Железнодорожный транспорт России

     

   Министерство образования и науки  Российской Федерации

         Федеральное агентство  по образованию Уральский                                     Государственный экономический  университет

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
                КУРСОВАЯ   РАБОТА

по  дисциплине: Транспортное обеспечение  КД                                          на тему: Железнодорожный транспорт России 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
Исполнитель:

студент гр. 2КД-09-1

Плужников Б.В

Преподаватель:

 
 
 
 
 
Нижний  Тагил 2010 
 

 

Введение

ПЕРВЫЙ  ПУЛЬМАНОВСКИЙ ВАГОН

Грузовые вагоны, которыми перевозятся самые различные материалы и промышленные

изделия, весьма разнообразны по конструкции, что  отвечает их назначению и

специфическим требованиям транспортировки и  поставок, но все они создавались  на базе

кузовного вагона, изготовлявшегося первоначально  из досок и балок. Среди них есть

рефрижераторы, многоярусные вагоны для перевозки  легковых автомобилей, крытые

  вагоны, хопперы, гондолы, платформы, цистерны и т.д. Благодаря применению высокопрочных  стальных сплавов и облегчению второстепенных узлов современного товарного вагона его вес гораздо меньше, а грузовой объем намного больше, чем у его

предшественников. В грузовом железнодорожном оборудовании используются

шариковые подшипники вместо применявшихся прежде подшипников скольжения, а

усовершенствованные воздушные тормоза позволяют безопасно курсировать на больших

скоростях. Применение алюминия дало возможность  дополнительно снизить вес вагонов

и существенно  увеличить вес полезного груза. Для перевозок тяжелых крупногабаритных

грузов  служат вагоны-транспортеры и платформы с пониженным центром тяжести.

Различные жидкие продукты перевозятся специально предназначенными для этого

вагонами-цистернами. В крытых хопперах с бункерами  или отсеками перевозят зерно,

муку, цемент и прочую насыпную продукцию. В транспортировке груженых

автомобильных прицепов и контейнеров на специально приспособленных для этого

платформах  удачно совмещаются гибкость автотранспортной доставки на короткие

расстояния  и надежная железнодорожная перевозка  на дальние расстояния. Контейнерная

перевозка на платформах осуществляется маршрутными товарными поездами с большим

   экономическим эффектом, так как по скорости они  не уступают автотранспорту, а стоимость  расходуемого ими горючего втрое  меньше, чем у грузовиков, перевозящих  тот

же груз на такое же расстояние.

 

ГРУЗОВЫЕ  ВАГОНЫ В ОДЕССКОМ ПОРТУ

Рабочие вагоны представляют собой железнодорожные  транспортные средства,

предназначенные для проведения строительных, ремонтных  и профилактических работ на

полотне, путях и в полосе отчуждения железной дороги. К ним относятся локомотивные

краны, экскаваторы, снегоочистители, канавокопатели, разбрасыватели балласта,

кусторезы, костылезабиватели, шпалоукладчики, вагоны для бригад путейцев, вагоны с

материалами и инструментами, вагоны-самосвалы (думпкары). Существуют вагоны, с

которых можно устанавливать сварные  рельсы длиной 0,4 км, и путеизмерительные

вагоны, по показаниям электронной аппаратуры и компьютеров которых определяются

искажения заданной геометрии рельсового пути.

ПОЛОСА  ОТЧУЖДЕНИЯ И РЕЛЬСОВЫЙ  ПУТЬ

Из всех видов транспортных магистралей только железные дороги и трубопроводы

располагаются на земельных полосах, отчуждаемых  в частное владение или пользование,

причем  железным дорогам земля обычно передается сразу и навсегда. Именно частная

собственность на землю на своей трассе принципиально выделяет железные дороги США

среди других транспортных артерий, которые пролегают  не по своим владениям

(например, перевозки автомобильным и водным  транспортом осуществляются

соответственно  по шоссе и водным путям, являющимся государственным или

общественным  достоянием). На отведенной железной дороге полосе земли размещаются

рельсовые пути - один или два (а то и больше - три и т.д.). Более двух путей

прокладывают  там, где ожидается оживленное движение, - например, вблизи крупных

городов. Однако большую часть суммарной  длины железных дорог всего мира составляют

однопутные  дороги, по которым ходят поезда в обоих направлениях; такие дороги

оснащаются  системами сигнализации и разъездами, обеспечивающими безаварийное

движение. Сам путь делается во всем мире по единому образцу - стальные рельсы

укладываются  на поперечные лаги (деревянные или  железобетонные шпалы),

заглубленные  в балласте. Пути в разных местах весьма различаются по прочности  и

конструкции в зависимости от напряженности транспортного потока, скорости и тяжести

проходящих  по ним поездов. Так, вес 1 м рельса может составлять от 25 кг (в путях  для

легких, низкоскоростных и редких поездов) до 69 кг (там, где интенсивность и

 

грузонапряженность  движения велики). Габариты шпал, промежутки между ними и

глубина засыпки балласта тоже зависят от условий движения: на основных магистралях

толщина балластной подушки больше, шпалы  крупнее и уложены ближе друг к другу, чем

на второстепенных дорогах или ветках.

Рельс. Почти все рельсы в поперечном сечении имеют тавровый (Т-образный) профиль с

плоским основанием, узкой вертикальной стенкой  и слегка скругленной по верхним  краям

прямоугольной головкой. В развитых странах сварные  рельсы заменили ранее

применявшиеся рельсы длиной 12 м, скреплявшиеся на стыках двухголовными

накладками  с болтами и гайками. Такие  рельсы обеспечивают более безопасное движение

составов  без вертикальной тряски на стыках; именно стыки быстрее всего изнашивались,

и их упразднение  существенно снизило объемы ремонтных работ. Обычно между шпалой

и основанием рельса вставляется стальная подкладка, чем обеспечиваются более прочное

скрепление  рельса со шпалой и уменьшение износа из-за динамических ударных нагрузок

от подвижного состава.

Шпалы и балласт. В Западной Европе, Японии и других местах, где лесоматериалов

мало  и они дороги, шпалы обычно делают из железобетона. В США до сих  пор широко

применяются деревянные шпалы со специальной  пропиткой. Балласт выполняет двоякую

роль: он служит подушкой пути и дренирующим  слоем для отвода дождевой воды с

полотна. Обычно наилучшим балластом считается  щебень из твердых скальных пород,

раздробленных на куски размерами около 5 см, но в качестве балласта можно

использовать  также отходы горнодобывающей промышленности, гальку, гравий и другие

подобные  материалы. В итоге верхнему строению придается некоторая упругость, благодаря чему рельсовый путь при  движении по нему поездов слегка смещается  вверх-вниз, подобно пружине. Тем  не менее на станциях, в тоннелях и на мостах рельсовый путь укладывается на жесткое основание из стали или бетона. Ширина рельсовой колеи. Ширина колеи не одна и та же повсюду. Стандартная колея

шириной 1,435 м принята почти везде в  Северной Америке и на основных

железнодорожных магистралях стран Западной Европы. Она же характерна для Китая и

многих  других районов мира. Разновидности  широкой колеи (с расстоянием  между

рельсами  пути от 1,52 до 1,68 м) типичны для республик  бывшего СССР, Аргентины,

Чили, Финляндии, Индии, Ирландии, Испании и Португалии. Пути с более узкой колеей

     (от 0,6 до 1,07 м) обычны для Азии, Африки, Южной Америки, а также для  второстепенных железных дорог  Европы, особенно в гористой местности,  и лесовозных

                               дорог России.

 Кривизна  пути и уклоны. Нельзя проложить железную дорогу вообще без поворотов,

  спусков и подъемов, но все они снижают  эффективность перевозок, ибо приводят к ограничениям скорости, длины и  веса поездов и к необходимости  вспомогательной тяги. В связи  с этим при строительстве железных дорог обычно используются все возможности

       для того, чтобы сделать дорогу прямее и ровнее. Уклоны на большинстве железнодорожных магистралей не превышают 1 % (т.е. перепад уровня полотна дороги 1 м

на ее длине 100 м) от длины по горизонтали. Уклоны, превосходящие 2%, на главных

железных  дорогах встречаются редко, хотя в горах бывают и более 3%. Подъем в 4% для

обычного  локомотива практически неодолим, но с ним легко справляется локомотив,

оснащенный  колесом с механизмом зубчатого  зацепления с кремальерой пути.

Мосты и тоннели. Количество изгибов дороги и уклонов на ней зачастую можно

уменьшить, наводя мосты и прокладывая тоннели, которые необходимы также при

пересечении железнодорожными путями рек, автомобильных  шоссе и городских районов.

Самые длинные  в мире тоннели - Сейкан (53,85 км, соединяет  японские острова Хонсю и

  Хоккайдо), тоннель под Ла-Маншем (52,5 км, проложен между городами Фолкстон (Англия) и  Кале (Франция)) и Дай-Шимицу (22,2 км) на железной дороге между Токио и

Ниигатой (Япония).

 

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ МОСТ через Амур у  Хабаровска.

ОСОБЕННОСТИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ДВИЖЕНИЯ

Технические параметры.

Тяга. Наиболее важными параметрами, влияющими на движение поезда, являются сила

тяги  локомотива и удельное сопротивление  подвижного состава. Последнее выражается в

расчете на вес типичного (например, грузового  или пассажирского) вагона. Чтобы

перемещать  с малой скоростью по горизонтальному  прямолинейному профилю обычный

грузовой  вагон весом 30 т, необходима тяга в 90 кг (т.е. к тонне веса пустого вагона надо

приложить движущую силу в 3 кг). Для движения там  же того же вагона с грузом 60 т

потребуется тяга всего в 130 кг (т.е. 1,4 кг/т). При  движении на малой скорости

пассажирского поезда с вагонами весом 60 т на том  же участке пути требуется

преодолевать  удельное сопротивление 2,2 кг/т. Поскольку  пассажирские поезда обычно

ходят быстрее  товарных, при их движении следует  учитывать и сопротивление воздуха,

для преодоления  которого необходима дополнительная тяга, что в итоге может

потребовать от 3,6 до 5,4 кг/т в диапазоне скоростей  от 113 до 160 км/ч. Удельное

сопротивление при тяжелых рельсах на балласте из скального щебня меньше, чем при

легких  рельсах на мягком балласте. Кроме  вышеупомянутых факторов, на величину

требуемой тяги влияют уклоны (так, на участке  пути с подъемом в 1 % нужно увеличивать

тягу  на 9 кг/т) и повороты (каждый дополнительный угловой градус кривизны пути

требует от 0,2 до 0,7 кг/т тяги).

Скорость. Основные ограничения скорости движения по железной дороге диктуются

свойствами  ее полотна, верхнего строения пути и  особенностями конструкции

железнодорожного колеса. Стандартная колея представляет собой довольно узкую базу,

которая должна выдерживать все нагрузки от железнодорожного состава. Верхние

пределы скорости обусловлены еще и тем, что у каждого колеса гребень (реборда)

имеется лишь с одной стороны, и потому практически только сила тяжести удерживает

вагоны  и локомотивы на рельсах. Источниками  возмущений динамической устойчивости

движущихся  составов являются пересечения путей  и их сопряжения с переводными

стрелками. Такого рода препятствия ограничивают скорость движения величиной 210

км/ч  при идеальном состоянии средств  и оборудования железной дороги. Однако это

 

  идеальное состояние практически недостижимо  из-за многих причин. Поэтому на магистральных  железных дорогах максимально допустимая скорость товарных поездов составляет 80-90 км/ч. Трудно обеспечивать движение на повышенных скоростях даже

пассажирских  поездов, для которых тоже существуют экономически обоснованные

ограничения скорости, связанные с износом  и пределами прочности конструкции  узлов

подвижного  состава. Повороты пути тоже ограничивают скорость. Действие

центробежной  силы можно до некоторой степени  скомпенсировать, поднимая на

поворотах внешний рельс относительно внутреннего, но разницу между их уровнями

нельзя  делать больше 15 см. При повороте на 1° (радиус кривизны поворота 1750 м)

нельзя  развивать скорость более 150 км/ч; при  повороте на 2° скорость надо снижать  до 80

км/ч; при 3° - до 65 км/ч; при 5° (радиус кривизны 349 м) - до 50 км/ч. На скоростных

трассах следует исключать повороты более 2°. Тем не менее, повороты железнодорожного

пути  более 3° встречаются даже на равнинах; в гористой местности нередко  приходится

делать  повороты в 8° и даже 10°. Ограничивает скорость движения и многое другое -

условия движения по мостам и в тоннелях, на пересечениях путей, на стрелках, на спусках

(где  особенно важно контролировать  скорость, учитывая возможности  тормозной

системы). Трение между рельсом и железнодорожным  колесом является одним из

важнейших факторов функционирования железной дороги. Когда рельсы покрываются

влагой  или наледью, их посыпают песком, чтобы  колеса не пробуксовывали.

Максимальное  значение силы трения между колесом  и рельсом, необходимое для

торможения  поезда или его разгона, равно  четверти веса, приходящегося на это  колесо.

Поскольку для экстренного ускорения или  замедления движения железнодорожного

состава необходимо относительное тяговое  усилие в 45 кг/т, торможение изменением

нагрузки  на колесо ограничивается максимальным значением соответствующего

                       замедления в 8 км/ч  за 1 секунду. Габариты единицы подвижного состава. Важной характеристикой являются габариты

вагонов и перевозимых ими грузов, какие  допустимы при передвижении мимо

придорожных строений, в тоннелях и под мостовыми  сооружениями. На американских

железных  дорогах рекомендуется оставлять стандартное свободное пространство

шириной 4,9 м до высоты 4,9 м над головками  рельсов. Таким образом, допустимая

ширина  транспортного средства не намного  превышает 3 м в наиболее широкой  его части,

а максимальная высота его над рельсами ограничена 4,4-4,6 м. Расстояние между

центральными  линиями магистральных путей  составляет 4 м, и, поскольку на поворотах

транспортное  средство заносит, длина единицы  подвижного состава несочлененного типа

   ограничивается 26 м. Конечно, старые участки дорог и боковые ветки не отвечают стандартным требованиям. Из-за этого железнодорожному транспорту иногда приходится совершать объезды по окольным маршрутам и нередко продвигаться на малых скоростях.

Все эти  габаритные ограничения оказывают  влияние на конструктивные решения и

мощность  локомотивов. Нагрузка на ось единицы  подвижного состава является еще  одной

важной  эксплуатационной характеристикой  железнодорожного транспорта. Она зависит

от различных  параметров: размеров рельсов, расположения шпал, состояния

железнодорожного  полотна, прочности мостовых конструкций  и т.п. Нагрузка на ось

может достигать 29 000 кг. Вследствие этого стандартные  крытые вагоны выпускаются

грузоподъемностью 50-60 т, хопперы - от 70 до 100 т, крытые хопперы - 100 т. Вес

локомотива может достигать 200 т. Обычно мощность дизельного тепловоза составляет от

2200 до 2650 кВт. В зависимости от рельефа  местности и общего веса состава  к нему

иногда  подцепляют до 6 тепловозов. При начале движения локомотив может развивать

тяговое усилие, равное 30% его полного веса, а на уклонах - до 240 т. Локомотивы той же

мощности, предназначенные для пассажирских поездов, могут развивать такую  же тягу

при разгоне, а на уклонах - до 18 т на единицу  подвижного состава.

Торможение. Чтобы остановить поезд, необходимо рассеять его кинетическую энергию, а

на спуске еще и преодолеть скатывающее  действие составляющей силы тяжести. Это

выполняется с помощью тормозов, установленных  на каждой единице подвижного

состава и срабатывающих от автоматического  привода, управление которым находится на

 

 локомотивных  тележек. На хвостовике якоря электродвигателя закреплена шестерня, которая входит в зацепление с зубчатым венцом на внутренней стороне колеса тележки.

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЕ ВАГОНЫ

Железнодорожные вагоны подразделяются на три основные категории: пассажирские,

грузовые  и рабочие. Пассажирские вагоны бывают сидячие (с жесткими или мягкими

сидячими  местами), спальные вагоны, вагоны-рестораны, вагоны-салоны с барами,

почтово-багажные вагоны.

ПЕРВЫЙ  ПАССАЖИРСКИЙ ПОЕЗД  СТИВЕНСОНА (1829)

Спальные  вагоны появились в 1837, а в 1856 по Центральной  железной дороге Иллинойса стали  ходить купейные вагоны с тремя ярусами  спальных мест. В 1859 Дж.Пульман переделал  два вагона с сидячими местами  в спальные, а в 1865 ввел в эксплуатацию первый настоящий спальный "пульман", получивший имя "Пионер". В современных спальных вагонах усовершенствованных типов есть разные виды отдельных покоев: обычные и сдвоенные купе, спальни, купе с индивидуальным входом, гостиные и пр.

 

ЖЕЛЕЗНАЯ  ДОРОГА

 
транспортная трасса постоянного действия, отличающаяся наличием пути (или путей) из

закрепленных  рельсов, по которым ходят поезда, перевозящие пассажиров, багаж, почту  и

различные грузы. Понятие "железная дорога" включает в себя не только подвижной

состав (локомотивы, пассажирские и грузовые вагоны и т.п.), но и полосу отчуждения

земли со всеми сооружениями, постройками, имуществом и правом провоза товаров и

пассажиров  по ней.

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЕ ЛОКОМОТИВЫ

Железнодорожный локомотив - это самоходный экипаж, предназначенный для

перемещения по рельсовому пути состава из пассажирских или грузовых вагонов.

Энергия, необходимая для движения, может  вырабатываться внутри самого локомотива

(как  в паровозе и тепловозе) либо  потребляться им из внешнего  источника (как в

электровозе контактного типа). В течение многих лет на железных дорогах

эксплуатировались только паровозы, но появлялись локомотивы с двигателями новых

типов, постепенно их становилось все больше, и теперь на железных дорогах

используются  только дизельные тепловозы и электровозы. В 1930-х годах началось

ускоренное  развитие всей железнодорожной техники. Возросла скорость движения

пассажирских  и товарных поездов, а принципы конструирования  локомотивов стали

определяться  требованиями обеспечения максимальной тяговой мощности на единицу

веса  при максимальной эксплуатационной экономичности.

МАЛЬЧИК-С-ПАЛЬЧИК, первый американский паровоз (1830).

Способы эксплуатации локомотивов. Локомотивы выпускаются четырех типов в

соответствии  с их назначением - для пассажирских поездов, для товарных поездов, для

выполнения  маневровых работ (на грузовых станциях и в депо), для промышленных

предприятий. Обычно тяговый локомотив располагается  в голове поезда. Иногда (в

гористой  местности и вообще там, где есть тяжелые подъемы) в помощь ему подключают

второй  локомотив; в таких случаях его  обычно подцепляют в голове или хвосте состава.