Первые паровозостроительные заводы и первые вагоны

РОСЖЕЛДОР

Государственное образовательное  учреждение

высшего профессионального  образования

«Ростовский государственный  университет путей сообщения»

(РГУПС)

 

Кафедра «Путь и путевое хозяйство»

 

 

 

 

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по истории железнодорожного транспорта

на тему: «Первые паровозостроительные заводы

и первые вагоны»

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила                                                                            студентка Карпенко С.Е.

                                                                                    Шифр   09-СПГ-2078

Проверила                                                                              асс. кафедры «ППХ»

                                                                                    Врабие Ж.А.

 

 

 

 

 

г. Ростов-на-Дону

2010г.

План

 

1. Первые паровозостроительные заводы……………………………………… 3
2. Первые вагоны………………………………………………………………………6

2.1. Пассажирские  выгоны………………………………………………………  6

2.2. Грузовые  вагоны……………………………………………………………… 9

3. Список литературы……………………………………………………………….13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Первые паровозостроительные заводы

Появление паровозов  в России было связано со строительством и эксплуатацией Царскосельской железной дороги.  
      Шесть паровозов для этой дороги строились на заводах Англии и Бельгии. По конструкции паровозы были однотипны: в общей жесткой раме они мели одну движущую колесную пару большого диаметра (в пределах 1700 — 1900 мм), бегунковую и поддерживающую колесные пары меньшего диаметра. Полная испаряющая поверхность нагрева котла составляла 50 — 60 км.м, давление пара достигало 6 — 7 атм., мощность 70 — 75 л.с., наибольшая скорость движения доходила до 60 км/ч. Паровозы имели названия: «Стрела», «Проворный», «Богатырь», «Орел», «Лев» и «Слон».  
      До начала строительства Петербурго-Московской железной дороги были заказаны один паровоз в Англии, другой в США; в 1843 году они поступили в Россию. Первый отечественный паровоз построили на Александровском заводе в Петербурге в 1845 году.  
      Александровский механический завод Петербурго-Московской железной дороги явился первенцем железнодорожного машиностроения. В 1845 году по специальной ветке, подведенной к заводу, проследовали изготовленные здесь первые два паровоза.  
      Пассажирские паровозы типа 2-2-0 (число бегунковых осей, число движущих осей и число поддерживающих осей) выпускавшиеся заводом, позднее получили обозначение серии «В». Паровоз имел две спицевые, чугунные, без противовесов движущие колесные пары диаметром 1705 мм, из которых ведущей являлась первая, внутренний эксцентриковый парораспределительный механизм приводил в движение двойные (расширительные) золотники, позволявшие реверсировать машину и изменять степень наполнения цилиндров паром. Это явилось значительным шагом вперед по сравнению с конструкциями, применявшимися на паровозах Царскосельской железной дороги. В трубчатом котле использовалась конусная тяга, что позволило регулировать процесс горения топлива в зависимости от интенсивности горения паровой машины. Давление в котле возросло до 8 атмосфер, а мощность паровоза до 130 л.с. Такие паровозы могли, с учетом равнинного профиля Петербурго-Московской железной дороги, водить поезда из шести вагонов со скоростью 40 км/час. Кроме того, завод строил паровозы с осевой формулой 1-2-0 и 1-2-1.  
      В 1847 году на Александровском заводе было 230 станков и машин, в том числе уникальное по тому времени оборудование: паровые молоты, стан для протяжки труб, зуборезный станок, специальная установка для испытания металлоконструкций, механический и гидравлический прессы. Он имел механический, лесопильный, литейный, машинно-кузнечный, слесарный и другие цеха, оборудованные новой техникой.  
      Первые паровозы были без будок и площадок, паровозная бригада находилась под открытым небом. Продувательные краны открывались снаружи при пуске паровоза. Товарный паровоз развивал скорость до 22 км/ч, а пассажирский до 30 км/ч., но поначалу даже и деления на товарные и пассажирские не было. В дальнейшем эти локомотивы модернизировали установив будки, площадки, кулисное парораспределение, инжекторы, буфера. Усовершенствования, для защиты от непогоды паровозной бригады, стали появляться примерно с 1865 года. Сначала это были металлические листы для защиты от встречного ветра, затем зонтики, и наконец закрытые будки, что было особенно важно в условиях северного климата. В это же время вместо ручных насосов для подачи воды в котел стали ставить простые и компактные устройства — инжекторы.  
      В 1893 году завод вместе с Петербурго-Московской дорогой передали из Главного общества российских железных дорог в казну. К этому времени при содействии МПС предприятие было реконструировано: были построены новые цеха, электростанция, заменена значительная часть оборудования, создана первая лаборатория со стендом для испытания паровозов на месте, организованы ходовые и теплотехнические испытания паровозов. На заводе начали применять электропайку и электросварку, паровой привод большого числа станков заменили на электрический. Планировка цехов завода после реконструкции стала типовой для вновь строящихся предприятий по выпуску и ремонту подвижного состава.  
      Александровский завод также активно строил вагоны, начиная с 1844 года, с 1850 года помимо постройки новых начинает производить ремонт вагонов и изготовление запасных частей к ним.  
      В конце 60-х годов XIX столетия появились новые паровозостроительные заводы: Коломенский, Воткинский, Невский, Мальцевский. С 1869 по 1900 годы отечественные предприятия построили 7619 паровозов, всего к 1917 году ведущие заводы выпустили 21101 паровоз, в том числе: Александровский завод с 1844 по 1917 год — 331 ед., Воткинский с 1869 по 1917 год — 565 ед., Путиловский с 1894 по 1917 год — 2347 ед., Сормовский с 1898 по 1917 год — 2164 ед., Невский с 1870 по 1917 год — 3512 ед., Коломенский с 1869 по 1917 год — 4619 ед., Брянский (Мальцевский) с 1892 года по 1917 — 2825 ед., Харьковский с 1897 по 1917 год — 2622 ед., Луганский с 1899 по 1917 год — 2116 ед. Эти предприятия составили основу локомотивостроения в конце XIX и начале XX века.  
      В России появилась и своя школа паровозостроения, выросли талантливые инженеры-конструкторы, ученые и исследователи. В 1854 году инженер-полковник А.Г. Добронравов опубликовал «Правила для составления проектов паровоза», профессор Петербургского технологического института Л.А. Ераков в 1871 году написал первый «Курс паровозов». Большую работу по испытанию паровозов и организации для этой цели первой в мире лаборатории в Киевских мастерских провел в 1880-х годах инженер А.П. Бородин. Вместе с ним проводил испытания паровозов на линии Киев — Фастов инженер Л.М. Леви. С участием профессора Н.П. Петрова проектировались паровозы типа 0-4-0.  

 

 

2. Первые вагоны

2.1 Пассажирские  выгоны

В первое время существования железных дорог не было такого понятия, как пассажирский вагон. Для перевозки пассажиров по железной дороге использовали обычные экипажи и кареты, которые ставили на железнодорожные платформы или прямо на рельсы. Первые пассажирские вагоны очертаниями очень напоминали кареты или старые почтовые дилижансы. Многие вагоны не имели окон и крыш или окна были, но не застекленные. На линии Лейпциг - Дрезден пассажирам предлагали даже приобретать маски для защиты лица от ветра и паровозных искр. Вагоны не отапливались, в них не было освещения, удобных сидений. Пассажиры страдали от тряски и шума.

В Европе до 70-х годов прошлого века широко использовались вагоны английского типа. Они делились поперечными стенками на три отделения по шесть мест в каждом отделении. Багаж пассажиров помещался на крыше вагона. Английская система предусматривала также деление вагонов на классы. Наиболее удобными были вагоны первого класса. В вагонах второго класса окна заменяли узкие отверстия в стенках, вагоны третьего класса имели более низкие потолки.

Пассажирские вагоны железных дорог США не разделялись на отделения, а были проходными и вмещали по 60 - 70 пассажиров. По мере развития железнодорожного сообщения пассажирские вагоны совершенствовались. В первую очередь было обращено внимание на уменьшение качки и тряски, для чего рессоры стали делать более упругими. Для снижения уровня шума полы и стены вагонов стали делать с внутренним наполнителем.

Для освещения использовали свечи  или масло, а затем керосиновые  лампы. Позднее было введено газовое освещение, появились ацетиленовые светильники, вытесненные затем электричеством. Ввод электрического освещения сопровождался трудностями. Электрическое освещение считалось слишком дорогим из-за необходимости установки в каждом отделении вагона аккумуляторной батареи. Кроме того, первые электрические лампы не выдерживали вагонной тряски. Однако эти вопросы были успешно решены.

Постепенно улучшилась и система  отопления вагонов. Сначала ввели  печное отопление. Использовавшиеся для  этого металлические печки накалялись так же быстро, как и остывали.

В ряде стран с более мягким климатом пользовались грелками для ног. Это  были длинные металлические ящики, наполненные горячей водой или  песком. Грелки наполняли на станциях. На вагон требовалось 10 - 15 грелок. Значительным шагом вперед было появление парового отопления, которое сразу получило признание благодаря пожарной безопасности и легкости обслуживания.

В 1836 г. на Пенсильванской железной дороге в США появились  прототипы спальных вагонов. В них были устроены трехъярусные полки, а пассажирам выдавались соломенные матрасы. Постельное белье и подушки не предусматривались.

В 1867 г. на заводах Пульмана (США) были построены вагоны, в которых имелись мягкие сиденья. На ночь они превращались в спальные места. Спальные места располагались вдоль вагона и разделялись устанавливаемыми на ночь поперечными мягкими стенками. Верхние полки на ночь спускались с потолка на цепях. Такие вагоны курсировали в Америке, а в 1873 г. появились в Европе, но в несколько измененном виде, а именно с двух- или четырехместными купе, в которых верхнее спальное место получалось при подъеме стенки дивана.

В 1872 г. на заводах Пульмана начали строить вагоны-столовые и  вагоны-рестораны. Иногда к поездам прицепляли смотровые салон-вагоны, позволявшие пассажирам любоваться пейзажем из открытых окон или расположившись в креслах на открытой задней площадке. Некоторые салон-вагоны, предназначенные для богатых пассажиров, оборудовали роскошной мебелью, коврами, музыкальными инструментами.

Конструкции и оборудование современных пассажирских вагонов создают комфорт и удобства для проезда пассажиров при надежном обеспечении безопасности движения. Внешний вид и интерьер вагона учитывают требования технической эстетики.

Кузова пассажирских вагонов представляют собой цельнометаллическую цельнонесущую конструкцию. Стремление снизить массу вагона, устранить коррозию кузова, повысить его надежность заставляет искать новые материалы и соответствующие им конструктивные формы. В мировом вагоностроении все шире используются алюминиевые сплавы, нержавеющая сталь, пластмассы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2. Грузовые вагоны

На железных дорогах  мира находится в обращении более 5 млн. грузовых вагонов. Конструкция современного грузового вагона создавалась в течение длительного периода.

Совершенствование грузовых вагонов происходило по нескольким направлениям. Среди них - повышение грузоподъемности, приспособление конструкций вагонов к перевозкам различных видов грузов, включая создание лучших условий для погрузочно-разгрузочных работ, оснащение вагонов средствами механизации и автоматизации.

Организаторы железнодорожных  перевозок обратили внимание на закономерность: чем больше груза можно перевезти в одном вагоне, тем экономичнее перевозка. Поскольку масса груза, перевозимого в одном вагоне, зависит от допустимой нагрузки одной оси на рельс, числа осей вагона и массы тары, усилия создателей грузовых вагонов были направлены на решение проблем, связанных с этими факторами.

В начальный период существования  железных дорог допустимая нагрузка на рельсы от оси вагона составляла 70-80 кН. Первые грузовые вагоны подобно гужевым повозкам были двухосными и имели грузоподъемность 8-10 т при массе тары вагона 6-7 т.

Уже в 40-х годах прошлого века начали выпускать четырехосные вагоны. Наибольшее распространение они получили в США. В остальных странах их внедрение шло медленнее.

В России первые серийные грузовые вагоны начали выпускать в 1846 г. Они были четырехосными на двух двухосных тележках. Однако, из-за того что рама и кузов вагонов были деревянными и это снижало их грузоподъемность, было решено перейти на бестележечные двухосные вагоны, подобные западноевропейским. И только в 1965 г. двухосные вагоны были исключены из обращения на железных дорогах СССР.

Четырехосные вагоны имеют значительное преимущество по сравнению с двухосными. У них меньше коэффициент тары (отношение массы тары к его грузоподъемности), потому что такие элементы вагона, как сцепные устройства и тормоза, имеют одинаковую массу независимо от числа осей. При одинаковой массе перевозимого груза длина поезда из четырехосных вагонов в 1,6-1,7 раза меньше, чем из двухосных. Это снижает требование к длине станционных путей.

Четырехосные тележки  с меньшим сопротивлением проходят кривые участки пути. Сопротивление  движению поезда из таких вагонов  также снижается благодаря меньшему числу междувагонных промежутков. Все это приводит к уменьшению расхода топлива. Можно назвать много других преимуществ четырехосных вагонов, например, сокращение времени на расформирование и формирование поездов, взвешивание вагонов, оформление документов и т. д.

Были попытки создания трехосных вагонов, но эти вагоны не получили распространения.

Постоянно проводимые работы по усилению железнодорожного пути позволили к началу XX века усилить дополнительную нагрузку на ось до 17, а к 40-м годам до 20 т. Грузоподъемность четырехосного вагона при массе тары 20-22 т возросла до 60 т.

После второй мировой  войны работа по повышению дополнительной нагрузки на ось продолжалась. В СССР она была доведена к концу 80-х годов до 25 т, в США - до 30-40 т на ось.

Постоянно велась работа по повышению числа вагонных осей. В Германии в период перед первой мировой войной имелись вагоны на двух трехосных тележках грузоподъемностью до 63 т.

В СССР шестиосные вагоны были созданы в 1955 г. Однако они не получили распространения в основном из-за сложности конструкции трехосной тележки. В 1969 г. были созданы восьмиосные цистерна и полувагон грузоподъемностью по 120-130 т. Общая масса такого вагона примерно 180 т. Цистерна такой грузоподъемности вмещает столько бензина, что его достаточно для заправки 4 тыс. легковых автомобилей. Наибольшая грузоподъемность вагонов достигнута в США: средняя грузоподъемность одного вагона приближается к 80 т, в бывшем СССР - примерно 65 т.

Первые грузовые вагоны были универсальными. Для грузов, боящихся атмосферных осадков, предназначались крытые вагоны, для других грузов - платформы. Однако быстро выявились преимущества вагонов, специализированных для перевозки отдельных грузов. Процесс насыщения вагонного парка специализированным подвижным составом продолжается в течение всего периода существования железных дорог. Эта тенденция сохранится и в перспективе. Специализированный вагон позволяет вместить больше груза. Например, для перевозки автомобилей созданы двухъярусные платформы, вмещающие значительно больше автомобилей, чем обычный вагон. Для легких, но объемных грузов созданы вагоны с увеличенным объемом кузовов. Например, объем котла цистерны для перевозки бензина намного больше, чем цистерны для перевозки сырой нефти.

Другое важное преимущество специализированных вагонов - дополнительные удобства для эффективного выполнения погрузки и выгрузки вагонов. Например, саморазгружающиеся вагоны для перевозки угля с открывающимися боковыми стенками кузова позволяют разгрузить 60-70 т угля примерно за 1 мин.

Специализированные вагоны обеспечивают большую сохранность  грузов. Для ценных хрупких грузов, которые боятся резких ударов, созданы вагоны с мощными амортизирующими устройствами (например, подвижная хребтовая балка), которые гасят удары, неизбежно возникающие при движении поезда и маневровых передвижениях на станциях.

Несмотря на дополнительные порожние пробеги специализированных вагонов, эти и ряд других преимуществ  обеспечивают их эффективную эксплуатацию.

Для перевозки угля и других сыпучих грузов в 50-х годах прошлого века начали строить полувагоны, представляющие собой платформы с наращенными бортами и торцовыми стенками. Позднее для сыпучих грузов стали использовать вагоны-хопперы с опрокидывающимися кузовами, а также специальные полувагоны, приспособленные для выгрузки на опрокидывающих устройствах.

Большое число специализированных вагонов было создано для наливных грузов, поскольку число видов таких грузов постоянно росло. Сначала это была сырая нефть, потом прибавились многочисленные продукты ее переработки, различные химические грузы. В специализированных цистернах перевозится много пищевых продуктов - молоко, живая рыба, растительное масло, спирт.

Можно назвать более 100 типов специализированных вагонов. Это, например, крытые вагоны для перевозки живности, полувагоны для горячих окатышей, вагоны для перевозки контейнеров, рефрижераторные (в том числе и вагоны-термосы), вагоны для перевозки сажи, длинномерных рельсов и леса, цистерны для вязких жидкостей с обогревательными устройствами,      и т. д.

Особый вид подвижного состава для перевозки особо  тяжелых грузов представляют транспортеры. Это 8-, 12- и 16-осные вагоны, позволяющие  перевозить грузы массой до 250 т. Существуют и такие гиганты, как 32-осный транспортер грузоподъемностью 500 т. Масса его тары 211 т, а максимальная длина 64 м. Этот транспортер состоит из двух секций, каждую из которых можно эксплуатировать как 16-осный транспортер.

Доля специализированных вагонов в ряде стран достигает 80-90% вагонного парка.

Еще одно направление  совершенствования грузовых вагонов - развитие отдельных элементов его  конструкции, которое облегчает  выполнение различных операций при следовании вагонов в составе поезда и маневровой работы на станциях, - совершенствование сцепных устройств, тормозов, приспособлений для погрузочно-выгрузочных работ, ходовых частей и кузова. Наиболее важным этапом был переход к автотормозам, автосцепке и роликовым подшипникам.