe, dzięki czemu można dopasować długość pociągów do długości peronów stacyjnych, zachować podobny standard wyposażenia wagonów różnych kolei itp. Parametry zunifikowanych wagonów towarowych są zawarte w karcie UIC nr 571, zaś wagonów osobowych — w karcie nr 567.

Parametry wagonów zunifikowanych są jedynie zaleceniem UIC, tzn. można w pewnych wypadkach budować wagony o parametrach odbiega­ jących od zunifikowanych i muszą być one przyjęte do ruchu przez inne zarządy kolejowe, o ile będą spełnione inne wymogi, decydujące o do­ puszczeniu do ruchu międzynarodowego. Zunifikowane parametry są zalecane do stosowania przy budowie wago­ nów nowych. Każdy zarząd kolejowy, w dobrze pojętym własnym inte­ resie, powinien dążyć do budowy wagonów zunifikowanych. Dalszym rozwinięciem idei unifikacji wagonów jest ich standaryzacja, tj. budowa według jednolitej dokumentacji technicznej, opracowanej w ramach Międzynarodowego Biura Badań i Prób (ORE) na podstawie wyników badań prototypów (dokumentację tą mogą otrzymać bezpłatnie wszystkie kolejowe zarządy członkowskie UIC). Wagony standardowe są więc wagonami identycznymi we wszystkich swoich podstawowych zespołach (oprócz hamulca, zestawów kołowych i łożysk osiowych) i są oznaczone specjalnym znakiem. Niewątpliwą korzyścią standaryzacji w ramach UIC wagonów towaro­ wych jest osiągnięcie możliwie najwyższego .poziomu technicznego tych wagonów dzięki wyborowi rozwiązań konstrukcyjnych, oferowanych przez przodujące w Europie wytwórnie taboru kolejowego. Budowa wagonów standardowych jednocześnie przez wiele zarządów kolejowych jest źród­ łem wielu udogodnień w eksploatacji i utrzymaniu wagonów (łatwość naprawy, jednakowe części zamienne, znajomość konstrukcji wagonu przez służby eksploatacyjne i techniczne).

5 Oznaczenia i napisy na wagonach

Każdy wagon kolejowy towarowy i osobowy w celu identyfikacji i ozna­ czenia jego najważniejszych cech konstrukcyjnych i eksploatacyjnych musi być odpowiednio oznakowany. Zasady oznakowania są uregulowane przepisami międzynarodowymi RIV i RIC, podającymi także sposoby rozmieszczania tych znaków na wago­ nach, co ma ułatwić ich odszukanie. Oznaczenia na wagonach dzielą się na: — oznaczenia obowiązkowe (ich brak może być podstawą nieprzyjęcia wagonu do ruchu międzynarodowego); — oznaczenia zalecane przez przepisy międzynarodowe (ich brak nie może być przyczyną nieprzyjęcia wagonu do ruchu międzynarodowego); — oznaczenia nie przewidziane w przepisach międzynarodowych (umiesz­ czane wg przepisów każdego zarządu kolejowego). 5.1.

Oznaczenia na wagonach towarowych

Przykładowy sposób rozmieszczenia oznaczeń na wagonach towarowych (wg przepisów RIV, PPW i OPW) przedstawiono na rysunku 5.1 i w ta­ blicy 5-1. Oznaczenia obowiązkowe, których brak może być podstawą nieprzyjęcia wagonu do ruchu międzynarodowego, oznaczono gwiazdką. Ponadto obowiązuje pomalowanie kolorem żółtym wszystkich części wy­ stających poza obrys wagonu mniej niż 150 mm; wszystkie części wysta­ jące poza obrys wagonu więcej niż 250 mm oraz części poruszające się muszą być malowane w skośne pasy czarne na żółtym tle. Jeżeli ostojnice wagonu są zasłonięte innymi elementami konstrukcyj­ nymi to napisy umieszcza się na specjalnych tablicach na wysokości ostojnic. Każdy wagon musi mieć tabliczkę do nalepek oraz miejsce do napisów odręcznych, wykonywanych kredą.

Lu.

Znaczenie znaku

Symbol lub nr rysunku

1

2

3

Miejsce umieszczenia na wagonie 4

1*

Jcdnoiite oznaczenie cyfrowe i literowe

rys. 5.2

na ścianie bocznej z lewej strony

2*

Granice obciążenia

rys. 5.3

na ścianie bocznej z lewej strony

<00 m2>

na ścianie bocznej z lewej strony

0000 kg

na ścianie bocznej z lewej strony

3* Powierzchnia podiogi w wagonach do prze­ wozu żywych zwierząt 4* Znak masy własne; wagonu lub

5

znak masy własne; w mianowniku i wartość ciężaru hamującego hamulca ręcznego lub postojowego

Długość wagonu ze zderzakami

dopuszczenia do kursowania na kolejach 6* Znak brytyjskich

00°° kg 00 t £-00.00-} TT

0

>

na ścianie bocznej z lewej strony na ścianie bocznej z lewej strony na ścianie bocznej z lewej strony

7

Rozstaw czopów skrętu lub rozstaw osi

00.00 m-*- na oStojęicy z praw;ej strony

8

Oznaczenie hamulca i ciężaru hamującego

rys. 5.4

9

Oznaczenie wagonów wózkowych, które mogą przechodzić tylko przez luki torów o promieniu większym niż 35 m

R 00 m

na ostojnicy z lewej strony

< 0W

na ostojnicy z lewej strony

na ostojnicy

< pośrodku

10

Oznaczenie wagonów wózkowych, które mogą przechodzić przez rampy promow; o kącie mniejszym od 3r 30’

li

Oznaczenie wagonów, które nie mogą prze­ chodzić przez górki rozrządowe

12*

Oznaczenie terminów rewizji

rys. 5.5

na ostojnicy z prawej strony

13

Oznaczenie dopuszczalnych wielkości obcią­ żeń skupionych

rys. 5.6

na ostojnicy pośrodku

14

Oznaczenie luźnych części

A 12 25-

na ścianie bocznej z prawej strony

15

Oznaczenie wagonów dopuszczonych do ruchu PPW

ló

Oznaczenie wagonów wspólnego parku

17

Znak przestawności na tor szeroki

18

Oznaczenie wagonów standardowych

na ostojnicy z lewej strony

na ścianie bocznej z prawej strony OPW |

na ścianie bocznej z prawej strony

ścianie bocznej E lub[E 1 znaprawej strony St UIC

na ścianie bocznej z prawej strony

*

2

1

3

4

19* Oznaczenie pojemności zbiornika dla wagonów cystern

( OOooo l() na ścianie bocznej z lewej strony

20

Oznaczenie długości ładownej wagonów platform

j OO.o m |

na ścianie bocznej z lewej strony

21

Oznaczenie wagonów o zunifikowanych parametrach wg UIC

St

ńa ścianie bocznej z prawej strony

22

Oznaczenie wagonów bez hamulca zespolonego

23

Oznaczenie wagonów z urządzeniami ogrzewania elektrycznego

24* Oznaczenie wagonów o rozstawie osi wewnę­ trznych większym niż 14,0 m

biały pas o na wszystkich czterech szerokości słupkach narożnych 35—lOOmm, umieszczony na wysokości max 600 mm nad ostoją rys 5.7

na wszystkich czterech

, słupkach narożnych /OO.Om 4 -n na ostojnicy z lewej strony

0

25

Oznaczenie maks. nośności wagonów na wózkach 3 lub 4 osiowych

26

Znak ostrzegawczy przed porażeniem prądem elektrycznym

w pobiiżu stopni

27

Znak zakazu wbijania gwoździ w wagonach z poszyciem pudła z materiałów syntetycznych lub sklejki

wewnątrz wagonu

28

Oznaczenie wagonów cystern ze specjalnym wyłożeniem wnętrz zbiornika

29

Oznaczenie hamuica dostosowanego do wstawek i tworzywa sztucznego

30

Oznaczenie wagonów z hamulcem tarczowym

31

Oznaczenie części wymiennych ujednolico­ nych

32

Oznaczenie wagonów nie spełniających wszystkich wymagań przepisów RIV, ale dopuszczonych do ruchu międzynarodowego przez niektóre zarządy kolejowe

rys. 5.9

na ścianie bocznej z prawej strony

33

Na wagonach prywatnych — napis informu­ jący o rodzaju przewożonego ładunku, nazwa i adres właściciela, nazwa stacji

—

na ścianie bocznej z lewej strony

.34

Na wagonach specjalnych — informacja o spo­ sobie obsługi urządzeń wagonu (w razie potrzeby w kilku językach lub w formie piktogramu)

—

w dobrze widocznym miejscu

35

Oznaczenie terminów smarowania w wago­ nach z łożyskami ślizgowymi

rys. 5.8

® ® (p-t-symbol lub nr kolei

na ostojnicy z prawej strony

w dowolnym miejscu na ostojnicy pośrodku na środku ostojnicy na danej części

i

rys. 5.10

Sys. 5.1. Sposób rozmieszczenia oznakowań na wagonie towarowym

a _____________________

01 R I V 87 S N C F 122 5 4 5 0 - 9 .Gs

b

21 R I V

MC

51 P K P ra 004 0 0 0 7 -0 u .U ahs

Rys. 5.2. Ujednolicony numer wagonu towarowego a — do ruchu m iędzynarodowego, b — do użyt­ ku pryw atnego, c — do ruchu w ewnętrznego

39

A B, ~B7TĆT Cs c. Gt GGt 111•Ul uut GGt G + tT ■ •• • U lL o t001 s ________ J ________ MM

r .r .

r. r.

sjc

A B!£ B2 c 0Qot 0C.OT00ot OOot l s oo,ot 00,ot 00,ot U'JUt |s s 00.0t GOOt OOjOt 00.ot

S FRrS 0 DN 5CD 100 k m/ h OQct

Rys. 5.4. Oznaczenie ciężaru ha­ mującego wagonu z samoczyn­ nym zmieniaczem siły hamowania

Rys. 5.5. Oznaczenie terminu rewizji

1 b

1 a

(I 1 )c ■ b

1 a

— -t a-a 0' ■00 b-b 0- •00 c-c 00' •00

.,.8

. a

T b

. c

b

m -- t T—m a-a 0' 00 00 b~b 0' •00 00 c-c 00 •■00 00

a1

~ r# l b• c■l f

Rys. 5.6. Oznaczenie dopuszczalnych obciążeń skupionych — rów nom iernie rozłożonych, podporach

a

b

— rów nom iernie rozłożonych lub spoczywających na dwóch

-*

b

c

d

e

Rys. 5.7. Oznaczenie elektrycznego przewodu ogrzewczego a —3000 v, b —3000 v 50 Hz, c —1500 v, 1500 V 50 Hz, e — 1000 V

m in 130

d —

Rys. 5.8. Znak ostrzegający, że cysterna ma wyłożenie wewnętrzne

42

Lp.

Wyszczególnienie

Symbol lub numer rysunku

1

2

3

1

Oznaczenie klasy wagonu

2

Napisy dla palących lub dla niepalących

3

Żółty pas nad oknami oznaczający wagon 1 klasy

4

Symbol kolei

5

Ujednolicony numer wagonu

6

Oznaczenie serii wagonu

7

Tablice porządkowe (nr porządkowy wagonu)

8

Tablice kierunkowe (podające relację wagonu)

9

Oznaczenie miejsca do podnoszenia wagonu

1 lub 2

PKP rys. 5.12

10

Miejsce na nalepki o uszkodzeniu wagonu

11

Miejsce na napisy dotyczące hamulca (w języku ojczy­ stym)

12

Oznaczenie terminu rewizji

REV L 00.00.oo

13

Długość wagonu ze zderzakami, rozstaw czopów skrętu

00.00 m, 00.00 m

14

Oznaczenie systemu hamulca i wielkość ciężaru hamulcowego

15

Oznaczenie hamulca szybkodziałającego

16

Granica obciążenia dla wagonów bagażowych i pozostałych

rys. 5.14

17

Oznaczenie masy własnej i liczby miejsc siedzących

rys. 5.15

18

Stacja macierzysta wagonu

19

Oznaczenie instalacji głośnikowej (tylko przewód głośnikowy, urządzenia głośnikowe, urządzenia głośnikowe i studio)

rys. 5.16

20

Znak spełnienia wymagań przepisów RIG z infor­ macją o ogrzewaniu elektrycznym

rys. 5.17

21

Znak zarządu kolejowego, który sprawdził przydatność wagonu prywatnego dla RIC

22

Znak dopuszczenia do ruchu PPW

23

Oznakowanie miejsc napełniania instalacji wodnej

rys. 5.18

24

Oznakowanie skrzynki zaworu hamulca bezpie­ czeństwa

rys. 5.19

25

Oznakowanie długości pasa prądnicy

26

Znak ostrzegawczy przed porażeniem prądem elektrycznym

rys. 5.13 R

MC

00.00 m

4

Szczegółowe wymagania co do wielkości napisów, grubości i wysokości liter lub cyfr, grubości linii itp. zestawiono w przepisach RIV, rozdział VII § 32. 5.2.

Oznaczenia na wagonach osobowych

Oznaczenia na wagonach osobowych mają za zadanie: określenie cech konstrukcyjnych i eksploatacyjnych wagonów, umożliwienie użytkowania zgodnie z ich właściwościami, umożliwienie prowadzenia rozliczeń (zależ220

O-GP Rys. 5.13. Oznaczenie hamulca

Rys. 5.14. Oznaczenie masy własnej wagonu bagażowego (w części lew ej m asa własna z 50% zapasów wody, w części praw ej — m asa ogólna)

Rys. 5.15. Oznaczenie masy własnej i liczby miejsc siedzących — na wagonach klasy 1 lub 2; pole lewe — m asa w łasna z 50% zapasów wody, pole praw e — m asa ogółem, pole dolne — liczba miejsc; b — na wagonach klasy 1 i 2; pola gróne ja k dla wogonu 1 klasy; pole dolne — liczba m iejsc siedzących klasy 1 i 2

a

Rys. 5.16. Oznaczenia na wagonach wyposażonych w urządzenie radiofoniczne a — na w agonach z możliwością podłączenia urządzenia przenośnego do nadaw ania m uzyki lub inform acji, b — na wagonach z tym i urządzeniam i ale bez szafki m ikrofonow ej, c - n a wagonach bez możliwości podłączenia urządzeń przenośnych tego rodzaju, d — j.w . bez szafki m ikrofonow ej, e — na w agonach bez urządzeń radiofonicznych, wyposażonych w przewód 12 żyłowy sterowniczo-radiofoniczny, f — na wagonach wyposażonych w drugi przewód pow ietrzny i 12 żyłowy przewód sterow niczo-radiofoniczny, g — na wagonach z elektropneum atycznym urządzeniem do zam ykania drzw i i zdalnego sterow ania oświetleniem

iuuuuuui

as

S c w ie»i H b

I___

-------- -

t s

41000 VieJ/,~ ____ ,-*1500 V 50~= ie e 1500 1------ 1 3000 V 800 A = * ii i

r* i i L-.

-^1500 V są~T*i i • ££© 1500 V -£ ł.;,; , S . 3000V T ! 800 A _5U

nych od niektórych cech konstrukcyjnych wagonów) między zarządami kolejowymi oraz informowanie pasażerów. Sposób rozmieszczenia oznaczeń i napisów oraz ich treść i formę regulują przepisy RIC i PPW. Przykładowe rozmieszczenie oznaczeń i napisów na wagonie osobowym

Rys. 5.18. Oznaczenie miejsc zasilania w wodę

Rys. 5.19. Oznaczenie skrzynki hamulca bezpieczeństwa

przeznaczonym do ruchu międzynarodowego pokazano na rysunku 5.11 i w tablicy 5-2 (napisy i oznaczenia obowiązujące pod rygorem niedo­ puszczenia wagonu do ruchu międzynarodowego oznaczono w tablicy gwiazdką).

Rys. 5.17. Oznaczenia dotyczące spełnienia wymagań RIC i informujące o systemie ogrzewania elektrycznego wagony do ruchu w ew nętrznego (pole 2 wolne), b — w agony spełniające wym agania HIC, c — w agony spełniające wym agania RIC i wym agania szczególne poszczególnych kolei, £ — w agony spełniające w ym agania RIC i dostosowane do kom unikacji prom owej z wyszczególnieniem linii prom owych, e — w agony wyposażone tylko w przewód przelotow y ogrzewania, f — wagony z ogrzewaniem elektrycznym i przewodem przelotow ym na wyższe napięcie niż instalacja wagonu, g — wagony z ogrzewaniem na w szystkie rodzaje napięć wg RIC, h — wagony wyposażone w ogrzewanie dostosowane do w szystkich rodzajów napięć wg RIC, z zasilaniem wagonu w energię elektryczną tylko z przewodu ogrzewczego, l — pole przeznaczone do podania prędkości konstrukcyjnej w agonu, 2 — pole na znak RIC, 3 — pole na inform acje o ogrzewaniu elektrycznym a —

6 System numeracji wagonów

W przedsiębiorstwie PKP obowiązuje ujednolicony, międzynarodowy system numeracji wagonów składający się z oznaczeń cyfrowych i odpo­ wiadających im oznaczeń literowych. Ujednolicony system numeracji wagonów został wprowadzony w związku z coraz szerszym stosowaniem elektronicznej techniki obliczeniowej. Możliwości maszyn matematycznych mogą być w pełni wykorzystane przy prawidłowym podaniu do maszyny potrzebnych informacja. Infor­ macje te, w zakresie dotyczącym właściwości techniczno-ruchowych wa­ gonów zostały zakodowane w dwunastocyfrowym numerze każdego wa­ gonu. Dla ułatwienia pracownikom orientowania się w podstawowych cechach techniczno-ruchowych wagonów ujednolicona numeracja przewiduje umieszczenie na wagonie oprócz jego numeru także oznaczenia litero­ wego. Ujednolicony system numeracji wagonów pozwolił na podjęcie prac badawczych nad skonstruowaniem urządzeń do automatycznej identyfi­ kacji wagonów. Wstępnie przyjęto system polegający na umieszczeniu na każdym wagonie oznacznika (z zakodowanym 12 cyfrowym numerem wagonu), czułego na określone częstotliwości fal ultrakrótkich, zaś w od­ powiednich miejscach w torze — urządzeń identyfikujących, przekazują­ cych uzyskane informacje do maszyn matematycznych. System AIW umożliwi w przyszłości realizację takich zadań, jak: — planowanie i kierowanie obiegiem wagonów; — planowanie prac rozrządowych i manewrowych na stacjach; — prowadzenie niezbędnej statystyki ruchowej; — centralizacja obliczeń taryfowych; — kontrola eksploatacji wagonów i terminowego ich wyłączania do napraw okresowych.

Ujednolicony numer wagonu towarowego składa się z 12 cyfr. Dwie pierwsze cyfry dotyczą sposobu wymiany, (warunków dopuszcze­ nia do ruchu) oraz zestawów kołowych i innych specjalnych cech wa­ gonu — decydujących o jego własnościach ruchowych. Znaczenie dwóch pierwszych cyfr ujednoliconej numeracji wagonów oso­ bowych podano w tablicy 6-1. Należy wyjaśnić, że szerokość toru 1524 mm jest stosowana w ZSRR (obecnie podawana przez koleje ZSRR jako 1520 mm) zaś szerokość toru 1672 mm jest stosowana w Hiszpanii i w Portugalii. Dwie następne cyfry oznaczają macierzysty zarząd kolejowy wagonu lub zarząd, do którego włączono wagon niekolejowy. Koleje, członkowie UIC i OSŻD mają numerację podaną w tablicy 6-2. Trzy następne cyfry oznaczają rodzaj wagonu i jego serię, a więc okre­ ślają jego charakterystykę eksploatacyjną. Pierwsza cyfra tej grupy oznacza rodzaj wagonu: węglarki (E) są ozna­ czone cyfrą 5, węglarki typu specjalnego (F) — 6, kryte (G) — 1, kryte typu specjalnego (H) — 2, chłodnie (I) — 8, platformy (K, R) — 3, plat­ formy typu specjalnego (L, S) — 4, wagony specjalne (U) — 7 i 9, wa­ gony z otwieranym dachem (T) — 56, wagony służbowe (U/Ft) — 94. Tym grupom cyfr odpowiadają oznaczenia literowe, złożone z liter du­ żych podających rodzaj wagonu i liter małych oznaczających jego cechy charakterystyczne. Znaczenie poszczególnych liter podano w tablicy 6-3. Cztery następne cyfry podają kolejny numer wagonu w danej serii. Ostatnia cyfra jest cyfrą samokontroli i jest oddzielona od pozostałej części numeru kreską. Przykład obliczenia cyfry samokontroli Numer wagonu bez cyfry samokontroli: 21 51 005 0947 — □ Cyfrę samokontroli oblicza się w następujący sposób: — cyfry miejsc nieparzystych numeru wagonu (bez cyfry samokontroli), licząc od strony prawej ku lewej, należy pomnożyć przez 2; — cyfry miejsc parzystych numeru wagonu (bez cyfry samokontroli), licząc od strony prawej ku lewej, należy pomnożyć przez 1; — wykonane czynności można zapisać w następujący sposób: numer wagonu 21 51 0 0 5 0 9 4 7 mnożniki 21 21 2 1 2 1 2 1 2 iloczyny 4 1 10 1 0 010 018 414 — cyfry otrzymanych iloczynów należy dodać: 4+1 + 1+ 0+ 1 + 0+0*4-1 + 0+0 + 14-8+4+1 + 4 = 26 Cyfrą samokontroli jest cyfra uzupełniająca do dziesięciu cyfrę jedności w otrzymanej sumie. Jeżeli cyfra jedności w otrzymanej sumie jest ze­ rem, to cyfra samokontroli jest również zerem. W obliczanym przykła­ dzie cyfra jedności w sumie wynosi 6; a zatem jej uzupełnienie do dzie­ sięciu, tzn. 10—6 = 4, jest cyfrą samokontroli. Pełny numer wagonu z cyfrą samokontroli: 21 51 005 0947 — 4 4 — K onstrukcja i eksploatacja

49

wagofi towarowy służbowy “ — wagon pasażerski służbowy

Oznaczenia numerowe zarządów kolejowych należących do UIC i OSŻD ' Zarząd kolejowy

1 Fińskie Koleje Państwowe Koleje Związku Socjalistycznych Republik Radzieckich Koleje Ludowej Republiki Albanii Koleje Koreańskiej Republiki Ludowo-Demokratycznej Koleje Mongolskiej Republiki Ludowej Koleje Demokratycznej Republiki Wietnamu Koleje Chińskiej Republiki Ludowej Kolej Raab-Oedenburg-Ebenfurtj Kolej Lokalna Budapesztu Niemiecka Kolej Państwowa Polskie Koleje Państwowe] Bułgarskie Koleje Państwowe Koleje Rumuńskie Czechosłowackie Koleje Państwowe Węgierskie Koleje Państwowe Koleje^Anzin Szwajcarskie Koleje Prywatne Berneńska Kolej Alpejska — Bern-Lotschberg-Simplon Północno-Mediolańska Kolej Kolej Rinkaw Międzynarodowe Towarzystwo Wagonów Sypialnych Koleje Brytyjskie Narodowy Zarząd Kolei Hiszpańskich Towarzystwo Kolei Jugosłowiańskich Greckie Koleje Państwowe Szwedzkie Koleje Państwowe Koleje Państwowe Republiki Turcji Norweskie Koleje Państwowe Niemieckie Koleje Związkowe Austriackie Koleje Związkowe Narodowe Towarzystwo Kolei Luzemburga Włoskie Koleje Państwowe Koleje Holenderskie Szwajcarskie Koleje Państwowe Duńskie Koleje Państwowe Narodowe Towarzystwo Kolei Francuskich Narodowe Towarzystwo Kolei Belgijśkich Towarzystwo Kolejowe Portugalii Koleje Państwowe Iranu Koleje Syryjskie Koleje Libańskie Koleje Republiki Iraku

‘

Oznaczenie literowe

Oznaczenie cyfrowe

2

3

VR SŻD ALB KRŻ MTŻ DSVN KŻD GYSEV BHEV DR PKP BDŻ CFR ĆSD m Av ANZ SP BLS FNM RjB CIWL BR RENFE Jż CEH SJ TCDD NSB DB ÓBB CFL FS NS SBB DSB SNCF SNCB CP RAI CFS CEL IRR

10 20 21 30 31 32 33 43 44 50 51 52 53 54 55 61 62 63 64 65 66 70 71 72 73 74 75 76 80 81 82 83 84 85 86 87 88 94 96 97 98 99

1

N

uN a« a

&

w

w

Cl

rH

<3

-o

|

w

•*«»

z możliwością otwie­ rania ścian bocznych

do blach w rolkach na leżąco

do blach w rolkach na leżąco

'O

do świeżych jarzyn i owoców

6 o

z urządz. do konte­ nerów

wentyla­ cja elek­ tryczna

B 5

do blach w rolkach na leżąco

do przewozu transkontenerów 60’

wzmoc­ niona izolacja

z zagłęb, podłogą

do mate­ riałów płynnych

z agrega­ do zboża tem chłod­ niczym

do komunikacji promowej z Wielką Brytanią

piętfowe dla samochodów

samowyład. grawitać.

| 3 osiowe

Uwagi

b,

d,

i

* nie do­ tyczy wa­ gonów oznaczo­ nych

t-H

do komunikacji pro­ mowej z W. Brytanią

odchylne ściany boczne

do ryb

N

drzwi o wysokości ponad 1,9 m*

z ławą pokrętną

£ 6 O OJ D
samowyład. grawitac.

w ścianie

T3 CS —

do zboża

«

na wózkach

r-

[ 3 osiowe | 6 osiowe 1 dla kontenerów

co

na wózkach

o\

długie kłonice

CM

45 m3,

specjalne

P

węglarko-platformy

1 1

m

2 podłogi

h chłodnie

w

typu specjalnego na wózkach

Pi

typu specjalnego niewózkowe

h)

O

normalnej budowy na wózkach

co rH i-l

normalnej budowy 2 osiowe

ł-H

z otwieranym dachem

O

typu specjalnego

Specjalne

1 >>

na wózkach przestrzenny — 2 osiowe ponad wózkowe ponad 70 m3 z drzwiami czołowej samowyładowcze klapa w grawitacyjne podłodze

normalnej budowy

a 0

typu specjalnego

Chłodnie

11

normalnej budowy

Platformy

I

Ozna­ czenie

I Kryte

toI vo s

-

£ ■

2

fi & & i |i - s

t •§£

II

I £N

■8 B i l ^ 6 'oW) O l 'j '

jl

•§! 0 *oN 01 £

rt *+ M .2 ir> g o § -^ cn ■flS A 11 I jXj— g-le-

a -fi C '0«* S J3«IA N fi m

.2

2 ._ N-O £o jaU ao w ) xs ,o 5>

o

'U 00

OOl

u

I-i!

■Hi

c3”5J* U fe xS n 8 a

uhH X to ź c4 U Ifi

Ic>o>

e ■a "O| .o E fi i K oin

li Sa

^ gs I |*a fi jg g I m e ^O « 5fi °t^ ^ J *o c T l Nil ^-p ■as-Sl sI Xo

h

&

i io,

Przy kontroli numeru wagonu postępuje się w opisany sposób, wykorzy­ stując pełny numer wagonu — wraz z cyfrą samokontroli. Po wykonaniu mnożenia i dodawania powinno się otrzymać sumę cyfr kończącą się zerem, jeśli numer wagonu jest prawidłowy. Ujednolicony numer wagonu umieszcza się na ścianie bocznej wagonów, zwykle w czterech rzędach. Oznaczenia literowe rozpoczyna się od dużej litery, oznaczającej rodzaj wagonu, zaś litery małe w zasadzie wg poTablica 6-4 t

| I

Wagony techniczno-gospodarcze przedsiębiorstwa PKP Sym bol literow y X Num eracja sześciocyfrowa z cyfrą początkową 8 Lp. 1

łr

i

4

Wagony techniczno-gospodarcze oznacza się dużą literą „X”, dodając małą literę: o — dla wagonów o, konstrukcji wagonów osobowych, 820000 w — dla wagonów o konstrukcji do t wagonów węglarek, 829999 k — dla wagonów o konstrukcji wagonów krytych, 830000 p — dla wagonów o konstrukcji do wagonów platform, 839999 s — dla wagonów o konstrukcji wagonów specjalnych, 840000 oraz literę „z” przy wagonach nale­ żących do zakładów PKP, działa­ do 849999 jących na zasadach pełnego wewnętrznego rozrachunku gospodarczego 850000 (np. KZZRiŁ) do 859999

Wagony elektrownie, podstacje prosto­ wnicze, rozdzielcze itp.

3

Wagony do tarowania i naprawy wag wagonowych oraz do sprawdzania skrajni i mostów, pomiarowe i doświad­ czalne

4

Wagony dźwigi, wagony pomocnicze (ochronne) do dźwigów

5.

Wagony dezynfekcyjne, kąpielowe i łaźnie

6

Wagony mieszkalne, magazyny, świetlice, kuchnie itp.

851000 do 869990

Wagony do specjalnych potrzeb (kadrowe)

870000 do 879999

Cysterny i tendry do wody, herbatoksu, smarów i olejów, nafty, benzyny oraz gazów itp.

880000 do 889999

Wagony dla potrzeb jednostek podle­ głych dyrekcjom okp i prowadzących gospodarkę na zasadach pełnego we­ wnętrznego rozrachunku gospodarczego

890000 do 895999

Wagony dla innych potrzeb

896000 do 899909

10

Oznaczenie literowe

810000 do 819999

2

9

L

3

Wagony w pogotowiach ratunkowych, przeciwpożarowych, odśnieżnych i innych oraz pługi odśnieżne

8

ii:

2

11 Zakres liczbowy

i

7

j

Przeznaczenie wagonu

{

-

.

■ ______

Uwaca: 1) Zakres liczbowy numerów inwentarzowych dla wagonów techniczno-gospodarczych jest ustalany zgodnie z prze­ znaczeniem tych wagonów (rubr. 2 ), a nie z ich konstrukcją, 2) Konstrukcję wagonów techniczno-gospodarczych nowych lub przebudowanych oznacza się znakiem serii obok nu­ meru inwentarzowego; oznaczenie literowe jak w rubryce 4.

rządku alfabetycznego, z tym że litery S lub SS podaje się na końcu znaku. Numeracja wagonów techniczno-gospodarczych (X) i wagonów o zmniej­ szonej sprawności eksploatacyjnej (Y) jest prowadzona wg odrębnych zasad. Numer inwentarzowy wagonów techniczno-gospodarczych {X) jest sześcio­ cyfrowy (tabl. 6-4). Oznaczenie literowe składa się z dużej litery X i ma­ łych liter: o — dla wagonów o konstrukcji wagonu osobowego, w — o konstrukcji węglarki, k — o konstrukcji krytego, p — platformy, s — o konstrukcji wagonów specjalnych. Numer inwentarzowy wagonów o zmniejszonej sprawności eksploata­ cyjnej (Y) składa się z 5 cyfr, przy czym pierwsza wskazuje dokp, do ^

Tablica 6-5

Sym bol literowy — Y przed znakiem serii, num eracja 5 cyfrowa Lp.

Seria

Przedział liczbowy

Wyjaśnienie znaku serii

Numeracja DOKP DOKP

1

2

3

4

1

YE (Yw) YEa (YYw) YG (Yk) YGa (YYk) YK (Yp) YR (YYp) YU (Ys) YUa (YYs)

,3000-5999 6000-6999 0000-1999 2000-2999 7000-7999 8000-8999 9000-9599 9600-9999

węglarka 2 osiowa węglarka 4 osiowa kryty 2 osiowy kryty 4 osiowy platforma 2 osiowa platforma 4 i więcej osiowa specjalny 2 osiowy specjalny 4 i więcej osiowy

2

3 4 5 6 7 8

5

Centralna Wschodnia Południowa Śląska Północna Dolnośląska Zachodnia Pomorska

Nr ' 6

1 2

3 4 5 6 7 8

Uwaga: 1) numer inwentarzowy składa się z 5 cyfr: cyfra pierwsza określa dokp do której wagon należy, a dalsze cyfry określają serie wagonów zgodnie z przedziałem liczbowym podanym w rubryce 3. 2) przykład oznaczenia wagonu węglarki zakwalifikowanej przez DOKP Wschodnią do rodzaju YE (YW) — 23000

której wagon należy, zaś dalsze odpowiadają określonym seriom wago­ nów (tabl. 6-5). W oznaczeniu literowym obok litery Y podaje się literę odpowiadającą rodzajowi wagonu a dla wagonów wózkowych — dodat­ kowo małą literę a. 6.2.

Numeracja wagonów osobowych

Ujednolicony numer wagonu osobowego,. podobnie, jak wagonu towaro­ wego, składa się z 12 cyfr i powinien być umieszczony na bocznych ścia­ nach pudła, w środku ich długości (lub w pobliżu środka). Ponadto wa­ gony PKP mają oznaczenie literowe, które nie jest w pełni ujednolicone w skali międzynarodowej. Ujednolicony numer wagonu osobowego poka­ zano na rysunku 6.1. Numer wagonu składa się z sześciu grup cyfr. Pierwsza grupa cyfr (pierwsza i druga cyfra numeru) oznacza rodzaj komunikacji, do której wagon jest przeznaczony (tabl. 6-1).

3UO

A

Druga grupa (cyfry trzecia i czwarta) określa właściciela wagonu (tabl. 6-2). Trzecia grupa (cyfry piąta i szósta) określa charakterystykę eksploata­ cyjną wagonu (tabl. 6-6). Czwarta grupa (cyfry siódma i ósma) oznacza prędkość konstrukcyjną wagonu i rodzaj ogrzewania (tabl. 6-7). Piąta grupa (cyfry dziewiąta, dziesiąta i jedenasta) określa kolejny nu­ mer wagonu w swojej serii. Szóstą grupę numeru stanowi cyfra samokontroli. 1. Znaczenie liter dużych na początku oznaczenia wagonu osobowego: A — wagon I klasy, B — wagon II klasy, AB — wagon I klasy i częściowo II, BJ — wagon II klasy z bufetem, N BD — wagon II klasy z przedziałem bagażowym, P — wagon pocztowy, D — wagon bagażowy, DP — wagon bagażowo-pocztowy, W LA — wagon sypialny I klasy, W LAB — wagon sypialny I/II klasy, WLB — wagon sypialny II klasy, I — wagon restauracyjny, » M — wagon sanitarny (do przewozu chorych), N — wagon do przewozu więźniów, Z — wagon ogrzewczy, Y0 — wagon gospodarczy. Znaczenie małych liter w oznaczeniu wagonu osobowego: a — w wagonach piętrowych — układ osi wózków 2—3—3—3—2 (literę umieszcza się na końcu oznaczenia); c — wagon z miejscami do leżenia — literę umieszcza się jako pierwszą małą literę za literami dużymi; d — wagon ma przewód zdalnego sterowania; f — wagon wyposażony w fotele; h — wagon ma harmonię przejściową lub urządzenia do jej zawie­ szenia; i — wagon ma korytarz pośrodku wagonu i przedziały otwarte; o — wagon ma przedziały otwarte, przejście boczne wizdłuż całego wagonu, drzwi w ścianie czołowej i urządzenia przejściowe, p — wagon piętrowy; r — część przedziałów zamykana, część otwarta, przejście boczne, urządzenia przejściowe; s — wagon salonowy lub służbowy; t — na początku serii — wagon przebudowany z towarowego; na końcu serii — drzwi w ścianie czołowej szersze niż 760 mm, a korytarz szerszy niż 750 mm;

Znaczenie cyfr czwartej grupy * J3

I

$1-4 1 fH M *-4

I

I

O
% /

“

ł-

*

h

JS

O > + W

> + Pi Pi Pi

§ *3 1Oi >

1

W

> + + ca

Pi Pi ca Pi X> + ca

•d a M

i

“ 1

w

> > > > >

Ift > + w > + W > + Pi Pi Pi

> + w > + > + a

W W

> + ca

> + w Pi a ea Pi

CS > > > > >

" > + w > > + 4* Ot V > > + + C3 V > + ca > + CS

> +

Pi

Pi

Ci

Pi

Pi

o

H

CM

c<*>

**

in

W

>

■>

> + Tl + O. > -f V <

Tl + O o Pi

> > > <

> + + JO Ti + "ł* O > + •o + CJ > + u > + D + ca

> + JO + ca > . + + Xi T i +' + ca o > + •tJ + u > + u Pi

Pi + X) T i •+ + ca o o
> <

>

1

+ ca

> H— h £> Ti + + ca o

JO Ti + + ca o

x> Ti H— 1~ ca o > '+

Tl

Ó

> >

> + + x XI + + ca o > +

Tl +

•+ V > + V

O

T3 + O

V

Pi

C-

00

O

dla wagonów podmiejskich kolei OSŻD, ** — dla większych prędkości, R — rezerwa.

* &

/

oo

59

;^fl

v

d — 1500 p rą d stały e — 3000 V p rą d stały V — tylko ogrzew anie parow e E + V — elektryczne i p a­ row e w szystkie napięcia (wg R IC ), albo ogrzew anie indyw i­ du aln e z przew odam i przelotow ym p a ro ­ w ym i elektrycznym (wg R IC ) A — indyw idualne bez przew odów przelo to ­ w ych oerzew ania parow ego i elektrycz­ nego

E — tylko ogrzew anie elektryczne a — 1000 V 162/3 H z b — 100p V 50 H z c _ 1500 V 50 H z

u w

X y xx

— oparcia kanap unoszone; — wałki gumowe w urządzeniu przejściowym (w wagonach pocz­ towych wzmocniona ściana czołowa od strony kancelarii); — przedziały zamykane, przejście boczne, urządzenia przejścio­ we; — wagon 4 osiowy; — wagon 3 osiowy; — wagon 6 osiowy.

6.3.

Zasady oznaczeń przemysłowych

z

Dla potrzeb produkcji wagonów są stosowane w przemyśle taboru kole­ jowego zasady oznaczania poszczególnych typów wagonów zgodne z od­ powiednią normą branżową (BN-63/3500-03). 6.3.1.

Oznaczenia przemysłowe wagonów towarowych

Oznaczenie cyfrowe składa się z trzech cyfr, z których pierwsza oznacza: 2 — wagon dwuosiowy, 4 — wagon czteroosiowy, 6 — wagon sześć ioosiowy, 8 — wagon wąskotorowy, 9 — wagon szerokotorowy. Dwie następne cyfry oznaczają kolejny typ w danym rodzaju wagonów. Za oznaczeniem cyfrowym jest dopisywana jedna duża litera, oznacza­ jąca: W — węglarki, K — kryte, Z — platformy, R — cysterny, L — chłodnie, V — samowyładowcze, S — specjalne. Dodatkowa mała litera — wg kolejności alfabetu — oznacza kolejną mutację tego samego typu wagonu np. 401Wb — węglarka 4-osiowa, kolejna mutacja druga lub 401Wj — węglarka 4-osiowa, kolejna mutacja dziesiąta (metalowa podłoga). 6.3.2.

Oznaczenia przemysłowe wagonów osobowych

Zasady oznaczeń są podobne jak dla wagonów towarowych. Pierwsza cyfra oznacza: 1 — wagon osobowy lub pocztowy, 2 — wagon bagażowy, 3 — wagon sypialny i pocztowo-bagażowy, 4 — wagon restauracyjny, 5 — wagon salonowy, 6 — wagon sypialny, 8 — wagon wąskotorowy, 9 — wagon szerokotorowy.

Dwie następne cyfry oznaczają kolejny typ wagonu w danym rodzaju wagonów. Oznaczenia literowe: A — wagon osobowy, C — wagon bagażowy lub pocztowy. Dodane małe litery wg kolejności alfabetu podają kolejne mutacje kon­ strukcyjne tego samego typu wagonu (zmianę rodzaju ogrzewania wa­ gonu itp.). Oznaczenie typu wagonu wg podanych zasad jest umieszczone na tabliczce firmowej wraz z rokiem budowy wagonu oraz wybijane trwale na czo­ łownicy wagonu.

7 Podstawowe wiadomości o budowie wagonów 7.1.

Ograniczenia konstrukcyjne

Wagony kolejowe w jeszcze większym stopniu niż inne pojazdy muszą podlegać ograniczeniom konstrukcyjnym. Ograniczenia. te wynikają z dwóch zasadniczych względów: — z konieczności zapewnienia współpracy z wszelkimi urządzeniami sta­ łymi kolei (tory, mosty, rampy załadunkowe, urządzenia zabezpiecze­ nia ruchu kolejowego itp.); — z przyjętego na kolei sposobu transportu (wymagania ruchu kolejo­ wego, jego bezpieczeństwa, sposobu zestawiania pociągów itp.). Pierwsza grupa wymagań decyduje o podstawowych parametrach wago­ nów i obejmuje: — wielkość przekroju poprzecznego wagonu, — nacisk osi na szyny, — nacisk wagonu na m etr bieżący toru, — rozstaw osi. Największe wymiary poprzeczne wagonów przezriaczonych do ruchu międzynarodowego muszą być tak ustalone, aby wagon wraz z wszystki­ mi częściami usprężynowanymi mieścił się w skrajni (rys. 7.1), przy zało­ żeniu, że wagon stoi nieruchomo na torze prostym, w położeniu środko­ wym. Ponadto szerokości wagonu muszą być zmniejszone w ten sposób, aby żadna część wagonu w najbardziej niekorzystnym ustawieniu na torze szerokości 1465 mm w łuku o promieniu R = 250 m nie wystawała poza skrajnię więcej niż: — 75 mm — części położone wyżej niż 430 mm od główki szyny, — 25 mm — części położone niżej niż 430 mm od główki szyny. Wzory do obliczania zwężenia skrajni w zależności od promienia łuku toru i parametrów wagonu, podane w przepisach JT, w karcie UIC nr 500 oraz w przepasach RIV, pozwalają obliczyć zwężenie E* skrajni między

— 3805

osiami lub czopami skrętu wagonów oraz zwężenie Ea na zewnątrz wagonu. Części nieod9prężynowane wagonów mogą wystawać poza skrajnię 0 15 mm w dół (mierzone do osi skrajni). Wagony przeznaczone tylko do ruchu wewnętrznego muszą mieć wy­ miary poprzeczne takie, aby przy spełnianiu podanych warunków wagon mieścił się w skrajni pokazanej na rysunku 7.2, która jest nieco odmien­ na od skrajni międzynarodowej. Tory kolejowe na różnych liniach poszczególnych zarządów kolejowych mają różną budowę. W zależności od rodzaju gruntu, użytej podsypki 1 typu szyn oraz w zależności od wytrzymałości konstrukcji mostowych poszczególne linie są zakwalifikowane do odpowiednich klas (tabl. 7-1). Tablica 7-1 Wartości dopuszczalnych obciążeń dla poszczególnych klas linii Dopuszczalne obciążenie Klasa linii na

M A BI B2 C2 C3 C4

16 18 18 20 20 20

na metr [t/m]

4,8 5,0 6,4 6,4 7,2 8,0

Poszczególne klasy linii kolejowych różnią się dopuszczalnym naciskiem osi wagonu na tor i dopuszczalnym naciskiem na m etr toru. Nacisk osi na szyny oblicza się jako iloraz masy całkowitej wagonu wraz z ładunkiem, podzielonej przez liczbę osi wagonu. Nacisk na m etr toru oblicza się jako iloraz masy całkowitej wagonu wraz z ładunkiem, podzielonej przez długość w metrach wagonu ze zde­ rzakami. Na obecnie budowanych liniach głównych PKP dopuszcza się nacisk na oś 20 t i naciski na m etr długości toru do 8 t. Wymagania co do rozstawu osi są następujące: dla wagonów bez wózków rozstaw osi skrajnych (prowadzących) musi wynosić co najmniej 4500 mm; dla wagonów w ruchu s: dwuosiowych — 4500- mm, trzyosiowych — 6000 mm i 1800 mm dla wózków; w ruchu ss: — 6000 mm dla wagonów dwu- i trzyosiowych oraz 1800 mm dla wózków dwuosiowych. Ze względu na niektóre urządzenia stacyjne ograniczono także maksy­ malny rozstaw osi sąsiadujących ze sobą (osi wewnętrznych): dla wago­ nów bez wózków — 9000 mm, dla wagonów wózkowych — 14 000 mm. Dla wagonów wózkowych, których jazda przez górki rozrządowe jest dopuszczalna tylko przy zachowaniu warunków szczególnej ostrożności maksymalny rozstaw wewnętrznych osi może wynosić 17 500 mm.

Jak widać wymagania te narzucają konstruktorowi wagonu niektóre z głównych parametrów, a rzeczą konstruktora jest takie dobranie pozo­ stałych parametrów, aby wagon miał właściwości najlepsze z punktu widzenia zadań przewozowych, dla których jest budowany. Druga grupa wymagań wynikających z przyjętego sposobu prowadzenia ruchu, decyduje o budowie wszystkich niemal pozostałych zespołów wa­ gonu. Uwzględnienie tych wymagań zapewnia włączanie wagonów w skład pociągu, dostosowanie ich do wymaganej prędkości, możliwość prowa­ dzenia prac rozrządowych na górkach itd. Szczegółowe wymagania drugiej' grupy są zawarte w przepisach o bu­ dowie wagonów. Zakres swobody dla konstruktora wagonu jest stosun­ kowo niewielki. W niektórych przypadkach przepisy określają dokładnie nie tylko kształt, wymiary ale i sposób produkcji części. Innego rodzaju ograniczenia stwarza konieczność zapewnienia bezpie­ czeństwa jazdy, umożliwienia właściwej obsługi technicznej i standardu usług dla pasażerów oraz nadawców i odbiorców przewożonych towarów. Na podstawie tych wymagań jest ustalana m. in. konstrukcja części „użytkowej” wagonu, tzn. przede wszystkim pudła wagonu, jego urzą­ dzeń załadunkowych i rozładunkowych, drzwi, otworów wentylacyjnych. Ze względu na znaczną rolę transportu kolejowego w międzynarodowej wymianie towarowej, zwłaszcza na terenie Europy, powstała potrzeba zapewnienia jednolitych warunków budowy linii kolejowych i wagonów kolejowych tak, aby było możliwe kursowanie bez ograniczeń wagonów jednych państw na terenie innych państw. W tym celu powołano wiele organizacji międzynarodowych ustalających przepisy regulujące wymianę, wzajemne użytkowanie i jednolitą budo­ wę wagonów kolejowych. Są to organizacje grupujące poszczególne państwa, a więc reprezento­ wane przez rządy poszczególnych państw oraz organizacje grupujące zarządy kolejowe poszczególnych państw. Najważniejszą z organizacji rządowych jest „Jedność techniczna w ko­ lejnictwie” (JT). Powstała ona w 1882 r., nie działa stale i nie ma stałych organów wykonawczych. W razie potrzeby, na wniosek któregokolwiek z państw członkowskich, mogą być zmieniane i uzupełniane przepisy JT. Wnioskodawcami mogą być również Międzynarodowy Związek Kolei (UIC) lub konferencja państw członkowskich JT, w której uczestniczą przed­ stawiciele rządów a uchwały takiej konferencji muszą być przez rządy wszystkich państw zatwierdzone. Ostatnio przepisy JT zmieniono w 1958 r. Przepisy JT, ujęte w sześciu artykułach, obejmują ogólne wymagania co do szerokości torów, skrajni, nacisków, budowy zestawów kołowych, urządzeń oięgłowo-zderznych, wolnej przestrzeni do spinania wagonów, dostosowania wagonów do zabezpieczeń celnych itp. Przepisy JT mają charakter ogólny, ich dalsze rozwinięcie jest w przepi-

5 — K o n stru k cja i eksploatacja

sach o wzajemnym użytkowaniu wagonów towarowych i osobowych (RIV i RIC). Inne organizacje rządowe nie zajmują się sprawami technicznymi ale podstawami prawnymi przewozów, zagadnieniami taryfowymi, celnymi itp. Zagadnieniami kolejowymi zajmuje się w państwach Demokracji Ludo­ wej Rada Wzajemnej Pomocy Gospodarczej (RWPG) przez swoją Stałą Komisję Transportową. Organizacji międzynarodowych, zrzeszających zarządy kolejowe, jest znacznie więcej. Do organizacji zajmujących się techniczną stroną między­ narodowego ruchu kolejowego należą: — UIC — Międzynarodowy Związek Kolejowy, działający od 1922 r.; jego członkami są zarządy kolejowe wszystkich państw europejskich oprócz ZSRR oraz zarządy kolejowe wielu państw pozaeuropejskich; — RIC — Międzynarodowy Związek Wagonów Osobowych, organizacja regulująca zasady wzajemnego użytkowania wagonów osobowych; — RIV — Międzynarodowy Związek Wagonów Towarowych, organizacja regulująca zasady wzajemnego użytkowania wagonów towarowych; — ÓSŻD Organizacja Współpracy Kolei —* organizacja' kolei krajów socjalistycznych; — ORE — Biuro Badań i Prób — organ pomocniczy, powołany przez UIC w 1951 r. w celu prowadzenia wspólnych, międzynarodowych prób i badań w zakresie rozwoju techniki różnych dziedzin kolej­ nictwa, w tym w zakresie standaryzacji konstrukcji wagonów towaro­ wych. Europejskie kolejowe zarządy członkowskie OSŻD utworzyły ponadto organizację pod nazwą Wspólny Park Wagonów (OPW) dla wspólnego użytkowania wagonów towarowych. Warunki techniczne jakim muszą odpowiadać wagony włączone do OPW, zebrano w przepisach OPW. 7.2.

Przepisy dotyczące wagonów

Użytkowanie, budowa, utrzymanie i naprawy wagonów PKP są uregulo­ wane w następujących ważniejszych przepisach: — Dekret o przewozie przesyłek i osób wraz z przepisami wykonawczymi; — Przepisy ruchu na kolejach normalnotorowych użytku publiczne­ go (Rl); — Przepisy gospodarki wagonami towarowymi (R2); — Przepisy gospodarki wagonami osobowymi (R28); — Przepisy o naprawie wagonów towarowych; — Przepisy o naprawie wagonów osobowych; — Umowa o wzajemnym użytkowaniu wagonów towarowych w ruchu międzynarodowym — RIV; — Umowa o wzajemnym użytkowaniu wagonów osobowych w ruchu międzynarodowym — RIC;

— Przepisy o wzajemnym użytkowaniu wagonów w bezpośredniej ko­ munikacji międzynarodowej — PPW; — Przepisy Wspólnego Parku Wagonów — OPW; — Przepisy a normy techniczne UIC; — Przepisy i normy techniczne OSŻD; — Przepisy jedności technicznej w kolejnictwie — JT; — Polskie Normy i normy branżowe. Wagony przeznaczone do ruchu międzynarodowego muszą odpowiadać wymaganiom przepisów RIV lub RIC, a w ruchu na kolejach OSŻD — przepisom PPW lub OPW. W ruchu przygranicznym i sąsiedzkim obowiązują wzajemne umowy między poszczególnymi zarządami kolejowymi. 7.2.1.

Ważniejsze wymagania przepisów R l

Celem przepisów R l jest zapewnienie sprawności i bezpieczeństwa ruchu kolejowego. Regulują one szczegółowo m. in. warunki włączania wagonów do pociągów, zasady zestawiania pociągów, sposób sprzęgania wagonów w pociągach, sposób przygotowania pociągów do drogi. Ponadto w prze­ pisach tych określono sposób przeprowadzania prób hamulców oraz spo­ sób określania rzeczywistego i wymaganego ciężaru hamującego. Prze­ pisy Rl zawierają także obowiązujące procenty wymaganego ciężaru hamującego zależnie od prędkości jazdy i pochyleń szlaku dla obowią­ zujących dróg hamowania (1000 m, 700 m, 500 m i 400 m). W przepisach tych podano także sposoby postępowania w razie szczególnych wydarzeń, zagrożenia bezpieczeństwa ruchu i wypadków kolejowych, obowiązujące wszystkich pracowników kolejowych. 7.2.2.

Ważniejsze W ymagania przepisów RIV

Przepisy RIV w postaci „Umowy o wzajemnym użytkowaniu wagonów towarowych w komunikacji międzynarodowej” regulują wzajemne użyt­ kowanie wagonów, określają warunki, jakie muszą być spełnione aby wagon był przyjęty przez inny zarząd kolejowy, odpowiedzialność za uszkodzenia wagonu, wysokość opłat, sposób postępowania z wagonami uszkodzonymi, wzory nalepek naklejanych na wagon dtp. Przepisy RIV są ha bieżąco uaktualniane na okresowych posiedzeniach Międzynarodowego "Związku Wagonów Towarowych. Przepisy RIV regulują sposób postępowania z wagonami uszkodzonymi, opłaty, za naprawy, wzory nalepek służących do oznakowania uszkodzo­ nych wagonów itp. W przepisach RIV podano także wymiary skrajni, usytuowanie urządzeń na czołownicach wagonów, w tym także wolnej przestrzeni do spinania wagonów (rys. 7.3), wartości dopuszczalnych zużyć i uszkodzeń niektórych części oraz terminy okresowych rewizji stanu technicznego wagonów.

7.2.3.

Ważniejsze wymagania przepisów RIC

„Umowa o wzajemnym użytkowaniu wagonów osobowych i bagażowych w ruchu międzynarodowym” reguluje wszystkie sprawy, związajne z do­ puszczaniem tych wagonów do ruchu międzynarodowego, czas używania wagonów, warunki rozliczeń i zapłaty za wzajemne użytkowanie wagonów. Przepisy RIC podają, że dla dopuszczenia wagonu do ruchu międzynaro­ dowego jest konieczne spełnienie przepisów zawartych w ich rozdziale VII pt. „Budowa”, przepisów JT, K art UIC, a ponadto spełnienie warunków szczególnych zarządów kolejowych wg załącznika do przepisów RIC. Przepisy RIC zawierają: — postanowienia ogólne, dotyczące całych wagonów (skrajnia, łuki toru, naciski osiowe itp.); — postanowienia szczegółowe, dotyczące poszczególnych części składo­ wych wagonów; — postanowienia dotyczące napisów wewnątrz wagonów, tablic informa­ cyjnych, urządzeń do rezerwacji miejsc itp. 7.2.4.

Przepisy i normy techniczne UIC

Międzynarodowy Związek Kolei (UIC) wydaje wiele przepisów o charak­ terze obowiązującym lub rekomendacyjnym (zalecenia). Przepisy dotyczące wagonów zgromadzono w tomie V — „Tabor wago­ nowy”. Przepisy UIC podawane są w formie oddzielnych kart, mających trzy­ cyfrowe numery.

Przepisy tomu V zawierają dziesięć rozdziałów: — rozdział 0 (karty od 500 do 507) — przepisy dotyczące skrajni, urzą­ dzeń rozładunkowych i rozrządowych; — rozdział 1 (karty od 510 do 518) — przepisy dotyczące układu biego­ wego (zestawów kołowych i łożysk), układu zawieszenia resorowego i resorów; — rozdział 2 (karty od 520 do 528) — przepisy dotyczące urządzeń cięg­ ło wo-zderznych, w tym także sprzęgu samoczynnego; — rozdział 3 (karty od 530 do 537) — dotyczy pudeł wagonów, podaje wymagane usytuowanie wsporników sygnałowych, poręczy, uchwy­ tów itp.; — rozdział 4 (karty od 540 do 549) — dotyczy hamulca; — rozdział 5 (karty od 550 do 554) — dotyczy ogrzewania i oświetlenia wagonów osobowych; — rozdział 6 (karty od 560 do 569) — dotyczy pozostałych elementów wagonów osobowych (drzwi, urządzenia przejściowe, okna, urządzenia sanitarne itp.); — rozdział 7 (karty od 570 do 578) — dotyczy pozostałych elementów wagonów towarowych (kłonice, drzwi itp.), zawiera także parametry zunifikowanych wagonów towarowych; — rozdział 8 (karty od 580 do 584) — dotyczy napisów i znaków na wa­ gonach oraz sposobów tworzenia ujednoliconej numeracji wagonów; — rozdział 9 (karty od 590 do 593) — dotyczy palet, kontenerów i taboru do ich przewozu. Niektóre karty UIC obejmują szerszy zakres tematyczny, lub wiele dających się wydzielić zagadnień pochodnych. Mają one numer cztero­ cyfrowy, przy czym pierwsze trzy cyfry określają numer karty wg roz­ działów, a czwarta cyfra, oddzielona kreską, podaje wersję karty, np. karta UIC nr 514-1 dotyczy łożysk tocznych, a karta 514-2 — łożysk ślizgowych. Wagonów dotyczą ponadto niektóre karty z innych tomów: — karty tomu IV (eksploatacja) dotyczą: zestawiania składów pociągów, ustalania ich ciężaru, przepisów hamowania, sposobów odkażania wa­ gonów, wymagań tranzytowych i sposobów wymiany osi, wagonów prywatnych, wymagań dla palet, instalacji głośnikowej w wagonach RIC; — karty tomu VI (trakcja) dotyczą: stosowania pociągów trakcji spali­ nowej i elektrycznej w ruchu międzynarodowym; -— karty tomu VII (urządzenia stałe) dotyczą: klasyfikacji linii kolejo­ wych, wysokości peronów itp.; — karty tomu VIII (warunki techniczne) dotyczą: warunków technicz­ nych produkcji niektórych elementów taboru, podają tablice wybra­ nych wymiarów blach stalowych, wkrętów, śrub, nitów, warunki techniczne dostawy osi, kół, obręczy i całych zestawów itp.

7.2.5.

Przepisy OSŻD

Podobnie jak UIC, także OSŻD wydaje swoje przepisy, które dla ułat­ wienia posługiwania się nimi i porównywania ich z przepisami innych organizacji kolejowych są także wydawane w postaci kart o numeracji tematycznej, odpowiadającej w zasadzie numeracji odpowiednich kart UIC. Wynika to stąd, że koleje, europejskie o normalnej szerokości toru* członkowie OSŻD, są jednocześnie członkami UIC. Przepisy techniczne OSŻD uwzględniają specyfikę komunikacji w ra ­ mach PPW a przede wszystkim wymagania, związane z komunikacją przestawczą na tor szeroki (1520 mm) oraz związane z przyjmowaniem wagonów szerokotorowych podczas ruchu po torach normalnych. Obecnie coraz częściej, zwłaszcza w elementach nowej techniki, jak np. przy sprzęgu samoczynnym lub hamulcu elektropneumatycznym OSŻD i UIC opracowują wspólnie nowe przepisy. 7.2.6.

Przepisy PPW

Przepisy o użytkowaniu wagonów w międzynarodowej komunikacji kole­ jowej osobowej i towarowej (PPW) odnoszą się do wszystkich wagonów osobowych i towarowych, pojemników i urządzeń ładunkowych kolei uczestniczących w umowach SMPS — SMGS (Umowach o międzynaro­ dowej komunikacji osobowej i towarowej), obowiązują od 1956 roku. Naj­ nowsze ich wydanie obowiązuje od 1.1. 1975 r. Przepisy PPW, jako powstałe później od przepisów RIV, nie są sprzeczne z przepisami RIV. Uwzględniają one specyfikę wagonów dla toru szero­ kości 1520 mm, tylko w niektórych ^przypadkach, wybiegając poza tołe-

Rys. 7.4. Napis dopuszczenia wagonu do ko­ munikacji międzynarodowej w ra­ mach SMGS

rancje podawane w przepisach RIV lub podając wymagania w nich nie ujęte..Podają także niektóre wymagania dla urządzeń stosowanych tyl­ ko w taborze OSŻD (np. sprzęgu samoczynnego). Do ruchu w ramach SMGS są dopuszczone wagony, odpowiadające prze­ pisom PPW — załącznik nr 5, w którym zebrano wymagane warunki techniczne. Wagony takie powinny być oznaczone znakiem MC (rys. 7.4).

f

i \

f. I • ;

!

I

I

Rys. 7.5 Skrajnia O-WM

Do ruchu w ramach SMPS są dopuszczone wagony, odpowiadające prze­ pisom podanym w załączniku nr 1 do przepisów PPW. Wymiary poprzeczne wagonów muszą mieścić się w skrajni taboru na całej trasie przebiegu wagonów. Przepisy PPW zawierają cztery rodzaje skrajni, obowiązujących na kolejach: ZSRR i Mongolii, Chin i Korei, Wietnamu oraz europejskich krajów socjalistycznych. W przypadku przekraczania skrajni na trasie przebiegu wagon może być przekazywany tylko po uprzednim uzgodnieniu z zainteresowanymi za­ rządami kolejowymi i po zaopatrzeniu go w stosowny napis na przymoco­ wanej tabliczce. W przepisach PPW podano także wymiary skrajni tranzytowych, obowią­ zujących na niektórych liniach o znaczeniu międzynarodowym (rys. 7.5 i rys. 7.6). Wagony, dostosowane do kursowania po liniach o skrajni O-WM powin­ ny być oznaczone „MC-O” a po liniach o skrajni I-WM — oznaczone „MC-1” (rys. 7.7). W przepisach PPW podano szczegółowe wymagania techniczne dla wszystkich zespołów konstrukcyjnych wagonów, i wymagania co do dłu­ gości okresów międzyrewizyjnych.

Rys. 7.7. Oznaczenie wagonów dopuszczonych do kursowania a — - wg sk ra jn i O-WM; b —wg sk ra jn i I-WM

W odróżnieniu od przepisów RIV i RIC przepisy PPW nakładają na koleje uczestniczące w przewozie wagonów obowiązek napraw bieżących powstałych w trakcie użytkowania wagonu przez kolej użytkującą wagon i na jej koszt (oprócz napraw łożysk osiowych tocznych). 7.2.7.

Przepisy OPW

Wspólny Park Wagonów tworzą wagony węglarki i wagony kryte kolei: BDŻ, CFR, CSD, DR, MAV, PKP i SŻD. Wagony te mogą być użytko­ wane w komunikacji międzynarodowej między krajami uczestniczącymi w komunikacji wewnętrznej kolei OPW a także w komunikacji z innymi krajami, nie uczestniczącymi w OPW. Wspólny park wagonów towarowych utworzono przez przekazanie okre­ ślonej liczby wagonów przez każdy z uczestniczących zarządów kolejo­ wych. W komunikacji między kolejami OPW nie nalepia się na wagony nalepek przewidzianych przepisami PPW.

j

S

i 1

Zgodnie z umową o utworzeniu OPW ustalono przepisy, określające tryb włączania i wycofywania wagonów do wspólnego parku, tryb użytko­ wania i rozliczeń między kolejami oraz warunki techniczne jakim muszą odpowiadać wagony włączone do OPW. Przepisy PPW i RIV dotyczą wagonów OPW w tych przypadkach, gdy przepisy OPW nie stanowią inaczej. Dla umożliwienia terminowego zwrotu wagonu na sieć kolei właścicielki na wagonie należy umieścić (nad lewym zderzakiem na ścianie czołowej) termin zwrotu wagonu .(dzień, miesiąc i rok — rys. 7.8). Kolej użytkująca wagony OPW jest obowiązana utrzymywać na swój rachunek te wagony w pełnej sprawności i wykonywać wszelkie prace dla usunięcia uszkodzeń wg wyszczególnienia podanego w załączniku 24 do przepisów OPW. W przypadku większego zakresu naprawy wagon przesyła się do kolei właścicielki dla wykonania naprawy na koszt kolei użytkującej. Uszkodzone elementy wagonu oznakowane cechą kolei właścicielki, po wymianie są zwracane kolei właścicielce. i____________

______________________________________________________________________________________________ i ________________________________ :

OPM

t

\

t '

1

i > I 1 I I

v

J

1

\

f

/

'

! 1

\

l»o 1 ^ 1

1

|

/ \

' '

[ '

‘

1 • | l

V

l i o 1 M

1'

v y

ł t

/ i \

*

'

X .

/ " i

.

•

•

r

| | »

!

J

^

ló c

^

-

in n lU U

tr .

*

^

— —

J S IO l

274 --------------- -------------- ------------------

t

i

--------------------

j

Rys. 7.8. Oznaczenie terminu zwrotu do rewizji okresowej

Dla umożliwienia napraw bieżących koleje właścicielki wagonów orga­ nizują na kolejach użytkownikach' składy części zamiennych wg załącz­ nika 28 do przepisów OPW. Do rozstrzygania wszelkich zagadnień związanych z utworzeniem i eksploatacją wspólnego parku wagonów towarowych powołano Radę Wspólnego Parku Wagonów Towarowych, której stale działającym orga­ nem jest Biuro Eksploatacji Wspólnego Parku Wagonów Towarowych.

8 Układ biegowy wagonu 8.1.

Zestawy kołowe

Ruch wagonu w torze umożliwiają zestawy kołowe. Są one obciążone całą masą wagonu. Kolejowy zestaw kołowy składa się z osi i osadzonych na niej nieprzesuwnie dwóch kół (rys. 8.1). Każde koło ma od strony wewnętrznej obrzeże, zabezpieczające zestaw przed zejściem z szyn. Oś zestawu kołowego (rys. 8.2), obciążona siłami pionowymi od masy wagonu i siłami poziomymi od toru poprzez obrzeże i tarcze koła, podczas

Rys. 8.1. Zestaw kołowy

jazdy obraca się — jest więc jednym z najbardziej obciążonych elemen­ tów wagonu. Wymiary osi są ustalane na podstawie wytrzymałości zmęczeniowej. Dlatego osie wykonuje się z materiału bardzo wysokiej jakości np. ze stali St5P. Powierzchnia osi musi być bardzo gładka, bez rys i ostrych krawędzi, które zmniejszają wytrzymałość zmęczeniową i mogą być przyczyną pękania osi. Ze względu na zastosowane łożyska osie różnią się od siebie kształtem czopa. Osie do łożysk ślizgowych mają czop zakończony kołnierzem, współpra­ cującym z powierzchnią czołową panewki łożyska ślizgowego. Osie do

łożysk tocznych mają czopy walcowe, bez kołnierza, co umożliwia nasa­ dzenie łożysk. Łożyska osiowe przed spadnięciem z czopa zabezpiecza się za pomocą płytki zabezpieczającej, mocowanej do czopa osi trzema śrubami (typ A), lub specjalnej nakrętki (typ B). Najczęściej spotykane sposoby zakończenia czopa osi pokazano na rysunku 8.3. Ponadto na czole czopów osi są nakiełki. o wymiarach pokazanych na rysunku 8.4, służące do umieszczenia zestawu kołowego w kłach tokarki. Koła osadzone na osi mogą być wykonane ze stali walcowanej lub kutej jako tzw. koła bezóbręczowe lub monoblokowe, albo w postaci kół bosych z nałożonymi stalowymi obręczami. Koła są wtłaczane na oś tak, aby połączenie to było pewne i zabezpie­ czało koła przed obrotem na osi jak i przed przesunięciem koła wzdłuż osi. Połączenie to uzyskuje się przez wtłaczanie na zimno kół na oś i taki dobór .tolerancji średnicy podpiaścia osi i średnicy piasty koła, aby osiąg­ nąć potrzebną wartość zacisku. Jako kryterium poprawności osadzenia kół na osi przyjmuje się wartość potrzebnego do wtłoczenia nacisku od 4000 do 6000 kN na każdy milimetr średnicy podpiaścia. Podczas wtła­ czania kół na oś sporządza się odpowiedni wykres przebiegu tego nacisku, który jest przedstawiany komisarzowi odbiorczemu PKP, i stanowi pod­ stawę do przyjęcia zestawu kołowego do eksploatacji. Koło obręczowe składa' się z koła bosego i obręczy nałożonej na jego wieniec na gorąco tak, aby zapewnić ich zacisk i przyleganie na całym obwodzie. Obręcze zabezpiecza się przed spadnięciem pierścieniem za­ ciskowym, zawalcowanym w specjalnym rowku od wewnętrznej strony obręczy. Przekrój obręczy kołk pokazano na rysunku 8.5.

Na zewnętrznej stronie obręczy jest wytoczony rowek pokazujący mini­ malną grubość obręczy tzn. wymiar, do którego można obręcz obtaczać. Podobne oznaczenie minimalnej grubości wieńca koła stosuje się dla kół bezobręczowych. Koła bezobręczowe zaczęto wprowadzać w celu wyeliminowania zdarza­ jących się niekiedy przypadków obluzowywania obręczy (np. w wyniku zbytniego nagrzania obręczy podczas hamowania) a także dla wydłużenia czasu eksploatacji zestawu kołowego bez potrzeby wymiany obręczy. Powierzchnię toczną kół bezobręczowych wykonuje się niekiedy jako hartowaną powierzchniowo.

Średnicę kół określa się wg kręgu tocznego, tj. miejsca na powierzchni tocznej leżącego 70 mm od wewnętrznej płaszczyzny obręczy. Zestaw w środkowym położeniu między szynami toczy się po tym właśnie krę­ gu — stąd nazwa. W wagonach dwuosiowych stosuje się zestawy kołowe o średnicy 1000 mm oraz (od niedawna) 920 mm, a wagonach wózko­ wych — o średnicy 920 mm. W wagonach specjalnych mogą być stoso­ wane zestawy o średnicach mniejszych. Według przepisów UIC mogą być stosowane koła o średnicach 840 mm, 760 mm i 680 mm przy naciskach na oś do 18 t oraz koła o średnicach 630 mm, 540 mm, 470 mm i 390 mm przy naciskach na oś poniżej 12 t. Przy mniejszych średnicach są stosowane inne wymiary powierzchni tocznej a szczególnie inne wymiary obrzeża, zapewniające właściwe prze­ jeżdżania przez rozjazdy torowe. Profil powierzchni tocznej kół zestawu kołowego powinien zapobiegać zejściu koła z szyny i jednocześnie zapewniać najmniejsze zużywanie się obręczy i główki szyn. W ramach międzynarodowych przepisów, okre­ ślających zasadnicze wymiary powierzchni tocznych są stosowane przez różne zarządy kolejowe różne profile powierzchni tocznej. Obecnie na PKP są stosowane równolegle dwa profile powierzchni tocznej: — stary, składający się z dwóch powierzchni stożkowych o pochyleniu 1: 20 i 1 : 40 oraz o kącie pochylenia obrzeża 60°; — nowy, tzw. profil samoeentrujący, oznaczony symbolem AOC, przedstawioriy na. rysunku 8.6.

Zaletą nowego profilu, który jest obecnie wprowadzany i w przyszłości zastąpi profil stary, jest inny przebieg zużywania się — taki, że w miarę przebiegu jego zużycie jest bardziej równomierne na całej powierzchni, dzięki czemu osiąga się większe przebiegi między kolejnymi potrzebnymi przetoczeniami korygującymi, ponadto profil ten, dzięki innemu ukształ­ towaniu powierzchni tocznej, wykazuje większą tendencję do powrotu w położenie środkowe w stosunku do osi toru. Celem stożkowego ukształtowania powierzchni tocznej jest aby zestaw kołowy zsunięty z położenia środkowego tna prostej do tego położenia powracał, zaś podczas jazdy w luku, po zsunięciu w kierunku szyny zewnętrznej (pod działaniem m. in. siły odśrodkowej) biegł okręgiem 0 większej średnicy po szynie zewnętrznej, natomiast okręgiem o mniej­ szej średniej po szynie wewnętrznej, co ułatwia przejazd po łuku 1 zmniejsza poślizgi między kołem a szyną. Tablica 8-1 wg RIV Lp.

Wyszczególnienie

i

Szerokość obręczy Odległość między wewnętrznymi powierzchniami kół Odległość zewnętrzna krawędzi obrzeży kół (mie­ rzona 10 mm poniżej okręgu tocznego) Wysokość obrzeża Grubość obrzeża: dla 840 dla D i* 840 Grubość obręczy: dla s i ss

2 3 4 5

6

wymiar min [mm]

wymiar mas [mm]

134

136

1357

1361

1410

1426 36

25

20 27,5 25 30 i 35

.-------

—

Profil samocentrujący ma ponadto {w stosunku do profilu dotychczaso­ wego) kąt pochylenia obrzeża powiększony z 60° do 70°, co ma określony wpływ na bezpieczeństwo ruchu i przeciwdziałania zejściu koła z szyny. Według przepisów RIV, których spełnienie jest niezbędnym warunkiem dopuszczenia wagonu do ruchu międzynarodowego, muszą być zacho­ wane wymiary zestawu kołowego podane na rysunku 8.1 i tablicy 8-1. Ponadto wymaga się, aby wartość qr na obrzeżu koła (rys. 8.7) była większa niż 6,5 mm; do sprawdzania tego wymiaru używa się specjal­ nego przyrządu pomiarowego.

Rys. 8.7. Wartość graniczna zużycia obrzeża — q ,

Zestawy kołowe muszą odpowiadać przepisom o ich budowie i utrzyma­ niu a ponadto podlegać w ustalonych okresach sprawdzeniu iqh stanu technicznego (każda część zestawu kołowego musi być oznakowana jak na rysunkach 8.8, 8.9, 8.10). Opór elektryczny mierzony między obiema obręczami nie może być większy niż 0,01 Q dla zestawów nowych i 0,1 Q dla zestawów napra­ wianych. Poszczególne części zestawu kołowego przed zmontowaniem oraz gotowy zestaw kołowy podlegają odbiorowi komisarycznemu. LtiUrt uzycMwn/na Miejsce na numer inwentarzowy zestawu ■Numer wytopu

*“025.26211

Inak odbiorcy /użytkownika

T2j6.60.3120.60O1

Numer kolejny osi danego wykopu "Miejsce na znak kontrolijakości

L Znak wytwórni osi

Miejsce na znak wytwórni zestawu Miesiąc i rok wykonania

Rys. 8.8. Znakowanie osi

Rys. 8.9. Znakowanie koła

Rys. 8.10. Znakowanie obręczy

Koła przed zamontowaniem na oś oraz całe zestawy kołowe powinny być wyważone dla ewentualnego zlikwidowania niekorzystnego oddziaływania na bieg wagonu niewyważonych ma:^ wirujących i zapobiegania powsta­ waniu naprężeń w szynach. Koła i zestawy kołowe wagonów towarowych wyważa się statycznie, przy czym moment niewyważenia nie może przekraczać 1,25 Nm (0—

Rys. 8.11. Obtoczenie dla usunięcia masy niezrównoważonej

Rys. 8.12. Nakładka wyważająca, nitowana do tarczy koła

6 — K onstrukcja i eksploatacja

Rys. 8.13. Rozmieszczenie ciężarków wyważających

—125 kGm). Zestawy kołowe wagonów osobowych, zwłaszcza przezna* czonych do jazdy z prędkością większą niż 120 km/h, dodatkowo wyważa się dynamicznie, na specjalnej maszynie, obracając zestaw z prędkością ok. 300 obr/min. Po stwierdzeniu istnienia masy niewyważonej koła obrabiane dodatkowo się obtacza {rys. 8.11) od strony zewnętrznej lub także od strony wewnętrznej albo przypawa się nakładki (do kół bezobręczowych) w sposób pokazany na rysunku 8.12. Po dynamicznym wyważeniu do zestawów kołowych mogą być przypawane ciężarki korekcyjne w postaci odpowiednio dopasowanych elemen-i tów z pręta o przekroju okrągłym (rys. 8.13). Mimo zaprzestania (od kilkunastu lat) produkcji wagonów z łożyskami ślizgowymi nadal eksploatuje się pewną liczbę wagonów z tymi łożyska­ mi. Zestawy kołowe z łożyskami ślizgowymi mają wyłącznie koła obręczowe. Najbardziej rozpowszechnione są zestawy kołowe z czopem o wymiarach 115X200 mm i o rozstawie środków czopów 1956 mm. Zestawów kołowych do łożysk tocznych jest znacznie mniej jeśli chodzi o liczbę odmian i typów. Najbardziej rozpowszechnione są zestawy ko­ łowe z osiami o średnicy czopa 120 mm i rozstawie środków czopów 2000 mm (spotyka się także osie o średnicy czopa 110 i 130 mm). Stosowana na PKP klasyfikacja typów zestawów kołowych składa się z symbolu typu osi i typu koła. Typy osi są klasyfikowane w zależności od rozstawu środków czopów, średnicy i długości czopów, średnicy podpiaścia i średnicy części środkowej osi. Typy kół są klasyfikowane w za­ leżności od średnicy koła bosego, średnicy otworu piasty i długości piasty. Oznaczenie typu zestawu kołowego składa się z dwóch cyfr, z których pierwsza oznacza typ osi a druga (oddzielona kreską) typ koła np. 7-4, 6-5c lub 23-M920. Dia osi zestawów kołowych do łożysk ślizgowych zare­ zerwowano numery od 1 do 20, a dla osi do łożysk tocznych — od 21 wzwyż. Do oznaczania typów kół stosuje się numery od 1 do 7, a dla kół monoblokowych podaje się literę M i wymiar kręgu tocznego koła, np. M920. W komunikacji z kolejami mającymi inną szerokość toru (1520 mm lub 1672 mm) są stosowane tzw. przestawcze zestawy kołowe. Są to zestawy, w których wymiary osi są identyczne jak w zestawach normalnotorowych a zmieniony jest tylko rozstaw kół, na odpowiadający innej szerokości toru. Zamiana zestawu normalnego na przestawczy umożliwia jazdę wagonu po torze szerokim. Innym typem zestawów kołowych, umożliwiających jazdę po torze nor­ malnym i szerokim są tzw. zestawy rozsuwne (rys. 8.14). Koła są osadzone na osiach tych zestawów tak, że mogą być przesuwane z jednego poło­ żenia — odpowiadającego normalnej szerokości toru w drugie — odpo­ wiadające zwiększonej szerokości toru — i odwrotnie. Koła są bloko- wane w obu położeniach a ich przestawianie odbywa się na specjalnym odcinku toru, wyposażonym w-urządzenia do odblokowywania i bloko-

wania kół podczas przejazdu wagonu przez ten odcinek' toru. Zestawy tego typu mają oczywiście bardziej skomplikowaną budowę, są cięższe i wymagają specjalnego nadzoru. Próby rozwiązania takich zestawów były swego czasu prowadzone przez OSŻD. W Polsce kursował specjalny pociąg towarowy kolei DR złożony z wagonów wyposażonych w zestawy rozsuwne. Rozwiązanie to nie zdało w pełni egzaminu. Podobne, rozsuwne zestawy kołowe są stosowane w komunikacji między Francją i Hiszpanią m. in. w specjalnym pociągu pasażerskim „Talgo”.

Rys. 8.14. Zestawy kołowe rozsuwne

Zestaw kołowy, jako element najbardziej odpowiedzialny pod względem bezpieczeństwa ruchu, musi być okresowo kontrolowany. Kontrole ze­ wnętrzne — oględziny i sprawdzenie wymiarów mogą służyć jedynie do stwierdzenia wyraźnych wad i usterek, nie pozwalają jednak wykryć usterek ukrytych, które mogą rozwinąć się w czasie eksploatacji i zagro­ zić bezpieczeństwu jazdy. Do wykrywania wad ukrytych (wewnętrznych lub powierzchniowych) służą metody defektoskopowe, do których należą m. in.: metoda ultra­ dźwiękowa, elektromagnetyczna, radiologiczna i penetracyjna. Metody te pozwalają na zbadanie stanu technicznego elementu bez jego uszkodze­ nia, należą więc do tzw. nieniszczących metod badania materiałów. Metoda ultradźwiękowa polega na wprowadzaniu do badanego elementu o jednorodnej strukturze materiału energii drgań mechanicznych o bar-

\

dzo dużej częstotliwości — rzędu kilku MHz. Wykorzystując zjawisko odbicia się tej energii od krawędzi i innych nieciągłości struktury można, przez obserwowanie na ekranie defektoskopu, określić miejsce położenia wady materiału i jej rozmiary, np. pęknięcie na podpiaściu zestawu kołowego, czyli w miejscu zupełnie niewidocznym. Metoda ta jest sze­ roko stosowana na PKP. Metoda elektromagnetyczna — polega na pokryciu namagnesowanej uprzednio powierzchni zawiesiną proszków magnetycznych i obserwacji ułożenia się tych proszków. W miejscach wadliwych (z nieciągłością struktury powierzchni lub z wadami wewnętrznymi) proszki magnetycz­ ne ulegają miejscowemu skupieniu. Metoda ta nadaje się tylko do badania powierzchni widocznych (nie zakrytych). Pozwala na wykrywanie nawet bardzo niewielkich wad powierzchni o wymiarach rzędu tysięcznych części milimetra (rysy hartownicze itp.). Metoda radiologiczna — polega na prześwietlaniu badanych części pro­ mieniami X (rentgenowskimi) lub y i następnie analizie kliszy. Miejsca wad materiałowych uwidaczniają się jako zaczernienia kliszy. Metoda jest kosztowna i ograniczona grubością elementów (dla stali do 70 mm przy użyciu promieni X, dla stali 150—200 mm przy użyciu promieni y). Metoda penetracyjna — polega na pokryciu powierzchni badanego ele­ mentu specjalnym płynem (penetrantem), mającym zdolność wnikania w najdrobniejsze szczeliny, a po jego wyschnięciu i oczyszczeniu — płynem kontrastowym, uwidaczniającym wady. Metoda jest bardzo tania i prosta, pozwala jednak wykrywać tylko wady na otwartych powierzchniach. Do kontroli zestawów kołowych jest stosowana przede wszystkim metoda ultradźwiękowa, pozwalająca na ocenę stanu technicznego osi zestawów kołowych, także w miejscach niedostępnych (zakrytych). Stanowiska badawcze znajdują się zarówno w zntk jak i w wielu wagonowniach. Obecnie kontroluje się co roku ok. 400 000 osi, wycofując z eksploatacji ok. 1% osi z wykrytymi wadami. A zatem bez kontroli defektoskopowej samych tylko osi zestawów kołowych liczba pęknięć osi, a więc i ciężkich wypadków kolejowych, byłaby znacznie większa. Przewiduje się rozszerzenie badań defektoskopowych na obręcze zesta­ wów kołowych, elementy łożysk osiowych, elementy zawieszenia wago­ nów osobowych itp. części o dużym znaczeniu dla bezpieczeństwa ruchu pociągów. Dla przyspieszenia badań i w celu uzyskiwania obiektywnych ich wyników przewiduje się wprowadzenie automatyzacji defektoskopo­ wych badań, zestawów kołowych (osi i obręczy). 8.2.

Łożyska osiowe

Łożyska osiowe służą do przeniesienia ciężaru wagonu na zestawy ko­ łowe i umożliwienia ruchu obrotowego zestawów kołowych. Rozróżnia się dwa rodzaje tych łożysk: ślizgowe i toczne.

W wagonach starszej konstrukcji stosowano łożyska ślizgowe (rys. 8.15), składające się z kadłuba, panewki wylanej specjalnym stopem łożysko­ wym i urządzenia smarującego, podającego olej łożyskowy z dolnej części kadłuba łożyska osiowego na czop osi. Kadłub łożyska w postaci odlewanej skrzynki ma w górnej części gniazdo opaski resorowej, a od wewnątrz odpowiednie występy do połączenia z panewką. Występy te służą do przejęcia obciążenia i unieruchomienia panewki. Dolna część kadłuba służy do umieszczenia urządzenia smaru­ jącego i jest zbiornikiem oleju.

Rys. 8.15. Łożysko ślizgowe

Z obydwu stron kadłuba są występy prowadzące, współpracujące z pro­ wadnikami przymocowanymi do ostoi wagonu. Z przodu kadłub jest zamknięty pokrywą, przymocowaną czterema śru­ bami i uszczelniony uszczelką gumową lub tekturową. W pokrywie jest otwór do wlewania oleju smarującego. Otwór ten jest zamykany po­ krywką, dociskaną płaską sprężyną lub śrubą o dużej średnicy. Od strony zestawu kołowego kadłub łożyska jest uszczelniony pierście­ niem z gumy olejoodpornej lub wojłoku. Panewka jest tą częścią łożyska ślizgowego, która bezpośrednio przylega do czopa osi i, dzięki odpowiedniemu ukształtowaniu powierzchni przylgowej, umożliwia wytworzenie odpowiedniej warstwy oleju między czo­ pem a panewką oraz obrót osi w łożysku. Powierzchnia robocza panewki jest wylewana stopem łożyskowym ołowio-

wo-cynowo-kadmowym, przy czym nadlewy stopu łożyskowego wychodzą na powierzchnie czołowe, służąc do przenoszenia sił poprzecznych (po­ osiowych) z zestawu kołowego na ostoję wagonu. Powierzchnia przylgowa panewki ma promień nieco większy niż promień czopa osi. W efekcie między czopem a panewką powstaje wolna prze­ strzeń o przekroju w kształcie klina, w którą podczas pracy łożyska dostaje się smar. Wskutek obrotu czopa w tym klinie smarnym wzrasta ciśnienie powodując, że panewka zostanie oddzielona od czopa warstwą smaru. Występuje wówczas tzw. tarcie płynne. Jest to stan najkorzystniej­ szy, bowiem opory tarcia są najmniejsze oraz najmniejsze jest zużycie powierzchni trących. Wszystkie stany pośrednie przed osiągnięciem tarcia płynnego, tzn. gdy tarcie zachodzi częściowo na powierzchni pokrytej smarem a częściowo na powierzchni suchej nazywają się tarciem półpłynnymi lub półsuchym. W łożyskach wagonów kolejowych występuje zwykle tarcie półpłynne. O utrzymaniu się warstewki smaru między powierzchnią czopa osi i pa­ newki decydują: właściwości fizyko-chemiczne oleju smarnego, gładkość powierzchni czopa osi i panewki, dokładność przylegania panewki do • czopa oraz sposób doprowadzania smaru do czopa. Do smarowania czopów łożysk ślizgowych jest stosowany przyrząd sma­ rowy (rys. 8.16), który składa się z poduszki smarowej i urządzenia do-

I k

t

'■

ciskowego. Poduszka jest przymocowana wyżarzonym drutem stalowym do blachy dociskowej urządzenia dociskowego. Blacha ta, wygięta odpo­ wiednio do kształtu czopa, ma otwory na knoty poduszki smarowej i jest połączona przegubem z podstawą urządzenia dociskowego. Między blachą dociskową i podstawą urządzenia są dwie sprężyny stalowe, dociskające blachę i poduszkę do czopa. Wprowadzona od niedawna nowa poduszka smarowa typu COB.Mla jest wykonana całkowicie z włókien sztucznych. Zbudowana jest ze sznura, złożonego z rdzenia i oplotu, wykonanego z włókien poliestrowych, eha-

rakteryzujących się zwiększoną odpornością na ścieranie i na działanie podwyższonych temperatur. Dla umożliwienia dobrego przedostawania się oleju z części środkowej poduszki węzły smarowe rozmieszczono w kształcie szachownicy (rys. 8.17). Poduszka ta charakteryzuje się zwiększonym podawaniem oleju na czop osi. Właściwa praca łożyska ślizgowego jest możliwa tylko w przypadku właściwej jakości stopu łożyskowego, którym jest wylana panewka, wła­ ściwego przylegania panewki do czopa osi, właściwego stanu współpra­ cujących powierzchni oraz podawania przez poduszkę właściwej ilości oleju na czop. Niespełnienie któregoś z tych warunków powoduje po­ ważne uszkodzenia wagonu: zagrzanie łożyska, często nawet zatarcie lub ukręcenia czopa osi. \

Rys. 8.17. Węzły poduszki smarowej

Ważne jest również zachowanie szczelności łożyska dla zabezpieczenia przed przedostawaniem się do wnętrza łożyska zanieczyszczeń, uszkadza­ jących powierzchnie czopa i panewki. Luzy wewnętrzne między czopem osi a panewką oraz między panewką a kadłubem łożyska pogarszają spokojność biegu wagonów i .bezpie­ czeństwo jazdy. Zatem ważne jest zachowanie właściwego stanu powierz­ chni czołowych panewki. Nie mogą występować żadne wykruszenia stopu łożyskowego lub nadmierne wytarcia. W przepisach międzynarodowych zalecono, dla wagonów dopuszczonych do ruchu z większymi prędkościami (powyżej 80 km/h), stosowanie zmniejszonych nacisków osiowych oraz stosowanie dwuprowadnikowych kadłubów łożysk, tzn. takich, w których kadłub łożyska osi obejmuje ślizgi prowadników łożysk osiowych od *ewnątrz i od wewnątrz.

Łożyska toczne mają, w porównaniu z łożyskami ślizgowymi, wiele istotnych zalet, z których najważniejsze to: — znacznie większa niezawodność, — łatwość utrzymania, — zmniejszone opory tarcia (szczególnie przy ruszaniu z miejsca). Łożyska toczne są jednak znacznie droższe od łożysk ślizgowych. Od pewnego czasu, w związku ze zwiększeniem prędkości pociągów, prze­ pisy międzynarodowe nie pozwalają na budowę nowych wagonów towa­ rowych i osobowych z łożyskami ślizgowymi. Osiowe łożysko toczne składa się z kadłuba łożyska, pokrywy, pierścienia uszczelniającego i kompletu łożysk. Kadłub łożyska wykonany jako odlew staliwny, jest jakby fragmentem rury grubościennej z nadlewem na górnej powierzchni dla umocowania opaski resorowej oraz z nadlewami na śruby mocujące pokrywę i pierś­ cień uszczelniający i występami prowadzącymi podobnie jak w łożyskach ślizgowych. Inny typ kadłuba łożyska, dostosowany do współpracy ze sprężynami śrubowymi, nie ma nadlewu na gniazdo resoru, natomiast po obu stro­ nach ma wsporniki o średnicy odpowiadającej średnicy sprężyn (np. w wózkach standardowych typu Y25C lub w wózkach wagonów osobo­ wych). We wspornikach mogą być umieszczone prowadniki osi jak np. w kadłubach łożysk osiowych wózków typu 4AN dla wagonów osobo­ wych. Wewnętrzna powierzchnia kadłuba, służąca do osadzenia bieżni łożysk, jest obrabiana z zachowaniem tolerancji niezbędnych dla nieprzesuwnego osadzenia (z wciskiem) tych bieżni. Kadłub łożyska jest z przodu zamknięty pokrywą. Od strony zestawu kołowego kadłub jest uszczelniony pokrywą tylną z pierścieniem uszczel­ niającym typu labiryntowego, osadzanym na osi zestawu kołowego lub innym, np. z wkładką filcową. W wagonach towarowych i osobowych PKP stosuje się po dwa łożyska wałeczkowe typu NJ-bNJP o wymiarach 120X80X240, osadzone nieprzesuwnie bezpośrednio na czopie osi. Łożysko osiowe wałeczkowe stosowane w wagonach towarowych PKP, pokazano na rysunku 8.18. Siły poprzeczne są przenoszone z zestawu kołowego za pośrednictwem czołowych powierzchni rolek, współpracujących z krawędziami czołowymi bieżni łożysk. Przed zsunięciem się wewnętrznych bieżni łożysk z czopów osi zabezpiecza odpowiednia nakładka, przymocowana śrubami do czoła czopa osi lub specjalna nakrętka, nakręcona na nagwintowany koniec czopa osi. W mocowaniu bieżni łożysk na czopach osi nie mogą występować żadne luzy. Dla zabezpieczenia przed samoczynnym odkręceniem się śrub lub

nakrętek stosuje się specjalne, bardzo pewne zabezpieczenia, np. w po­ staci odginanych podkładek. W wagonach innych zarządów kolejowych stosuje się inne typy łożysk tocznych, np. łożyska baryłkowe (rys. 8.19). Do przenoszenia sił poosio­

wych stosuje się często dodatkowe łożyska oporowe, np. kulkowe, prze­ znaczone tylko do przenoszenia tych sił i nie przenoszące obciążeń pio­ nowych. Innym rozwiązaniem, również powszechnie stosowanym w Europie, jest osadzanie łożysk na czopach osi za pośrednictwem stożkowych tulei roz­ prężnych (jak w łożysku baryłkowym SKF). Do smarowania łożysk tocznych stosuje się smar stały ŁT4. Właściwa praca łożysk tocznych, urządzeń bardzo precyzyjnych, zależy od zachowania właściwych tolerancji wymiarowych poszczególnych jego części, dobrego osadzenia obu bieżni (wewnętrznej i zewnętrznej) na czopie osi i w kadłubie łożyska, czystości montażu i sposobu zabezpie­ czenia przed przedostawaniem się do wnętrza łożyska zanieczyszczeń. Do montażu i demontażu łożysk tocznych należy używać specjalnych przyrządów. Dlatego wszelkie prace przy tocznych łożyskach osiowych

mogą być wykonywane tylko w specjalnych, odpowiednio wyposażonych warsztatach. W wagonowniach przegląd łożysk tocznych ogranicza się zwykle do zdję­ cia pokrywy i kontroli smaru. Jeżeli smar ma kolor żółty z odcieniem zielonym i jest gęsty, świadczy to o dobrym stanie łożyska. Jeżeli smar

jest sczerniały i rzadki, wówczas zestaw kołowy należy poddać pełnej rewizji, połączonej z demontażem łożysk. Bieżąca kontrola łożysk tocznych polega na badaniu temperatury korpu­ sów łożyska za pomocą dotyku ręką bezpośrednio po przyjeździe wagonu. Po dłuższej pracy prawidłowo wykonanych łożysk temperatura korpusu może dochodzić do ok. 30°C powyżej temperatury otoczenia.

8.3.

Prowadzenie zestawów kołowych

Zestawy kołowe muszą być połączone z ostoją wagonu. Do tego celu w wagonach dwuosiowych służą urządzenia prowadzenia zestawów koło­ wych i układ odsprężynowania. Najbardziej rozpowszechniony sposób prowadzenia zestawów kołowych to tzw. prowadzenie widłowe, w którym kadłuby łożysk osiowych są ujęte w prowadniki, przymocowane na stałe do ostoi wagonu (rys. 8.20). Prowadniki łożysk osiowych w wagonach PKP są mocowane do ostoi przez spawanie lub przez nitowanie

1 —

pro w ad n ik łożysk, 2 — zw ora, 3 — w ykłady prow adników łożysk

Prowadniki są połączone w dolnej części zworą, tzn. łącznikiem łączącym oba prowadniki ze sobą. Na części długości prowadników tam gdzie sty­ kają się one z kadłubem łożyska, prowadniki są wyposażone w specjalne nakładki, spełniające rolę ślizgów, przymocowanych do prowadników przez spawanie. Dla zmniejszenia ścierania się ślizgów i występów prowadnych kadłubów łożysk, części te należy przy każdej okazji smarować smarem stałym. Do łagodzenia wstrząsów podczas jazdy wagonu jest konieczne, aby zestawy kołowe mogły przesuwać się względem ostoi wagonu, a więc między kadłubem łożyska a ślizgami prowadników muszą być pewne luzy. Drugim zadaniem luzów między kadłubem łożyska a prowadnikami jest zapewnienie przejazdu wagonu przez łuki toru.

Zgodnie z przepisami JT i RIV musi być zapewnione swobodne przecho­ dzenie wagonu po łuku o promieniu 150 m, przy szerokości toru 1435 mm. Budowane są także wagony, w których wymaganie to zaostrzono (mini­ malny promień łuku 75 m, a nawet 35 m, przy spełnieniu dodatkowych warunków, w stanie nie sprzęgniętym i przy niewielkiej prędkości). Osie wagonów z luzami tak małymi, że gwarantują one tylko niezakleszczanie się osi w prowadnikach, nazywa się osiami sztywnymi i stosuje tylko w wagonach starszej konstrukcji o małym rozstawie osi. W wago­ nach nowej budowy o większym rozstawie osi stosuje się tzw. osie swo­ bodne, tj. takie, które mają zwiększone luzy wzdłużne, umożliwiające promieniowe ustawiania się osi w łuku toru. Luzy te jednak pogarszałyby

Rys. 8.21. Zawieszenie standardowe resorów

spokojność jazdy wagonu po prostej gdyby nie był on wyposażony w urzą­ dzenie zwrotne, utrudniające jego przesuw podłużny (skośne ustawienie się w torze) i sprowadzające zestaw kołowy w położenie środkowe. Takim urządzeniem zwrotnym w wagonach dwuosiowych jest zawie­ szenie resorów (rys. 8.21), standardowe dla wszystkich kolei UIC i skła­ dające się z koziołków resorowych przypawanych do ostoi wagonu, podwójnych ogniw połączonych (z jednej strony z uchem resoru, a z dru­ giej strony z tuleją koziołka) za pośrednictwem sworzni i kamieni reso­ rowych.

Rys. 8.22. Schemat powstawania siły zwrotnej

Zasadę powstawania siły zwrotnej przeciwdziałającej przesunięciu się kadłuba łożyska, pokazano na rysunku 8.22, z którego widać, że siła zwrotna H zależy od kąta pochylenia ogniw i wobec tego, w miarę prze­ suwu kadłuba łożyska z jednej strony kąt pochylenia rośnie, a z dru­ giej — odpowiednio maleje, co pociąga za sobą odpowiednią zmianę wartości sił H po obu końcach resoru i daje w efekcie siłę wypadkową, działającą przeciwnie do kierunku wychylenia, która przenosi się przez resor na zestaw kołowy. To urządzenie zwrotne daje także siłę zwrotną, działającą w kierunku poprzecznym; mechanizm powstawania tej siły jest identyczny. W standardowym zawieszeniu resorowym kąty pochylenia ogniw, długość ogniw oraz luzy poprzeczne i podłużne w prowadzeniu kadłuba łożyska zostały ustalone eksperymentalnie podczas badań wykonanyc hprzez ORE (rys. 8.23).

Takie zawieszenie, przy określonych naciskach na oś i rozstawach osi dwuosiowych wagonów towarowych, dopuszcza ich kursowanie z pręd­ kością nawet do 120 km/h. Tłumienie w tym układzie drgań związanych z wychyleniami jest reali­ zowane przez tarcie między ogniwami a kamieniami zawieszenia oraz między kamieniami a sworzniami. Dlatego powierzchnie te nie są sma­ rowane. Do regulowania wysokości zderzaków nad główką szyny (np. po przeto­ czeniu zestawów kołowych) są stosowane podkładki regulacyjne, umie­ szczone w gnieździe kadłuba łożyska osi pod resorem. Prowadniki kadłubów łożysk osiowych (widły maźniczne) mają za zadanie ograniczenie wychyleń zestawu kołowego oraz przenoszenie sił powstają­ cych podczas hamowania, ruszania z miejsca, itp. Wagony budowane przed 1960 r. mają inny układ zawieszenia. Stosowano wówczas pojedyncze ogniwa zawieszenia resorowego znacznie mniejszej długości, oraz inne wartości luzów w prowadzeniu kadłuba łożyska osi (rys. 8.24). Działanie zatem zawieszenia resorowego jako urządzenia zwrotnego było znacznie mniejsze i prowadniki kadłubów łożysk osiowych były bardziej obciążone. Dopuszczalna prędkość wagonów na pojedyn­ czych ogniwach jest mniejsza niż przy zawieszeniu standardowym i w wa­

gonach z krótszym rozstawem osi (mniejszym niż 4,5 m) nie przekra­ cza 60 km/h. Jak wynika z podanego opisu sposobu działania urządzenia zwrotnego i prowadzenia zestawów w wagonach dwuosiowych, ważną rolę, ze wzglę­ du na bezpieczeństwo ruchu, spełniają prowadniki łożysk osiowych jako elementy przenoszące największe siły. Dlatego ich właściwy stan tech­ niczny i pewne przymocowanie do ostojnic jest niezbędne dla zagwaran­ towania bezpiecznego ruchu wagonu.

i

i i

Rys. 8.24. Zawieszenie z pojedynczymi ogniwkami

Należy zwracać szczególną uwagę na stan przymocowania prowadników do ostojnic: spoiny mocujące nie mogą być pęknięte, a nity luźne. Nie­ dopuszczalne są trwałe deformacje prowadników, gdyż grozi to wysu­ nięciem się kadłuba łożyska lub jego zakleszczeniem. Należy pamiętać, że eksploatacja wagonu, w którym nie są dotrzymane poszczególne wymiary zawieszenia jest niedopuszczalna ze względu na zmienione obciążenie jego elementów, co może prowadzić do nagłego uszkodzenia, np. zerwania ogniw lub pęknięcia sworzni, resoru. Zmiana geometrii zawieszenia lub przekroczenie ustalonych wymiarów dopuszczalnych wynika zazwyczaj z zużycia ciernego jego elementów, które nie musi przebiegać jednakowo dla każdego elementu i które po­ woduje w efekcie zmniejszenie pracujących przekrojów, a więc zmniej­ szenie ich wytrzymałości lub zmianę długości poszczególnych elementów, co z kolei wpływa na powstawanie dodatkowych obciążeń, np. skręcają­ cych pióra resorowe.

Koziołki resorowe w standardowym zawieszeniu resorowym są wykony­ wane jako tłoczone z blach. Są one przypawane do ostojnic. W części końcowej mają tuleję do umieszczenia sworznia, łączącego koziołek z ogniwami. Identyczny sworzeń łączy ogniwa zawieszenia z resorem. Części zawieszenia resorowego, przemieszczając się względem siebie, ulegają zużyciu ciernemu. Całkowita długość jednego kompletu zawieszenia — od osi sworznia w oczku resora do osi sworznia w koziołku — nie może przekraczać wy­ miaru nominalnego więcej niż 15 mm. Dla ułatwienia tego pomiaru w łebkach, będących zakończeniami sworzni, są wykonywane specjalne nawiercenia. Wszystkie wymiary zawieszenia można sprawdzać suwmiarką uniwer­ salną. Nadmierne zużycie poszczególnych części zawieszenia grozić może ich urwaniem. Elementy zawieszenia muszą być zabezpieczone przed rozłą­ czeniem się za pomocą zawleczek. Po wyjęciu zawleczek nie należy ich ponownie używać lecz włożyć w ich miejsce'zawleczki nowe. Stan elementów prowadzenia zestawów kołowych i izawieszenia resoro­ wego na równi ze stanem zestawów kołowych, łożysk i usprężynowania, decyduje o bezpieczeństwie jazdy wagonu. 8.4.

Odsprężynowanie

Podstawowym zadaniem odsprężynowania jest łagodzenie wstrząsów, wywoływanych podczas jazdy nierównościami toru. Wymaga to, aby w każdym stanie załadowania wagonu możliwe było określone ugięcie się jego elementów. Największą, dopuszczalną wartość ugięcia statycznego (postojowego) ogranicza wymagana wysokość zderzaków nad główką szyny. Dopuszczal­ na różnica wysokości zderzaków w wagonie próżnym i załadowanym wynosi 125 mm. Uwzględniając jednak obniżenie się wagonu w wyniku zużycia obręczy zestawów kołowych, niezbędne tolerancje wykonawcze elementów zawieszenia, rozrzut masy poszczególnych elementów wagonu, osiadanie sprężyn itp., uzyskuje się zwykle wartość różnicy ugięć co naj­ wyżej 60 mm. Zaś stosunek ciężaru wagonu załadowanego do ciężaru wagonu próżnego ma się zwykle jak 4 :1 . Tak więc skojarzenie tych dwu wartości decyduje o tym jaką sztywność resorów można stosować w .praktyce. O skuteczności łagodzenia przez usprężynowanie wstrząsów decydują: wartość ugięcia jednostkowego oraz wartość całkowitego ugięcia postojo­ wego. Przy będących do dyspozycji materiałach, z których wykonuje się odsprężynowanie oraz przy jednakowym, będącym do dyspozycji miejscu jego umieszczenia, konstrukcja odsprężynowania wagonów dwuosiowych została w znacznej mierze zunifikowana. W dwuosiowych wagonach PKP jednym ze stosowanych rodzajów odsprę­ żynowania jest odsprężynowanie za pomocą sprężyn piórowych.

Stosowane w standardowym (zalecanym przez UIC) układzie zawieszenia resory piórowe (rys. 8.25) są wykonywane w dwóch różnych długościach (1200 mm lub 1400 mm). Standardowy resor piórowy składa się z ośmiu piór o przekroju 120X16 mm, połączonych w środku zaciśniętą na gorąco opaską resorową z odpowiednim występem, współpracującym z gniazdem w kadłubie łożyska osiowego. Główne pióra resoru są na końcach zawi­ nięte, tworząc ucha, współpracujące przez sworznie z elementami zawie­ szenia. Resory wykonuje się 'że stali 50S2.

t

Rys. 8.25. Resor ośmiopiórowy 1200X120X16 1 — 8 — 9 —

pióro główne długości 1200 mm, pióra długości wg PN 61/K-88181, opaska, 10 — klin

2 , 3, 4, S , 6 , 7,

Bardzo ważna dla trwałości resoru jest obróbka cieplna jego piór. Przez hartowanie musi być osiągnięta odpowiednia twardość piór, przy czym nie powinno nastąpić zbytnie odwęglenie powierzchniowej warstwy piór. Współpracujące powierzchnie piór pokrywa się smarem stałym, co zapo­ biega zbytniemu tarciu piór podczas pracy resoru i przeciwdziała korozji. Ponieważ podczas eksploatacji nie ma możliwości uzupełnienia smaru między piórami resoru, smar, umieszczony tam w procesie produkcji jest stopniowo wyciskany i po pewnym czasie pióra pracują na sucho, czemu towarzyszy wzrost tarcia. Zwiększa się więc nadmiernie tłumienie wewnętrzne resoru, wzrasta także nieco jego sztywność. Wymiary standardowego zawieszenia resorowego i wymiary standardo­ wych resorów powinny uwzględniać pewien luz (30% ugięcia przy obcią­

żeniu statycznym), niezbędny na dodatkowe ugięcie pod wpływem obcią­ żeń dynamicznych, powstających podczas jazdy wagonu. . Oczywiście, wartość nadwyżek dynamicznych zależy od stanu toru. W wa­ runkach PKP często, niestety, obserwuje się stan toru taki, że przewi­ dziany konstrukcyjnie zapas ugięcia resoru nie wystarcza; nadwyżki dy­ namiczne przekraczają 30%, następuje uderzanie opasek resorowych o ostojnice, co prowadzi do uszkodzeń wagonów oraz zwiększa oddziały­ wanie na tor i pogarsza jego stan. Powiększenie luzu -między opaską resoru a ostojnicą wagonu, przewidzia­ nego na elastyczne przejmowanie obciążeń dynamicznych, nie jest możli­ we i zabezpieczenie przed występującymi uderzeniami można by zreali­ zować przez zwiększenie sztywności resoru (zmniejszenie ugięcia jednost­ kowego). W niektórych typach wagonów kolei zagranicznych stosuje się zamiast resorów ośmiopiórowych resory dziewięćiopiórowe o odpowiednio więk­ szej sztywności. Jednak zbyt duża sztywność resorów powoduje zmniej­ szenie statycznej strzałki ugięcia i wagon, szczególnie próżny, pracuje w sposób niewłaściwy: zbyt twardo. Dlatego m. in. stosuje się ostatnio odsprężynowanie o zmiennej charakterystyce (progresywne): o mniejszej sztywności przy próżnym wagonie i o zwiększonej sztywności przy w a­ gonie załadowanym. Zagadnienie doboru sztywności odsprężynowania wiąże się ściśle ze sztywnością wagonu i decyduje o bezpieczeństwie ruchu, szczególnie na torze zwichrowanym. Międzynarodowe badania różnych układów odsprężynowania progre­ sywnego wykazały, że najkorzystniejsze własności biegowe, żywotność

Rys. 8.26. Resor paraboliczny

i trwałość mają tzw. resory paraboliczne. Mogą być one stosowane, bez żadnych przeróbek zawieszenia, zamiast resorów dotychczasowych. Ich nazwa pochodzi od parabolicznego kształtu piór, o zmiennym wzdłuż długości przekroju. Pokazany na rysunku 8.26 resor paraboliczny ma długość 1400 mm (resor długości 1200 mm jest identyczny). 7 — Konstrukcja i eksploatacja

Resor paraboliczny pracuje w ten sposób, że w wagonie próżnym s? obciążane tylko pióra górne resoru. W miarę załadowywania wagom zaczynają pracować dolne pióra, dając wymaganą sztywność resoru (dli wagonu próżnego sztywność wynosi 0,655 kN/mm, a dla ładownego — 1,50 kN/mm). Pod obciążeniem współpracują ze sobą odpowiednio ukształ­ towane końce poszczególnych piór (a nie — jak w zwykłym resorze — pióra na całej długości). Daje to niezmienność tarcia wewnątrz resoru co decyduje o tłumieniu drgań. Poszczególne pióra w opasce resorowej są oddzielone przekładkami sta­ lowymi. Charakterystykę ugięcia resoru progresywnego w funkcji obciążeni? pokazano na rysunku 8.27. Na jakość jazdy wagonu po torze w sposób decydujący wpływają drga­ nia. Upraszczając zagadnienie można stwierdzić, że dynamiczny impuls

jj , I

wymuszający ugięcie układu sprężystego, powoduje, po ustaniu jego działania, powrót układu do położenia wyjściowego. Układ nie powróci dokładnie do tego położenia, lecz przekroczy je, następnie ugnie się w kierunku przeciwnym. Zjawisko to będzie się powtarzać. Powstaną tak zwane drgania harmoniczne. Gdy impuls wymuszający będzie się powtarzał okresowo, wówczas przy określonej długości tego okresu

mogłoby nastąpić nałożenie się okresu wymuszeń i okresu drgań włas­ nych układu sprężystego, a w efekcie — zjawisko rezonansu przy którym wartość drgań układu sprężystego wzrosłaby nadmiernie. Prędkość, przy której takie zjawisko wystąpi, nazywa się prędkością krytyczną. Dla uniknięcia drgań harmonicznych i zapobieżenia występowaniu rezo­ nansu jest konieczne zastosowanie tłumienia drgań. W omawianym ukła­ dzie odsprężynowania wagonów towarowych za pomocą resorów pióro­ wych tłumienie drgań następuje przez tarcie między poszczególnymi piórami resoru. W innych układach, np. ze sprężynami śrubowymi, jest

konieczne stosowanie specjalnych tłumików hydraulicznych lub ciernych. Innym, często stosowanym odsprężynowaniem jest odsprężynowanie za pomocą sprężyn śrubowych, najczęściej z drutu o przekroju okrągłym lub prostokątnym (rys. 8.28). Charakterystycznymi parametrami sprężyny śrubowej są: średnica drutu, średnica nawinięcia i wysokość sprężyny, decydujące o charakterystyce sprężyny. Początek pierwszego zwoju i zakończenie ostatniego zwoju sprężyny są odpowiednio ukształtowane, pozwalając na poosioWe obciążenie sprężyny. Dla zwiększenia trwałej wytrzymałości sprężyny stosuje się różne za­ biegi technologiczne, np. przeprężanie sprężyn (polegające na ściśnięciu sprężyny aż do zetknięcia zwojów, przetrzymywaniu przez pewien czas dla wywołania odpowiedniego rozkładu naprężeń na zewnętrznej po­ wierzchni drutu sprężyny), kulowanie lub śrutowanie (polegające na wytwarzaniu na powierzchni drutu sprężyny warstwy utwardzonej dzięki uderzeniom drobnych kulek lub śrutu wyrzucanych z dużą pręd­ kością). Często stosuje się komplety sprężyn śrubowych, w których wewnątrz sprężyny o większej średnicy jest sprężyna o mniejszej średnicy. Kie-

k

runki nawinięcia tych sprężyn są przeciwne, co pozwala na uniknięcie ewentualnych zakleszczeń sprężyn. W wagonach zagranicznych bywają stosowane sprężyny śrubowe z drutu 0 przekroju kwadratowym lub prostokątnym. Uszkodzenia sprężyn śrubowych — to przede wszystkim ich pękanie 1 osiadanie (utrata wysokości w miarę eksploatacji). 8.4.1.

Tłumienie drgań

Stosowane w wagonach PKP tłumiki hydrauliczne (rys. 8.29) składają się z dwóch komór: roboczej i zasobnikowej. Komorę roboczą stanowi cylinder, zamknięty z obu stron. Wewnątrz tej komory przesuwa się tłok, połączony z górną częścią tłumika. W tłoku i w dolnej głowicy komory roboczej są zawory tłumiące, składające się z ruchomej płytki z kalibro­ wanym otworem i gniazda z rowkami, umożliwiającymi przepływ oleju. Tłumik jest mocowany do konstrukcji wagonu za pośrednictwem łożysk gumowo-metalowych. Praca tłumika polega na tym, że podczas ruchu tłoka w dół zmniejsza się objętość komory roboczej i wzrasta ciśnienie oleju, który wypływa przez zawór w głowicy komory roboczej do komory zasobnikowej. Wów­ czas ruchoma płytka zaworu jest dociskana do swego gniazda i przepływ

Rys. 8.29. Tłumik hydrauliczny — 3— — — 7— 8 — 1

4 6

tłok, 2 — cylinder, cylinder zewnętrzny, zawory, 5 — główka, korek spustowy, uszczelnienie, tabliczka znamionowa

oleju jest możliwy tylko przez kalibrowany otwór w płytce (rys. 8.30), co powoduje znaczne opory i daje efekt tłumiący. W tym czasie zawór w tłoku (płytka uniesiona — jak na rysunku 8.31) pozwala na swobodny przepływ oleju do przestrzeni nad tłokiem, nie pozwalając na wytwo­ rzenie się podciśnienia po jego drugiej stronie. Podczas ruchu tłoka do góry ustawienie zaworów jest odwrotne, tzn. zawór w tłoku ma dociśniętą płytkę ruchomą i olej z przestrzeni nad tłokiem jest wyciskany przez otwór kalibrowany, a więc tam następuje tłumienie. W tym czasie zawór w głowicy jest otwarty i olej bez oporów przepływa z komory zasobnikowej do komory roboczej.

Podczas pracy tłumika ciśnienie oleju w komorze roboczej może osiągać 160 kG/cm2. Dlatego wykonanie poszczególnych części tłumika i ich montaż muszą być bardzo precyzyjne a uszczelnienia — wykonane bardzo dokładnie. Ślady wycieków oleju na tłumiku świadczą o braku szczelności i jego uszkodzeniu. Brak wystarczającej ilości oleju wewnątrz tłumika powo­ duje niewłaściwe działanie tłumika. Do spuszczenia oleju z tłumika lub do napełnienia go nowym olejem w pobliżu dolnego łba jest korek spustowy. Każdy tłumik jest wyposa­ żony w tabliczkę firmową, z oznaczeniem typu, współczynnika tłumienia i wartości skoku. Olej w tłumiku wymienia się raz w roku, a przeglądy tłumików wyko­ nuje się nie rzadziej niż co 3 lata. Sprawdzenie, czy tłumik pracuje właściwie, jest możliwe tylko na spe­ cjalnym stanowisku badawczym. W przypadku więc stwierdzenia widocz­ nych wycieków oleju z tłumika jest konieczne wymontowanie go z wa­ gonu. W wagonach osobowych stosuje się coraz częściej — oprócz odsprężynowania za pomocą sprężyn śrubowych — odsprężynowanie pneumatyczne za pomocą elementów gumowych napełnionych sprężonym powietrzem.

Ciśnienie powietrza jest regulowane, co umożliwia zachowanie stałej wysokości wagonu d stałej statycznej strzałki ugięcia, niezależnie od obciążenia wagonu {jest to szczególnie ważne w wagonach do ruchu lokal­ nego). Przykład takiego usprężynowania pokazano na rysunku 8.32. Odsprężynowanie pneumatyczne w wagonach PKP nie jest stosowane. W niektórych rozwiązaniach konstrukcyjnych są stosowane często gumo­ we elementy odsprężynowania. W połączeniu z innymi rodzajami odsprężynowania spełniają one zwykle rolę elementu dodatkowego, dającego pewną podatność połączenia {swego rodzaju przegub) oraz dzięki własno­ ściom gumy rolę tłumienia drgań o dużej częstotliwości.

Rys. 8.32. Odsprężynowanie pneumatyczne 1 — powłoka, 2 — pierścienie mocujące 3 — pokrywa górna, 4 — pokrywa dolna, 5 — odbijak gumowy

Rys. 8.33. Odsprężynowanie gumowe ściskane

Rys. 8.34. Odsprężynowanie gumowe ścinane

Odsprężynowanie gumowe, jako samodzielny rodzaj odsprężynowania, występuje zwykle w postaci odpowiedniej liczby ściskanych elementów gumowych oddzielonych przekładkami stalowymi (rys. 8.33), lub w postaci elementów pracujących na ścinanie (bloki gumowe są połączone z elemen­ tami stalowymi — rys. 8.34), przesuwających się równolegle do siebie. 8.5.

Wózki wagonów

Ze wzrostem przewozów kolejowych pojawiła się potrzeba zwiększania ładowności wagonów i prędkości jazdy. Dążenie to, przy jednoczesnym zwiększaniu długości linii pierwszorzędnych, dopuszczających zwiększone naciski, spowodowało opracowanie konstrukcji wagonów wieloosiowych znacznie lepiej wykorzystujących skrajnię taboru i długości torów. Ze względu na konieczność zachowania dobrych własności biegowych i łatwe wpisywanie się wagonu w łuki oparto ostoję wagonu na wózkach. Spo­ śród wagonów na wózkach najbardziej rozpowszechnione są wagony czteroosiowe, z dwoma wózkami dwuosiowymi. Budowane są także, choć znacznie rzadziej, wagony sześćioosiowe, na dwóch wózkach trzyosiowych a na kolejach zagranicznych (szczególnie w ZSRR) także wagony ośmioosiowe, na 4 wózkach dwuosiowych. Na PKP, od połowy lat sześćdziesiątych (Zdecydowano, wobec dynamicznie rosnących zadań przewozowych, przejść na wagony czteroosiowe. Obecne dostawy nowego taboru obejmują przeważnie wagony czteroosiowe, przy ograniczeniu dostaw wagonów dwuosiowych tylko do pewnej liczby wa­ gonów specjalnych. Podobnie jest w przewozach pasażerskich. Dążenia do zwiększenia pręd­ kości i komfortu ja z d y oraz do zwiększenia liczby miejsc w wagonach spowodowały, że po wojnie są budowane niemal wyłącznie wagony na wózkach, i tylko takie są dopuszczane do ruchu międzynarodowego. Wagonów trzyosiowych nie buduje się obecnie. Wagony osobowe dwu­ osiowe bywają budowane, np. jako wagony doczepne do autobusów szynowych, do obsługi niektórych linii gorszych kategorii. Wózki wagonów towarowych, ze względu na niezbędną prostotę kon­ strukcji, są budowane na całym świecie jako wózki z pojedynczym (jednostopniowym) odsprężynowaniem. Rozróżnia się dwa rodzaje wóz­ ków: z odśprężonowaniem przymaźnicznym i z odsprężynowaniem buja­ kowym. Wózki z odsprężynowaniem przymaźnicznym (między zestawami kołowy­ mi a ramą) mają ramę sztywną, na której opiera się ostoja wagonu za pośrednictwem kulistego urządzenia skrętowego. Wózki z odsprężynowaniem przymaźniczym (między zestawami kołowymi i płaskie urządzenie skrętowe, umieszczone na specjalnej belce poprzecz­ nej w ramie wózka (tzw. belce bujakowej). Odsprężynowanie w tym typie wózka znajduje się między belką bujakową a ramą wózka. Rama wózka opiera się na zestawach kołowych bez pośrednictwa elementów sprężystych.

Tak więc urządzenie skrętowe (gniazdo skrętu i czop skrętu) pokazane na rysunku 8.35 ma do spełnienia dwie ważne funkcje: przenoszenie obciążenia z pudła wagonu na ramę wózka oraz umożliwienie wykony­ wania przez wózek wszystkich, niezbędnych ruchów podczas jazdy po torze.

Rys. 8.35. Urządzenie skrętowe kuliste

Wartości wychyleń wózka w poszczególnych płaszczyznach są dobierane ze względu na warunki skrajne, mogące wystąpić podczas eksploatacji: — w zakresie wychyleń wózka w płaszczyźnie poziomej — w zależności od przewidywanego minimalnego promienia łuku toru (ostatnio wy­ maga się przechodzenia wózków przez łuki o promieniu 35 m); — w zakresie wychyleń w płaszczyznach pionowych — z warunków przechodzenia wagonu przez górka rozrządowe oraz z warunków prze­ chodzenia na stosowane w komunikacji kolejowej promy morskie — przyjmuje się kąt wychylenia wózka równy 2°30' lub 3°30', przy jednoczesnym skręcie wózka odpowiadającym łukowi o promieniu 120 m.

Sprawy te są regulowane odnośnie wagonów dopuszczonych do ruchu międzynarodowego przepisami UIC i RIV, a odnośnie wagonów do ruchu wewnętrznego — wytycznymi do założeń konstrukcyjnych, ustalanych przez MK. Ze względu na przewidywane wprowadzenie sprzęgów samoczynnych wymiary zewnętrzne wózków wagonów czteroosiowych są ograniczone przepisami UIC (karta nr 510). Natomiast ze względu na unifikację pewnych urządzeń torowych (wag, hamulców torowych itp.) przyjęto ujednolicony wymiar rozstawu osi w wózkach dwuosiowych, wynoszący 1800 mm. Ujednolicona jest także międzynarodowo średnica kół zesta­ wów kołowych, wynosząca 920 mm.

Jak wspomniano, urządzenie skrętowe wózka, składające się z gniazda, czopa (stopy) i sworznia jest tym elementem, który umożliwia wózkowi wykonywanie niezbędnych w czasie jazdy wychyleń. Dlatego wymaga się dużej niezawodności i trwałości tego urządzenia. Gniazdo i czop skrętu wykonuje się ze staliwa; dla zmniejszenia tarcia i zwiększenia okresu żywotności smaruje się powierzchnie pracujące

Belka skrątowa

Rys. 8.36. Smarowanie czopa skrętu

za pomocą smarowniczek knotowych, doprowadzających olej między gniazdo i czop z pojemników umieszczonych na ścianach bocznych (rys. 8.36). Brak smarowania gniazda skrętu zwiększa tzw. moment zwrotny wózka, (moment potrzebny do obrócenia wózka w płaszczyźnie poziomej) i zwięk­ sza siły prowadzące, w związku z czym wzrasta zużycie obręczy i szyn. Przy szczególnym zbiegu niekorzystnych okoliczności może dojść do wy­ kolejenia. W nowych typach wózków, dla wyeliminowania kłopotliwych w eksploa­ tacji urządzeń smarujących, zastosowano w gnieździe skrętu wkładkę z tworzywa sztucznego, co nie wymaga w ciągu całego okresu pracy smarowania, ze względu na odpowiednio dobraną wartość współczynnika tarcia. Również w ślizgach 'bocznych stosuje się ostatnio coraz częściej zamiast stali tworzywo sztuczne. Umieszczony na ramie wózka hamulec wagonu, to w wagonach PKP tylko układ dźwigniowy, przenoszący siłę z siłownika hamulcowego umieszczonego na pudle wagonu, na klocki hamulcowe. Elementy łączące klocki hamulcowe po jednej stronie kół (tzw. trójkąty hamulcowe), które ze względu na swoje rozmiary i umieszczenie stanowiłyby, w przypadku zerwania się wieszaków i upadku na tor, szczególne zagrożenie bez­ pieczeństwa jazdy, są dodatkowo zabezpieczone pałąkami ochronnymi, przymocowanymi do ramy wózka. Pozostałe elementy przekładni hamulcowej (dźwignie, cięgła, wieszaki),, połączone ze sobą sworzniami, nie są dodatkowo zabezpieczone. Przekładnia hamulca w wózku musi zachowywać dla prawidłowego dzia­ łania określone położenia swoich dźwigni. Do regulowania przekładni, np. po przetoczeniu zestawów, służą otwory regulacyjne w elementach łączą­ cych przekładnię z ramą wózka.

W wagonach niektórych kolei europejskich, w związku z innym syste­ mem utrzymania i napraw, umieszcza się na ramie wózka także siłowniki hamulcowe, tworząc w ten sposób na wózkach autonomiczne układy hamulcowe. W pewnym stopniu komplikuje to konstrukcję wóz­ ka, z drugiej jednak śtrony pozwala na skrócenie czasu napraw okreso­ wych, dzięki możliwości wymiany całych wózków i ich naprawy na wyspecjalizowanych stanowiskach.

Rys. 8.37. Układ hamulca na wózku 1 — wieszak, 2 — trójkąt hamulcowy, zabezpieczające, 7 — wstawki

3

— dźwignie,

4

— łącznik, 5 — ciągło, 6 — pałąki

W wagonach przeznaczonych do jazdy z prędkością powyżej 100 km/h wymaga się automatycznego zmieniania intensywności hamowania w za­ leżności od obciążenia wagonu. Urządzenie takie musi być więc umiesz­ czone w pobliżu elementów odsprężynowania, skąd będzie uzyskiwać informacje o załadowaniu wagonu i przekazywać je do zaworu rozrządczego hamulca lub do elementów sterujących przełożeniami przekładni hamulcowej. W wagonach wózkowych, ze względu na skomplikowane i dość duże wychylenia wózków w kilku płaszczyznach, stosuje się różne urządzenia sterujące zaworami rozrządczymi hamulca. Na przykład w wózku Y25C Tablica 8-2 Lp.

Typ wózka

Nazwa parametru lXTa

1

2 3 4 5

6 7 8

Rozstawa osi Czop skrętu Masa własna Prędkość maksymalna Usprężynowanie Tłumienie drgań Łożyska osiowe Nacisk klocków hamulcowych na koła

2,0 m kulisty 4800 kg 100 km/h resory —

toczne dwustronny

2XT

25TN

1,85 m 1,8 m płaski kulisty 4500 kg • 4400 kg 80 km/h 100;120 km/h sprężyny sprężyny cierne cierne toczne toczne jednostronny dwustronny

urządzenie takie umieszcza się nad zewnętrznym, skrajnym kompletem odsprężynowania wózka. Dla umożliwienia kursowania niektórych typów wagonów na kolejach ZSRR (szerokość toru 1520 mm) istnieje możliwość wymiany zestawów kołowych na zestawy dostosowane do tej szerokości toru. Dopasowanie przekładni hamulcowej na wózku do nowego rozstawu kół jest możliwe po przełożeniu specjalnych tulei na drugą stronę wieszaków hamulco­ wych oraz po przełożeniu podobnych tulei w trójkątach hamulcowych. W wagonach towarowych PKP stosuje 'się w zasadzie tylko trzy typy wózków dwuosiowych (taibl. 8-2). Najbardziej rozpowszechnione są wózki typu 1XT, stosowane w większości nowych wagonów PKP. W mniejszym zakresie stosuje się wózki typu 2XT, a niebawem przewiduje się seryjną produkcję nowego typu wózka standardowego UIC/ORE oznaczonego symbolem Y25C (wg oznaczeń krajowych — 25TN).

Wózek typu 1XT (rys. 8.38) jest zbudowany jako wózek o sztywnej, spawanej ze stali węglowej, ramie. Rama składa się z ostojnic (z wycię­ ciami do prowadzenia zestawów kołowych), połączonych po środku belką skrętową o profilu skrzynkowym, a na końcach — czołownieami. Kuliste gniazdo skrętu, o wymiarach zgodnych z podanymi w przepisach UIC, jest przykręcone lub przyspawane do belki skrętowej ramy wózka. Urzą­ dzenie skrętowe jest połączone sworzniem skrętu w .postaci trzpienia, zabezpieczonego od dołu nakrętką koronową. Sztywne ślizgi boczne w postaci stalowych wkładek są umieszczone w odpowiednich korytkach

na ramie wózka. Luz pionowy między ślizgami na ramie wagonu i na ra­ mie wózka wynosi w wagonie 401Wb 5±1 mm. Osprężynowanie wózka stanowią resory ośmiopiórowe o przekroju piór 120X16 mm i długości 1200 mm, a więc identyczne jak w wagonach dwu­ osiowych (węglarkach). Zawieszenie resorów stanowią pojedyncze, długie wieszaki w postaci prostokątnych ogniw oraz kamienie i sworznie, p ra­ cujące podobnie jak w wagonach dwuosiowych. Luzy poprzeczne w pro­ wadzeniu zestawów kołowych wynoszą ok. 20 mm po każdej stronie. Powiększony, w stosunku do poprzednich wersji tego wózka, luz poprzecz­ ny i długie wieszaki zawieszenia resorowego powodują powstawanie sił zwrotnych, eliminują gwałtowne uderzenia kadłuba łożyska o prowad­ nice, decydują o polepszeniu własności biegowych wózka.

Rys. 8.39. Wózek standardowy typu 25TN, oznaczenie międzynarodowe Y25C

W wagonach importowanych z Rumunii (cysterny) i z Czechosłowacji (gondole) są stosowane wózki podobnej do wózka lXTa konstrukcji. Różnią się one tylko niektórymi szczegółami, np. kształtem koziołków re­ sorowych. Wózek typu 25TN (rys. 8.39), którego pierwsze egzemplarze są już eksploatowane, jest budowany wg dokumentacji standardowej UIC/ORE. Wózek ten ma także sztywną, spawaną ramę z usprężynowaniem przymaźnicznym oraz kuliste.gniazdo skrętu. Odsprężynowanie wózka składa się z ośmiu jednakowych kompletów sprężyn śrubowych. Każdy komplet składa się z dwóch sprężyn o różnej średnicy i wysokości, włożonych jedna w drugą. Sprężyna wewnętrzna jest wyższa i ma tak dobraną wysokość i sztywność, że w wagonie próż­ nym pracuje tylko ona, a dopiero po załadowaniu wagonu zaczyna pra­ cować sprężyna zewnętrzna. Uzyskano w ten sposób zmienność charakte­

rystyki odsprężynowania. Punkt zmiany sztywności odpowiada obciążeniu 13,6 t. Poniżej tej wartości sztywność odsprężynowania wynosi 3 mra/t, powyżej tej wartości — 1 mm/t. Ponieważ sprężyny śrubowe nie mają wewnętrznego tłumienia drgań, konieczne było zastosowanie specjalnego tłumika drgań. W wózku Y25C jest stosowany tłumik cierny (rys. 8.40). Tłumik ten składa się z płyty ciernej, wykonanej z odpornej na ścieranie stali manganowej, która jest dociskana do kadłuba łożyska osiowego przez trzpień, prowadzony w tulejowym otworze prowadnika osi.

Rys. 8.40. Tłumik cierny wózka typu 25TN

Na trzpień naciska górne oparcie kompletu sprężyn dzięki zawieszeniu ich na ogniwach pochylonych pod kątem ok. 21°. Uzyskuje się w ten sposób siłę docisku tłumika do kadłuba łożyska, proporcjonalną do pio­ nowego obciążenia zestawu kołowego. Wartość kąta pochylenia ogniwa dobrano tak, aby uzyskać optymalne tłumienie. Prowadzenie zestawów kołowych w tym wózku nie może być więc sma­ rowane, gdyż prawidłowa praca tłumika ciernego wymaga tarcia suchego. Dopuszczalny przesuw poprzeczny zestawu kołowego w tym wózku wy­ nosi 23 mm po każdej stronie. Własności biegowe tego wózka są zadowalające do prędkości 120 km/h. Konstrukcja wózka przystosowanego do prędkości 120 km/h jest niemal identyczna jak wózka do prędkości 100 km/h. Różni się w zasadzie tylko przekładnią hamulcową, odpowiednio wzmocnioną i przystosowaną do podwójnych klocków hamulcowych. Ponadto ślizgi boczne oparcia pudła wagonu są elastyczne (odsprężynowane). Wózek typu Y25C, ze względu na zastosowanie tłumika ciernego o stałej charakterystyce i zmienną sztywność usprężynowania, ma lepsze wła­ sności biegowe, szczególnie podczas jazdy wagonu próżnego. Własności

te niewiele się zmieniają z upływem czasu eksploatacji. Wózki tego typu są obecnie stosowane przez zarządy kolejowe większości krajów europej­ skich, w tym w wagonach gondolach importowanych z Rumunii. Najmniej rozpowszechnione w taborze PKP są wózki typu 2XT (rys. 8.41). Należą one do grupy wózków z odsprężynowaniem bujakowym. Rama wózka składa się z dwóch odlewanych ostojnic, obejmujących kadłuby łożysk osiowych, połączonych po środku poprzeczną belką bujakową. Belka bujakowa, odsprężynowana za pomocą sprężyn śrubowych, ma

możliwość przesuwania się wzdłuż prowadnic w środkowej części ostojnic. Muszą więc być pewne luzy w prowadzeniu. Dzięki takiemu połączeniu obie ostojnice mogą wykonywać względem siebie ruchy w płaszczyźnie pionowej i {w ramach luzów) w płaszczyźnie poziomej. Takie rozwiązanie ma tę zaletę, że sztywność skrętna ramy wózka jest mała. Wadą nato­ miast są ruchy w płaszczyźnie poziomej, pogarszające własności biegowe i zwiększające opory ruchu. Do tłumienia drgań w układzie odsprężynowania. zastosowano klinowe tłumiki cierne, umieszczone między belką bujakową a zespołami odsprężynowania, działające na prowadnice w ostojnicach (rys. 8.42). Gniazda skrętu w wózkach tego typu są płaskie, dzięki wykorzystaniu

ukośnego ustawiania się belki bujakowej w stosunku do ramy wózka przez odpowiednie ugięcia kompletów sprężyn śrubowych. Ponieważ rama tego wózka nie ma czołownic, hamulec jest wykonywany jako jednostronny, tzn. klocki hamulcowe są umieszczone tylko od wew­ nętrznej strony ramy wózka. Nie pozwala to na uzyskanie potrzebnej; efektywności hamowania i jest jedną z przyczyn niewielkiego zastoso-

Rys. 8.42. Wózek typu 2XT — tłumik cierny

wania tych wózków (obecnie tylko w wagonach typu 41IV do przewozu szutru i kamienia). Prędkość konstrukcyjna tych wózków — 80 km/h. Wózki podobnego typu są stosowane na kolejach ZSRR. Konstrukcja wózków trzyosiowych jest podobna do konstrukcji wózków dwuosiowych. Są to zwykle wózki o sztywnej ramie, oparte na trzech zastawach kołowych za pomocą resorów piórowych (rys. 8.43). Zestawy kołowe są prowadzone w wykrojach ramy. Dla równomiernego rozłożenia nacisków na poszczególne zestawy stosuje się najczęściej połączenia końców resorów za pomocą wahaczy. Stosuje się oczywiście kuliste gniazda skrętu.

Rys. 8.43. Wózek trzyosiowy

Istnieją także wózki trzyosiowe z tzw. ramą dzieloną, jednak ze względu na niestosowanie ich w wagonach PKP oraz bardziej skomplikowaną konstrukcję nie jest celowe ich omawianie. Konstrukcja wózków wagonów osobowych jest odmienna niż wózków wagonów towarowych. Wynika to z jednej strony z większych wymagań jeśli chodzi o spokojność biegu wagonów osobowych oraz, z drugiej strony, z mniejszej różnicy obciążenia wózka w wagonie próżnym i w wa­ gonie w pełni zajętym przez pasażerów. Różnica ta jest, w porównaniu z wagonami towarowymi niewielka, bowiem obciążenie wagonu osobo­ wego wynosi zwykle 20% masy własnej wagonu. Pozwala to na zastoso­ wanie dużego ugięcia odsprężynowania statycznego i co za tym idzie — zastosowanie dość miękkiego odsprężynowania. Duża statyczna strzałka ugięcia odsprężynowania i mała jego sztywność umożliwiają osiągnięcie wysokiego komfortu jazdy. Odsprężyno wanie wózków wagonów osobowych jest wielostopniowe, naj­ częściej dwustopniowe. Pierwszy stopień odsprężynowania jest odsprężynowaniem przymaźnicznym między zestawami kołowymi a ramą wózka. Drugi stopień stanowi usprężynowanie bujakowe — między ramą wózka a belką bujakową, na której opiera się pudło wagonu. Spotyka się także wózki bez belki bujakowej; drugi stopień odsprężynowania jest umie­ szczony między ramą wózka a pudłem wagonu. Najkorzystniejszy rozdział sztywności odsprężynowania to 20—30% sztyw­ ności w pierwszym stopniu i 80—70% w drugim stopniu odsprężyno­ wania. W wagonach osobowych stosuje się sprężyny spiralne, elementy gumowe oraz resory piórowe. Najbardziej nowoczesne wózki są wyposażone w od­ sprężynowanie pneumatyczne. Spotyka się także drążki skrętne jako elementy sprężyste. Do tłumienia drgań odsprężynowania są stosowane powszechnie tłumiki hydrauliczne. Umieszcza się je między dwoma odsprężynowanymi czę­ ściami wózka. Tłumiki pracujące w pozycji .poziomej, umieszczone np. między belką bujakową a ramą wózka, dla zapewnienia odpowiedniego poziomu oleju we wnętrzu mają umieszczone na górnej części bocznej powierzchni odpowiednie zbiorniki z olejem do uzupełniania ewentual­ nych ubytków. W nowoczesnych wózkach odstąpiono od prowadzenia zestawów kołowych w ramie z luzami na rzecz prowadzenia beziuzowego. Realizowane jest ono w różny sposób, np. za pomocą kolumn, ujętych w rozcięte tuleje, w których dzięki odpowiedniemu ukształtowaniu powierzchni zewnętrz­ nych, następuje kasowanie luzów (wózki PKP), za pomocą specjalnych, płaskich prowadników {wózki typu Minden-Deutz), na wahaczach (wózki typu Wegmann) łub za pomocą elementów gumowych. Obecnie najczęściej pudło wagonu opiera się na ślizgach bocznych. Czop skrętu służy jedynie do przenoszenia sił poziomych (wzdłużnych i po­ przecznych). Takie rozwiązanie sprawia, że pudło jest podparte stosun­ kowo szeroko, co zapobiega kołysaniu pudła a tarcie między ślizgami

bocznymi oparcia wózka i pudła przeciwdziała w pewnym stopniu węży­ kowaniu wózka podczas jazdy. Belka bujakowa (na której opiera się pudło) jest zawieszona na ramie wózka, na długich wieszakach z dużym luzem poprzecznym, umożliwia­ jącym wychylanie się belki pod wpływem impulsów poprzecznych, poja­ wiających się podczas jazdy. Wychylanie się belki bujakowej łagodzi wstrząsy poprzeczne. Do ich tłumienia stosuje się poziome tłumiki hy­ drauliczne. Na ramie wózka są ponadto hamulec i prądnica. W starych konstrukcjach wózków prądnice umieszczano na wsporniku przed czołownicą wózka. Napędzane były przekładnią pasową z osi zestawu kołowego. W nowych konstrukcjach prądnice są mocowane z boku ramy i napędzane wałem przegubowym. W najnowszych konstrukcjach stosuje się prądnice prądu przemiennego, które dzięki niewielkim wymiarom mogą być umieszczane wprost na kadłubie łożyska osi. Przekładnia hamulcową jest zawieszona na ramie wózka w sposób podob­ ny jak w wózkach wagonów towarowych. Zestawy kołowe wagonów osobowych są takiej samej konstrukcji jak zestawy wagonów towarowych. Ze względu na większą prędkość wago­ nów osobowych (powyżej 120 km/h) stosuje się wyważanie zestawów kołowyęh. Jest to niezbędne dla zmniejszenia dynamicznego oddziaływa­ nia wywołanego niecentrycznym rozłożeniem mas na wirujących częściach zestawów kołowych. W nowych wagonach osobowych stosuje się zestawy bezobręczowe. Znaczący rozwój techniczny wózków wagonów osobowych na świecie nastąpił dopiero po 1945 r. Przyczyniło się do tego niewątpliwie opra­ cowanie kryterium, określającego syntetycznie i w sposób obiektywny własności biegowe wagonu podczas jazdy. Kryterium to, w postaci wskaź­ nika spokojności biegu, określono na podstawie pomiaru przyspieszeń, działających na wagon podczas jazdy. Wskaźnik spokojności biegu okre­ śla się oddzielnie dla kierunku pionowego i oddzielnie dla kierunku poprzecznego do osi toru. Do oceny własności biegowych przyjęto pewną skalę (tabl. 8-3). Tablica 8-3 Rodzaj taboru

Wagony pasażerskie o wyższym standardzie i dłuższym czasie przebywania pasażerów

Wartość dopuszczalna wskaźnika W g dla toru o przeciętnej jakości przystosowanego do gmm danego taboru

3,0

Normalne wagony pasażerskie z przeznaczeniem do dłuższej jazdy

3,0—3,25

Wagony z przeznaczeniem do krótkotrwałej jazdy bez wymagań podwyższonego komfortu (ruch podmiejski^ lokalny)

3,5

Wagony towarowe

8 — Konstrukcja i eksploatacja

4,25

Ponieważ wartość wskaźnika spokojności biegu zależy w dość znacznym stopniu od stanu toru — porównywanie własności biegowych dwócji róż­ nych wózków powinno odbywać się przy zachowaniu porównywalności stanów torów, w jakich prowadzono badania obu wagonów (najlepiej byłoby robić je na tym samym tor ze). Do określania wskaźnika spokojności biegu jest niezbędna elektroniczna aparatura pomiarowa. Przyśpieszeniomierz musi być przy tym umoco­ wany w ściśle określonym miejscu: nad czopem' skrętu wózka (lub na czołownicy w wagonach towarowych). W wagonach osobowych PKP są stosowane w zasadzie dwie odmiany konstrukcyjne wózków; w wagonach starszych — wózki systemu Górlitz, w wagonach nowszych, budowanych po 1965 r., wózki rodziny 4AN z bezluzowym prowadzeniem zestawów kołowych. Ponadto w wagonach importowanych z Jugosławii — wózki typu Wegmann.

W wagonach rodziny 1A są stosowane wózki pokazane na rysunku 8.44. Są to wózki systemu Górlitz z widłowym prowadzeniem zestawów. Odsprężynowanie pierwszego stopnia stanowią: resor piórowy i dwie sprę­ żyny śrubowe. Odsprężynowanie drugiego stopnia (bujakowe) — resory piórowe. Rama jest sztywna, spawana z blach i kształtowników z czołownieami. Belka bujakowa z płaskim gniazdem skrętu (rys. 8.45) jest za­ wieszona na wieszakach. Hamulec klockowy ma pojedyncze wstawki. Prądnica prądu stałego jest umieszczona na wysięgniku przed czołownicą wózka i napędzana pasem. W wagonach 43A, 101A i 102A jest stosowana odmiana wózka systemu Górlitz. Prowadzenie zestawów kołowych jest widłowe. Odsprężynowa-

~zm

Rys. 8.45. Płaskie gniazdo skrętu wózków typu Górłitz

nie pierwszego stopnia jest icj^ntyczne jak w poprzednim typie wózka. W drugim stopniu odsprężynowania zastosowano sprężyny spiralne i tłu­ miki hydrauliczne, pochylone pod kątem, mające za zadanie tłumić zarówno drgania pionowe jak poziome. Największą wadą wózków typu Górlitz jest pogarszanie się ich własności biegowych wraz z przebiegiem, co jest wynikiem szybkiego wycierania się prowadników łożysk i powiększanie się luzów w prowadzeniu zesta­ wów kołowych. Wózki tego typu mają prędkość konstrukcyjną 120 km/h. Wózek typu 4ANc, wraz z jego licznymi odmianami, jest wózkiem sto­ sowanym w wagonach typu Y produkcji krajowej. Są to wózki (rys. 8.46) o wiele nowocześniejsze niż wózki typu Górlitz przede wszystkim dlatego, że mają bezluzowe prowadzenie zestawów kołowych oraz oparcie pudła na szeroko rozstawionych ślizgach bocznych. Kama wózka jest spawana (dwie podłużnice, połączone w środku dwiema belkami poprzecznymi). Rama wózka nie ma czołownicy. Do zawieszenia elementów przekładni hamulcowej zastosowano krótkie belki wzdłużne, obramowujące koła i przymocowane do podłużnie i belek poprzecznych. Prowadzenie zestawów kołowych jest kolumnowe (rys. 8.47). Kolumny prowadzenia zestawów kołowych są mocowane do spodu podłużnie ramy wózka śrubami pasowanymi do specjalnie obrobionych gniazd. Kolumny

są wykonywane' jako odlewy staliwne. Każda kolumna jest objęta tuleją i współpracuje ze złożonym z kilku segmentów pierścieniem oporowym, mającym zewnętrzne powierzchnie stożkowe, dzięki czemu segmenty te są dociskane do tulei, wywołując podczas ich przesuwania określoną siłę tłumiącą drgania oraz likwidując luzy w prowadzeniu.

Odsprężynowanie przymaźniczne składa się z podwójnego kompletu sprę­ żyn spiralnych, opierającego się na kadłubie łożyska na elementach gumowych. Kolumny prowadzenia są zakończone od dołu gwintem, na który są na­ kręcone nakrętki koronowe, umożliwiające transport wózka wraz z zesta­ wami kołowymi. Oparcie pudła wagonu na wńzku jest realizowane w ten sposób, że pudło opiera się tylko na szeroko rozstawionych ślizgach bocznych. Czop skrętu umocowany w środku belki bujakowej wózka w odpowiedniej tulei gu­ mowej (pozwalającej na kompensację niedokładności montażu elementów zawieszenia belki oraz na różnice w ugięciach poszczególnych sprężyn zawieszenia belki) służy tylko do przenoszenia sił poziomych, powstają­ cych podczas jazdy (sił hamowania, sił bezwładności, sił odśrodkowych podczas jazdy po łuku itp.). Belka bujakowa, na której opiera się pudło, jest połączona z ramą wózka za pomocą umieszczonych po obydwu stronach wózka drągów prowadzą­ cych. Drągi te, w swych połączeniach z belką bujakową d z ramą, mają elementy gumowe o określonym zacisku wstępnym. Belka bujakowa opiera się na czterech kompletach sprężyn śrubowych, umieszczonych ńa zawieszonych pod ramą wózka belkach, tzw. kołyskach. Kołyski te są podwieszone do ramy wózka na długich wieszakach. Ograniczenia prze­ suwów belki bujakowej w stosunku do ramy wózka wynoszą w kierunku wzdłużnym 6 mm po każdej stronie, a w kierunku poprzecznym — po 45 mm po każdej stronie (na prostej). Kołyski są zabezpieczone przed upadkiem na tor (w przypadku zerwania się wieszaków łączących je z ramą wózka) za pomocą dodatkowych za­ bezpieczeń umieszczonych w osi kompletów sprężyn podpierających belkę bujakową lub (po modernizacji) w postaci pałąków zabezpieczających. Po obu stronach wózka przy odsprężynowaniu belki bujakowej są ^asto-

Rys. 8.48. Urządzenie ograniczające przesuw boczny w łukaeh toru

sowane tłumiki hydrauliczne pionowe, a między belką bujakową a ramą (w okolicy czapa skrętu) — tłumik hydrauliczny poziomy. Duży luz poprzeczny belki bujakowej w stosunku do ramy wózka polep­ sza własności biegowe wagonu, jednak powodowałby nadmierne ograni­ czenie skrajni wagonu podczas przejazdu przez łuki toru. Aby temu zapobiec stosuje się proste urządzenie (rys. 8.48) składające się z dwóch odpowiednio ukształtowanych odbijaków ograniczających przesuw po­ przeczny pudła (belki bujakowej) w stosunku do ramy wózka, proporcjo­ nalnie do promienia łuku toru i kąta obrotu wózka na łuku. Hamulcowy układ dźwigniowy na wózku jest dostosowany do hamulca klockowego z dwuwstawkowymi klockami żeliwnymi. Wózek może być wyposażony w prądnicę oświetleniową napędzaną od czopa osi zestawu kołowego, mocowaną z 'boku ramy wózka. Zestawy kołowe wózka mają średnicę nominalną 920 mm. łożyska toczne typowe (wałeczkowe N J+N JP). Wózek typu 4ANc pod względem spokojności biegu jest dostosowany do jazdy z prędkością 160 km/h. Do ważniejszych uszkodzeń wózków wagonów osobowych należą pęknię­ cia sprężyn nośnych, przekładni hamulcowej a także, ze względu na groźne konsekwencje jakie powodują, pękania i obrywanie się wieszaków belek bujakowych lub kołysek. Pękania wieszaków występują zwykle w miejscach zmiany przekroju lub w miejscu istnienia karbu, np. na początku gwintu. Ramy wózków wagonów osobowych po dłuższym przebiegu mogą wy­ kazywać skłonność do pękania, szczególnie w narożach, w miejscach po­ łączenia różnych belek, w miejscach zmiany kształtu itp. Na takie miejsce należy zwracać szczególna uwagę przy przeglądach wózków.

Rys. 8.49. Wózek typu Wegmann

Pomiar odległości między odbijakami części odsprężynowanych pozwala wykryć pęknięcia sprężyn lub ich osiadanie. Przy wymianie uszkodzonych sprężyn śrubowych należy przestrzegać instrukcji szczegółowych i pamiętać, że komplety sprężyn w każdym wózku są odpowiednio dobierane przy montażu pod względem ich cha­ rakterystyki, wysokości itp., co jest niezbędne dla zapewnienia jednako­ wego obciążenia poszczególnych sprężyn i zachowania wysokości zderza­ ków wagonu nad główką szyny.

W niektórych typach wózków, ze względu na niejednakowe obciążenie obu stron wózka (np. w wagonach bagażowych z bocznym korytarzem) są stosowane różne rodzaje sprężyn z jednej i z drugiej strony wózka. W importowanych z Jugosławii wagonach restauracyjnych i sypialnych są stosowane wózki typu Wegmann (rys. 8.49), z prowadzeniem zestawów kołowych na wahaczach. Wózki te mają odsprężynowanie pierwszego stopnia w postaci poziomo usytuowanych sprężyn śrubowych. Odspręży­ nowanie drugiego stopnia składa się także ze sprężyn śrubowych.

9 Ostoja 9,1.

Układ konstrukcyjny

Ostoja wagonu jest tym jego elementem, do którego są dołączane wszyst­ kie pozostałe układy wagonu. Przenosi ona obciążenie od masy własnej i masy ładunku na wózki lub zestawy kołowe. Musi także wytrzymywać jednocześnie działanie sił poziomych, jakie powstają podczas jazdy wa­ gonu w pociągu (w tym sił pojawiających się przy ruszaniu i hamowaniu) oraz podczas prac rozrządowych i manewrowych. Obecnie ostoje wykonuje się wyłącznie jako spawane ramy, złożone z następujących głównych części: — ostojnic — najsilniejszych belek podłużnych, tworzących główny trzon ostoi i umieszczonych zwykle na zewnątrz zestawów kołowych w wa­ gonach dwuosiowych (rys. 9.1) lub w postaci tzw. belki grzbietowej w pobliżu podłużnej osi wagonu (rys. 9.2) w wagonach wózkowych; L_

/ / Wid ----- :----- 1— —

pi//

w u _ . .................. l i ......

II

■u

j - II

Rys. 9.1. Ostoja wagonu dwuosiowego

l — ostojnica,

2

— podłużnica, 3 — czołownica, 4

—

li

•

// — -

poprzecznica,

5 —

di/ / w J -------------------

ukośnica

— podłużnie — podłużnych belek, usztywniających ostoję w kierunku podłużnym, mocujących urządzenie cięgłowe i podpierających po­ szczególne urządzenia i nadwozie wagonu; . — czołownic — belek poprzecznych, umieszczonych na końcach ostoi wa­ gonu; do nich są umocowane zderzaki;' — poprzecznie — belek poprzecznych pośrednich, usztywniających ostojnice; poprzecznice służące do oparcia wagonu na wózkach {odpowiednio mocniejsze noszą nazwę belek skrętowych); — ukośnie — belek ukośnych, wzmacniających ostoję podczas działania sił pociągowych i zderzakowych.

Rys. 9.2. Ostoja wagonu czteroosiowego

Niekiedy ostoja jest wyposażona od spodu w odpowiedni układ cięgieł, stanowiących tzw. podciąg. W nowoczesnych wagonach towarowych dla zmniejszenia 'ich masy własnej stosuje się także rozwiązania konstrukcyjne, w których nadwozie przenosi także część obciążenia działającego na ostoję. Ostoje wagonów towarowych wykonuje się zwykle ze stali węglowej (czysto o podwyższonej wytrzymałości) lub niskostopowej z dodatkiem miedzi (dla poprawienia odporności na korozję). Obecnie ostoje wagonów są budowane ze stali niskostopowej 18G2ACu oraz ze stali węglowej St3SCu. Te gatunki stali są dobrze spawalne. Na mniej obciążone elementy ostoi stosuje się stal o gorszych parametrach łub stal półuspokojoną (St3SYCu). * Ostoja w wagonach osobowych jest integralną częścią samonośnej kon=strukcji pudła i ma nieco inny układ, charakteryzujący się większą liczbą poprzecznie. Ostojhice są umieszczone na zewnątrz ostoi (rys. 9.3). Budowane od pęłowy lat sześćdziesiątych wagony są przystosowane do

W Rys. 9.3. Ostoja wagonu osobowego

wyposażenia w przyszłości w sprzęg samoczynny. Polega to na konstruk­ cyjnym przystosowaniu ostoi do przenoszenia sił pociągowych i zderza­ kowych w miejscu przyszłej zabudowy sprzęgu samoczynnego. Ponadto w przedniej części ostoi rezerwuje się odpowiednią przestrzeń {rys. 9.4) na umieszczenie sprzęgu samoczynnego. W tym miejscu, wykorzystując odpowiednio ukształtowane opory sprzęgu samoczynnego, umieszcza się obecnie amortyzator nienawskrośnego urządzenia cięgłowego.

Rys. 9.4. Wolna przestrzeń w ostoi wagonu na zamontowanie sprzę­ gu samoczynnego

Ostoja wagonu musi przenosić bez trwałych odkształceń następujące siły wzdłużne: — siłę ściskającą w osiach zderzaków — co najmniej 200 t, 100 t na zde­ rzak; — siłę ściskającą w osi sprzęgu samoczynnego — co najmniej 200 t; — siłę rozciągającą w osi sprzęgu samoczynnego — co najmniej 150 t; — siłę ściskającą działającą na zderzaki wzdłuż przekątnej ostoi — 40 t. Ostoja wagonu musi wytrzymywać działanie obciążenia pionowego odpo­ wiadającego ładowności wagonu i rozłożonego równomiernie na całej jej długości, oraz obciążeń skupionych, rozłożonych na mniejszej długości w środku jej długości. Dopuszczalne wartości obciążeń skupionych, jakie może przenosić ostoja

580

£o o

a

3

aS

w O

g c

cu

wagonu, są podane w postaci odpowiednich oznakowań na wagonie. Wy­ magane wartości obciążeń skupionych dla wagonów zunifikowanych podano w karcie UIC-567. Dla zapewnienia właściwej pracy pozostałych układów wagonu, w szcze­ gólności układu biegowego i cięgłowo-zderznego, ostoja wagonu nie może być ani skoszona ani zwichrowana. Dopuszczalne odchyłki są sprawdzane przez kontrolę wymiarów pokazanych na rysunku 9.5 i ustalane indy­ widualnie dla każdego typu wagonu. Pod wpływem obciążenia pionowego ostoja wagonu ulega pewnemu ugięciu sprężystemu. Ugięcie to zwykle jest tym większe im dłuższy jest wagon. i Aby uniknąć nadmiernych ugięć ostoi wagonu oraz zmniejszyć wartość naprężeń w jej elementach stosuje się często przy budowie wagonów strzałkę ugięcia tj. wstępne wygięcie ostoi wagonu do góry, które ulega skasowaniu pod działaniem obciążenia wagonu. Według międzynarodowych wymagań maksymalna strzałka ugięcia ostoi nie powinna przekra­ czać 3%o w stosunku do rozstawu osi lub rozstawu wózków. Przepis, dotyczący prowadzenia pociągów, w myśl którego ostatni wagon w pociągu towarowym powinien mieć pomost i budkę hamulcową, W której przebywał w czasie jazdy pociągu konduktor, nie obowiązuje obecnie na PKP i w związku z tym wagonów z budkami hamulcowymi nie buduje się. Budowane są natomiast nadal wagony z pomostem ha­ mulcowym, zamieszczonym na niej ręcznym napędem hamulca i uchwy­ tem, uruchamiającym hamulec bezpieczeństwa. Wagonów z pomostem hamulcowym wg zaleceń UIC powinno znajdować się w parku każdej kolei ok. 20%. Dla uniknięcia niesymetrii budowy ostoi wagonu pomosty hamulcowe opiera się o dodatkową, ramę połączoną z czołownicą ostoi wagonu. Ta dodatkowa rama oraz pomost wraz z barierką ochronną jest konstrukcją ujednoliconą przez UIC (rys. 9.6). Pomost hamulcowy jest używany podczas prac rozrządowych a także w pewnych typach wagonów do uruchamiania różnych urządzeń dodat­ kowych wagonu, np. urządzeń rozładunkowych w wagonach samowy­ ładowczych. e 9.2.

,

i

Sztywność skrętna

Konstrukcja nadwozia wagonu ma wpływ na bezpieczeństwo jazdy. Jak wiadomo nadwozie wagonu opiera się na zestawach kołowych przez elementy układu odsprężynowania. W przypadku wagonu dwuosiowego nadwozie opiera się w 4 punktach stanowiąc tym samym układ statycznie niewyznaczalny. W układzie takim naciski poszczególnych kół wagonu na szyny mogłyby być jednakowe tylko w takim przypadku teoretycznym, gdyby wagon był ustawiony na idealnie poziomym, idealnie sztywnym torze, gdyby ostoja wagonu była wykonana tak, że wszystkie cztery punkty podparcia leżałyby w jednej płaszczyźnie oraz gdyby wszystkie cztery komplety

;

odsprężynowania były jednakowych wymiarów i miały jednakową* cha­ rakterystykę. W praktyce poszczególne koła wagonu wywierają różny nacisk na szyny już podczas postoju wagonu. Na terze zwichrowanym, tj. takim gdzie jeden tok szyn jest pochylony ku górze a jednocześnie drugi, na tym samym odcinku, pochylony ku dołowi, musi powstać znaczna różnica nacisków na koła tego samego zestawu oraz poszczególnych kołach ca­ łego wagonu. Gdyby przyjąć, że nadwozie wagonu jest absolutnie sztywne, wówczas przy jego czteropunktowym podparciu wszystkie nierówności toru mu­ siałyby być odpowiednio przejmowane d amortyzowane wyłącznie przez ugięcie elementów odsprężynowania. W praktyce każde pudło wagonu charakteryzuje się pewną większą lub mniejszą sztywnością. Pod wpływem zmian nacisków kół przenoszonych przez odsprężynowanie na pudło wagonu, ulega ono określonym skręcaniom (odkształceniom). Sztywność odsprężynowania wagonu jest dobie­ rana tak, aby utrzymać odpowiednią wysokość zderzaków wagonu (dla wagonu próżnego 1060 mm a dla załadowanego 960 mm). Dlatego sztyw­ ność odsprężynowania wagonów towarowych (stosunek masy wagonu próżnego do masy wagonu załadowanego wynosi 1:4) może przyjmować tylko pewne określone wartości. W tej sytuacji układ odsprężynowania nie może w pewnych przypadkach zrównoważyć występujących nierów­ ności toru i dla zapewnienia bezpiecznej jazdy jest potrzebna pewna podatność pudła wagonu. Jest oczywiste, że najbardziej sztywne (najmniej elastyczne) pudła mają wagony o zakrytej konstrukcji pudła (wagony kryte, cysterny, chłodnie). Mniejszą sztywność skrętną mają wagony o otwartej konstrukcji pudła (węglarki i platformy). Przypadki wykolejeń próżnych wagonów różnych typów podczas jazdy z małymi prędkościami spowodowały, że powiązano bezpieczeństwo jazdy na torze zwichrowanym ze zmianami nacisków kół, a następnie ze sztyw­ nością skrętną. Do oceny bezpieczeństwa jazdy przyjęto początkowo kryterium dopuszczalnego chwilowego odciążenia koła. Po bliższym za­ poznaniu się z problemem okazało się, że samo pionowe odciążenie koła nie decyduje o bezpieczeństwie jazdy. Miarodajny jest natomiast stosunek wartości siły prowadzącej Y (siły między obrzeżem koła a szyną) do wartości nacisku pionowego Q koła. Wartość dopuszczalną tego stosunku ustalono na podstawie badań dla kąta pochylenia obrzeża 60° (stosowa­ nego w starym profilu zestawu kołowego):

Dla kąta pochylenia obrzeża 70° stosowanego w profilu ACO, w nowym obecnie wprowadzanym taborze:

Różnice pionowych nacisków kół AQ można podzielić na różnicę nacisków na torze poziomym — AQ0 i różnicę nacisków na torze zwichrowanym —. AQt, różnica nacisków na torze poziomym wynosi: AQ0 — AQ„+AQ#0+AQe gdzie: AQe — różnica wynikająca z ekscentryczności środka masy, AQl0 — różnica wynikająca z wichrowatości własnej wagonu, AQu — różnica wynikająca z tarcia wewnętrznego, a na torze zwichrowanym: AQt — Cf • g gdzie: Ct — całkowita sztywność skrętna pojazdu, g — wichrowatość toru. Do określenia różnicy nacisków kół powstałej w wyniku zwichrowania toru należy wyznaczyć całkowitą sztywność skrętną pojazdu, która składa się ze sztywności skrętnej pudła i sztywności układu odsprężynowania a dla pojazdów wózkowych — także ze sztywności skrętnej ram wózków. Sztywność skrętną całego pojazdu najlepiej wyznaczyć doświadczalnie. W tym celu należy ustalić punkty podparcia pojazdu w jednej płaszczyź­ nie a następnie, unosząc lub opuszczając jeden z punktów podparcia, zmierzyć siłę i przesunięcie tego punktu. Znając sztywność skrętną po­ jazdu można określić dopuszczalną dla tego pojazdu wichrowatość toru: A<2, W wyniku badań międzynarodowych ustalono, że nowy tabor powinien być budowany dla granicznej wichrowatości toru 7%o mierzonej na dłu­ gości 5 m. Wymaganie wichrowatości 7%o rozciągnięto także dla rozsta­ wów osi większych niż 5 m. Dla rozstawów osi mniejszych niż 5 m obo­ wiązuje wichrowatość 10%o. Tak więc, zgodnie z zaleceniami międzynarodowych organizacji kolejo­ wych, należy dla każdego prototypowego wagonu określić bezpieczeństwo jazdy po torze zwichrowanym przez określenie jego sztywności skrętnej. W przypadku, gdy wagony nie spełniają wymagań odnośnie bezpiecz­ nego przejeżdżania toru o granicznej wichrowatości, jest niezbędne wpro­ wadzenie odpowiednich zmian konstrukcyjnych. Zmiany te mogą doty­ czyć konstrukcji pudła wagonu lub jego odsprężynowania. Zmniejszenie, sztywności skrętnej pudła wagonu jest możliwe przez zastosowanie otwartych profili zamiast przekrojów skrzynkowych, zmianę rozstawienia belek ostojnicy itp. Niekiedy potrzebne zmiany nie są mo­ żliwe z innych względów (np. konieczność podparcia zbiorników w cys­ ternach). Łatwiejsza jest wówczas zmiana sztywności układu odspręży­ nowania. Dla jej zmniejszenia, przy jednoczesnym spełnieniu pozostałych warunków stawianych konstrukcji wagonu, jest konieczne zwykle stoso­

wanie odsprężynowania progresywnego, tj. odsprężynowania o zmniejszo­ nej sztywności dla obciążeń odpowiadających wagonowi próżnemu i o ros­ nącej lub zwiększonej sztywności dla obciążeń odpowiadających wago­ nowi załadowanemu. W wagonach wózkowych ważną rolę spełnia wartość luzu na ślizgach bocznych oparcia pudła na wózku. Powiększenie tego luzu w dopuszczal­ nych granicach umożliwia także (w określonych przypadkach) poprawę bezpieczeństwa jazdy wagonu po torze zwichrowanym. Wykolejenia wagonów na zwichrowanym torze zdarzają się zwykle przy niewielkich prędkościach. Przy większych prędkościach mechanizm działania sił między kołem a szyną zmienia się, zaczynają bowiem działać inne czyn­ niki dotychczas niezauważalne, jak np. moment żyroskopowy obracają­ cego się podczas jazdy zestawu kołowego.

1 0

Urządzenia cięgłowo-zderzne

10.1.

Urządzenia cięglowe

Do czasu wprowadzenia sprzęgu samoczynnego na kolejach europejskich będą stosowane urządzenia cięgłowe, złożone ze sprzęgu śrubowego i aparatu cięgłowego. Sprzęg śrubowy (rys. 10.1) jest urządzeniem stan­ dardowym, ściśle zdefiniowanym w przepisach UIC. Musi mieć wymiary zgodne z kartą UIC-517 i wytrzymałość na rozerwanie 85 t oraz dawać się skracać lub wydłużać w granicach od 756 mm do 986 mm (dla umożli­ wienia połączenia wagonów ustawionych na łuku toru i do likwidowania

R y s . 10.1. S p r z ę g ś r u b o ­ wy 1 — łubki, 2 — śru b a , 3 — kam ień, 4 — rękojeść, 5 — ucho, 6 — sw orzeń

odstępów między zderzakami). Składa sdę ze śruby, której jedna połowa ma gwint prawy, a druga gwint lewy, dzięki czemu jest możliwe skra­ canie lub wydłużanie sprzęgu. Na śrubie są nasadzone kamienie — jeden połączony z uchem sprzęgu a drugi z łubkami. Połączenia poszcze­ gólnych części są zabezpieczone podkładkami i zawleczkami. Sprzęg śrubowy jest połączony z aparatem cięgłowym złożonym z haka, urządzenia amortyzującego i cięgieł, przenoszących siłę na ostoję wa-

gonu. W wagonach starszych jest stosowane urządzenie oięgłowe nawskrośne (rys. 10.2). W tym rozwiązaniu na ostoję wagonu działa tylko część siły pociągowej, przypadająca na dany Wagon, pozostała część siły pociągowej jest przenoszona przez cięgła. W wagonach nowszych jest stosowane urządzenie cięgłowe nienawskrośne (rys. 10.3). W tym przypadku ostoja wagonu jest obciążona siłą pociągową wynikającą z umiejscowienia wagonu w składzie pociągu — dda pierw­ szego wagonu za lokomotywą oznacza to przenoszenie sił pociągowych pełnej wartości. Realizacja tego zadania przez ostoję wagonu okazała się możliwa po wprowadzeniu międzynarodowych wymagań wytrzymałościo­ wych, na jakie powinna być obliczona konstrukcja każdego wagonu.

9 — K o n stru k cja i eksploatacja

Okazało się bowiem, że wymiary ostoi wagonu obliczone dla pełne* go obciążenia pionowego (od ładunku w wagonie) i dla sił wzdłuż­ nych działających podczas prac manewrowych umożliwiają zwykle, bez dodatkowych wzmocnień, przenoszenie pełnej siły pociągowej. Stwierdzono, że największe siły działające wzdłuż pociągu występują zwykle nie w chwili ruszania pociągu z miejsca, and w czasie jazdy, lecz w czasie hamowania pociągu. Wówczas wskutek działania wielu czyn­ ników, (nierównomierne hamowanie poszczególnych wagonów lub ich grup, ograniczona szybkość rozchodzenia się fali hamowania wzdłuż po­ ciągu, niekorzystny rozkład mas poszczególnych wagonów w pociągu itp.) mogą powstawać szarpania powodujące występowanie bardzo dużych sił ściskających lub rozciągających, działających w różnych miejscach składu pociągu. Wartości tych sił są tak duże, że mogą doprowadzić do rozerwania pociągu. Dlatego celowo ograniczono wytrzymałość sprzęgu śrubowego do 85 t, aby w przypadku wystąpienia zbyt dużych sił rozcią­ gających uszkodzeniu uległ element najtańszy, łatwy do wymiany i aby nie dopuścić do uszkodzenia ostoi wagonu. Elementem tym są łubki sprzęgu. Hak urządzenia cięgłowego ma wytrzymałość 100 t. Przy przejeżdżaniu przez łuki toru i sprzęganiu wagonów na lukach musi on mieć możliwość wychylania się położenia środkowego. Dlatego hak jest prowadzony w od­ powiednich prowadnicach na czołownicy wagonu. Dla amortyzowania szarpań powstających przy ruszaniu z miejsca, prze­ noszenia wzdłużnych sił rozciągających, a także dla umożliwienia łat­ wiejszego ruszania pociągu z miejsca urządzenie cięgłowe musi być wypo­ sażone w element sprężysty. Element ten w urządzeniu cięgłowym nienawskrośnym musi mieć skok 50—60 mm, siłę końcową 40 t i przejmo­ wać energię co najmniej 800 kGm. 2.5 ± 0,5

wych elementy gumowe lub sprężyny pierścieniowe. W wagonach przy­ stosowanych do sprzęgu samoczynnego urządzenie cięgłowe opiera się o ostoję wagonu w miejscach przewidzianych do przenoszenia sił przez sprzęg samoczynny, zaś prowadzenie haka cięgłowego w czołownicy (mającej duży otwór przeznaczony na ramię sprzęgu samoczynnego) jest

r wykonywane w postaci odejmowanych prowadników. Niektóre Stare wa­ gony osobowe mają amortyzator urządzenia cięgłowego umieszczony za belką skrętową ostoi wagonu. Poszczególne elementy urządzenia cięgłowego są łączone sprzęgłami łub­ kowymi (rys. 10.4). Dla umożliwienia łatwego posługiwania się sprzęgiem śrubowym nakrętki sprzęgowe i śruba sprzęgu muszą być smarowane. W osi wagonu na czołownicy, pod sprzęgiem śrubowym, musi być umieszczony hak, umożliwiający zawieszenie pałąka sprzęgu śrubowego. 10.2.

Zderzaki

Do amortyzacji uderzeń wzdłużnych działających na ramę wagonu jako siły ściskające — a więc sił podczas hamowania, rozrządzania i przeta­ czania wagonów — służą zderzaki. Umieszczenie zderzaków w wagonach jest regulowane międzynarodowymi przepisami. Przepisy te określają rozstawienie zderzaków na czołownicy wagonu w poziomie i w pionie,, najmniejszą średnicę tarcz zderzaków oraz promienie wypukłości ich tarcz. Rozstawienie zderzaków na czołownicach w wagonach PKP wynosi 1750 ±10 mm. Wysokość zderzaków nad główką szyny w próżnym wa­ gonie może wynosić maksymalnie 1065 mm, a w wagonie ładownym — towarowym co najmniej 940 mm, a osobowym — 980 mm. Właściwą średnicę tarcz zderzakowych dla danego typu wagonu określa się w za­ leżności od rozstawu osi wagonu (lub od rozstawu wózków) i od zwisu wagonu. Średnice tarcz zderzakowych oblicza się dla warunków umownych, zakła­ dających, że jeden wagon stoi na łuku toru R = 150 m, a drugi wagon stoi na prostej, przy czym oba są w położeniu narożnikowym, z nabie­ giem z przodu na szynę zewnętrzną. Metoda ta zakłada, że przy najwięk­ szym, możliwym przesuwie względem siebie (zarówno w kierunku po­ przecznym i-pionowym) zderzaków sąsiadujących wagonów powierzchnie ich tarcz powinny stykać się. Średnica tarcz zderzakowych nie może być mniejsza niż 370 mm. Dla umożliwienia wejścia między wagony w celu ich sprzęgnięcia tarcze zderzakowe mogą być od dołu i od środka ścięte tak, aby zachować mię­ dzynarodowo ustalone wymiary. Dla wagonów długich (czteroosiowe platformy o dużym rozstawie wóz­ ków) obliczone średnice tarcz zderzakowych są duże. Wówczas stosuje się ścięcie zderzaków od góry, w celu umożliwienia ładowania wagonu od czoła. Właściwa współpraca zderzaków podczas jazdy po łukach toru polega na wzajemnym ich przetaczaniu się po sobie. Dlatego tarcze zderzaków muszą być wypukłe. Promień wypukłości powinien wynosić 1500 mm (dawniej dopuszczano wypukłość tylko zderzaka lewego patrząc na czoło wagonu, prawy zaś mógł być płaski).

Zderzaki traktowane są jako części wymienialne i dlatego ujednolicono (międzynarodowo) sposób ich mocowania do czołownic wagonu czterema śrubami z nakrętkami koronowymi, rozmieszczonymi dokładnie wg mię­ dzynarodowych przepisów. Konstrukcja zderzaków (skok, siła, wartość przejmowanej i pochłanianej energii) ma bezpośredni wpływ na możliwość powstawania uszkodzeń wagonów w eksploatacji. Właściwe ich wymiary (rozmieszczenie, stan techniczny tarcz, sposób przymocowania do czołownicy) decydują o bez­ pieczeństwie jazdy pociągu. W skali międzynarodowej ustalono, że skok zderzaków wagonów oso­ bowych powinien wynosić 110 mm (przy maksymalnej długości całego zderzaka 650 mm) zaś w wagonach towarowych (przy długości zderzaka 620 mm) skok może wynosić 75 mm lub 105 mm. Rozstaw śrub mocują­ cych wynosi 160X280 mm. Dla wagonów towarowych rozróżnia się bo­ wiem dwa rodzaje zderzaków: o normalnej i o zwiększonej zdolności przejmowania energii. Ponadto jest wymagane, aby zderzak pochłaniał podczas swojej pracy, tj. podczas pełnego wciśnięcia i powtórnego rozprę­ żenia, określoną ilość energii — ok. 60%.

Dla wyjaśnienia tego zagadnienia można posłużyć się wykresem pracy zderzaka (rys. 10.5). Górna krzywa pokazuje przebieg siły wciskającej tarczę zderzaka w zależności od skoku zderzaka; dolna krzywa przedsta­ wia przebieg siły przy rozprężaniu zderzaka. Pole pod górną krzywą (między tą krzywą a osią odciętych) obrazuje wartość energii przejętej przez zderzak, zaś pole między krzywymi ściskania i odprężania zderzaka obrazuje wartość energii pochłoniętej przez zderzak. Wartość energii przejętej, i energii pochłoniętej przez zderzak zależy od konstrukcji ele­ mentu sprężystego w zderzaku. W wagonach PKP są stosowane jako elementy sprężyste — elementy gumowe lub sprężyny pierścieniowe. Na rysunku 10.6 pokazano zderzak wagonów PKP z pierścieniami gumo­ wymi. Pierścienie gumowe są oddzielone przekładkami stalowymi i wy­ stępami prowadnymi, centrującymi pierścienie gumowe na trzonie zde­ rzaka. W zderzakach z pierścieniami gumowymi stosowanie przekładek

jest niezbędne, ponieważ ściskaniu elementów gumowych towarzyszy zjawisko zwiększania się ich średnic zewnętrznej i wewnętrznej (co wy­ nika z własności fizycznych gumy). Energia pochłonięta przez zderzak gumowy zależy od właściwości zastosowanej gumy. Zderzak ze sprężyną pierścieniową pokazano na rysunku 10.7. Sprężyna pierścieniowa jest zbudowana w ten sposób, że pierścienie zewnętrzne, nasadzone na pierścienie wewnętrzne, ulegają podczas ściskania zderzaka (dzięki odpowiednio pochylonym powierzchniom współpracującym) roz­ ciąganiu, a pierścienie wewnętrzne — ściskaniu. Dlatego pierścienie wzajemnie się na siebie nasuwają, czemu towarzyszy tarcie na pracują-

Rys. 10.6. Zderzak z pierścieniami gumowymi

Rys. 10.7. Zderzak ze sprężyną pierścieniową

cych powierzchniach pierścieni. Wartość skoku zderzaka zależy od liczby zastosowanych pierścieni. Po zdjęciu obciążenia energia odkształcenia, zawarta w rozwiniętych pierścieniach zewnętrznych i ściśniętych we­ wnętrznych, wyładowuje się, i pierścienie wracają do .położenia wyjścio­ wego. Energia pochłonięta w tym zderzaku to energia zużyta na tarcie między pierścieniami. Dla właściwej pracy zderzaków tego typu jest ważne odpo­ wiednie smarowanie powierzchni roboczych pierścieni oraz zachowanie odpowiednich tolerancji wykonawczych, zwłaszcza kątów pochylenia po­ wierzchni roboczych. Niespełnienie tych warunków grozi zakleszczeniem zderzaka, tj. pozostaniem tarczy w położeniu ściśniętym. Jest to zjawisko bardzo groźne zarówno dla konstrukcji wagonu jak i dla jego obsługi. Ściśnięty zderzak nie jest bowiem zdolny do przejęcia energii i pracuje po prostu jak sztywny klocek. Wtedy nabieganie wagonu na wagon, nawet z bardzo niewielką prędkością, powoduje uszkodzenie ostoi i pudła wagonu. W obsłudze zakleszczony zderzak jest niebezpieczny dlatego, że odkleszczenie pierścieni może nastąpić przy lada wstrząsie i wówczas uwolniona energia odkształcenia pierścieni powoduje „wystrzelenie” trzonka zderzaka lub stosu pierścieni z jego wnętrza ze znaczną szyb­ kością, ćo może się skończyć w najlepszym razie ciężkim okaleczeniem, a w najgorszym — nawet śmiercią osoby, która znajdzie się na drodze takiego „pocisku”.

L

•

i l

J

Dlatego rozmontowywanie zakleszczonych zderzaków należy wykonywać tylko w miejscu do tego przeznaczonym, przez przeszkolonych pracowni­ ków. Dla zabezpieczenia tulei zderzaka przed wypadnięciem z pochwy są sto­ sowane pierścienie zabezpieczające, umieszczone w specjalnych wygię­ ciach pochwy. W zderzakach kolei zagranicznych (SNCF) stosuje się listwy jako zabez­ pieczenie przed obrotem, umieszczone na zewnątrz tulei i poruszające się w odpowiednich prowadnicach pochwy. Wagony kolei zagranicznych są wyposażone w zderzaki o bardzo dużej zdolności do pracy (siły koń­ cowe rzędu 85—100 t, a więc 2—3 razy większe niż w zderzakach wago­ nów PKP). Jako elementy sprężyste są stosowane, np. przez SNCF, materiały syntetyczne, polimery, odznaczające się dużą zdolnością pochła­ niania energii lub (przez BR) elementy hydrauliczne i hydrauliczno-olejowe, a przez DB — sprężyny pierścieniowe. _ Najbardziej zużywającym się elementem zderzaka jest tarcza. W wago­ nach PKP stosuje się tarcze przynitowane do tulei w celu umożliwienia ich wymiany. Do pomiaru zużycia tarcz zderzakowych opracowano przy­ rząd czujnikowy, za pomocą którego można bardzo łatwo określić wartość wytarcia tarczy zderzaka. Jak wspomniano, uszkodzenia zderzaków mogą być groźne dla bezpie­ czeństwa ruchu pociągów i całości konstrukcji wagonów. Dlatego obo­ wiązkiem rewidentów jest zwracanie szczególnej uwagi na stan zderza­ ków. Należy również zwracać uwagę, aby na czołownicy wagonu były montowane zawsze jednakowe zderzaki: o jednakowym skoku i jednako­ wej charakterystyce sprężystej. Dla ułatwienia tego należy pamiętać, że zderzaki wagonów towarowych o skoku 105 mm są oznaczane specjalnym napisem 105, zaś zderzaki gumowe wagonów PKP są oznaczone na poch­ wie białą kropką o średnicy 50 mm. 10.3.

Sprzęg samoczynny

Spinanie pociągu wymaga wchodzenia między wagony, z których jeden jest w ruchu. Ograniczona przestrzeń między zderzakami i sprzęgiem śrubowym, znaczny ciężar sprzęgu śrubowego, który trzeba zarzucić na hak wagonu oraz nierówne podłoże (podkłady) były i są przyczyną wielu poważnych wypadków przy pracy. Ręczne spinanie pociągów jest także jednym z elementów ograniczających wydajność pracy stacji rozrządo­ wych. Dlatego postanowiono zastosować na kolejach europejskich sprzęg samoczynny. Ze względu na konieczność zapewnienia nieprzerwanych przewozów międzynarodowych sprzęg samoczynny musi zapewniać sprzę­ ganie wagonów różnych kolei a ponadto musi być wprowadzony w tym samym terminie w całej Europie. Stosowany na kolejach ZSRR, USA i Japonii sprzęg samoczynny jest sprzęgiem tzw. niesztywnym, tzn. takim, w którym różnice w wysokości sprzęgów sąsiednich wagonów są równoważone przez wzajemne przesuwanie się głowic sprzęgu samoczyn-

nego. Takie rozwiązanie konstrukcyjne nie pozwala więc na samoczynne połączenie przewodów hamulcowych. Dla usunięcia tej niedogodności, tj. dla automatycznego połączenia przewodów hamulcowych w chwili sprzęg­ nięcia wagonów, musi być stosowany samoczynny sprzęg sztywny. Taki sprzęg postanowiono wprowadzić w Europie. W wyniku szerokiej między-

Rys. 10.8. Sprzęg samoczynny 1

— głowica, 2 — podparcie, 3 — am o rtyzator

Rys. 10.9. Urządzenie podparcia typu teleskopowego

narodowej współpracy opracowano dwie wersje sprzęgu samoczynnego. Jedna powstała w wyniku współpracy kolei zachodnioeuropejskich, dru­ ga — kolei OSŻD. Oba sprzęgi łączą się ze sobą oraz ze sprzęgiem typu SA3, stosowanym przez kolej ZSRR. Głowice sprzęgów są bardzo do siebie zbliżone, różny jest jednak sposób podparcia głowicy. Sprzęg samoczynny OSŻD (rys. 10.8) składa się z głowicy 1 wraz z ra­ mieniem, połączonej z amortyzatorem 3 i jest utrzymywany we właści­ wi

Rys. 10.10. Urządzenie podparcia z belką poprzeczną — u k ład ogólny podparcia, b — u kład elem entów sprężystych

a

b

wym położeniu dzięki urządzeniu podpierającemu 2 typu teleskopowego (rys. 10.9). Urządzenie podtrzymujące głowicę w sprzęgu UIC pokazano na rysunku 10.10. Jest to urządzenie z belką poprzeczną. Do naprowa­ dzania głowic w chwili sprzęgania i w chwili ustalania ich wzajemnego położenia służą specjalne występy. W otworach poniżej głowicy jest złącze przewodów powietrznych i elektrycznych. Do rozprzęgania sprzęgu służy układ manipulacyjny, złożony z dźwigni i cięgieł umieszczonych przed czołownicą wagonu (rys. 10.11). Mechanizm ryglujący, umieszczony w zasadniczej części głowicy, jest mechanizmem bezwładnościowym, co umożliwia sprzęganie przy pręd­ kości od 1 do 15 km/h i jest tak skonstruowany, że przy ustawieniu układu manipulacyjnego w położeniu „odbijak” nie następuje sprzęganie głowic sprzęgów, dzięki czemu można stosować odrzut wagonów.

i | l

Do rozprzęgnięcia wagonów połączonych sprzęgiem samoczynnym wy­ starczy odryglowanie tylko jednej głowicy (na jednym z wagonów). Kształt i wielkość występów naprowadzających są tak dobrane, że jest możliwe sprzęganie wagonów próżnych z ładownymi, także na łukach torów o promieniu R ^ 135 m. Zasięg sprzęgania w pionie wynosi 140 mm a w poziomie — 220 mm. Sprzęg jest obliczony na działanie sił ściskających 200. t i rozciągających 150 t. Dzięki tak dużej wytrzymałości na rozerwanie sprzęgu samoczyn­ nego będzie możliwe prowadzenie znacznie cięższych niż obecnie pocią­ gów, co jest jednym z warunków zwiększenia zdolności przewozowej kolei. Złącze przewodów (rys. 10.12) jest tak skonstruowane, że pozwala na łączenie dwóch przewodów hamulcowych oraz siedmiu kabli elektrycz­ nych. W celu zabezpieczenia przed wpływami atmosferycznymi i dosta­ waniem się zanieczyszczeń do przewodów powietrza ich wyloty w stanie nie sprzęgniętym są chronione specjalnymi pokrywami, które cofają się samoczynnie w chwili łączenia się sprzęgów. Połączenie uszczelnia się za pomocą uszczelek gumowych, umieszczonych w specjalnych rowkach na krawędzi złączy. W przypadku stwierdzenia nieszczelności będzie możliwa wymiana uszczelek bez rozłączania wagonów przez wycofanie

złącza przewodów z głowicy sprzęgu do tyłu i powtórne jego umieszcze­ nie na właściwym miejscu. Złącze przewodów jest najbardziej czułym elementem sprzęgu samoczynnego i prawdopodobnie do czasu wprowa­ dzenia sprzęgu do taboru ulegnie dalszym ulepszeniom i modyfikacjom.

Rys. 10.12. Złącze przewodów elektrycznych i powietrznych

Ważnym elementem sprzęgu samoczynnego jest amortyzator, służący do elastycznego przejmowania i częściowego pochłaniania energii powsta­ łej podczas nabiegania wagonów na siebie przy sprzęganiu oraz podczas jazdy wagonów w pociągu. Spełnia on więc rolę i zderzaków i amortyza­ tora urządzenia cięgłowego, stosowanych przy sprzęgu śrubowym. Usta­ lono w skali międzynarodowej wymagania co do wartości skoku amorty­ zatorów, wartości sił końcowych i wartości energii pochłanianej. Przepisy te, ujęte w karcie UIC-524-1 i karcie OSŻD-528/1 zalecają, aby skok amortyzatora wynosił: przy ściskaniu 110 ±5 mm, a przy rozciąganiu — 70 mm; wartość sił końcowych była ^ 1,2 t dla wagonów dwuosiowych

Rys. 10.13. Schematy amortyzatorów sprzęgu samoczynnego a — trzonow y, ze stałym korpusem , ł> — bezjarzm ow y z ruchom ym korpusem , c — z jarzm em długim , d — z jarzm em kró tk im

i ^ 1 ,6 t dla czteroosiowych. Energia przejmowana — nie mniej niż 55 000 J dla dwuosiowych i 80 000 J dla wagonów czteroosiowych, przy tłumieniu co najmniej 60%. Jednocześnie jest wymagana skuteczna ochrona wagonu w warunkach nabiegania z prędkością: co najmniej 14 km/h — dla wagonów dwuosiowych i 12 km/h — dla czteroosiowych. Jako elementy sprężyste wykorzystuje się, podobnie jak przy zderzakach, sprężyny pierścieniowe, elementy gumowe, tworzywa syntetyczne i inne. Ze względu na konstrukcję amortyzatora obecnie są stosowane trzy jego odmiany (rys. 10.13): z długim jarzmem, z krótkim jarzmem, bez jarzma (z rozciąganym kadłubem) — w zależności od sposobu połączenia części przedniej z częścią sprężystą. Amortyzator jest łączony z ramieniem głowicy sprzęgu przegubowo, za pomocą sworznia i wkładki kulistej. Sworzeń musi być dostępny od spodu ramy wagonu, zaś amortyzator sprzęgu może być wyjmowany od dołu lub od przodu (przez otwór w czołownicy). Dla drugiego przypadku jest konieczne, aby opory sprzęgu w ramie wagonu były odejmowalne. Ujednolicona konstrukcja tych opór jest podana w kartach UIC i OSŻD nr 535-1. Po odkręceniu śrub zabezpieczających i wysunięciu czopów mocujących jest możliwe wysunięcie opór sprzęgu i amortyzatora do przodu, przez otwór w czołownicy. ♦

11 Hamulec 11.1.

Zasada działania

Na kolejach europejskich są stosowane samoczynne powietrzne hamulce zespolone. Samoczynność hamulca oznacza w tym przypadku spełnienie wymagania o samoczynnym zahamowaniu obydwu części pociągu w .przypadku jego rozerwania. Hamulec zespolony oznacza, że hamulec każdego wagonu w pociągu jest uruchamiany centralnie, z lokomotywy, lub w miarę potrzeby — z in­ nego miejsca (przez uruchomienie hamulca bezpieczeństwa). Kierunek ruchu pojazdu Sita bezwładności Pp

Sita hamowania Th

'

Siła tarcia T

Nacisk wstawki ciernej N

Nacisk kota G

3 Graniczna sita przyczepności

Sita oddziaływania na szynyTt Wykorzystana siła przyczepności Pp [pozioma reakcja szynyj

Rys. 11.1. Układ sił działających na koło podczas hamowania 1

— w staw ka,

2

— koło, 3 — szyna

Układ sił podczas hamowania, działających na koło hamowanego pojazdu, pokazano na rysunku 11.1. Wartość siły hamowania Th zależy od nacisku wstawek ciernych na koło (N) i współczynnika tarcia (p): Th = \L-N

Hamowanie odbywa się w sposób prawidłowy do chwili, gdy siła hamo­ wania jest mniejsza od siły przyczepności: Pt= ^ *Q gdzie: ty — współczynnik przyczepności, Q — nacisk koła na szynę. W przeciwnym przypadku koło przestaje się toczyć po szynie, a zaczyna się ślizgać. Efekt hamowania jest wtedy znacznie mniejszy (równy efek­ towi tarcia koła na małej powierzchni styku z szyną) niż przy toczeniu się koła. Mechanizm pneumatyczny hamulca każdego wagonu składa się z trzech zasadniczych elementów: — zbiornika sprężonego powietrza, — siłownika hamulcowego, — rozdzielacza powietrza. Mechanizm pneumatyczny hamulca pozwala na uzyskanie następującychstanów: — gotowości roboczej hamulca, — napełniania siłownika, — utrzymania ciśnienia w napełnionym siłowniku, — opróżniania siłownika, — napełniania zbiornika. Tablica 11-1 Lp.

Rodzaj hamulca

Symbol

Oznaczenie dodatkowe

Symbol

3

4

5

1

2

1

Kunze — Knorr Drolshammer Bozie Hildebrand-Knorr

Kk Dr Bo Hik

Breda Charmilles Ocrlikon Knorr typ KE

Bd Ch O KE

10

Westinghouse typ E Dako

WE DK

11 12

Westinghouse typ U Westinghouse typ A

WU WA

2 3 4 5 6 7 8 9

H am ulce z jednostopniowym odham owywaniem 13 14 15

a

Westinghouse Knorr Westnighouse — szybkodziałający

W K W

Hamulec do pociągów towarowych Hamulec do pociągów osobowych Hamulec o wysokim stopniu hamowania Urządzenie przestawcze G-P Urządzenie przestawcze P-R Urządzenie przestawcze G-P-R Automatyczne nastawianie ciężaru hamującego Magnetyczny hamulec szynowy Zawór odluźniający różnicowy Rihosek-Leuchter

G P R GP PR GPR A MG RL

Układy hamulcowe poszczególnych wagonów są połączone w pociągu przewodem. Działanie hamulca polega na tym, że podczas jazdy, gdy hamulec nie jest uruchomiony, przewód główny jest wypełniony powietrzem o ciśnie­ niu ok. 5 kG/cm2. Zmniejszenie ciśnienia w przewodzie głównym powo­ duje rozpoczęcie hamowania. Powtórne zwiększenie ciśnienia w przewo­ dzie głównym powoduje odhamowanie, tzn. wypuszczenie powietrza z siłowników do atmosfery i ładowanie zbiorników. Hamowanie może być celowe, spowodowane przez maszynistę lokomo­ tywy za pomocą sterownika hamulcowego w lokomotywie lub może być niezamierzone, np. podczas rozerwania pociągu. Międzynarodowe wymagania w zakresie hamulców precyzują tylko wa­ runki techniczne jakie muszą być przez każdy hamulec spełnione aby można było dowolny wagon włączyć do dowolnego pociągu międzynaro­ dowego, zachowując pełne właściwości i pewność działania hamulca w pociągu. W Europie jest wiele systemów układów hamulcowych, dopuszczonych do ruchu międzynarodowego, opracowanych przez różne firmy specjali­ zujące się w budowie hamulców. Dopuszczone przez UIC do ruchu mię­ dzynarodowego systemy hamulcowe podano w tablicy 11-1. W taborze PKP od 1960 r. jest stosowany hamulec systemu Oerlikon produkowany w kraju w oparciu o licencję szwajcarskiej firmy Oerlikon. W wagonach budowanych przed 1960 r. był stosowany hamulec Westinghouse’a.

Układ hamulcowy wagonu osobowego pokazano na rysunku 11.2. Wszyst­ kie urządzenia układu hamulcowego można podzielić na: — część pneumatyczną, — część mechaniczną, — urządzenia dodatkowe. Część pneumatyczna hamulca steruje urządzeniami hamulca, umożliwia włączenie hamulca wagonu do hamulca pociągu oraz powoduje powsta­ wanie siły w siłowniku hamulca.

Do przenoszenia siły z siłownika (lub siłowników) na elementy cierne hamulca służy część mechaniczna, składająca się z przekładni, pozwala­ jących na zmianę i przenoszenie sił powstających w siłowniku, kompen­ sację zużycia wstawek ciernych dtp. W skład części mechanicznej wchodzą także elementy mocujące, podtrzymujące i nastawiające poszczególne zespoły hamulca. 11.2.

Wymagane własności techniczne

Przepisy międzynarodowe UIC ustalają dla hamulców kolejowych wyma­ gania, dotyczące: sterowności, wyczerpalności, efektywności, automatyczności, spokojności działania oraz unifikacji części, co pozwala na łączenie różnych wagonów. Wymagania te zawiera tom V, rozdział 54 (karty od 540 do 549). 11.2.1.

Sterowność

Sterowność hamulca, czyli jego zdolność do przekazywania sygnałów sterujących bez zniekształcenia i do reagowania na nie w odpowiednim czasie i w odpowiedni sposób jest charakteryzowana: — szybkością fali hamowania, — zdolnością do stopniowania intensywności hamowania. Od chwili nadania sygnału sterującego (uruchomienia sterownika przez maszynistę) do pełnego jego wykonania przez układ hamulca upływa określony czas, na który składają się: czas przejścia sygnału przez prze­ wód główny, czas napełniania siłownika oraz czas reakcji innych urzą­ dzeń, których działanie jest niezbędne dla pełnego uruchomienia hamulca. Sprężone do około 5 kG/cm2 powietrze, znajdujące się w przewodzie głównym hamulca, reaguje na zmianę ciśnienia w dowolnym jego punkcie wytworzeniem fali, rozprzestrzeniającej się wzdłuż przewodu z prędkością równą prędkości dźwięku. Za tą falą rozpoczyna się prze­ pływ powietrza w kierunku zmniejszonego ciśnienia. Tak więc zjawisko zmiany ciśnienia przebiega wzdłuż przewodu z pewną prędkością, która zresztą zmniejsza się z odległością, wskutek m. in. oporów przepływu powietrza wewnątrz przewodu. Przepisy UIC wymagają, aby szybkość fali hamowania w pociągu towa­ rowym złożonym z 200 osi (określona jako stosunek długości przewodu głównego do czasu, jaki upłynął od uruchomienia sterownika do chwili rozpoczęcia napełniania siłownika w ostatnim wagonie) nie była mniejsza niż 250 m/s. Szybkość fali hamowania jest różna w różnych systemach hamulca, po­ nieważ zależy ona w głównej mierze od konstrukcji rozdzielaczy powiet­ rza. W hamulcu Oerlikona typu ESt3d wynosi ona 270 m/s, podczas gdy w starych typach hamulca — ok. 120 m/s. Przepisy międzynarodowe wymagają ponadto aby hamulec był Czuły i reagował na zmniejszenie ciśnienia w przewodzie głównym o 0,3 kG cm2,

zaś największa siła w siłownikach musi być osiągnięta przy-spadku ciś­ nienia w przewodzie głównym o 1,3—1,9 kG/cm2 (dotyczy to pociągów towarowych 200-osiowych i osobowych 80-osiowych). Przy zwalnianiu hamulca jest wymagane, aby czas od chwili nadania przez maszynistę odpowiedniego sygnału do chwili spadku ciśnienia w siłowniku ostatnie­ go wagonu do 0,4 kG/cm2 nie przekraczał 70 s przy nastawieniu „towa­ rowy” i 25 s przy nastawieniu „osobowy”. W hamulcach elektropneumatycznych, gdzie nośnikiem sygnałów jest prąd elektryczny, sterowność hamulca jest znacznie lepsza, gdyż sygnały ze stanowiska sterowania docierają do wszystkich wagonów jednocześnie. Hamulce elektropneumatyczne nie są dotąd stosowane w ruchu między­ narodowym. Innym wymaganiem stawianym hamulcom kolejowym jest możliwość stopniowania intensywności hamowania, tj. stopniowania wartości ciśnie­ nia w siłownikach — zarówno podczas jego wzrostu jak i podczas jego spadku. Stare typy hamulców nie pozwalały na stopniowanie odhamowywania, tj. na stopniowanie ciśnienia w siłownikach podczas zmniejszania jego wartości. 11.2.2.

Niewyczerpalność

Podczas jazdy pociągów na niektórych liniach (szczególnie górskich) jest wymagane częste i długotrwałe używanie hamulca. Podczas hamowania powietrze przepływa do siłowników ze zbiorników pomocniczych, wsku­ tek czego ciśnienie powietrza w tych zbiornikach zmniejsza się. Jeżeli następne hamowanie nastąpi zanim ciśnienie powietrza w zbiorniku pomocniczym zostanie uzupełnione, to ciśnienie po tym zahamowaniu ulegnie dalszemu zmniejszeniu. W ten sposób zapas powietrza w zbior­ nikach pomocniczych ulega stopniowo wyczerpaniu. Zjawisku temu do­ datkowo sprzyjają nieszczelności siłowników i związane z tym dalsze straty powietrza. Dlatego przepisy wymagają tzw. niewyczerpalności hamulców, tzn. utrzy­ mania ciśnienia średnio we wszystkich siłownikach pociągu nie mniejsze­ go niż 85% najwyższego ciśnienia po wykonaniu określonej w przepisach liczby hamowań. Spełnienie wymagań dotyczących niewyczerpalności jest znacznie łatwiej­ sze w hamulcach umożliwiających stopniowe odhamowywanie. 11.2.3.

Efektywność

Najczęściej efektywność hamulca jest określana długością drogi hamo­ wania, czyli długością drogi pociągu od chwili dociśnięcia elementów ciernych hamulca do chwili zatrzymania pociągu. Długość drogi hamowania zależy od konstrukcji i stanu technicznego hamulca, w tym głównie od wartości nacisków elementów ciernych (co

ma wply^w na współczynnik tarcia), od przebiegu napełniania siłownika, od rodzaju materiałów ciernych itp. Na długość drogi hamowania mają wpływ także: prędkość hamowania pociągu, ciężar pociągu, pochylenie (profil) linii oraz zanieczyszczenie szyn. Zatem porównanie efektywności różnych hamulców przez porównanie dróg hamowania musi uwzględniać jednakowe warunki hamowania. Do oceny efektywności hamulca całego pociągu przed jego wyruszeniem w drogę służy wielkość zwana ciężarem hamującym. Ciężar hamujący pociągu jest sumą ciężarów hamujących wszystkich wagonów wchodzących w skład pociągu. Ze względu na prędkość jazdy, profil linii i długość odstępów sygnałowych ustala się wymaganą war­ tość ciężaru hamującego dla każdego pociągu mającego przebyć daną drogę. Wymagana wartość ciężaru hamującego dla konkretnych linii ko­ lejowych jest podana w służbowym rozkładzie jazdy oraz w przepisach R1 w postaci tablic, zawierających wymagany procent ciężaru hamują­ cego w zależności od wymienionych elementów. Aby obliczyć procent ciężaru hamującego dowolnego pociągu należy: — zsumować ciężary hamujące wszystkich wagonów w pociągu, mają­ cych czynne hamulce: 6 = 6! + ^ + ... + B n — obliczyć ciężar brutto pociągu przez zsumowanie ciężarów brutto wszystkich wagonów: G = G1+ G 2+ ... + G n

— obliczyć procent ciężaru hamującego: B K z ~ ~q ' ioo Następnie należy porównać otrzymaną wartość z wartością podaną w służbowym rozkładzie jazdy. Obliczona wartość powinna być większa lub co najmniej równa wartości wymaganej. Sposób określania ciężaru hamującego dla wagonów jest podany w kar­ cie UIC-544 i polega na pomiarze długości drogi hamowania (dla wago­ nów towarowych dopuszcza się obliczanie ciężaru hamującego na pod­ stawie pomiaru nacisku klocków na koło). Wartość ciężaru hamującego wyznaczona dla danego typu wagonu jest podana w sposób trwały na wagonie: — na tablicy przestawczej, odpowiednio do poszczególnych położeń dźwig­ ni przestawczej; — w wagonach do ruchu SS, wyposażonych w samoczynny nastawiacz intensywności hamowania — w postaci napisu, pokazanego na rys. 11.3. Podana w ten sposób wartość jest wartością maksymalną i wobec tego jeśli ciężar brutto wagonu jest mniejszy od maksymalnego, przyjmuje 10 — K on stru k cja i eksploatacja

się aktualną masę wagonu jako wartość ciężaru hamującego. Jeżeli na­ tomiast masa brutto wagonu jest większa od podanej na wagonie war­ tości ciężaru hamującego, to przyjmuje się wartość równą podanej na wagonie.

O-OP-A

max 0 0 t

Rys. 11.3. Napis ciężaru hamującego z samoczynnym zmieniaczem intensywności hamowania

Na wagonach osobowych, wyposażonych w hamulce typu R, wartość cię­ żaru hamującego jest podana kolorem czerwonym. 11.2.4.

Automatyczność działania

Automatyczność działania hamulca polega na samoczynnym uruchamianiu się hamulca w przypadku przerwy w ciągłości przewodu głównego, co może mieć miejsce przy rozerwaniu się składu lub przy rozłączeniu się sprzęgów. Powinno wówczas nastąpić zahamowanie obu części składu. 11.2.5.

Spokojność hamowania

Pociąg złożony z wielu wagonów w sensie dynamiki wzdłużnej nie jest tworem jednolitym, lecz szeregiem mas, połączonych między sobą sprę­ żyście (zderzaki). Po rozpoczęciu hamowania najpierw są hamowane wagony znajdujące się za lokomotywą, a najpóźniej wagony na końcu składu. Pierwsze wagony za lokomotywą będą już hamowane z pełną siłą, podczas gdy końcowe wagony będą nabiegać na nie, powodując ściśnięcie zderzaków i zakumulowanie w nich znacznej energii. Energia ta zostanie wyładowana gdy wszystkie wagony będą hamować i gdy zmniejszy się różnica energii kinetycznej wagonów na przodzie i w tyle pociągu. Powoduje to z kolei rozciąganie pociągu. Jeśli ponadto rozłoże­ nie mas wagonów w pociągu będzie niekorzystne, a pociąg odpowiednio długi, to jedne wagony będą na siebie nabiegać a inne będą w tym samym czasie odrzucane przez zderzaki, co spowoduje szarpanie składu a nawet może doprowadzić do jego rozerwania. Przeciwdziała temu wy­ dłużenie czasów napełniania siłowników przez zmniejszenie różnicy ciśnień między siłownikami pierwszego i ostatniego wagonu. Przepisy międzynarodowe wymagają, aby w nowoczesnych hamulcach charakteryzujących się szybkością fali hamowania co najmniej 250 m/s czas napełniania siłowników (do 95% wartości największego ciśnienia)

w przypadku hamulców typu towarowego wynosił od 18—30 s, a dla hamulców typu osobowego od 3—5 s. Wagony przewidziane do kursowania w pociągach towarowych i w oso­ bowych muszą mieć w związku z tym urządzenie przestawcze, zmienia­ jące czas napełniania siłowników w zależności od rodzaju pociągu. 11.3.

Budowa części pneumatycznej hamulca ,

Najważniejszą częścią układu hamulcowego jest rozdzielacz powietrza, który reagując na sygnały sterujące w postaci zmian ciśnienia w przewo­ dzie głównym powoduje: napełnianie siłownika, odcięcie siłownika lub jego opróżnienie. Podstawowymi elementami składowymi rozdzielacza powietrza są zawory. Schemat ideowy rozdzielacza powietrza pokazano na rys. 11.4. W pozycji wyjściowej, gdy w przewodzie głównym panuje pełne ciśnienie, powiet­ rze wypełnia zbiornik pomocniczy, zbiornik sterujący oraz komory zbior­ nika pomocniczego (ki) i sterującego (/c3). Zawór wlotowy do siłownika jest zamknięty, a zawór wylotowy — otwarty. Zbiornik pomocniczy

Rys. 11.4. Schemat ideowy rozdzielacza powietrza

Po wypuszczeniu powietrza z przewodu głównego na membranę w komo­ rze przewodu głównego zacznie działać ciśnienie ze zbiornika sterującego, ponieważ w komorze k4 ciśnienie zmniejszy się podobnie jak w przewo­ dzie głównym. Zawory zasilania zbiornika sterującego i zbiornika pomoc­ niczego zostaną zamknięte. Zawór wlotowy do siłownika zostanie unie­ siony i powietrze ze zbiornika pomocniczego dostanie się do siłownika. Napełnianie siłownika będzie trwać tak długo, aż wzrost ciśnienia w siłowniku zrównoważy siłę od strony komory k3; wówczas zawór wlotowy zostanie zamknięty. Przy wzroście ciśnienia w przewodzie głównym wzrośnie ciśnienie w komorze k4, co spowoduje otwarcie zaworu wylotowego i wylot po­ wietrza z siłownika do atmosfery przez komorę k5.

Przy dalszym wzroście ciśnienia otworzą się zawory zasilania zbiorników sterującego i pomocniczego, zostanie w nich uzupełniony zapas powietrza i nastąpi wyrównanie ciśnień z ciśnieniem panującym w przewodzie głównym. W rzeczywistości rozdzielacze powietrza są wyposażone w wiele dodat­ kowych urządzeń, poprawiających i usprawniających funkcjonowanie hamulca. Stosowany na PKP hamulec systemu Oerlikona ma rozdzielacze mem­ branowe działające dzięki deformacjom membran gumowych pod wpły­ wem działających na nie zmian ciśnień. Inne systemy hamulców mogą mieć rozdzielacze tłoczkowe, w których zamiast membran gumowych są stosowane elementy przesuwne, działa­ jące podobnie jak tłoki w cylindrze (stąd nazwa). Rozdzielacze powietrza są wyposażone zwykle w urządzenia do zmiany czasu napełniania siłowników (3—5 s lub 18—30 s), a także w różne przystawki, realizujące zadania dodatkowe; np. w rozdzielaczach Oerłikona ESt3 są to przystawki typu AL do regulacji ciśnienia w siłowniku w zależności od aktualnego obciążenia wagonu lub urządzenia do auto­ matycznego odluźniania hamulca. Przepisy międzynarodowe wymagają także wyposażenia hamulców wa­ gonów towarowych w tzw. automatyczne odluźniacze, urządzenia, pozwa­ lające na odhamowanie wagonu przez jednorazowe, krótkotrwałe pociąg­ nięcie za uchwyt, znajdujący się pod wagonem. W starych konstrukcjach urządzenie do luzowania działało niesamoczynnie, tzn. trzeba było ciągnąć za uchwyt aż do całkowitego wyluzowania hamulca, co trwało pewien czas. Rozdzielacz powietrza jest najbardziej odpowiedzialną częścią hamulca, bardzo skomplikowaną konstrukcyjnie, wymaga dokładnej i precyzyjnej regulacji i dlatego jego naprawa może być wykonywana tylko w wyspe­ cjalizowanych warsztatach naprawczych. W wagonowniach jest dopusz­ czalna tylko wymiana niesprawnego rozdzielacza na inny tego samego typu. Przewód główny jest elementem łączącym hamulce wagonów w pociągu i spełnia rolę linii przesyłowo-zasilającej, przenoszącej sygnały sterowa­ nia, zasilającej (sprężonym powietrzem) układy sterujące i wykonawcze. Przewód główny jest rurą stalową, o średnicy \ XU ' (w wagonach osobo­ wych i towarowych starszej budowy — 1") biegnącą wzdłuż całego wagonu, zakończoną na obu końcach zaworami odcinającymi (kurkami końcowymi) i sprzęgami elastycznymi zakończonymi główkami sprzę­ gowymi. W wagonach stosuje się często rozgałęzienie przewodu głównego na koń­ cach (wówczas na czołownicy wagonu są dwa sprzęgi elastyczne i dwa kurki końcowe). Do łączenia przewodów wykorzystuje się tylko jedną parę sygnałów, druga stanowi rezerwę. Łączenie sprzęgów elastycznych po przekątnej jest dopuszczalne w przypadku uszkodzenia sprzęgów elastycznych.

Przewód główny powinien być ułożony w wagonie możliwie prosto, bez gwałtownych zmian kierunku, zbędnych załamań itd. Drożność przewodu głównego sprawdza się przez przepuszczenie przez przewód kulki o odpo­ wiedniej średnicy. Kurki końcowe sprzęgów nie połączonych ze sobą i kurek końcowy ostatniego wagonu w składzie pociągu muszą być zamknięte (rękojeść kurka uniesiona do góry). W położeniu otwartym kurka rękojeść zajmuje położenie poziome. W położeniu zamkniętym kurka sprzęg elastyczny powinien być zawie­ szony główką na wsporniku, aby zapobiegać dostawaniu się zanieczyszczeń do przewodu głównego. Przed połączeniem sprzęgów elastycznych przewód główny i sprzęgi powinny być przedmuchane przez kilkakrotne otwarcie i zamknięcie kurków końcowych w celu usunięcia ewentualnych zanieczyszczeń z prze­ wodu głównego.

Główka sprzęgu elastycznego (rys. 11.5) jest tak ukształtowana, że przez naprowadzenie powierzchni współpracujących na siebie i wzajemny obrót główek następuje ich pewne i szybkie połączenie. Szczelność połą­ czenia zapewniają uszczelki gumowe w rowkach głowię, które pod wpły­ wem docisku główek ulegają deformacji i dzięki dociskowi swoich powierzchni czołowych dają właściwe uszczelnienie połączenia. Wymiana uszczelki jest nadzwyczaj prosta i może być wykonywana ręcznie bez użycia jakichkolwiek narzędzi. Siłowniki (rys. 11.6) są zbudowane w postaci cylindra, wewnątrz którego porusza się tłok, uszczelniony na obwodzie uszczelką skórzaną lub uszczelką gumową typu V (rys. 11.7). Cylinder siłownika jest zamknięty pokrywą, w której jest prowadzony tłok. Między tłokiem a pokrywą cylindra jest sprężyna powrotna, zapewniająca powrót tłoka wraz z przy­ łączoną do niego przekładnią w poprzednie położenie. Pokrywa jest mocowana do cylindra śrubami. W wagonach siłowniki są umieszczone najczęściej na ostoi wagonu. Dla uniknięcia ścinania przez siły hamowania śrub mocujących siłownik do ostoi w dnie cylindra siłownika jest wspornik (tzw. punkt stały hamulca),

dzięki czemu układ sił w przekładni zamyka się przez siłownik, nie obciążając połączenia siłownika z ostoją. Siłownik musi charakteryzować się odpowiednią szczelnością, którą sprawdza się w ten sposób, że po napełnieniu siłownika do pełnego ciśnie­ nia odcina się zasilanie i sprawdza ciśnienie w siłowniku (za pomocą manometru) po upływie 5 minut. Siłownik jest szczelny jeśli spadek ciśnienia nie przekracza 0,2 kG/cm2. Przy większym spadku ciśnienia konieczna jest wymiana uszczelnienia tłoka. Uszczelnienia części pneumatycznej. Do połączenia przewodów pneuma­ tycznych stosuje się typowe połączenia rurowe ze złączkami, kolankami i trójnikami uszczelnionymi za pomocą uszczelek gumowych, skórzanych, filcowych, klingerytowych itp. W starych konstrukcjach stosowano uszczelnienia konopne. Przykłady różnych typów uszczelnień pokazano na rysunku 11.8.

m . -Lzu

R ys. 11.7. U szczeln ien ia tłok a siło w n ik a a b

— uszczelka skórzana, — uszczelka gumowa

Rys. 11.8. R óżne ty p y uszczelek w uk ład zie p n eum atycznym ham ulca

Tylko przy połączeniach uszczelnianych włóknami konopnymi końce rur są gwintowane. Przy stosowaniu innych typów uszczelek końce ru r są odpowiednio przystosowane np. przez przyspawanie odpowiednich koń­ cówek. Warunkiem uzyskania dobrej szczelności każdego połączenia w układzie pneumatycznym hamulca jest dokładne oczyszczenie łączonych elemen­ tów, użycie właściwej uszczelki i takie skręcenie połączenia, aby uszczel­ ka nie uległa przemieszczeniu i była ściśnięta poosiowo. Krawędzie przylgowe, współpracujące z uszczelkami, nie mogą mieć skaleczeń, rys lub innych wad powierzchni. Szczelność całego układu pneumatycznego hamulca sprawdza się przez pomiar spadku ciśnienia w układzie po upływie 10 minut. Spadek ciśnie­ nia w układzie napełnionym do ciśnienia nominalnego (5 kG/cm8) i na-

stąpnie odciętym, nie może być po upływie 10 min większy niż 0,2 kG/cm2. W układzie pneumatycznym hamulców wagonowych są stosowane różnego rodzaju filtry, korki wyczystkowe i zawory spustowe, służące do usuwa­ nia z układu nagromadzonej wewnątrz wody (kondensatu) i innych za­ nieczyszczeń. 11.4.

Budowa części mechanicznej hamulca

Części mechaniczne hamulca to przede wszystkim przekładnia służąca do przenoszenia siły z siłownika hamulca na wstawki cierne. Najczęściej stosowane w wagonach układy przekładni pokazano na rysunku 11.9. Stosowane bywają przekładnie, w których siłownik lub siłowniki są umieszczone na ramie wózka wagonu a nie na ostoi wagonu. W typowej przekładni hamulcowej można wyróżnić jej część przycylindrową, umieszczoną bezpośrednio w pobliżu siłownika i przekładnię na wózku — w wagonach wózkowych (lub przykołową — w wagonach 2 osiowych).

b

R ys. 11.9. T yp ow e u k ład y p rzekładni m ech an iczn ej ham u lca w w agon ach a

— z jednym siłownikiem,

b

— z dwoma siłownikami

Wartość przełożenia przekładni na wózku wynosi 1, ze względu na moż­ liwość zastosowania takich samych wózków w różnych typach wagonów. Natomiast wartość przełożenia centralnej części przekładni jest różna od jedności i jest ustalona dla każdego typu wagonu przez konstruktora tak, aby uzyskać, przy zastosowanym typie siłownika, właściwą intensywność hamowania (stosunek nacisku elementów ciernych hamulca do masy wagonu). Intensywność hamowania w wagonach towarowych ustala się zwykle na ok. 0,85, co powinno zabezpieczyć układ przed występowaniem poślizgów kół podczas hamowania. Z drugiej strony zbyt mała intensyw­ ność hamowania prowadzi do zmniejszenia efektywności hamulca: wy­ dłużenie drogi hamowania.

Ponieważ w wagonach towarowych jest duża różnica masy między wa­ gonem próżnym i ładownym, dla pełnego uzyskania efektywności hamul­ ca jest konieczne dostosowanie intensywności do obciążenia wagonu. Zrealizowano to przez zastosowanie zmiennej przekładni przycylindrowej, dającej większą siłę przy wagonie obciążonym i mniejszą przy wa- . gonie próżnym. Zmianę intensywności hamowania w zależności od ciężarubrutto wagonu pokazano na rysunku 11.10.

|

Ciężar brutto wagonu [ f ]

Ciężar przestawczy

R ys. 11.10. P rzeb ieg zm ian y in ten syw n ości h am ow ania w zależności od ciężaru brutto w agonu

Wartość ciężaru wagonu, przy którym dokonuje się zmiany przełożenia,, nazywa się ciężarem przestawczym i jest oznaczona na tablicy urządzenia zmieniającego siłę docisku wstawek ciernych. W niektórych wagonach, w dążeniu do lepszego wykorzystania własności hamulca, zastosowano podział zakresu obciążeń wagonu na np. trzy części. Wówczas dla każdego zakresu są przewidziane odrębne wartości ciężaru przestawczego i odrębne położenie dźwigni na tablicy urządzenia zmieniającego siłę docisku wstawek ciernych. Przykłady tablic przestawczych pokazano na rysunku 11.11.

Urządzenie dwuzakresowe, zmieniające przełożenie przekładni i zwanenastawiaczem „Próżny-Ładowny” działa na zasadzie mechanicznej. Ra­ miona dźwigni przy siłowniku są połączone ze sobą dwoma łącznikami, z których każdy ma na jednym końcu owalny otwór, pozwalający na ruch sworznia łączącego go z dźwignią, w ramach owalności otworu. Długości łączników i długości owalizacji otworów są tak dobrane, aby przy nastawieniu urządzenia na „Ładowny” pracował tylko łącznik „Ł”, co daje większy docisk wstawek ciernych, zaś przy nastawieniu urządze-

ni a na „Próżny” urządzenie zapadkowe na łączniku „P” spowodowało pracą tylko tego łącznika {wyłączenie możliwości przesuwu sworznia w otworze). Mechanizm zapadkowy jest uruchamiany przez przestawienie rękojeści na tablicy nastawczej poprzez układ cięgiel. Schemat działania nastawiacza „Próżny-Ładowmy” pokazano na rysun­ ku 11.12. Zaznaczony na schemacie luz Ss między zapadką a nakrętką oporową łącznika, niezbędny do łatwego wprowadzenia zapadki, powo­ duje, że początkowo obrót dźwigni będzie następował wokół przegubu łącznika „Ł”, a dopiero po Wykasowaniu luzu Sz — wokół przegubu łącz­ nika „P”. Wartość luzu którą można regulować przy pomocy nakrętki oporowej, powinna być tak dobrana, aby skasowanie luzu Sz następowa­ ło w chwili, gdy skok wstawek ciernych będzie wyczerpany i wstawki przylgną do kół bez wywarcia nacisku.

Rys. 11.12. S ch em at działania n astaw iacza „próżny—ła d o w n y ” 1 — łącznik „ Ł ” , 2 — łącznik ,,P”, 3 — zapadka, i — nakrętka regulująca

W wagonach towarowych, przystosowanych do prędkości powyżej 100 km/h, jest wymagane stosowanie urządzenia automatycznie uzależ­ niającego intensywność hamowania od ciężaru brutto wagonu. Urządze­ nia takie pobierają informacje o stanie załadowania wagonu z ugięcia resorów i przenoszą je do rozdzielacza drogą mechaniczną (w wagonach dwuosiowych) lub są umieszczone szeregowo z odsprężynowaniem wa­ gonu (w wagonach wózkowych) i na drodze hydraulicznej, elektrycznej lub pneumatycznej przesyłają sygnały do rozdzielacza lub innego urzą­ dzenia, zmieniającego intensywność hamowania.

Ponieważ elementy cierne hamulca zużywają się w czasie pracy wskutek tarcia, musiałby następować jednocześnie odpowiedni przyrost skoku tło­ ka siłownika. Gdyby przekładnia łącząca te elementy nie miała urządzeń regulacyjnych, przyrost skoku tłoka byłby nadmierny. Zależność między skokiem tłoka oraz skokiem wstawek ciernych wyraża się wzorem: Sf — i mSw gdzie i — wartość przełożenia przekładni, 'wynosząca dla wagonów to­ warowych ok. 10 (dla nastawienia „Ładowny”). A zatem zużycie wstawek ciernych np. o 5 mm powoduje przyrost skoku tłoka o 50 mm. -Normalna wartość skoku tłoka wynosi zwykle 110 mm i na tę wartość reguluje się cały układ. Skok tłoka jest ograniczony nie tylko długością cylindra siłownika, ale także wpływem na czas napełniania i opróżniania siłownika, czyli wpły­ wem na przebieg narastania lub spadku docisku elementów ciernych. Ze wzrostem skoku tłoka siłownika maleje także największa wartość ciśnie­ nia, możliwa do uzyskania w danym układzie. Strata ciśnienia może do­ chodzić nawet do 10%. Regulacja skoku tłoka odbywa się za pomocą samoczynnego nastawiacza typu SAB, wbudowanego w jedno z cięgieł przekładni. Nastawiacz skoku tłoka reaguje samoczynnie na zużycie wstawek cier­ nych przez skracanie swojej długości, przez co zmienia się położenie cięgieł i dźwigni, a w efekcie skok wstawek i skok tłoka utrzymują się w żądanych granicach. Samoczynny nastawiacz skoku tłoka składa się z mechanizmu sterującego, połączonego z tłokiem siłownika, i z mechanizmu nastawczego, wbudowa­ nego w jedno z cięgieł. Oba mechanizmy łączy drążek sterujący. Mechanizm nastawczy w obudowie cięgła jest mechanizmem śrubowym, wykorzystującym zmianę kierunku siły działającej na cięgło i zjawisko tarcia na powierzchni gwintu do skracania lub wydłużania swojej dłu­ gości zależnie od ustawienia go przez drążek sterujący, odpowiednio do sygnału z mechanizmu sterującego. Mechanizm sterujący (rys. 11.13) składa się z jarzma prowadzącego sworzeń tłoczyska oraz z krzywki sterującej zmieniającej ruch liniowy tłoczyska siłownika na ruch obrotowy korby mechanizmu nastawczego. Żądana wartość skoku tłoka A jest nastawiana na jarzmie. Jeżeli skok tłoka przekroczy tę wartość, to mechanizm sterujący powoduje skrócenie mechanizmu nastawczego. Jeżeli skok tłoka będzie mniejszy, to nastąpi wydłużenie mechanizmu nastawczego. W przypadku, gdy skok tłoka jest równy A, mechanizm nastawczy jest zablokowany i urządzenie działa jak zwykłe cięgło. Regulacja długości samoczynnego nastawiania odbywa się podczas każ­ dego zadziałania o pewną niewielką tylko wartość, wobec czego dla wła­

ściwego wyregulowania przekładni jest potrzebne kilkakrotne hamowanie i luzowanie. Innym, nowszym typem nastawiacza skoku tłoka, jest nastawiacz typu SAB-DRV, w którym mechanizm sterujący jest znacznie prostszy i jest wykonany w postaci drążka. Wartość A nastawia się w tym typie przez zwolnienie nakrętki i przestawienie ramienia oporowego na drążku ste­ rującym. a Zawleczka

R ys. 11.13. S ch em a t m ech an izm u steru jącego sam oczyn n ego n astaw iacza skoku tłok a a

— nastawiacz SA B-D A, b — nastawiacz SAB-DRV

Do rekompensowania zużycia wstawek ciernych wystarcza zastosowanie samoczynnego nastawiacza skoku tłoka typu SAB. Urządzenie to nie jest jednak w stanie kompensować zużycia obręczy. Dlatego po przetoczeniu obręczy kół na mniejszą średnicę jest stosowana regulacja ręczna prze­ kładni, zwykle przez wykorzystanie cięgieł z otworami regulacyjnymi, pozwalającymi na przestawienie sworzni i zmianę długości.

Wstawki cierne W taborze PKP są obecnie stosowane wyłącznie hamulce z wstawkami ciernymi, działającymi na powierzchnię toczną kół. Wstawki cierne mo­ cowane są w obsadach umożliwiających ich łatwą wymianę. Stosuje się wstawki pojedyncze (rys. 11.14) lub wstawki podwójne (rys. 11.15). Wstawki pojedyncze są stosowane w wagonach przeznaczonych do kur­ sowania z prędkością do 100 km/h, w wagonach na większe prędkości zarówno towarowych jak i osobowych są stosowane wstawki podwójne. Wstawki cierne są wykonywane z żeliwa, ze względu na niski koszt ich produkcji oraz korzystny współczynnik tarcia żeliwa po stali.

R ys. 11.14. W staw k a d e r n a pojedyn cza

R ys. 11.15. W staw k a cierna podw ójna

Ostatnio są prowadzone próby zastosowania wstawek ciernych z żeliwa fosforowego P14 (o zwiększonej zawartości fosforu). Wstawki z takiego żeliwa mają większy współczynnik tarcia i mogą być stosowane w pew­ nych typach wagonów, przede wszystkim osobowych, wymagających zwiększonej intensywności hamowania. Długość wstawki ciernej ma wpływ na osiąganą wartość współczynnika tarcia i szybkość zużycia ciernego wstawki. Wstawki cierne są utrzymywane w obsadach za pomocą odpowiednich występów i klina bagnetowego wkładanego od góry (w niektórych wago­ nach bywa wkładany od dołu i zabezpieczany przed wysunięciem za­ wleczką). Obsady wstawek ciernych są mocowane na poprzecznych belkach docis­ kowych, łączących obsady z obydwu stron wagonu, zwanych (ze względu na kształt) trójkątami hamulcowymi, i zabezpieczane podkładką i za­ wleczką. W wagonach przystosowanych do kursowania po torze szerokim po wy­ mianie zestawów kołowych długości czopów trójkątów, sposób przymo­ cowania wieszaków trójkątów do ramy wózka lub wagonu są dostosowane

do zmiany rozstawienia wstawek ciernych dzięki użyciu tulejek dystan* sowych. Po wymianie zestawów należy również dostosować przekładnię hamulca przez przełożenie tulejek na drugą stronę wieszaków lub osad i ponowne zabezpieczenie podkładkami i zawleczkami. Obsady, a zwłaszcza obsady z podwójnymi wstawkami ciernymi, są dość ciężkie i wobec ich obrotowego osadzenia na czopie trójkąta mają ten­ dencję do samoczynnego obrotu, co grozi oparciem się krawędzi wstawki (górnej lub dolnej) o obracającą się powierzchnię koła i w efekcie wytar­ ciem tej krawędzi i skróceniem czynnej długości wstawki. Aby temu przeciwdziałać stosuje się zabezpieczenie z drutu sprężyno­ wego, utrzymujące obsady we właściwej pozycji. Ponieważ zużycie żeliwa na wstawki cierne hamulców w taborze PKP w skali rocznej jest bardzo duże, prowadzone są próby zastosowania na wstawki cierne innych materiałów, trwalszych i bardziej ekonomicznych. Dotychczasowe próby nad opracowaniem wstawek z materiałów synte­ tycznych pozwalają sądzić, że w niedługim czasie wstawki takie mogą być w pewnym zakresie wprowadzone do eksploatacji. Największymi trudnościami do pokonania przy produkcji wstawek syntetycznych są wymagania stałości współczynnika tarcia w różnych warunkach klima­ tycznych (deszcz, śnieg, niskie i wysokie temperatury) oraz problemy związane z odprowadzeniem ciepła, wydzielającego się na powierzchni ciernej podczas hamowania. Do łączenia poszczególnych części przekładni hamulcowej są stosowane sworznie zabezpieczane przed wypadnięciem podkładkami płaskimi i za­ wleczkami. W otworach sworzniowych są stosowane tulejki, osadzone w dźwigniach z wciskiem. Na tulejki stosuje się stal o podwyższonej odporności na ścieranie, tworzywa syntetyczne (poliamidowe) lub węgliki spiekane. W niektórych przypadkach w zabezpieczeniach połączeń sworz­ niowych są stosowane inne elementy zabezpieczające (kołki lub urządze­ nia specjalne, zabezpieczone połączeniami śrubowymi). Przeważnie są stosowane sworznie z łbem, wymagające zabezpieczenia przed wysunięciem tylko z jednej strony; w pewnych przypadkach są stosowane także sworznie bez łba. Elementy przekładni hamulcowej są mocowane do konstrukcji wagonu również za pomocą sworzni. Do przymocowywania elementów przekładni w ramie wagonu są przewidziane specjalne wieszaki z tulejowanymi otworami. Wszystkie elementy przekładni hamulcowej (cięgła, dźwignie, trójkąty hamulcowe i inne), które mogłyby w przypadku oberwania normalnych umocowań do wagonu, rozłączania się połączeń sworzniowych itp. opaść na tor lub wystawać poza skrajnię, są dodatkowo zabezpieczane pałąkami ochronnymi. Dla zmniejszenia oporów przesuwania się części i zwiększenia ich trwa­ łości, połączenia sworzniowe w przegubach przekładni hamulca, łożyska ślizgowe mechanizmów nastawczych, powierzchnie ślizgowe mechanizmu nastawiacza skoku tłoka, gładź cylindra siłownika, śruba pociągowa ha-

mulca ręcznego, przekładnia zębata hamulca ręcznego powinny być smarowane. Do smarowania tych części używa się smarów stałych (wazelina, smar Towotta, smar grafitowany itp.), nakładanych na powierzchnie pracujące podczas montażu lub okresowo także podczas eksploatacji, bez demontażu części (wszystkie powierzchnie ślizgowe, śruba pociągowa, elementy me­ chanizmu sterującego nastawiacza skoku tłoka). Rozmontowywanie części do smarowania jest wymagane w połączeniach sworzniowych, przy sma­ rowaniu gładzi cylindra siłownika itp. połączeń. Stosowane jest, choć znacznie rzadziej, smarowanie za pomocą smarownic. Dokręcanie kapturka powoduje każdorazowo wyciśnięcie nowej porcji smaru na powierzchnie cierne. Do smarowania połączeń ruchowych hamulca należy stosować smary zgodnie z dokumentacją techniczno-ruchową danego typu wagonu. 11.5.

Urządzenia dodatkowe

Hamulce wagonów osobowych, zgodnie z międzynarodowymi wymaga­ niami muszą być wyposażone w urządzenia pozwalające podróżnemu w przypadku zaistnienia niebezpieczeństwa na zatrzymanie pociągu. Urządzenie takie, zwane hamulcem bezpieczeństwa, musi być umie­ szczone wewnątrz wagonu, w łatwo dostępnym i widocznym miejscu (w każdym przedziale i w określonych miejscach na korytarzu). Urucho­ mienie dowolnego uchwytu hamulca bezpieczeństwa w wagonie powoduje-

? 4

R ys. 11.16. U kład h am u lca b ezp ieczeń stw a 1 — skrzynka, 2 — skrzynka końcowa, 3 — rączka, 4 — cięgło, 5 — dźwignia, 6 — zawór podwójny, 7 — zawór główny, 8 — zawór pomocniczy, 9 — tłoczek odciążający

otwarcie zaworu wypuszczającego powietrze z przewodu głównego i ha­ mowanie pociągu z maksymalną intensywnością. Podobne urządzenia są montowane także w wagonach towarowych z po­ mostem końcowym i są uruchamiane z tego pomostu. Uchwyty hamulca bezpieczeństwa w wagonach osobowych są zabezpie­ czone przed niepożądanym użyciem przez zaplombowanie i opatrzenie ;odpowiednim napisem. Konstrukcja zaworu hamulca bezpieczeństwa jest pokazana na rysunku 11.16. Zawory te są umieszczone w specjalnych skrzynkach pod wago­ nem. Wyłączenie hamulca bezpieczeństwa po jego zadziałaniu polega na zamknięciu zaworu. Wagony osobowe, pojazdy trakcyjne i część wagonów towarowych są wyposażone niezależnie od hamulca zespolonego w hamulec ręczny, uruchamiany z wewnątrz wagonu lub z pomostu przejściowego (w wago­ nach osobowych). Hamulec ręczny pozwala na zatrzymanie wagonu w przypadku awarii hamulca zespolonego i składa się z korby lub koła pokrętnego, służącego do wytworzenia siły przez człowieka uruchamia­ jącego hamulec, przekładni, śruby pociągowej i cięgieł, łączących hamu­ lec ręczny z przekładnią hamulca zespolonego.

R ys. 11.17. S ch em at h am u lca ręcznego

Hamulec ręczny może działać na wszystkie koła wagonu i wówczas jest przyłączony do przekładni przycylindrowej lub może działać na część kół pojazdu, np. na koła jednego wózka, i wówczas jest przyłączony w innym miejscu. Ponieważ koło pokrętne lub korba hamulca ręcznego muszą być umiesz­ czone w miejscu dogodnym do ich obsługi, zaś śruba pociągowa, powodu­

jąca przesuw dźwigni przekładni hamulca i docisk wstawek ciernych do kół, jest umieszczona w miejscu pozwalającym na dogodne przyłączenie do układu hamulca, elementy te są połączone ze sobą przekładnią (zębatą lub inną). Schemat hamulca ręcznego w wagonie towarowym poka­ zano na rysunku 11.17. W wagonach towarowych są stosowane także innego rodzaju urządzenia hamulcowe uruchamiane ręcznie; tzw. hamulce postojowe. Urządzenia te, napędzane umieszczonym z boku wagonu kołem pokrętnym, służą do unieruchomienia wagonu podczas postoju. Układ konstrukcyjny hamulca postojowego jest podobny do hamulca ręcznego i działa na zasadzie śru­ by pociągowej przyłączonej do przekładni hamulca zespolonego. W ha­ mulec postojowy są wyposażone wszystkie nowe typy czteroosiowych wagonów PKP. Do urządzeń dodatkowych hamulca w każdym wagonie należy zaliczyć także urządzenia nastawcze, umieszczone pod ostoją wagonu i wyprowa­ dzone, dla ułatwienia ich obsługi, na obie strony wagonu. Są to urzą­ dzenia do zmiany czasu napełniania i opróżniania siłowników i do nasta­ wiania hamulca zależnie od obciążenia wagonu. Urządzenia te składają się z tablic przestawczych z odpowiednimi rękojeściami oraz z układu dźwigni nastawczych przenoszących sygnały z tablic do poszczególnych urządzeń hamulca. Tablice przestawcze

Tablice przestawcze czasu napełniania siłowników (rys. 11.18c) z ozna­ czeniem „R-G” (równiny-góry) występują w starych typach hamulca. Czas opróżniania siłowników przy nastawieniu „góry” jest większy, co zapobiega wyczerpaniu hamulca. W niektórych typach hamulców usta­ wienie „góry” powoduje wyłączenie możliwości stopniowego odhamowywania. Tablice przestawcze (rys. 11.18) stosowane w wagonach osobowych do szybkiego ruchu przy nastawieniu na RIC regulują czas napełniania na 5—6 s, co odpowiada nastawieniu na „O” w wagonach towarowych, zaś nastawienie na „R” {rapid) powoduje, że przy prędkości powyżej 60 km/h w siłowniku hamulca pojawia się ciśnienie podwyższone w sto­ sunku do ciśnienia panującego przy mniejszej prędkości. Przykłady tablic przestawczych do zmieniania intensywności hamowania zależnie od obciążenia wagonu omówiono wcześniej. Współczynnik tarcia między wstawką cierną a kołem, jak wykazały ba­ dania, zależy od prędkości jazdy — maleje wraz z jej wzrostem. Dlatego hamulce wagonów przeznaczonych do większej prędkości konstrukcyjnej są budowane w ten sposób, że w górnym zakresie prędkości jest stoso­ wany większy docisk wstawek ciernych, a przy prędkości 50—60 km/h następuje automatyczne przestawienie na zmniejszoną intensywność ha­ mowania, taką, aby nie dopuścić do zakleszczenia kół i ich poślizgu. Informację o prędkości w celu zmiany intensywności hamowania układ 11 — Konstrukcja i eksploatacja

hamulcowy wagonu otrzymuje od urządzenia zamocowanego na osi wa­ gonu. W wagonach PKP jest to czujnik typu ZBl-105a prędkości obroto­ wej, działający na drodze elektrycznej i połączony elektrycznie z odpo­ wiednią przystawką w rozdzielaczu powietrza. W wagonach osobowych PKP typu 111A i 112A zastosowano w układzie hamulcowym urządzenia przeciwpoślizgowe, składające się z czujników typu 4GS1 zamontowanych na wszystkich czterech osiach wagonu oraz a

R ys. 11.18. T ablice urządzeń do zm ian y czasu n ap ełn ian ia i opróżniania siło w n ik a

dwóch przyrządów wykonawczych typu 4GS2 połączonych z siłownikami i zbiornikami pomocniczymi wagonu. Urządzenia przeciwpoślizgowe powodują, że w przypadku zatrzymania obrotów któregokolwiek koła następuje spadek ciśnienia w siłowniku, w wyniku czego zostaje przywrócony obrót kół. Do włączania i wyłączania hamulca wagonu służą zawory odcinające, umieszczone między przewodem głównym a rozdzielaczem powietrza. Wyłączenie urządzeń hamulcowych danego wagonu nie powoduje przerwy w ciągłości przewodu głównego całego pociągu. Zawór odcinający może być umieszczony wprost na kadłubie rozdzielacza powietrza, na przewo­ dzie łączącym przewód główny z rozdzielaczem powietrza lub na obudo­ wie wspornika rozdzielacza powietrza. Uruchamianie zaworu może być bezpośrednie lub zdalne. Przy urucha­ mianiu bezpośrednim jest przestawiana rękojeść umieszczona wprost na zaworze, przy uruchamianiu zdalnym stosuje się układ dźwigniowy i tablicę przestawczą.

Ustalono międzynarodowo, że położeniu dźwigni pionowo w dół odpowiada włączenie hamulca. Położeniu poziomemu odpowiada wyłączenie hamul­ ca. Położenie dźwigni powinno być dobrze widoczne. Takie ustawienie dźwigni załączającej zabezpiecza przed samoczynnym wyłączeniem się hamulca w czasie jazdy pod wpływem wstrząsów. Przewód główny w miejscu połączenia z rozdzielaczem powietrza jest wyposażony w odpylacz, który dzięki wprowadzeniu przepływającego powietrza w ruch osiowy powoduje wytrącanie się zanieczyszczeń.

W nowszych typach wózkowych wagonów towarowych przeznaczonych, do kursowania z prędkością powyżej 100 km/h są stosowane urządzenia, do samoczynnego zmieniania intensywności hamowania w zależności od obciążenia wagonu. Urządzenia te nie są międzynarodowo zunifikowane i różne firmy produkujące hamulce kolejowe opracowały różne warianty takich urządzeń. Przykładem może być urządzenie firmy SAB, dostoso­ wane do montowania w standardowym wózku towarowym Y25Css (rys. 11.19). Urządzenie to jest mocowane nad kompletem sprężyn. Innym

E ys. 11.20. U rządzenie SA B , działające na p rzesu w k ę d źw ig n i p rzycylin d row ej 1 — zawór sterujący, 2 — przesuwka, 3 — dźwignia

urządzeniem tego typu — również firmy SAB — jest urządzenie działa* jące wg schematu na rysunku 11.20, w którym sygnał o obciążeniu wa­ gonu oddziaływuje przez zawór 1 na przesuwny punkt podparcia 2 dźwigni przycylindrowej 3 i odpowiednio zmienia przełożenie przekładni hamulca. 11.6.

Uszkodzenia hamulców

Uszkodzenia części pneumatycznej hamulców są częstsze niż uszkodzenia części mechanicznej. Najczęstsze uszkodzenia to strata szczelności, powodująca pogorszenie sterowności hamulca i wadliwe działanie jego urządzeń. Utrata szczel­ ności jest wynikiem działania wstrząsów i uderzeń podczas jazdy, wadli­ wego montażu, zanikania własności uszczelniających uszczelek oraz zuży­ cia uszczelnień ruchowych. Następnym, częstym rodzajem uszkodzeń części pneumatycznej są rozre­ gulowania lub zacięcia, powodujące przerwanie działania poszczególnych urządzeń lub ich niewłaściwe (niezgodne z ustalonymi wymaganiami) działanie, np. zakłócenia czasów napełniania i opróżniania siłowników, nierównomierny przyrost lub spadek ciśnienia w siłownikach itp. Przyczyną tych niesprawności może być zużycie elementów gumowych rozdzielaczy powietrza polegające na zmianie ich kształtu i własności, dostanie się do wnętrza rozdzielaczy zanieczyszczeń, nadmierne zawilgo­ cenie itp. Do najczęstszych uszkodzeń części mechanicznej hamulca należą wytar­ cia, odkształcenia i pęknięcia elementów. Pierwsze narastają stopniowo, prowadząc po pewnym czasie do nadmiernego wzrostu luzów, zakłócenia wzajemnego położenia elementów, a także do wzrostu obciążenia elemen­ tów, co jest przyczyną narastania szybkości zużywania się części lub nawet ich pęknięć i zerwań. W sprężynach stosowanych w hamulcu występują uszkodzenia typowe: osiadanie, utrata sprężystości i pękanie. Innym rodzajem usźkodzeń jest pękanie pałąków zabezpieczających lub kadłubów zaworów i rozdzielaczy w wyniku działania wibracji podczas jazdy oraz w wyniku wad materiałowych. Zużycie cierne wstawek jest często nieprawidłowe i polega na nierówno­ miernym ich wytarciu. Nierównomierne wytarcia powstają, jeśli wstawka nie przylega całą powierzchnią do powierzchni koła lecz wystaje częściowo poza krawędź koła na zewnątrz; wówczas najpierw powstaje próg a następnie, wskutek dalszej pracy wstawki tylko częścią jej szerokości, znacznie przyspieszone jej zużycie. Na tego rodzaju nieprawidłowe zużycie wstawek należy zwracać szcze­ gólną uwagę. Jest ono bowiem dość trudne do zaobserwowania, a nie wykryte w porę może prowadzić do uszkodzenia obsady a nawet trójkąta hamulcowego.

Do ważniejszych uszkodzeń układu hamulcowego należą uszkodzenia wywołane korozją; szczególnie często występuje korozja przewodów po­ wietrza i wewnętrznych ścianek zbiorników powietrza. Produkty korozji powodują zanieczyszczenia wnętrza rozdzielaczy powietrza, zatykanie przelotów powietrza itd. Skutki uszkodzeń hamulca są potęgowane, jeśli nie usunie się w porę i w pełni nawet drobnych zauważonych usterek. Szczególna uwaga musi być zwracana na stan zabezpieczeń wszystkich połączeń części mechanicznej hamulca, stan podkładek i zawleczek oraz pałąków zabezpieczających jako części, których brak lub uszkodzenie stanowi bezpośrednie zagrożenie bezpieczeństwa ruchu. 11.7.

Nowe rodzaje hamulców

Zatrzymanie pociągu na drodze 700 m lub 1000 m, tj. na odległości od tarczy ostrzegawczej do semafora przy prędkości ponad 120 km/h, wy­ maga stosowania innych niż dotychczas rozwiązań hamulca. Takim rozwiązaniem jest hamulec tarczowy, w którym rolę pary ciernej spełniają: specjalna tarcza przymocowana do osi zestawu kołowego lub do koła bosego i szczęki pokryte wykładziną cierną (rys. 11.21). Hamulec tarczowy pozwala na zwiększone obciążenie cieplne węzła ciernego, a więc na większą intensywność hamowania. Wadą hamulców tarczowych jest utrudniona kontrola; dla stwierdzenia, czy szczęki są dociskane do tarczy, jest konieczne z reguły wchodzenie pod wagon.

a

— z tarczą pom iędzy koiam i zestaw u, b — z tarczą na kole, c — z tarczą na zew nątrz koła

Hamulec tarczowy bywa czasami kojarzony z hamulcem klockowym. Badania wykazały bowiem, że wstawki cierne, dociskane do powierzchni tocznej kół, powodują ich oczyszczanie i wzrost współczynnika przy­ czepności . Duży współczynnik przyczepności pozwala na większą inten­ sywność hamowania, a więc takie rozwiązanie (mimo .pewnej komplikacji konstrukcji) jest opłacalne i dość często stosowane.

Innym rozwiązaniem, znacznie mniej rozpowszechnionym (w zasadzie tylko w określonych wydzielonych pociągach), jest hamulec elektropneumatyczny, gdzie wykorzystano do przesyłania sygnałów sterujących prąd elektryczny. W wagonach do prędkości powyżej 160 km/h są stosowane, oprócz ha­ mulca tarczowego lub klockowego, także hamulce szynowe. Ich działanie polega na dociskaniu elementów ciernych do szyn za pośrednictwem wy­ twarzanego w tym celu pola magnetycznego. Prowadzone są intensywne prace nad innymi rodzajami hamulców, prze­ znaczonych do pociągów o dużej prędkości np. nad hamulcami wykorzy­ stującymi do hamowania prądy wirowe, hamulcami magnetycznymi i innymi.

12 Nadwozia 12.1.

Nadwozia wagonów towarowych

Nadwozie wagonu (pudło) służy do pomieszczenia, ochrony i zabezpiecze­ nia przewożonych ładunków. Dlatego budowa nadwozia zależy od prze­ znaczenia wagonu i jest różna w różnych rodzajach wagonów. Zwykle nadwozie składa się z konstrukcji nośnej w postaci słupków stalowych i poszycia drewnianego lub blaszanego. Nadwozia wagonów krytych muszą zabezpieczyć przewożony ładunek przed wpływami atmosferycznymi oraz przed uszkodzeniem i kradzieżą. Są budowane w .postaci szkieletu nośnego przyspawanego do ostoi, z nie­ ruchomą ścianą czołową i dachem. Nadwozia bywają szalowane deskami drewnianymi, blachą lub sklejką. Dachy są kryte blachą (w starych wa­ gonach stosowano dachy drewniane, kryte papą). W przypadku krycia nadwozi wagonów krytych blachą stalową muszą one być zabezpieczone od wewnątrz przed wilgocią (kondensacja pary wodnej z powietrza) przez wyłożenie wnętrza cienką warstwą sklejki lub pokrycie wewnętrznych płaszczyzn ścian i dachu inną warstwą izolacyjną. A-A

Rys. 12.1. Drzwi wagonu krytego

W wagonach krytych liczbę i wymiary drzwi, które wykonuje się jako drzwi przesuwne, określają przepisy UIC. Przepisy te ustalają także sposób ryglowania drzwi, liczbę i wymiary otworów wentylacyjnych i załadunkowych (w ścianach bocznych i w dachu). Drzwi wagonów PKP są wykonywane jako zawieszone na górnej krawędzi na rolkach, umożli­ wiających ich przesuwanie. Dół drzwi jest prowadzony w odpowiednim występie prowadnym. Pokazane na rysunku 12.1 drzwi wagonu krytego typu 401Ka s ą , drzwiami tzw. samouszczelniającymi, w których pod wpływem parcia ładunku następuje ich dociskanie do krawędzi słupków i uszczelnienie w ten sposób szczelin, przez które mógłby „wyciekać” ładunek. W drzwiach tego typu dla umożliwienia ich otwarcia (podczas przewozu ładunku sypkiego) konieczne jest usunięcie części ładunku napierającego na drzwi. W tym celu dolna część drzwi jest wyposażona w otwory rozładunkowe uruchamiane specjalnymi dźwigniami (rys. 12.2).

Rys. 12.2. Otwory wyładunkowe w drzwiach wagonu krytego 2 — klapa, 2 — drążek ste ru ją cy , 3 — m im ośród

Do zamykania drzwi służy hak zarzutny z pazurem zabezpieczonym zapadką, który wchodzi w odpowiednie otwory listwy umieszczonej na drzwiach. W ten sposób jest możliwe szczelne zamknięcie drzwi lub zamknięcie drzwi z pozostawieniem szczeliny dla wentylacji wnętrza wagonu. Wymiary haka i jego umieszczenie są określone w karcie UIC-576. Na tylnej krawędzi drzwi umieszczone bywa ucho ułatwiające otwarcie drzwi za pomocą dźwigni (łomu). Na drzwiach są umieszczone ponadto uchwyty do ich otwierania. Poni­ żej drzwi mogą być stopnie dla ułatwienia wejścia do'wagonu.

Podłogi w wagonach krytych są drewniane. Dla umożliwienia mechani­ zacji prac ładunkowych przy użyciu wózków widłowych — podłogi wa­ gonów krytych i węglarek muszą wytrzymywać bez deformacji nacisk: 2,2 t od koła wózka widłowego w dowolnym miejscu powierzchni ładun­ kowej wagonu. W wagonach do przewozu zboża mogą być stosowanetzw. zastawy zbożowe, służące do szczelnego zastawiania otworów drzwio­ wych, co umożliwia załadunek zboża przez drzwi oraz otwarcie drzwi dla rozładunku. Ponadto we wnętrzu wagonów krytych muszą być na. ścianach bocznych i podłodze wagonu urządzenia do mocowania ładunku.. W wagonach krytych typu specjalnego, przeznaczonych do przewozu ła­ dunków spaletyzowanych (np. wagony z rozsuwnymi ścianami) stosowane mogą być urządzenia zabezpieczające ładunek przed uszkodzeniem lub przesunięciem się podczas jazdy. Urządzenia te składają się z przesuwa­ nych wzdłuż wagonu elementów drewnianych (zawieszonych na specjal­ nej szynie pod dachem wagonu) i umieszczonych między nimi specjal­ nych worków (gumowych lub plastykowych) napełnionych powietrzem. Drzwi wagonów krytych muszą mieć możliwość zaryglowania w położe­ niu zamkniętym, w pełni otwartym oraz specjalne zabezpieczenie zatrzy­ mujące drzwi w położeniu otwarcia na szerokość 300 mm (rys. 12.3).

cyjne o wymiarach ustalonych w karcie UIC 571. Z zewnątrz otwory są chronione klapami przesuwnymi, od wewnątrz -— żaluzjami. Jeśli otwór wentylacyjny może być wykorzystywany jako otwór załadunkowy, wów­ czas żaluzja jest ruchoma i może być na zawiasach tak odwrócona, że do załadunku służy cały przekrój otworu. Do takiego rodzaju załadunku mogą być użyte przenośniki taśmowe lub różnego rodzaju urządzenia rynnowe.

Wagony kryte czteroosiowe są wyposażone w otwory załadunkowe umie­ szczone w dachu, np. wagony typu 401 Ka mają 6 otworów o średnicy 600 mm każdy, zamykanych klapami wyposażonymi w zatrzask, których otwarcie jest możliwe od środka i od zewnątrz wagonu. Zamknięcie celne jest jedno, w postaci listwy z łapkami, wspólne dla wszystkich otworów. Otwory do plombowania są na krawędzi dachu i ściany czołowej. Nadwozia wagonów krytych typu specjalnego są podobne do nadwozi wagonów typu normalnego, ale są uzupełnione urządzeniami dodatko­ wymi, np. otworami wentylacyjnymi w dolnej części ścian bocznych i czołowych (w owocarkach), dodatkową podłogą i korytami do karmie­ nia zwierząt (w wagonach do przewozu zwierząt), drzwiami w ścianach czołowych itp. Nadwozia węglarek typu normalnego składają się ze słupków wraz z obwodziną górną szkieletu nośnego nadwozia, pokrytego blachą łub deskami drewnianymi. Podłoga jest drewniana lub metalowa i musi spełniać wy­ magania wytrzymałościowe jak dla wagonów krytych. Ściany czołowe mogą być odchylne, dla umożliwienia rozładunku na wywrotnicach czo­ łowych (wówczas są zawieszone u góry na specjalnych zawiasach i ryglo­ wane od dołu wałem kułakowym) lub stałe. Obwodzina górna ścian i przekroje słupków muszą być tak wytrzymałe aby nie ulegały defor­ macjom podczas załadunku, podczas jazdy i podczas rozładunku (zwła­ szcza podczas rozładunku na wywrotnicach bębnowych). W ścianach bocznych umieszczone są drzwi. W wagonach dwuosiowych szerokości 1500 lub 1800 mm i wysokości równej wysokości ścian — jedne w każdej ścianie bocznej. W wagonach czteroosiowych dwie lub trzy pary drzwi szerokości 1800 mm i wysokości 2000 mm w każdej ścianie bocznej. Drzwi są dwuskrzydłowe, zawieszone na zawiasach i ryglowane urządze­ niem pokazanym na rysunku 12.4.

Rys. 12.4. Drzwi węglarek

Ostatnio są budowane także węglarki czteroosiowe bez drzwi bocznych, ze stałą ścianą czołową. Wagony takie są przeznaczone do transportu węgla w ruchu wewnętrznym do odbiorców dużych partii ładunku, dys­ ponujących wywrotnicami bębnowymi. Wagony takie mają tylko nie­ wielkie otwory wyczystkowe (po jednym w każdej ścianie bocznej rys. 12.5)

Eys. 12.5. Otwory wyczystkowe

Węglarki typu specjalnego, dostosowane do rozładunku grawitacyjnego, mają nadwozie o kształcie zapewniającym zsuwanie się ładunku po otwarciu urządzeń rozładunkowych. Najczęściej są stosowane następu­ jące systemy: — system „Talbot” — z dwuspadową podłogą i odchylnymi elementami dolnymi ścian bocznych; — system „hopper” (rys. 12.6) — z zamknięciem otworu lub otworów zsypowych przez zasuwę z rynną zsypową, co umożliwia rozładowy­ wanie ładunku w żądanym kierunku; — system „dumpcar” — z przechylanym pudłem, unoszonym w chwili rozładunku za pośrednictwem siłowników hydraulicznych lub pneuma­ tycznych; — system „gondola” — z płaską podłogą składającą się z szeregu segmen­ tów ryglowanych na zewnętrznej krawędzi. Uruchamianie klap rozładunkowych jest najczęściej ręczne lub mecha­ niczne, lub ze wspomaganiem hydraulicznym albo pneumatycznym. Nadwozia platform są najprostsze, składają się bowiem tylko z niskich, odkładanych lub odejmowanych burt (wysokości 520 mm) i kłonic odchylnych lub odejmowanych. W tym przypadku wagon jest wyposażony

(zwykle pod ostoją) w specjalne pomieszczenie, przeznaczone na złożenie w nim zdjętych kłonic. Bywają platformy bez burt, tylko z kłonicami. Podłogi platform są wy­ konywane z drewna. Ze względu na częste używanie platform do prze­ wozu ciężkich pojazdów kołowych wymagania wytrzymałościowe dla podłóg wagonów platform są ostrzejsze niż dla węglarek i wagonów krytych i wynoszą 5000 kG od koła wózka widłowego (karta UIC-531).

Rys. 12.6. Wagon systemu hopper

Obciążenie takie muszą wytrzymywać także ściany czołowe, odchylone na zderzaki, co jest potrzebne do przejeżdżania z wagonu na wagon ciężkich pojazdów kołowych (rys. 12.7). Ściany odchylne są utrzymy­ wane w położeniu pionowym za pomocą opuszczanych krótkich kłonic, prowadzonych w odpowiednich gniazdach prowadnicowych na czołownicy wagonu. Nadwozia platform specjalnych są bardziej skomplikowane a ich budowa zależy od rodzaju przewożonego ładunku. Platformy do przewozu samochodów są dwupoziomowe, z górnym po­ mostem ładunkowym opuszczanym dla umożliwienia wjazdu samochodów i odpowiednim mechanizmem do podnoszenia i opuszczania tego pomostu. Ponadto stosuje się prowadnice kół samochodów i urządzenia do klino­ wania i mocowania ustawianych samochodów. Płatformy zagłębione, z obniżoną podłogą, do transportu ładunków o bardzo dużych wymiarach są wyposażone w specjalne urządzenia do mocowania ładunku, a w przypadku platform wieloosiowych — w urzą­ dzenia do przesuwu mostu nośnego w kierunku poprzecznym do osi wagonu lub w kierunku pionowym -— dla łatwiejszego przechodzenia przez luki (transport ładunków przekraczających skrajnię). Nadwozia cystern i wagonów zbiornikowych stanowią konstrukcje wsporcze zbiorników oraz zbiorniki w postaci walczaka (cysterny) lub kilku zbiorników ustawionych obok siebie wzdłuż wagonu. Od góry zwykle są umieszczone urządzenia załadunkowe i zawory bezpieczeństwa, od dołu — urządzenia spustowe (zwykle zawory). Wagony te są często izolowane cieplnie i wyposażane w urządzenia parowego podgrzewania przewożonych ładunków. Ponieważ przy niepełnym wypełnieniu zbiornika w czasie jazdy i hamo­ wania mogłoby powstać falowanie przewożonej cieczy, oddziałujące ze znacznymi siłami na dna zbiorników, jest zwykle wymagane, aby napeł­ nienie zbiorników wagonów cystern nie było mniejsze niż 95% pojemności całkowitej. Przy zachowaniu tego warunku można zrezygnować ze sto­ sowania falochronów wewnętrznych. Odpowiedni napis, określający wy­ magany minimalny załadunek cysterny, jest umieszczony trwale na wagonie. Przy budowie cystern, zwłaszcza cystern ciśnieniowych (do transportu cieczy lub gazów pod ciśnieniem) obowiązują, oprócz przepisów kolejo­ wych, także przepisy Dozoru Technicznego, regulujące sposób obliczania, produkcji, odbioru i kontroli zbiorników cystern. Wagony zbiornikowe, stosowane do transportu materiałów pylistych (cementu luzem lub innych materiałów tego rodzaju) są dostosowane do rozładunku pneumatycznego. Mają odpowiednie przyłącza do insta­ lacji załadunkowej i rozładunkowej oraz zbiorniki, obliczone na określone podciśnienie lub nadciśnienie, jakie mogłoby pojawić się wewnątrz zbior­ ników w wyniku działania instalacji pneumatycznego załadunku lub roz­ ładunku.