Loading

Wagony do przewozu ładunków wielkogabarytowych

mgr inł. Jerzy Pełczarski
I zastępca dyrektora Chorzowskiej Wytwóroi Konstrukcji Stalowych "KONSTAL"
mgr fnż. Franciszek Lipiński
główny konstruktor Chorzowskiej Wytwórni Konstrukcji Stalowych "KONSTAL"

 

"Trakcja i Wagony" Nr. 3/1980

UKD:629.463.64

Jedną z nietypowych dyscyplin przewozowych na kolejach całego świata jest przewóz ładunków najcięższych. Określenie "ładunek najcięższy" stosuje się do wyrobów o dużej masie, o wymiarach zewnętrznych (gabarytowych) przekraczających skrajnię wagonową. Złożoność technologii budowy tych wyrobów nie pozwala na ich transport do miejsca przeznaczenia w elementach składowych. Wyrobami takimi są najczęściej urządzenia energetyczne: transformatory i generatory. Masa jednego elementu przewidzianego do przewozu sięga 500 t.
Do realizacji takiego właśnie zadania przewozowego przygotowuje się, w Chorzowskiej Wytwórni Konstrukcji Stalowych "Konstal" w Chorzowie, budowę wagonu-platformy specjalnej typu dziobowego. Wagon ten przeznaczony jest do przewozu ładunków skupionych o masie 450 t, przy zastosowaniu dziobowego zawieszenia ładunku, oraz o masie do 350 t, przy zawieszeniu ładunku na burtach. Masa wagonu z ładunkiem wynosi 670 t, co przy założeniu dopuszczalnego nacisku osi na szynę 206 fcN (21 T) wymaga podparcia konstrukcji wagonu na 32 osiach.
Układ biegowy składa się z ośmiu wózków czteroosiowych, połączonych belkami łączącymi w dwćch "piętrach", na których oparte są swo-i imi końcami belki dziobowe.
Odsprężynowanie zestawu kołowego jest zunifikowane z typem Y25 (25 TN), stosowanym w wagonach towarowych. Konstrukcja wózków umożliwia wymianę zestawów kołowych wraz z maźnicami na zestawy kołowe na tor o szerokości 1520 mm.
Długość platformy bez ładunku wynosi 52390 mm, zaś długość platformy przystosowanej do transportu ładunku na belkach bocznych 65140 mm. Odpowiadające tej długości zawężenie obrysu wagonu, niezbędne dla wpisania się w skrajnię wagonów UIC, byłoby tak duże, że podważałoby sens budowy takiego wagonu.
Dla usunięcia tej medogodności zastosowano dwa niezależne systemy przesuwu części nośnej platformy względem osi toru.
System pierwszy, określany jako "czop zredukowany", zapewnia samoczynnie i bezstop-niowo takie ustawienie osi belek dziobowych względem osi toru na łuku, co gwarantuje usytuowanie całej konstrukcji wagonu wewnątrz obrysu skrajni wagonowej przy założonym w projekcie optymalnym zmniejszeniu szerokości wagonu. System drugi polega na hydrauhcznym przesuwie i podnoszeniu części nośnej wagonu względem części biegowych. Sterowanie tymi ruchami jest dokonywane ręcznie na obu końcach wagonu przez operatorów w specjalnych kabinach. Przesuw sterowany ręcznie jest niezbędny dla dostosowania położenia przewożonego ładunku do obrysu skrajni budowli oraz innych przeszkód, szczególnie przy przejazdach po torach o promieniach łuków mniejszych od 250 m.
Zastosowanie w konstrukcji wagonu układów hydraulicznych stwarza potrzebę autonomicz-ności wagonu. Wymóg samowystarczalności wagonu odnosi się nie tylko do źródła zasilania układów hydraulicznych, dotyczy to również źródeł elektryczności oraz zaplecza obsługowego i naprawczego.

Wagon jest więc wyposażony w dwa silniki wysokoprężne z pompami hydraulicznymi, obsługujące oba końce (dzioby) wagonu, diesel-generator 380/220 V zasilający oświetlenie wagonu oraz punkty przyłączeniowe dla narzędzi elektrycznych, potrzebnych do dokonania ewentualnych napraw na szlaku. Oba końce wagonu wyposażone są w kabiny z urządzeniami sterującymi dla układów hydraulicznych i elektrycznych.
Do budowy elementów nośnych platformy stosuje się blachy stalowe, spawalne, dostarczone w stanie ulepszonym cieplnie. Proces przygotowania elementów z tej stali, ich spawania i wykończenia podzespołów przygotowywany i realizowany jest bardzo starannie wg szczegółowej instrukcji, uwzględniającej wytyczne producenta stali i polskich specjalistów spa-walników z Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach.
Zasadnicze węzły konstrukcyjne platformy zostaną wykonane ze stali szwedzkiej OX602E i OX80ZE. Wysokie własności mechaniczne po obróbce cieplnej tych stali (ulepszanie - hartowanie - odpuszczanie) uzyskuje się przez dodatki stopowe: Mn - około 1,3%, Cr - około 0,12%, Mo - około 0,15% oraz nieznaczne ilości Al i V. Drobnoziarnistą strukturę uzyskuje się przez dodatek Al w ilości do 0,028%. Zapewnia to uzyskanie Re = 54,9 daN/mm2 i Rm = 63,8 daN/mm2 dla stali o grubości 50 mm.
Procesy spawalnicze powinny zapewnić uzyskanie własności mechanicznych spoiny i strefy przejściowej zbliżonych do własności materiału spawanego. Do spawania stali OX602E optymalnym spoiwem są elektrody Essab OK-74.78, które używane będą do złożonych węzłów konstrukcyjnych oraz elektrody produkcji polskiej typu EB1-70.
Przy budowie 32-osiowego wagonu-platformy wykorzystane zostaną doświadczenia zdobyte przy budowie 24-osiowego wagonu tego samego rodzaju.
Wagon 24-osiowy (rys.) dla kolei tureckich (TCDD) wykonany został w "Konstalu" w roku 1978. Jego ładowność wynosi 250 ton i jest przystosowany do przewozu ładunków na belkach bocznych oraz na moście zagłębionym.
Część nośna wagonu może pracować w tzw. systemie "bi-mobil", który polega na tym, że pod belki dziobowe oraz burty lub most nośny wraz z ładunkiem podstawia się ciągniki kołowe dużej mocy i transport ładunku odbywa się drogą. W przypadku, gdy urządzenia energetyczne instalowane są w miejscach pozbawionych linii kolejowych, jest to ekonomiczny i nieraz jedyny sposób transportu takich urządzeń.
Obecnie budowany w "Konstalu" wagon 32--osiowy przeznaczony jest dla odbiorcy krajowego. W przygotowaniu dokumentacyjnym jest wagon 24-osiowy dla tego samego odbiorcy. Oba wagony charakteryzować się będą wysokim stopniem unifikacji. Przewiduje się, że oba wagony będą mieć identyczne zestawy kołowe z usprężynowaniem, wyposażenie hydrauliczne i elektryczne, elementy sterujące i kabiny obsługi. Identyczny będzie sposób mocowania ładunków w systemie zawieszenia dziobowego oraz zapewniona będzie wymienność belek burtowych. Wspomniane wyżej cechy obu wagonów pozwolą sprostać wszystkim w tym zakresie potrzebom przewozowym w kraju.
Budowa wagonu o wyżej podanych cechach konstrukcyjnych i eksploatacyjnych podejmowana jest przez niewiele firm w świecie. Chorzowska Wytwórnia Konstrukcji Stalowych - jako tradycyjny dostawca wagonów-platform rozszerza swoją specjalizację na wagony-platfor-my do przewozu ładunków najcięższych. Zapotrzebowanie na takie wagony zwiększa się w ostatnim okresie z uwagi na rozwój energetyki.
Budowa platformy 32-osiowej, podobnie jak poprzedzającej ją platformy 24-osiowej, jest wynikiem kooperacji między "Konstalem" a amerykańską firmą NORCA Machinery Comp. Rozwiązania konstrukcyjne podstawowych u-, kładów i elementów wagonu-platformy opracowywane są przez specjalistów obu firm na podstawie doświadczeń firmy NORCA. Również dostawy wielu podzespołów pochodzą od tradycyjnych poddostawców firmy NORCA ze Stanów Zjednoczonych i Europy.