12. Hamulce pojazdów szynowych
We wszystkich kolejowych pojazdach szynowych są stosowane samoczynne powietrzne cierne hamulce klockowe lub tarczowe. Niezależnie od nich, w współczesnych lokomotywach i wagonach silnikowych napędzanych silnikami elektrycznymi jest stosowane hamowanie elektrodynamiczne, przez przełączanie silników trakcyjnych na pracę prądnicową.
W wagonach osobowych do dużych prędkości jazdy (powyżej 160 km/h) jest wymagany dodatkowy elektromagnetyczny hamulec szynowy lub hamulec na prądy wirowe. Wagony towarowe są hamowane wyłącznie samoczynnym hamulcem powietrznym klockowym lub tarczowym. W elektrycznych pojazdach szynowych komunikacji miejskiej (tramwaje, wagony silnikowe kolei podziemnych), podstawowym hamulcem jest hamowanie elektrodynamiczne, zaś hamulce cierne, z reguły tarczowe, pełnią funkcje hamulców dodatkowych. Hamulce szynowe są stosowane jako hamulce bezpieczeństwa.
• Hamulce cierne działające na koła lub osie zestawów kołowych oraz hamulce elektrodynamiczne są zależne od przyczepności kół z szynami, zaś elektromagnetyczne cierne hamulce szynowe są niezależne od przyczepności.
• Udział każdego rodzaju hamulców w przebiegu hamowania jest różny, przy czym do sterowania procesem hamowania są wykorzystywane urządzenia automatyczne z zastosowaniem układów mikroprocesorowych.
• W współczesnych pojazdach szynowych hamulce tarczowe znajdują coraz szersze zastosowanie.
• Ich zaletą w porównaniu z hamulcami klockowymi są wyższe dopuszczalne obciążenia cieplne par ciernych oraz praktycznie stałe wartości współczynnika tarcia μ, niezależnie od prędkości jazdy. Dzięki tej właściwości, w układach hamulcowych nie są potrzebne urządzenia przekładnikowe do stopniowania ciśnień powietrza w siłownikach (cylindrach) hamulcowych.
Elektromagnetyczne hamulce szynowe
• Ze względu na przyjmowane „bezpieczne” wartości współczynnika przyczepności ψs, średnia wartość opóźnienia hamowania nie powinna przekraczać as = 0,88 m/s2, skutkiem czego długości dróg hamowania są znaczne.
• Skrócenie długości tych dróg jest możliwe przez zastosowanie niezależnych od przyczepności elektromagnetycznych hamulców szynowych.
• Elektomagnetyczny hamulec szynowy stanowi elektromagnes, dla którego zworą jest główka szyny. Elektromagnes tworzą dwa długie (ok. 1000 mm) bieguny o poprzecznym magnesowaniu złożone z segmentów, co ułatwia ich przyleganie do szyny podczas hamowania.
• W kolejowych pojazdach szynowych elektromagnesy są zawieszane pod ramą wózka nad szynami na wysokości ok. 150 mm. Zawieszenie stanowią dwa sterowane powietrzem pionowe cylindry pneumatyczne, w których tłoki i sprężyny służą do opuszczania i podnoszenia elektromagnesów, prowadzonych w pionowych prowadnicach przyspawanych do belek ostojnicowych ramy wózka.
• W wagonach tramwajowych elektromagnesy są zawieszane bezpośrednio nad szynami w odległości kilku mm.
• Cewki elektromagnesów w wagonach osobowych są zasilane prądem z oddzielnych baterii akumulatorów, zaś w pojazdach trakcyjnych – prądem wytwarzanym przez silniki trakcyjne przełączane podczas hamowania na pracę prądnicową. Włączanie do działania i wyłączanie hamulca szynowego jest zależne od siły hamującej realizowanej przez hamulce zależnie od przyczepności.
13. Urządzenia cięgłowo – zderzne
Do łączenie wagonów w grupy lub składy oraz do przenoszenia sił pociągowych lokomotyw na wagony służą urządzenia cięgłowe wraz ze sprzęgami. Wagony nowszej generacji mają urządzenia cięgłowe typu nienawskrośnego. Urządzenia te umieszczone sa na obydwu końcach wagonów i Przenosza elastyczne siły pociągowe lokomotywy na wagony.
Urządzenia cięgłowe i sprzęgi musza mieć konstrukcję odpowiadającą warunkom ustalonym w umowach międzynarodowych. Odległość punktu zaczepienia nie wyciągniętego haka od powierzchni nie ściśniętych zderzaków powinna wynosić najwyżej 400 a co najmniej 335 mm.
Najsłabszym elementem urządzenia cięgłowego i sprzęgowego sa łubki sprzęgu. Zrobione to jest celowo, aby w przypadku przeciążenia uległa zniszczeniu przez zerwanie część najprostsza pod względem budowy i najłatwiejsza do wymiany.
Najczęściej spotykanymi uszkodzeniami urządzenia cięgłowego są: osiadania lub pęknięcie sprężyny, zerwanie cięgła, złamanie haka, zerwanie sprzęga. Uszkodzenia te powstają przeważnie wskutek gwałtownego ruszania z miejsca lub wadliwego hamowania. Przyczyną tych usterek jest również niewłaściwe sprzęganie wagonów w pociągu, a mianowicie zbyt duże odstępy między zderzakami.
Poziome siły ściskające, działające na wagon podczas nabiegania, spychania oraz hamowania, ruszania pociągu, w czasie jazdy, sa przejmowane przez zderzaki. W celu łagodzenia działania tych sił na ostoję wagonu zderzaki mają sprężyny lub urządzenia amortyzujące. Podstawowe parametry zderzaków sa ujęte w karcie UIC. Elementem sprężystym w zderzaku może być sprężyna ślimakowa, zespół sprężyn pierścieniowych, zespół wkładek gumowych lub poliuretanowych. Stosowane bywają także zderzaki hydrauliczne. Na PKP są stosowane przede wszystkim zderzaki ze sprężynami pierścieniowymi i pierścieniami gumowymi.
Zderzak z pierścieniami gumowymi:
W zderzaku takim umieszczone sa dwa zespoły pierścieni większych i mniejszych, przedzielonych podkładkami stalowymi i . Zespół pierścieni większych opiera się na pierścieniu oporowym, przyspawanym do tulei opierającej się o płytę zderzakową. Na zespół ten działa część siły zderznej przenoszonej bezpośrednio przez talerz zderzaka i kołnierz tulei. Część siły przenoszona jest przez trzon zderzaka 7 na opierającą się na nim podkładkę 8 i stos pierścieni mniejszych 2, który opiera się bezpośrednio na płycie zderzakowej 9.
Wskutek małej zdolności przejmowania energii zderzaki z sprężynami pierścieniowymi i pierścieniami gumowymi chronią konstrukcję wagonu przez prędkościach nabiegania do 7 km/h, manewry sa wykonywane przy 15 km/h, powstają uszkodzenia zderzaków, wagonów.
Ramy wózków łączą z nadwoziem gniazda lub czopy skrętowe albo cięgła przenoszące siły wzdłużne na urządzenia sprzęgowe zamontowane w czołownicach ramy nadwozia.
• W starych lokomotywach elektrycznych urządzenia cięgłowe i zderzaki były montowane nie w nadwoziu, lecz w czołownicach wózków, przy czym wózki łączył przegubowy sprzęg.
• Ramy blachownicowe są nadal stosowane w trój- i czteroosiowych wózkach wagonów towarowych, przy czym urządzenia sprzęgowe i zderzaki są zamontowane w czołownicach ramy nadwozia.
14. Sprzęg samoczynny
1. Głowica
2. Ząb większy
3. Ząb mniejszy
4. Tylna część sprzęgu
5. Rygiel
6. Zapadka rygla
Dla ułatwienia pracy manewrowej związanej z łączeniem wagonów oraz dla zwiększenia wytrzymałości sprzęgów (co pozwoliło na stosowanie cięższych pociągów i zwiększyło bezpieczeństwo) w niektórych zagranicznych (np. Ameryka, Rosja, koleje afrykańskie) zarządach kolejowych wprowadzono sprzęgi samoczynne. Sprzęgi takie pełnią również rolę zderzaka. Wytrzymałość sprzęgów samoczynnych wynosi 1,5 -- 3 MN a przenoszone siły pociągowe sięgają 700 kn. Działanie tego rodzaju sprzęgu przy spinaniu wagonów następuje w momencie dopchnięcia do siębie wagonów z szybkością 1-2 m/s przez zsunięcie się po swych ukośnych płaszczyznach zębów mniejszych (3) do niszy zaczepu, z której wystaje zapadka ryglowa (6). Wciskając tę zapadkę do korpusu głowicy zostają zwolnione rygle (5), które pod działaniem własnego ciężaru lokują się między tymi zębami i ryglują głowicę sprzęgu. Łączenie pociągów z wykorzystaniem tego sprzęgu przypomina nieco łączenie pociągów modelowych :-)
Rozłączenie wagonów odbywa się ręcznie, powodując za pomocą rękojeści wysuniętej na zewnątrz wagonu wciągnięcie rygli (5) do ich gniazd oraz nastawienie zapadki (6) do ponownego sprzęgnięcia jej z ryglem (5). Po wysunięciu się zębów z niszy zaczepów i uwolnieniu zapadki (6) na zewnątrz, sprzęg jest doprowadzony do stanu wyjściowego.
15. Podstawowe typy wagonów osobowych
Stosownie do zadań przewozowych kolei, tj. przemieszczania osób i towarów, wagony dzielą się na osobowe i towarowe. Do osobowych są zaliczane wagony:
• do przewozu podróżnych;
• bagażowe;
• pocztowe;
• bagażowo-pocztowe;
• specjalnego przeznaczenia.
Do grupy wagonów do przewozu podróżnych zalicza się wagony z miejscami do siedzenia (zwane zwykle osobowymi), wagony sypialne i wagony z miejscami do leżenia (popularnie zwane kuszetkami) oraz wagony restauracyjne i bufetowe. Do grupy tej nie wchodzą wagony i zespoły wagonów o własnym napędzie, jak wagony i zespoły o napędzie spalinowym lub elektrycznym (autobusy szynowe), które służą również do przewozu podróżnych, są jednak pojazdami odrębnego typu.
Pozostałe wagony pasażerskie
• Wagony bagażowe służą do przewozu bagażu i drobnych przesyłek ekspresowych, a wagony pocztowe — do przewozu przesyłek pocztowych. W pociągach przewożących mniejsze ilości przesyłek bagażowych i pocztowych są stosowane Wagony bagażowo-pocztowe, służące jednocześnie do przewozu i bagażu, i poczty.
• Do grupy wagonów specjalnego przeznaczenia należą wagony salonowe i służbowe oraz wagony ogrzewcze, doświadczalne i pomiarowe, wagony – więźniarki, do przewozu chorych itp.
• Obsługa ruchu pasażerskiego wymaga stosowania różnych rodzajów wagonów.
• Niektóre rodzaje wagonów nie stanowią własności kolei, np. wagony sypialne, restauracyjne i kuszetki należą do Przedsiębiorstwa Wagonów Restauracyjnych i Sypialnych „Wars", a wagony pocztowe należą do Poczty Polskiej.
16. Podstawowe typy wagonów towarowych.
Zależnie od przeznaczenia i cech konstrukcyjnych wagony towarowe dzielimy na następujące zasadnicze grupy:
• wagony kryte;
• wagony niekryte;
• wagony do przewozu cieczy, gazów i materiałów sypkich lub sproszkowanych;
• wagony specjalne;
• wagony techniczno-gospodarcze.
• W każdej z wymienionych grup wagonów można wyodrębnić wyraźne rodzaje wagonów, mianowicie: wagony niekryte dzielą się na
— węglarki;
— platformy (w tym także platformy do przewozu samochodów, kontenerów itd.);
— węglarko-platformy;
• wagony do przewozu cieczy, gazów i materiałów sypkich lub sproszkowanych dzielą się na
— wagony cysterny;
— wagony garnkowe;
— wagony zbiornikowe;
• wagony specjalne dzielą się na
— wagony chłodnie do przewozu produktów łatwo psujących się;
— wagony do przewozu owoców;
— wagony do przewozu nierogacizny i drobiu;
• wagony techniczno-gospodarcze dzielą się na
— wagony gospodarcze, tj. wagony wycofane z ruchu i przeznaczone do wewnętrznego użytku kolei;
— wagony w składzie pociągów ratunkowych i pogotowi;
— wagony tarowe, wagony-skrajnie itp.
Wagony towarowe można podzielić według rodzajów:
• wagony kryte typu normalnego– wagony o nadwoziach w postaci zamknietego pudła z drzwiami ładunkowymi raz otworami do ładowania i wentylacji. Są one przeznaczone do przewozu ładunków wrażliwych na wpływy atmosferyczne: drobnicy, mebli, ładunków paletyzowanych oraz towarów, których przewiezienia w wagonie krytym wymaga nadawca.
• wagony kryte typy specjalnego – wagony o nadwoziu w postaci zamkniętego pudła, z rozsuwanymi ścianami bocznymi bądź rozsuwanymi segmentami pudła, często także z wewnętrznymi przegrodami, są przeznaczone do przewozu drobnicy i ładunku na paletach lub w pojemnikach.
• wagony węglarki typu normalnego – wagony o nadwoziu w kształcie otwartej skrzyni, z drzwiami w ścianach bocznych i niekiedy z odchylnymi ścianami czołowymi. Wagony te sa przeznaczone do przewozu materiałów sypkich (węgiel, ruda, żwir), ziemiopłodów (ziemniaki, buraki, itp.), maszyn urządzeń oraz innych towarów jednostkowych
• wagony węglarki typu specjalnego – wagony w postaci otwartej skrzyni z urządzeniami do wyładunku grawitacyjnego,
• wagony platformy typu normalnego – wagony o dużej powierzchni ładunkowej, bez ścian, z niskimi burtami i kłonicami. Są przeznaczone do przewozu dłużycy (rury, profile hutnicze, drewno, itp.) ładunków na paletach, maszyn.
• wagony platformy typu specjalnego – wagony o budowie przystosowanej do przewozu kontenerów, pojazdów, szyn kolejowych, dłużycy,
• wagony chłodnie – wagony o nadwoziu w postaci zamkniętego szczelnego pudła, izolowanego cieplnie i z reguł wyposażonego w urządzenia chłodzące. Są przeznaczone do przewozu łatwo psujących się produktów spożywczych i innych towarów wymagających przewozu w obniżonej temperaturze.
• wagony specjalne – o bardzo zróżnicowanych nadwoziach: z otwieranym dachem, cysterny do przewozu płynów (produkty naftowe, produkty chemiczne, płynna siarka, skroplone gazy) do przewozu materiałów sypkich, oraz wagony do ładunków o przekroczonej skrajni.
...
madziula0001