История развития конструкции полувагона

С 1951 г. крытые вагоны описанной  конструкции, имевшие грузоподъемность 60 т, изготовляли на Алтайском заводе. В 1959 г. этот завод выпустил опытную партию, а с 1960 г. перешел к серийному производству крытых вагонов с увеличенным объемом кузова 120 м³ (вместо 90 м³). В результате этого использование грузоподъемности вагона возросло от 73 до 85 %, что имело важное значение для повышения провозной способности железных дорог.

Столь большой объем кузова был, достигнут за счет увеличения его высоты на 0,4 м и длины на 0,36 м, причем общая длина вагона не изменилась, поскольку вылеты двух автосцепок уменьшены на те же 360 мм. Таким образом, погонная нагрузка брутто вагона не снизилась, а среднее значение погонной нагрузки нетто возросло, что способствовало повышению эффективности вагона.

Важно и то, что объем  кузова возрос без повышения тары вагона, что было достигнуто за счет изготовления основных несущих нагрузку элементов кузова из низколегированной  стали марки 09Г2 вместо ранее применявшейся  малоуглеродистой стали. Хребтовая  балка выполнена из двух элементов зетового профиля проката, отличающегося меньшей толщиной стенок (310´9´183´10,5´130´16 мм).

Вылет автосцепки (расстояние от концевой балки рамы кузова до оси  сцепления автосцепок) уменьшен за счет заглубления (на 180 мм) розетки в концевой (буферной) балке, которая для этой цели выгнута.

У вагонов прежних конструкций  крыша, состоявшая из металлического каркаса, деревянной обшивки и наружного покрытия из ненадежно укрепленной тонкой кровельной стали, имела крайне малый срок службы (3–4 года). Поэтому у четырехосного вагона с объемом кузова 120 м³ наружную обшивку крыши выполнили из стального листа толщиной 1,5 мм, приваренного к дугам и другим элементам каркаса. Вначале обшивку крыши изготовляли из малоуглеродистой стали марки 15, а в дальнейшем для повышения сопротивления коррозии применили сталь 10ХНДП.

Для механизированной загрузки вагона зерном на элеваторах на крыше  устроены четыре люка диаметром 400 мм, закрываемых крышками. Механизации погрузочно-разгрузочных операций способствовали увеличенные размеры дверного проема: ширина 2000 и высота 2300 мм вместо 1830 и 2130 мм у прежней конструкции. Дверь вагона объемом 120 м³ рассчитывалась на перевозку зерна без применения хлебных щитов, устанавливаемых в вагонах прежних конструкций для надежного уплотнения дверных проемов. Двери нового вагона были самоуплотняющимися. Уплотнение двери достигалось благодаря тому, что перевозимый (сыпучий) груз прижимался к стойкам и порогу дверного проема. Кроме того, использовалась резиновая уплотняющая прокладка специального профиля.

Для освобождения двери (до ее открытия) от усилий распора сыпучего груза его высыпают через люк в нижней части двери. Люк размером 540´540 мм закрывался крышкой. Запор люка заблокирован с дверным запором.

Самоуплотняющаяся дверь  имела каркас, обшитый снаружи  листом толщиной 1,4 мм из стали 10ХНДП, а  изнутри фанерой толщиной 8 мм. В вагонах первых выпусков применялась деревянная обшивка двери толщиной 40 мм в нижней части и 22 мм в верхней.

В боковых стенах вагона имелось  по два люка, закрываемых крышками с вентиляционными решетками, изготовленными из стального листа толщиной 2 мм. Каркас боковой стены представлял собой раскосно-стоечную ферму. Каркас торцовой стены состоял из верхней обвязки и двух стоек. Каркасы стен обшиты деревянными досками толщиной 35 мм на 2/3 высоты от пола, а выше – толщиной 22 мм.

Для повышения прочности  и надежности вагоны последующих  лет постройки выполнялись с металлическими торцовыми стенами.

Вагоны с объемом кузова 120 м³ вначале имели грузоподъемность 62 т. Впоследствии она повышалась, причем не только у новых вагонов, но и у находящихся в эксплуатации. Так, в 1980 г. для крытых вагонов, построенных в 1974 г. и позже, грузоподъемность достигла 68 т. Благодаря повышению допустимой нагрузки от оси колесной пары на рельсы до 228 кН (23,25 тс) увеличенная грузоподъемность была установлена и для других грузовых вагонов.

Некоторые конструктивные достоинства  крытого вагона с увеличенным  объемом кузова были реализованы  при модернизации четырехосных вагонов, построенных до 1960 г. В каждом из модернизированных вагонов объем  кузова был увеличен от 90 до 106 м³ за счет повышения высоты крыши. Сама крыша была сконструирована подобно крыше вагона с объемом кузова 120 м³. Модернизированный вагон имел самоуплотняющиеся двери, продольные балки, поддерживающие доски пола, и выдвижные подножки в зоне дверного проема.

В 1953–1956 гг. была осуществлена модернизация и двухосных крытых вагонов, имеющих недостаточную  прочность кузова и раму, не приспособленную  для оборудования вагона автосцепкой. При модернизации деревянный каркас кузова заменили металлическим, в раме установили хребтовую балку, а вагон, грузоподъемность которого была увеличена до 20 т, оборудовали автосцепкой. Следует, однако, заметить, что модернизация не устранила существенного недостатка этого вагона, заключающегося в малой устойчивости его от выжимания в поездах увеличенной массы, что нередко приводило к тяжелым последствиям.

Вернемся к вагонам, выпущенным Алтайским заводом в 1972 г. С этого  времени он освоил серийное производство крытых четырехосных вагонов грузоподъемностью 68 т с металлическим кузовом, что  повысило их надежность, и уширенными (3825 мм) дверными проемами, благодаря  чему облегчалась механизация погрузочно-разгрузочных операций. В таких вагонах обшивкой боковых стен являются продольно расположенные листы с гофрами толщиной 3 мм внизу и 2,5 мм вверху. Торцовая стена имеет две угловые и две средние стойки, верхнюю обвязку и обшивку из гофрированного листа толщиной 3 мм. Металлическая обшивка повысила тару вагона на 2 т. Крыша прикреплена к верхней обвязке стен заклепками, которые можно легко срезать в случае замены крыши при ремонте. Стены и крыша изнутри кузова обшиты влагостойкой фанерой, вместо фанеры можно применять пенополиуретан.

Каждая из двух задвижных  дверей вагона состоит из двух половин: правой, такой же, как у крытого вагона с деревянной обшивкой, и левой, не имеющей разгрузочного люка.

Среди крытых особое место занимают четырехосные цельнометаллические вагоны для перевозки легковых автомобилей постройки Калининского завода. Такая конструкция создана в 1965 г. на базе кузова пассажирского вагона длиной 23,6 м. Погрузка и выгрузка автомашин осуществляется через торцовую дверь, занимающую всю площадь стены. В кузове установлена передвижная рама, предназначенная для удобства погрузки, размещения и крепления автомобилей. Эта рама перемещается на опорных катках по рельсам, установленным на полу кузова. При крановой погрузке раму выкатывают из кузова почти полностью, а при загрузке автомашин самоходом – частично. При выкатке рамы ее откидные опоры опускаются на рельсы железнодорожного пути. Для погрузки легковых автомобилей передвижная рама оборудована поворотной и откидной площадками, а для размещения их в два яруса – откидными щитами, установленными на стойках. Погруженные автомашины закрепляются колодками и растяжками. Такой вагон, обеспечивая перевозку автомобилей в полной сохранности, обладает, однако, значительной тарой при небольшом числе загружаемых машин.

Значительно больше автомобилей (типа «Волга» – 8, «Жигули» и «Москвич» – 10, «Запорожец» – 12) помещается в двухъярусном вагоне, опытный образец которого выпущен Калининским заводом в 1983 г. Этот вагон спроектирован по более просторному габариту (1-Т вместо 1-ВМ). В результате этого высота вагона равна 5074 мм (вместо 4910 мм), высота первого яруса – 1850, а второго – 1884 мм. Автомашины загружаются самоходом с торца вагона, что более удобно, нежели с помощью кранов и передвижной рамы, и соответствует погрузочно-разгрузочным устройствам автозаводов и железнодорожных станций.

Для самоходной погрузки-выгрузки и передвижения автомашин из одного вагона в другой имеются торцовые двери (открывающиеся без расцепки соседних вагонов) и переездные мостики. В боковых стенах вдоль всего кузова предусмотрены сквозные проемы, защищенные сетками и предназначенные для естественного освещения и выхода выхлопных газов.  Грузоподъемность вагона 25 т. В тележках, обычных для грузовых вагонов (типа ЦНИИ-ХЗ), установлены рессорные комплекты увеличенной гибкости. С 1986 г. такие вагоны для нашей страны строятся серийно финской фирмой «Раутаруукки» по отечественным чертежам.

Для перевозки апатитового  концентрата Днепродзержинским вагоностроительным заводом имени газеты «Правда» создан в 1965 г. специальный цельнометаллический вагон с поднимающимся кузовом (для автоматической выгрузки). Выгрузка производится на специальной эстакаде. Когда вагон движется по ней со скоростью до 5 км/ч, его бегунки, размещенные на угловых стойках кузова, перекатываясь по направляющим эстакады, поднимают кузов. При этом одновременно открываются крышки разгрузочных люков, которые в закрытом (горизонтальном) положении образуют пол. Автоматической выгрузке способствует также горбыль на продольно расположенной средней нижней балке кузова и небольшой наклон боковых стен внутрь кузова. Пройдя эстакаду, вагон занимает транспортное положение, т. е. кузов опускается, и крышки закрывают люки в полу. Загрузка вагона производится через имеющиеся в крыше загрузочные щелевые люки, снабженные крышками. Для изготовления кузова вначале применялась сталь 09Г2, а затем 09Г2Д.

Автоматическая разгрузка  вагона повышает производительность труда  и обеспечивает безопасность обслуживающего персонала. Вагон вписан в габарит Т, в результате чего повышена погонная нагрузка. Для обеспечения беспрепятственного прохода по всем железным дорогам нашей страны бегунки снимают, и тогда вагон соответствует габариту 1-Т.

С 1953 по 1954 гг. Алтайский завод  строил четырехосные вагоны для перевозки  крупного скота, внутри кузовов которых вдоль одной из боковых стен располагались кормушки, а под ними – металлические корыта для воды. Над кормушками под потолком находились баки для запаса воды, заполняемые снаружи через магистральную трубу. На противоположной стене укрепляли полку для запаса сена. Для привязи скота к боковым стенам и кормушкам прикреплялись кольца.

В крыше вагона были установлены  два вытяжных вентилятора (дефлектора), а на боковой стене со стороны кормушек – вентиляционные люки. Чтобы уменьшить нагрев крыши солнечными лучами, устраивался так называемый подшивной потолок, представляющий собой дополнительный слой обшивки.

Дверные проемы в боковых стенах помимо задвижных имели двустворчатые  решетчатые двери. Двери устраивали также на торцовых стенах, чтобы обслуживающий персонал мог переходить из вагона в вагон. Снаружи на торцовых стенах находилась лестница, ведущая к магистральной трубе. Тележки вагона оборудованы рессорными комплектами повышенной гибкости (большая жесткость рессор вредно воздействует на животных).

С 1955 г. Алтайский завод  строил вагоны для перевозки скота, отличавшиеся от описанной конструкции большей длиной, высотой и площадью пола кузова. Их выпускали в двух вариантах: с ручным тормозом и без него. Первые имели отделение для проводников, в котором имелись два спальных дивана, чугунная печь и умывальник.

Дальнейшим шагом в  усовершенствовании вагона для перевозки  скота стала его двухъярусная конструкция, при которой в кузове размещалось в два раза больше мелкого скота (овцы, свиньи и др.), чем в одноярусном вагоне такой же длины, причем нижний ярус мог служить для размещения крупного скота. Вагон, оборудованный системой водоснабжения, поилками, кормушками, вентиляционными люками, окнами, дверями, внутри был разделен на отсеки, чтобы предотвратить травмирование животных в пути следования. Часть вагонов строилась с отделением для обслуживающего персонала, где имелись спальные места, кухонная плита и т. п.

Для лучшей механизации погрузочно-разгрузочных операций и, в частности, для применения кранов отечественной промышленностью создано несколько конструкций крытых вагонов с раскрывающейся крышей. В 1962 г. Алтайский завод построил партию вагонов, у которых крыша состояла из трех частей: средней неподвижной, расположенной под дверными проемами, и двух подвижных полукрыш, размещенных по концам кузова; полукрыши могли надвигаться одна на другую.

Более совершенной является конструкция вагона с двумя поперечно  раскрывающимися полукрышами и гидравлическим приводом их перемещения. В таком вагоне, предназначенном для перевозки тонколистовой холоднокатаной стали в рулонах или пачках без упаковки, кузов цельнометаллический, пониженной высоты, с рифленым стальным полом. Полукрыши шарнирно прикреплены к торцовым стенам. Там же размещен механизм перемещения полукрыш. Такие вагоны выпускал в 1983–1986 гг. Днепродзержинский завод имени газеты «Правда».

Для накопления опыта применения  алюминиевых сплавов в вагонах  в  1964 г. Алтайский вагоностроительный завод построил опытный крытый вагон грузоподъемностью 65 т с кузовом объемом 130 м³ из алюминиевого сплава АмГ6. Вагон проектировался по габариту 1-Т. Увеличение объема кузова и грузоподъемности достигнуто при меньшей, чем у вагона серийной постройки, таре вагона (19,5 т).

В 1986 г. Алтайский завод начал  строить крытые вагоны с улучшенными  параметрами. У этого вагона стал больше объем кузова (140 вместо 120 м³) за счет увеличения его длины на 2,3 м (база возросла, а размеры консолей сохранились) и высоты боковых стен на 0,3 м.  В результате средняя статическая нагрузка вагона повысилась от 36 до 41 т. Увеличены размеры дверного проема (3973´2683 вместо 3825´2304 мм). Грузоподъемность вагона 67 т, тара 26 т, нагрузка от колесной пары на рельсы 228 кН. Погонная нагрузка брутто 5,48 т/м (вместо 6,2 т/м у цельнометаллического крытого). Однако средняя 
погонная нагрузка нетто при этом не изменилась. Вагон вписывается в габарит 1-ВM. Внутренняя ширина кузова равна 2770 мм. 

В качестве несъемного оборудования вместо досок предусмотрены металлические  балки коробчатого сечения 60´50´3 мм, расположенные в три яруса по всей длине кузова. На этих ярусах можно разместить 90 человек (вместо 72). Имеются инвентарные приспособления для крепления грузов – увязочные цепи, прикрепленные к вышеуказанным металлическим балкам.

Предусмотрена возможность  установки буферов, что позволит эксплуатировать вагон за рубежом. Однако это потребовало усиления концевых балок и замены раскосов на продольные балки в консольных частях рамы кузова, что привело  к некоторому увеличению тары вагона.

Чтобы облегчить ремонт вагона, крыша  выполнена съемной; она присоединена к стенам не сваркой, а заклепками диаметром 10 мм или болтами диаметром 12 мм с подваркой гаек. Обшивка боковых стен составлена из трех участков по высоте толщиной верхнего 2,5 мм, среднего 3 мм и нижнего высотой 200 мм и толщиной 5 мм. Обшивка изготовлена из стали 10ХНДП, обладающей повышенным сопротивлением коррозии. Жесткость торцовых стен увеличена за счет более мощных промежуточных стоек из гнутого швеллера сечением 160´160´6 мм (вместо 110´135´55´6 мм), дополнительной нижней обвязки, усиленных верхней обвязки и угловых стоек.