Curs1- 19.02.2013

PROBLEME GENERALE PRIVIND MIJLOACELE DE TRANSPORT

1.Consideratii generale

Experienta arata ca prin functiile lor, mijloacele de transport reprezinta elementul dinamic al desfasurarii procesului de transport. Insasi aparitia acestui proces de transport a fost conditionata de realizarea primelor mijloace de transport; iar dezvoltarea acestor transporturi a fost si ramane conditionata de dezvoltarea si perfectionarea mijloacelor de transport.

Se cunosc mai multe feluri de transport:1.Feroviare 2.Rutiere 3.Pe apa 4.Aeriene 5.Conducte

Fiecare fel de transport dispune de un anumit tip de infrastructura si prezinta avantaje si dezavantaje specifice.

Distributia cererii de transporturi generale a societatii se realizeaza in economia de piata dupa legile care rezulta din concurenta intermodala.

Daca ne-am referi de exemplu la avantajele si dezavantajele transporturilor feroviare am putea remarca urmatoarele:Avantaje:-acest tip de transport asigura o capacitate mare de transport la viteze de circulatie relativ mari;-rezistentele la inaintare sunt scazute, rezultand costuri mici de consum;-siguranta transporturilor fata de intemperii.Se remarca totodata ca dezavantaj principal faptul ca transporturile feroviare sunt eficiente energetic numai daca volumul transportat de calatori sau marfuri este suficient de mare si concentrat pe sectiile de circulatie.OBS: Mijloacele de transport sunt baza desfasurarii procesului de transport conditioneaza intre anumite limite caracteristicile celorlalte mijloace care alaturi de mijloacele de transport formeaza structura si infrastructura necesara realizarii procesului de transport.

Aceste elemente de infrastructura sunt:-liniile de cale ferata cu lucrarile de arta de pe acestea;-instalatiile de dirijare a circulatie;-constructiile si instalatiile utilizate in procesul de exploatare a mijloacelor de transport.

2.Parcul de material rulant.Structura si clasificarea vehiculelor din parc.Parcul de material rulant se defineste ca totalitatea vehiculelor feroviare apartinand

administratiilor de cai ferate.Ca structura, acest parc este format din 2 gupe:

-grupa vehiculelor de transport si tractiune feroviara;-grupa vehiculelor de deservire a transporturilor si exploatarii feroviare.

In prima grupa sunt incluse parcul de vagoane si de remorci de automotoare care constituie totalitatea vehiculelor de transport propriu-zise si parcul de locomotive si de automotoare care reuneste totalitatea vehiculelor de tractiune feroviara.

Din grupa 2 fac parte parcul auxiliar de vagoane in care se include totalitatea vagoanelor folosite pentru diferite necesitati si parcul auxiliar de tractiune care reuneste toate vehiculele cu tractiune proprie folosite pentru necesitatile exploatarii feroviare. Se mentioneaza: plugurile de zapada, macaralele, drezine, etc.

Din categoria vagoanelor auxiliare fac parte: vagoane de ajutor, vagoane anexa la remorca, etc.

In ansamblul parcului de material rulant ponderea absolut majoritara o are parcul de vagoane si locomotive. Cantitativ se poate aprecia ca parcul de vagoane reprezinta circa 90% din parcul de material rulant feroviar.

3.Conditiile generale impuse parcului de material rulant si implicit vehiculelor din parc.Sunt foarte multe cerinte si conditii care se pot impune sau se impun vehiculelor din

parc, insa din toate acestea se pot retine 3:-Cerinta de capacitate;-Cerinta de siguranta;-Cerinta de economicitate.

3.1 Conditia de capacitate:Prestatiile transporturilor de orice fel sunt reprezentate de deplasarea pe anumite distante a unui numar de calatori si a unei anumite cantitati de marfa intr-un anumit timp si un ritm predeterminat.Astfel: In cazul transportului feroviar, parcul de material rulant realizeaza prin vehiculele de transport propriu-zise spatiul de incarcare pe durata de transport; iar prin vehiculele de tractiune forta necesara deplasarii trenurilor pe cale. Volumul de transport ce trebuie realizat impreuna cu ritmul si durata de transport cere anumite capacitati de incarcare pentru vagoane, anumite marimi de trenuri si o anumita capacitate de tractiune pentru vehiculele de tractiune.De aici rezulta ca pentru conditia de capacitate impusa parcului de material rulant trebuiesc stabilite relatii matematice cu ajutorul carora se determina parcul necesar de vagoane si parcul necesar de locomotive.

3.1.1 Parcul necesar de vagoane de marfa:Pentru o retea de cale ferata cu “n” statii de circulatie parcul necesar de vagoane se poate calcula:

N v=

∑i=1

n s

N ¿=k∗∑i=1

ns 2si

V ci

∗N mi

24∗nvti

[vagoane de marfa]

Aceasta relatie reprezinta:“i” = o sectie de circulatie;

“ N vi ”= parcul necesar de vagoane de marfa pentru realizarea prestatiilor pe sectia de “i”

sectii de circulatie;

“ si ”= lungimea sectiei de circulatie “i” [km];

v} rsub {ci}¿ ”= viteza medie comerciala a transportului de marfuri remorcate, pe aceeasi sectie “i”

[km/h];

“ N mi ”= capacitatea de circulatie a transportului pe sectia “i” [masurata in perechi de

trenuri/ zi]“24” = numarul de ore dintr-o zi;

“ nv ti = numarul mediu de vagoane pe un tren remorcat pe o sectie de circulatie “i”;

“k”= coeficientul supraunitar care tine seama de numarul de vagoane din parc introduse in reparatii si numarul de vagoane din parc pastrate in rezerva pentru acoperirea cererilor impuse de varful de trafic.

3.1.2 Parcul necesar de locomotive pentru trenurile de marfa.

In cazul unei retele cu acelasi numar “ ns ” de sectii de circulatie:

N e=N i+ N rp+ N rz=∑i=1

n s

N e i+∑i= 1

ns

N rp+∑i =1

n s

N rz=

∑i=1

n s

T ri∗N mi

24+∑

i=1

n s

N e i∗sm zi∗t rpi

+N rz

N} rsub {e} ¿ = parcul de exploatare locomotive pe total retea;

“ N rp ”= parcul total de locomotive aflat in repaus pe retea;

“ N rz ”= parcul de locomotive tinut in rezerva;

“ N ei , N rpi , N rzi ”= reprezinta parcul de locomotive in exploatare, reparatie si rezerva pentru sectia

“i” de circulatie;

“ T ri ”= perioada medie de reutilizare a locomotivelor care remorca trenuri pe sectia ‘i” ;

se masoara in ore; [reprezinta timpul scurs intre 2 iesiri succesive ale locomotivei din depou];s} rsub {mzi}

¿ = parcursul mediu zilnic al unei locomotive ce remorca trenuri de marfuri pe sectia

“i” de circulatie; [km/zi];

“ T r pi = timpul mediu de imobilizare in reparatii a unei locomotive ce remorca trenuri de

marfuri pe sectia “i” de circulatie; timp raportat la 1 km din parcursul mediu zilnic. Acesta se masoara in zile/km.Relatiile anterior prezentate pentru determinarea parcului necesar de vagoane si parcului necesar de locomotive pentru asigurarea prestatiilor transportului de marfuri pe o retea ne arata ca intre dimensiunile parcuilui ( numarul de vehicule) si volumul de transport exista o relatie stransa.Daca acceptam ideea cresterii volumului ( cererii) de transport si daca parcul de material rulant existent a fost dimensionat pentru o cerere mai redusa este necesar sa se actualizeze necesitatea si posibilitatea completarii parcului cu noi vehicule de transport si tractiune.

Completarea parcului se poate realiza in 3 moduri:-introducerea in parc a unui numar de vagoane si locomotive cu capacitati individuale ale vehiculelor existente in parc;-completarea parcului cu un numar de vagoane si locomotive cu capacitati individuale mai mari decat ale celor existente ( numarul vehiculelor nou introduse este mai mic decat in primul caz);

-completarea parcului prin combinarea primelor 2 modalitati.

Curs2- 26.02.2013

Conditia de siguranta

A 2 a conditie pentru parcul de material rulant (si vehiculele care il compun) este conditia de siguranta. Aceasta poate fi formulata: Vehiculele feroviare din parc trebuie sa asigure siguranta transporturilor si a exploatarii feroviare atat in ceea ce priveste spatiul in care vehiculele circula cat si in ceea ce priveste rularea pe cale.

Aceasta conditie este impusa pe de o parte datorita valorilor foarte mari cu care se opereaza ( vehicule si marfuri) , iar pe de alta parte datorita numarului mare (uneori foarte important) de persoane care concura la realizarea procesului de transport.

Elementele de care trebuie sa se tina seama pentru asigurarea acestei conditii de siguranta sunt legate de gabarit, de ecartamentul caii si unele elemente legate de infrastructura caii.

Ecartamentul cai, definit ca distanta dintre flancurile interioare ale sinei, masurata la distanta de 14 mm pe planul superior al sinelor, limiteaza caracteristicile dimensionale ale principalelor elemente portante ale vehiculelor si anume ale aparatului de rulare, sasiului si cutiei vehiculului in sensul ca latimea acestora nu poate sa depaseasca valoarea maxima permisa de ecartament.

Gabaritul definit la modul general drept spatiul prin care circula vehiculele de cai ferate limiteaza dimensiunile in latime si inaltime ale vehiculelor, in primul rand; iar in cel de-al 2 lea rand limiteaza ampatamentul vehiculelor, lungimea totala, lungimea consolelor cutiei vehiculului si diametrul rotilor vehiculului.

Principalul element de infrastructura care introduce limitari asupra caracteristicilor dimensionale ale vehiculelor este calea.

Calea de rulare prin tipul sinelor, prin numarul de traverse introduse in cale pe unitatea de lungime a caii, prin caracteristicile constructive ale podurilor, podetelor si viaductelor limiteaza sarcina pe osie ale vehiculelor si sarcina pe metru liniar de vehicul.Din prezentarea anterioara rezulta ca ecartamentul, gabaritul si calea de rulare introduc limitari asupra valorilor maxime pe care le pot avea inaltimea cutiei vehiculului, latimea sasiului, lungimile totale, etc. , dimensiuni care in final limiteaza volumele de incarcare ale vehiculului, sarcina pe osia de vehicul, sarcina pe metru liniar de vehicul si in final asupra caracteristicilor de performanta si productivitate ale vehiculului.

Aceste caracteristici sunt exprimate in principal prin capacitatea de incarcare a vagonului (cantitatea maxima de marfuri care pot fi incarcate in vehicul sau pentru locomotive puterea instalata a vehiculului).

3.Conditia de economicitateAceasta conditie poate fi formulata in felul urmator:

Vehiculele introduse in parc, in continuarea conditiilor realizarii primelor doua conditii (de capacitate si de siguranta) trebuie sa corespunda si din punct de vedere economic.

Conditia de economicitate a transporturilor poate fi analizata si exprimata plecandu-se de la costul specific al transporturilor ( de la cheltuielile efectuate pentru realizarea entitatii de transport- care in cazul transportului de marfuri se exprima in tone km, iar la calatori in calatori km)

In cheltuielile specifice totale ale transporturilor intra printre altele cheltuielile

specifice cu remorcarea trenurilor. Aceste cheltuieli, pe o retea de cale ferata cu “ ns ”

sectii de remorcare se calculeaza, pentru transporturile de marfuri, cu urmatoarea relatie generala:

e ¿

∑i=1

ns

Q i∗ei

Qi unde,

e i=¿ cheltuieli specifice cu remorcarea, pe sectia “i” de circulatie;

Qi = volumul de transport pe sectia “i” de circulatie, masurat in t b *km;

Daca in aceasta relatie se expliciteaza cheltuielile specifice “ e i ” ,atunci formula devine:

C thi

V ci

Qi

M vi

(¿+clmi∗∑ Li

S i

)

e=1

∑i=1

ns

Q i

∗∑i=1

ns

¿ [lei/ t b∗km ]

M vi = tonajul mediu pe tren de marfa remorcat pe sectia “i” de circulatie [ t b /tren];

C thi = cheltuielile totale efectuate intr-o ora cu un tren remorcat pe sectia “i” de circulatie

[lei/ tren*ora];

vci =viteza medie de circulatie a trenurilor pe sectia “i” de circulatie [km/h];

∑ L i =lucrul mecanic ce trebuie efectuat in medie pentru remorcarea unui tren, pe sectia

“i” [kN*km];

si = lungimea sectiei “i” de remorcare [km];

cemi = cheltuieli pentru realizarea unitatii de lucru mecanic pe sectia “i” [lei/kN*km]

Pentru a reliefa modul in care diferitele elemente influenteaza asupra costurilor specifice “e”

este nevoie ca “ C thi ” sa se expliciteze si “ C thi=αi∗β i * Cehi+M vi∗C vhi+ βli∗Celhi+C ethi ” [lei/ora];

C ehi = cheltuieli totale pentru o locomotiva in unitatea de timp [lei/locomotiva*ora];

Cvhi =cheltuieli cu un vagon intr-o ora, pe sectia “i” de circulatie raportat la masa

vagonului [lei/ t b *ora*vagon];

C elhi =cheltuieli efectuate intr-o ora cu o echipa de locomotive[lei/ora]

C ethi =cheltuieli pe ora cu o echipa de trenuri[lei/ora];

αi =coeficient care tine seama de timpul mediu de stationare a locomotivei in capul

trenului pana la plecarea acestuia din statie si de timpul de imobilizare a locomotivelor in reparatie;

β li =coeficientul care tine seama de numarul mediu de locomotive pentru remorcarea

unui tren pe sectia “i” de circulatie;

In “ C lhi ” si “ C vhi ” intra in principiu cheltuieli cu amortizarea costului de

investitie (achizitie) , cheltuieli cu reparatiile si exploatarea locomotivelor si vagoanelor;Daca se analizeaza ponderea diferitelor elemente de cheltuieli in ansamblul ponderelor specifice se constata ca ponderea in ordine descrescatoare este:-cheltuieli cu achizitia;-cheltuieli cu consumul de energie;-cheltuieli cu reparatiile si intretinerea;-cheltuieli cu personalul de deservire, etc.Daca se tine seama de aceasta ordine rezulta concluzii importante in legatura cu importanta mai mare sau mai mica a unor actiuni legate de completarea parcului cu vagoane sau locomotive.O prima idee ar fi aceea ca un vehicul cu caracteristici de performanta superioare vehiculului deja existent in parc implica un cost de achizitie mai ridicat si o cota de amortizare sporita. Asta inseamna ca atunci cand se ia o decizie de introducere a noilor vehicule trebuie sa se analizeze daca cresterea cheltuielilor de amortizare este compensata sau nu de reducerea cheltuielilor din alte zone. Cand se stabileste durata de viata a vehiculelor noi introduse in parc trebuie avute in vedere 2 elemente:-posibila aparitie si realizarea de noi vehicule cu caracteristici de performanta superioare intr-un timp suficient de realist evoluat;-durata de viata noilor vehicule ar trebui astfel stabilita incat sa nu se produca uzura morala intr-un termen sensibil diferit de tremenul de uzura fizica; astfel apare necesitatea introducerii in parc a unor noi vehicule si renuntarea la altele care sunt departe de a se uza fizic.

Aceste elemente dar si altele scot in evidenta necesitatea ca inainte de a se lua o decizie de a se modifica structura parcului de material rulant, sa se efectueze un studiu tehnico-economic aprofundat din care sa rezulte si motivatia economica a masurii.

Cele 3 conditii: de capacitate, de siguranta si economicitate sunt conditii generale de baza care nu pot fi evitate cu ocazia luarii deciziilor de modernizare a parcului.Este insa necesar sa se sublinieze ideea ca in afara de aceste 3 conditii, vehiculele din parc trebuie sa satisfaca si alte conditii:-conditia de siguranta mecanica a elementelor de structura portanta a vehiculelor;-conditia de fiabilitate a componentelor, subansamblurilor si vehiculelor in intregul lor;-conditia de confort si de calitate a mersului;-conditia de siguranta contra deraierii, etc.De aceste ultime conditii trebuie sa se ocupe in primul rand inginerii de profil.

Curs3-05.03.2013

Componentele conturului de referinta la gabaritul cinematic

Pentru rezolvarea intregii game de probleme privind inscrierea in gabarit a vehiculelor feroviare, atat in plan orizontal, cat si vertical s-au stabilit 4 componente ale conturului de referinta al gabaritului cinematic.

1. Prima componenta care se refera la toate vehiculele de cale ferata normala si larga este

stabilita pentru domeniul de inaltimi de la planul superior al sinelor 130 ≤ z[mm]

≤ 4310.

Aceasta componenta serveste pentru dimensionarea in latime a constructiei vehiculelor si a dimensionarii in latime a incarcaturii, indiferent ca vehiculele sunt de marfa, calatori, locomotive, automotoare, rame electrice.

2. A 2 a componenta se refera la zona de inaltimi z<130 mm de la planul superior al sinelor.

Aceasta componenta se refera la partile inferioare ale vehiculelor, care pot trece peste cocoasele de triere si pot circula peste franele de cale sau alte dispozitive de manevra sau de oprire, in pozitie activa.

3. A 3 a componenta care se refera la zonele de inaltime z<130mm de la planul superior al

sinelor, pentru vehiculele care nu au voie sa treaca peste cocoasele de triere si nu pot circula peste franele de cale sau peste alte dispozitive de manevra sau de oprire in pozitie activa.

4. A 4 a componenta se refera la zonele de inaltime mai mari de z<4310mm, adica la acele

zone in care se pot situa pantografele vehiculelor electrice motoare cu alimentare din linia de contact, precum si acele organe sau dispozitive montate pe acoperisul vehiculelor electrice motoare neizolate electric.

Pentru fiecare din aceste componente sunt stabilite: conturul general al fiecarei parti; punctele caracteristice de pe fiecare contur si coordonatele in plan orizontal si vertical ale acestor puncte, coordonate diferite in sistemul de coordonate xoy , in care este definit gabaritul cinematic. (Sistemul de coordonate in care se defineste gabaritul cinematic are originea “o” in mijlocul ecartamentului caii, in planul superior al sinelor; axa “oy” este perpendiculara pe axa caii, in acelasi plan superior; iar “oz” este perpendicular pe planul superior al sinelor ) UIC505-1.

(fig. 1)

Punctul Coordonate in mm y zA 1250 130B 1520 400C 1620 400D 1620 1170E 1645 1170F 1645 3250G 1425 3700H 1120 4010I 525 4310J 0 4310

Conditiile de baza asociate conturului de referinta al gabaritului cinematic

Pentru ca toate problemele legate de gabarit sa fie tratate in mod unitar atat in domeniul materialului rulant, cat si in cel al instalatiilor si caii, conturului de referinta ii sunt asociate anumite reguli, consecinta a urmatoarelor conditii de baza asociate aceluiasi contur.

Acestea se impart in : -conditii de baza propriu-zise asociate conturului de referinta;-conditii de baza complementare

Conditiile de baza propriu-zise impun ca partile vehiculului de cale ferata normala sau vehiculului de cale ferata larga sa nu depaseasca semiconturul de referinta (fig.1) cu mai mult decat depasirea maxima admisa.

S 0 , in urmatoarele conditii simultane:

a. Daca se tine seama de depasirile laterlate datorate inscrierii vehiculului in cale (curba si aliniament) de uzuri; de deplasarile verticale; de deplasarile cvasi-statice rezultate din inclinearea partilor suspendate, sub influenta greutatii sau a unei

accelerari centrifuge necompensate si de infulenta unei desimetrii mai mari de 1 grad ca rezultat al tolerantelor de constructie si de reglaj, ca si de distributia inegala a incarcaturii.

b. daca nu se tine seama de oscilatiile laterale provocate in mod aleatoriu, de cauze inerente simultane, la vehicul si cale si de influenta unei desimetrii de pana la 1 grad, care rezulta din tolerantele de constructie si reglaj si dintr-o eventuala abatere de distributie de sarcina, de la distributia normala.

Conditiile de baza invocate anterior au in vedere pozitiile cele mai defavorabile de inscriere a vehiculului in cale si gabarit.

Deplasarile laterale partiale ale vehiculelor de cale ferataAceste deplasari sunt stabilite ca mod general de calcul pentru a putea fi luate in

considerare la structura formei finale generale pentru determinarea deplasarilor laterlae totale ale vehiculului. Deplasarile laterale partiale ale vehiculului se impart in deplasari laterale partiale datorate jocurilor; deplasari laterale partiale datorita inscrierii in curbe a vehiculului si deplasari partiale laterale cvasi-statice.

Deplasarile laterale partiale datorate jocurilor*Deplasarile laterale interioare datorate jocurilor*(nota: in problemele de inscriere in gabarit a vehiculelor feroviare, deplasarile, indiferent ca sunt totale sau partiale se impart in deplasari interioare si exterioare si in mod similar retragerile constructiei vehiculelor –conturul- se impart deasemenea in retrageri interioare si exterioare)

Deplasarile laterale interioare sunt deplasari laterale pe care le executa puncte sau sectiuni vertical transversale duse prin constructia vehiculului in zona in care este definit ampatamentul vehiculului.

d ij = l−d

2 +q => vehicul pe 2 sau 3 osii (fara boghiuri)

sau l−d

2 +q+w => vehicul pe boghiuri

l= largimea caii (distanta dintre flancurile interioare ale caii, masurate la 14 mm sub planul caii);d= reprezinta distanta dintre flancurile exterioare ale buzelor bandajelor rotilor, masurata la 10 mm peste cercul nominal de rulare;

q= jocul total dintre osie si organul de ghidare al cutiei de osie;w=jocul dintre caroseria vehiculului si boghiu.

*Deplasarea laterala partiala exterioara*

Acea deplasare laterala pe care o executa puncte sau sectiuni situate in afara ampatamentului vehiculului, pe consolele vehiculului.

Cotele l, d, a si dij au semnificatiile prezentate anterior.OBS: 1) Ele depind de valorilor jocurilor l-d , q, si w.

2) Spre deosebire de deplasarile interioare, aceste deplasari cresc odata cu cresterea distantei ne ce defineste pozitia punctelor de pe vehicul fata de extremitatea cea mai apropiata a ampatamentului vehiculului.

Deplasarile laterale datorate inscrierii in curba a vehicululuiPentru calculul acestor deplasari caroseria vehiculului se reprezinta prin axa longitudinala, iar

calea de rulare se reprezinta prin axa caii, care in cazul unei curbe circulare are raza R.

*Deplasarile laterale interioare datorate inscrierii in curba a vehiculului* (Fig. 3)

Daca se considera un punct oarecare P situat in zona ampatamentului vehiculului, aflat la distanta ni de extremitatea A , cea mai apropiata a ampatamentului si daca se tine seama ca ∆APM si ∆BPM sunt echivalente; daca se scriu relatiile de asemanare si daca relatiile obtinute din rapoartele care prezinta intereses se dezvolta in serie alternanta si daca se neglijeaza

termenii nesemnficativi si daca din relatiile obtinute se expliciteaza dic, atunci aceasta este data de relatia:

d ic=a∗ni−ni

2

2R , unde a-ampatamentul; ni- distanta B fata de A; R-raza curbei.

In relatie, toate marimile a, ni si R sunt in mm daca dic se doreste in mm, idem pentru m.Aceasta deplasare “dic” are valoarea “0” daca “p” este situat in extremitatile ampatamentului. Aceasta deplasare creste odata cu deplasarea p spre mijlocul ampatamentului. Deplasarea maxima interioara datorata inscrierii in curba este in mijlocul ampatamentului. Deplasarile laterlate interioare cresc odaca cu reducerea R.

*Deplasarea laterlata exterioara datorita inscrierii in curba a vehiculului*Modul de reprezentare este acelasi ca la paragraful precedent. Si aici vehiculul se

aseaza cu ampatamentul in axa caii iar aparatul de rulare se reduce la un punct. Daca intersecteaza deplasarea interioara a unui punct P oarecare situat pe consola din dreapta vehiculului la distanta ne de extremitatea B pe baza relatiilor geometrice de asemanare dintre ∆AMP si

∆M’BP rezulta relatia d ej=a∗ne+ne

2

2R

-dej are valoarea 0 daca P se suprapune cu B; dej are valoarea maxima daca P se afla pe extremitatea libera a consolei vehiculului (pe talerul de tampon,s);dej creste odata cu scaderea R.

Daca avem doua puncte, unul in interiorul ampatamentului si celalalt in exteriorul acestuia, ambele dispuse simetric fata de extremitatea ampatamentului (B), atunci deplasarea dec este mai mare decat deplasarea dic situat in zona a.

Dupa acelasi principiu de calcul se determina deplasarile interioare laterale si exterioare datorate inscrierii in curba a boghiului cu observatia ca din toate aceste deplasari ne intereseaza deplasarile interioare determinate de punctele din mijlocul

ampatamentului: d ip=p2

8R .

Deplasarea cvasi-statica “ d cv ”

Aceasta poate fi reprezentata ca ∑ a trei deplasari cvasi-statice partiale dcv1, dcv2 si dcv2.Dcv este determinata de inclinarea partilor suspendate ale vehiculului ca urmare a simetriei constructiei vehiculului; a simetriei reglajului suspensiei si ca urmare a asezarii incarcaturii, etc.

Dcv1 reprezinta deplasarea cvasi-statica transversala datorata supletii s a suspensiei sub

efectul unui exces sau a unei insuficiente de suprainaltare de 0,05m. d cv1=s

30∗¿h−hc∨¿ .

hc=> inaltimea centrului de ruliu a caroseriei vehiculului in pozitie standard conventionala de 0,5m.h=> inaltimea efectiva a centrului de ruliu a caroseriei vehiculului care se studiaza.dcv2=>determinata de partea de desimetrie care depaseste 1 grad trigonometric.

dcv2=tg(η0- 10)*|h-hc|

η0= unghiul de asimetrie a constructiei, efectiv la vehiculul studiat.dcv3= deplasarea necesara pentru intregirea insuficientei sau excesului de suprainaltare atunci cand de aceasta nu s-a tinut seama la constructia caii.

dcv3=[s

10∗∣h−hc∣−0,04∗∣h−0,5∣>0 ¿>0

OBS: Semnele “>0” plasate dupa [()] arata ca valoare determinata de expresia respectiva se ia in considerare numai daca valoarea din [()] este “>0”. Deplasarile cvasis-statice determinate cu relatia de mai sus au aceeasi valoare pentru toate punctele situate intr-un anumit plan orizontal dus prin constructia vehiculului indiferent ca punctele sunt in ampatament sau in zonele consolelor vehiculului.

Deplasarile laterale totale ale constructiei vehiculului

Deplasarile laterale totale se obtin prin insumarea deplasarilor laterale partiale.D=dj+dc+dcv

Daca tinem seama ca deplasrile laterale partiale interioare si exterioare se calculeaza cu formulele specifice, atunci si deplasarile laterale totale se caculeaza cu formulele specifice.

Di=dij+dic+dcvD=

De=dej+dec+dcvCalculul acestor deplasari laterale totale este necesar pentru a se putea dimensiona in faza imediat urmatoare latimea vehiculului in diferitele planuri orizontal longitudinale duse prin constructia vehiculului.

Retragerile laterlale ale constructiei vehiculului in raport cu conturul de referinta al gabaritului cinematic

Avand deplasrile laterale totale se poate proceda la calculul retragerilor constructiei

vehiculului in raport cu conturul de referinta al gabaritului cinematic. E=D- S 0

E- Retragerea ; S 0 - Depasirea maxima admisa;

E=D- S 0 [la limita]

E i = Di−S 0 =(ic+¿d cv

d ij+d ¿−S 0

E={

Ee=D e−S 0=( d ej+d ec+d cv )−S0

Plecandu-se de la formulele generale ale expresiilor pentru calculul deplasarilor laterale partiale interioare si exterioare datorate jocurilor inscrierii in curba si cvasistatice, ca si de

relatiile generale pentru calculul depasirii maxime admise a conturului de referinta ( S 0 )

s-au stabilit relatii pentru calculul retragerilor laterale ale constructiei urmatoarelor categorii de vehicule:

• vehicule motoare cu sau fara boghiuri cu jocul w independent de raza curbei sau cu variatie liniara in functie de raza;

• vehicule de calatori, pe boghiuri, la care jocul w nu depinde de raza curbei sau variaza liniar cu raza;

• vagoane de calatori la care jocul w variaza neliniar cu raza caii;• vagoane de marfa pe boghiuri la care se considera ca jocurile sunt constante

Pentru fiecare din categoriile de vehicule mentionate sunt stabilite formule generale pentru determinarea retragerilor laterale in conditiile mersului in linie dreapta si prin curba.Astfel ca pentru determinarea retragerilor interioare la fiecare categorie de vehicule avem 2

formule: Pentru determinarea lui E i - pentru mersul in linie dreapta ; E i - pentru mersul

in curba.

Pentru aceeasi categorie de vehicule vor fi 2 relatii pentru E e - pentru mers in linie dreapta ;

Ee -pentru mersul in curba.

In acelasi timp alaturi de formulele respective pentru calculul retragerilor interioare si exterioare sunt prezentate si relatiile care conditioneaza utilizarea unei formule sau a celeilalte formule.

Latimea maximala a constructiei vehiculelor

Latimea maximala a constructiei vehiculelor se determina plecandu-se de la latimea conturului de referinta al gabaritului cinematic si de la valoarea retragerilor E calculate in acelasi plan orizontal longitudinal prin constructia vehiculului.

bv=2∗(bcr−E ) unde: bv=¿ latimea vehiculului;

bcr = semilatimea conturului de referinta;

E= valoarea retragerilor laterale. Daca este privita la modul general si daca s-ar dori utilizarea la maxim a spatiului oferit de gabarit, atunci schema generala de calcul si figura specifica acestei situatii este:

Intrucat o asemenea forma a caroseriei poate fi realizata cu costuri tehnologice apreciabile, o astfel de forma prezinta denivelari laterale in plan si rezulta turbioane de aer si la marirea rezistentei la inaintare, s-a considerat necesar ca vehiculului sa i se dea o forma cat mai simpla

si in prima faza plecandu-se de la observatia ca E emax> E imax s-a dat forma urmatoare:

Emax=Eimax=Eemax lc=lungimea caroseriei

√2 *a => pentru vehicule fara boghiuri

lc={

√2∗√a2+ p2

=> pentru vehicule pe boghiuri

La vehiculele moderne, in sepcial la cele de mare viteza se iau masuri pentru realizarea fizica a unei constructii cu cat mai putine asperitati si denivelari.

Aparatul de rulare a vehiculelor feroviare

Aparatul de rulare este partea inferioara de sustinere a constructiei vehiculului. In mod frecvent la vehiculele fara boghiuri aparatul de rulare este format din totalitatea osiilor montate; iar la vehiculele pe boghiuri se considera ca acelasi aparat este reprezentat de niste carucioare in care sunt incorporate osiile montate.OBS: Considerarea unui boghiu ca fiind aparatul de rulare al vehiculului pe boghiuri este nepotrivita intrucat un boghiu are in structura lui in afara de osiile montate (aparatul de rulare propriu-zis) si cadrul de boghiu, suspensia, componenteale instalatiei de frana si dupa caz subansambluri sau echipamente ale circuitului de forta al vehiculului, daca vehiculul este motor.

• Aparatul de rulare al unui vehicul asigura deplasarea lina si in siguranta a vehiculului pe cale, cu rezistente la inaintare pe cat posibil de mici.

• Preluarea si transmiterea la cale a fortelor ce provin de la masa si incarcatura vehiculului, si invers a fortelor de soc care se produc la contactul roata-sina in timpul trecerii peste diferite denivelari (joante, linii de incrucisare, ace, locuri plane, etc.).

• Ghidarea vehiculului in cale la mersul in linie dreapta si curba.• Realizarea si transmiterea la cale si respectiv in structura de rezistenta a

vehiculului a fortei de tractiune, in cazul vehiculelor motoare; si a fortei de franare, la vehiculele echipate cu instalatie de franare activa.

In general printr-o osie montata se intelege o osie-axa pe care sunt montate prin fretare la rece a 2 roti si pe care sunt montate pe fusurile de osie, 2 cutii de osie. Constructia osiilor montate poate diferi de la un vehicul la altul. In principiu, cea mai simpla osie este la vagoane de marfa obisnuite. Osia unui vagon de calatori este mai complexa, deoarece pe ea se monteaza componente ale sistemului de actionare a generatoarelor electrice de pe vagon. In cazul vehiculelor motoare, constructia osiei este specifica sistemelor de antrenare a osiilor de pe vehiculul respectiv. Astfel ca pe o astfel de osie putem intalni atacuri de osie simple, duble, paliere pentru sustinerea statorului motoarelor electrice de tractiune, etc.

Osiile montate au fost studiate sub mai multe aspecte:• sigurantei circulatiei; reducerii greutatii si uzurilor; socurilor de contact; sporirea

grupului de confort si reducerea poluarii sonore.Concluziile sunt:

1. Siguranta circulatiei se realizeaza prin folosirea unor osii care prezinta rezistenta mecanica, capacitate de conducere si ghidare corespunzatoare.

2. Reducerea greutatii vehiculelor se poate obtine si prin reducerea greutatii osiilor; respectiv prin folosirea de materiale si de solutii constructive adecvate, cum ar fii: osii tubulare; roti cu diametre mici; roti cu membrane dublu ondulata; discuri din aliaje usoare.

3. Scaderea uzurii se obtine prin realizarea rotilor si sinelor din materiale cu caracteristici mecanica ridicate; prin adaptarea de forme optime pentru suprafetele de contact ale rotilor si sunelor prin exploatare in mod corespunzator a materialului rulant.

4. Diminuarea efectului socurilor este posibila prin diminuarea greutatii osiei; prin cresterea elasticitatii rotilor (geometrie optima pentru discurile de roata sau prin introducerea de elemente elastice in roata).

5. Cresterea gradului de confort si reducerea poluarii sonore se pot obtine prin folosirea de solutii constructive care contribuie la insonorizarea rotilor.

Constructia generala a osiilor montate

CO-Cutia osiei; LL- Lonjeron lateral; OA- Osia-axa; B-Buza bandajului; R-Roata; lr-distanta intre cercurile de rulare; S-suspensie; ls-distanta dintre planele orizontale long; d-distanta dintre flancurile exterioare ale buzelor rotilor masurata la 10 mm peste cerul de rulare;

l- distanta dintre flancurile interioare ale ciupercilor sinelor (masurata la 14 mm sub planul de rulare la cai ferate normale si largi si la 10 mm la cai ferate inguste).

Din figura se observa ca cele 2 roti au pe partea exterioara suprafetele de rulare, rezulta planuri inclinate convergente in exteriorul osiei montate. Aceasta forma a fost conceputa pentru a asigura readucerea osiei montate in pozitie mediana a caii atunci cand, ea, dintr-un motiv oarecare s-a deplasat din pozitia mediana.

Curs 5, 19.03.2013Mijloace de transport

Aparatul de rulare-continuare-

Din schema prezentata rezulta ca forta generata de greutatea proprie a cutiei vehiculului, sasiului si incarcaturii se transmite catre cale prin sistemul de suspensie al vehiculului, prin cutiile de osie , prin osiile axa si rotile vehiculului.

Rotile aceleiasi osii montate sunt montate prin calare la rece (de obicei) pe osia axa simetric fata de axa osiei axa, in asa fel incat distanta dintre cercurile nominale este de 1500 mm. Fusurile de osie de pe osia axa au axele verticale de simetrie la distanta de 2000 mm. Cutiile de osie se monteaza pe fusurile de osie astfel incat axa de incarcare a lor sa coincida cu axa de simetrie verticala a fusului de osie. Suspensiile laterale ale sasiului pe osiile montate sunt dispuse astel incat planul lor longitudinal de lucru sa coincida cu planurile verticale ale cutiilor fusurilor de osie. Elementele de rezistenta principale (lonjeroanele laterale ale sasiului) sunt astfel dispuse in sasiu incat planurile lor verticale de simetriei sa coincida cu planurile longitudinale de lucru ale suspensiei. Printr-o astfel de dispunere se evita solicitarea suplimentara la tensionare la lonjeroanele laterale.

Montarea sinelor in cale si a rotilor pe osiile axa se realizeaza in asa fel incat jocul total j dintre flancurile exterioare ale buzelor rotilor si flancurile interioare ale ciupercilor sinelor sa aiba j=l-d, unde l= largimea sa ecartamentul efectiv al caii masurat intre flancurile interioare ale ciupercilor sinelor la distanta de 14 mm fata de planul superior al sinelor; d= reprezinta distanta dintre flancurile exterioare ale buzelor rotilor montate pe aceeasi osie axa, masurata la 10 mm peste cercul nominal de rulare al rotilor. La modul general, largimea efectiva a caii este:

l 0 = ecartamentul nominal al caii;

l={

l 0 +δ(R)

δ(R) = reprezinta supralargirea caii in curbe;R= reprezinta raza de curbura a caii.

Ecartamentele nominale utilizate la caile ferate in general au valorile:

l 0 = 1435 mm-ecartamentul normal nominal la majoritatea cailor ferate, inclusiv la

CFR. 1524 mm-ecartament nominal larg la caile ferate din fosta URSS; 1600 mm-ecartament nominal larg la caile ferate din Australia, Brazilia si Irlanda; 1670 mm-ecartament nominal larg la caile ferate din Spania 760 mm-ecartament nominal ingust la caile ferate din Grecia, Japonia, Norvegia si Romania; 1000 mm-ecartament nominal ingust in Romania.δ(R) =10 mm- pentru raze de curbura ale caii de la 251 la 350 m inlcusiv; 20 mm- pentru curbe cu raze de la 150- 250m; 25 mm- pentru raze de curbura de la 100-150m;

La CFR tolerantele admise la ecartamentele nominale sunt de +10, -3 mm pentru linii pe care se circula cu viteza maxima de 120km/h si +5,-3 mm pentru linii pe care se circula cu viteze > 120km/h; iar supralargirea caii sunt coordonate astfel incat ecartamentul efectiv

minim al caii ( lmin ) este de 1432mm; iar ecartamentul efectiv maxim ( lmax ) este de

1470 mm.

Pe plan international largimea maxima a caii ( lmax ) este de 1465 mm; iar

d min = 1410 mm; valori care se iau in considerare inclusiv in relatiile pentru calculul

retragerilor Ee si Ei.

Clasificarea osiilor montateAceasta clasificare se face in functie de mai multe criterii:

a) In functie de pozitia fusurilor pe osia axa:- osii montate cu fusurile plasate in exteriorul rotilor;- osii montate cu fusurile plasate intre rotile osiei.

b) In functie de tipul cutiilor de osie:- osii montate cu cutii de osie cu cuzineti;

c) In functie de constructia rotilor:- osii montate cu roti disc;- osii montate cu roti cu spite;

Ambele in urmatoarele variante:o roti cu bandaj;o roti monobloc;o roti elastice.

d) In functie de sarcina maxima pe osie:- osii montate pentru caile ferate normale, cu sarcini maxima de 16;18;20 si 22,5

t/osie;- osii montate pentru caile ferate largi, cu sarcini maxime de 25-27 t/osie.

e) In functie de ecartamentul caii:- osii pe ecartament ingust;- osii pe ecartament normal;- osii pe ecartament larg.

f) In functie de modul de fixare a rotilor:

- osii montate cu rotile fixate rigid pe osia axa (prin fretare la rece sau cald);- osii montate cu rotile deplasabile pe osia axa;- osii montate cu rotile libere pe osia axa;- osii montate cu rotile libere si orientabile.

g) In functie de rolul indeplinit de osia montata pe vehicule:- osii montate purtatoare;- osii montate motoare.

OBS: In standardele Europene si Romanesti specificatiile osiilor montate, se stabileste ca:- Osiile montate cu cutii de osii cu rulmenti in constructie nominala se folosesc

pentru echiparea vagoanelor cu viteza maxima de 200 km/h;- Osiile montate cu roti disc cu bandaj se folosesc numai pentru echiparea

vehiculelor care circula cu viteza maxima de 160 km/h;- Vagoane de marfa cu sarcina pe osie > 18 t/osie se echipeaza cu roti ale caror

diametru nominal al cercului de rulare este de 920 mm; Roti cu diametre < 920 mm se folosesc numai pentru echiparea unor vehicule speciale. (Exemplu: a unor vagoane de marfa destinate transportului de marfa agabaritice care pentru marirea volumului de incarcare a vagonului, in limitele oferite de gabarit, se realizeaza cu osii montate cu roti cu diamentru mic care contribuie la coborarea planului superior al planseului pe cat posibil mai mult si apropierea lui de planul superior al caii.

Osie-axaOsia-axa este reprezentata de un corp metalic unitar cilindric cu sectiune transversala

plina sau tubulara cu diametre diferite ( in scopul asigurarii functiei generale si specifice ale osiei montate).

Osiile tubulare se folosesc in general numai pentru echiparea vagoanelor usoare de calatori. Utilizarea lor contribuie la scaderea greutatii proprie a osiei montate; la scaderea greutatii totale intre anumite limite a vehiculelor; la scaderea presiunii de strangere dintre butucul rotii si osia axa si pentru reducerea fortelor statice si dinamice din suprafata de contact roata-sina.

Clasificarea Osiilor-Axa

Normele UIC si cele ale OSJD preved faptul ca vehiculele exploatate in trafic international se echipeaza numai cu osii-axa cu sectiune plina.

Clasificarea osiilor-axa:a) In functie de felul vehiculelor pe care se folosesc:

- Osii-axa pentru vehicule remorcate;- Osii-axa pentru vehicule motoare.

b) In functie de felul cutiilor de osie folosite, se deosebesc:- Osii-axa pentru osii montate cu cutii de osie cu cuzineti;- Osii-axa pentru osii montate cu cutii de osie cu rulmenti.

Pentru aceste doua tipuri de osie schemele de principiu sunt datele in fig.1 si fig.2.1’ si 1 = corpul osiei-axa; 2’ si 2 = reprezinta butucurile osiilor-axa pentru montarea rotilor pe osia-axa;3’ si 3 = umerii osiei-axa pentru rezemarea dispozitivelor de etansare al cutiilor de osii;4 si 4’ = furcile de osie;5 = rozeta fixa (corp comun cu restul osiei-axa);5’= partea filetata a osiei-axa pe care se monteaza prin insurubare piulita crinelata sau inelul de presiune.

Figurile prezentate se refera la osiile axa ale celor mai simple osii montate ( care deregula se intalnesc la majoritatea vagoanelor de marfa). In cazul vehiculelor motoare osiile axa sunt prevazute, dupa caz intre butucurile 2 si 2’ cu portiuni cilindrice pe care se monteaza rotile dintate mari ale atacurilor de osie; Portiuni cilindrice pe care se reazema consolele motoarelor electrice de tractiune.

In cazul vagoanelor de calatori cu viteze ce depasesc 140 km/h pe osia-axa, intre butucurile de montare a celor doua roti se pot intalni 2,3 si 4 portiuni cilindrice pe care se monteaza discurile de frana.

Caracteristicile dimensionale ale osiei-axa folosite la diferitele administratii de cale ferata nu sunt intotdeauna si in totalitate identice. Se fac insa eforturi pentru unificarea constructiilor si dimensionarii osiilor-axa. Osiile axa standardizate in Romania si folosite pentru echiparea vagoanelor exploatate pe liniile cu ecartament normal sunt:Tip osie-axa Felul vagonului Sarcina statica maxima [tone/km]

Viteza maxima a vagonului [km/h]

A de marfa 20 120

de calatori 18 140

B de marfa 22.5 100

20 120

Cde calatori, cu frana cu saboti 16 140

de calatori, cu frana cu disc 16 200

OBS: Pentru locomotive, la CFR, dar si la alte administratii de cai ferate osiile axa nu se executa dupa documentatii unificate ci dupa documentatii specifice vehiculelor motoare respective, astfel ca la CFR se intalnesc osii axa pentru locomotive electrice si osii axa pentru locomotive diesel-electrice si diesel-hidraulice. Pentru confectionarea osiilor axa se folosesc oteluri speciale ale caror marci si caracteristici mecanice sunt in tabela 2, in care:

C= coeficientul de calitate al otelului, care se determina cu relatia C=σr+2.2∗A5 ; unde σ r

reprezinta rezistenta la rupere, la tractiune iar A5 reprezinta alungirea specifica in %, a

epruvetei scurte, rotunde cu l i intre reperele de rupere l 0 =5* d 0 ; unde

d 0 este diametrul initial al portiunii dintre reperele de rupere.

Tabela 2.

Felul vehiculului Felul osiei Marca otel Caracteristici otel

σr[daN/mm^2] C

Vagon Purtatoare OC1-N 50-65 >=110 OC1-I 55-63 >=113LDE 4000CP; LE 4000-7000CP motoare 34MoCN15x 80-100 >=110LDE 1250;1500;2100;3500CP motoare OC2-dubNI 50-65 >=110LDH motoare 30MoCN20x >=75 >=110

Automotoare motoare 35CN15xNI >=75 >=110

Rotile vehiculelor feroviare

Clasificarea rotilor vehiculelor feroviare:a) In functie de felul vehiculului pe care se monteaza sunt:

- roti pentru vehicule remorcate;- roti pentru vehicule motoare.

b) In functie de ecartamentul caii pe care se exploateaza vehiculul sunt:- roti pentru ecartament ingust;- roti pentru ecartament normal;- roti pentru ecartament larg.

c) Dupa felul constructiei rotilor:- roti disc;- roti cu spite;

- roti cu bandaj;- roti cu membrana;- roti elastice.

d) Dupa felul de material:- roti din otel;- roti din fonta;- roti din aluminiu;- roti elastice.

e) Dupa felul de tehnologie de fabricatie:- roti laminate;- roti turnate.

f) Dupa valoarea diametrului cercului nominal de rulare:- roti cu diametrul de 920 mm;- roti cu diametrul de 1000 mm;- roti cu diametrul de 1250 mm, etc.

Conditii generale pe care trebuie sa le indeplineasca rotile:1. Sa aiba duritate mare pe suprafata de rulare pentru a rezista la uzira generata de fortele

de contact roata-sina; de fortele de tractiune si fortele de franare.2. Sa aiba la exterior o masa importanta de material (bandaj + obada) pentru a

inmagazina si disipa in mediul ambiant caldura rezultata datorita frecarii sabotilor pe roata; datorita frecarilor in suprafata de contact roata-sina.

3. Sa aiba o anumita elasticitate ( realizata prin existenta, forma si dimensiunea membranei corpului rotii; spitelor sau prin alte modalitati) pentru a reduce efectul fortelor de contact roata-sina.

Rotile cu bandajO roata cu bandaj este formata din 3 elemente:

-corpul rotii;-bandajul rotii;-inelul de fixare a bandajului pe corpul rotii.

Corpul rotii este format din butuc, care serveste pentru calarea rotii pe osia axa din diafragma sau spitele rotii care serversc pentru obtinerea diametrului necesar al rotii; si pentru asigurarea elasticitatii necesare rotii.-obada rotii este cea care serveste ca element de sustinere si ca element de legatura dintre bandaj si corpul rotii.

Bandajul rotii are o forma specifica atat in zona de contact roata-sina, cat si in zona de fixare a lui pe corpul rotii.

Se remarca faptul ca in zona de contact roata sina bandajul este prevazut cu o suprafata de rulare cu 2 inclinari, una de 1/10 si a 2 a spre buza de 1/20. Pentru ghidare, rotile sunt prevazute cu buzele rotilor, care se racordeaza cu suprafata de rulare prin tor de gat.

Curs 6, 26.03.2013Mijloace de transport

Roti cu bandaj

Acestea sunt larg folosite pe plan international pentru echiparea vehiculelor de cale ferata normala si larga. Schema de principiu a constructiei este:

Partile componente ale unei roti bandaj sunt:-Corpul rotii “CR”;-Bandajul rotii “BR”;-Inelul de fixare al bandajului pe “CR”.La randul sau , corpul rotii este alcatuit dintr-o singura piesa de butucul rotii, de diafragma “DR” (la roti disc) sau spitele rotii si din obada rotii “ObR”.

Butucul rotii serveste pentru calarea rotii pe osia-axa si pentru transmiterea fortei de incarcare a rotii de la osia-axa la roata si prin aceasta la sine.

Diafragma rotii serveste pentru realizarea diametrului prefixat pentru roata si pentru asigurarea elasticitatii prescrise a rotii in vederea atenuarii socurilor de contact roata-sina.

“ObR” serveste pentru fixarea bandajului pe corpul rotii pentru transmiterea fortelor de la bandaj la “CR”, si ca element a corpului rotii care impreuna cu bandajul formeaza un volum de material important capabil sa acumuleze caldura rezultata ca urmare a frecarii sabotilor pe bandaj sau din suprafata de contact roata-sina si de disipare a acestei calduri in mediul ambiant.

Rotile cu bandaj folosite la CFR sunt roti standardizate. Cu tate acestea se constata ca, in special rotile disc se realizeaza in diferite variante constructive, determinate in principal de configuratia diafragmei, astfel sunt:

-roti cu diafragma dreapta si perpendiculara pe butucul rotii si pe obada;-roti disc cu diafragma dreapta si oblica fata de butuc si obada;

-roti disc cu diafragma simplu ondulata;-roti disc cu diafragma dublu ondulata dupa una sau doua directii.

Tipurile de roti cu bandaje standardizate si folosite la CFR sunt prezentate in forma succinta in urmatorul tabel:

dCNR-diametrul cercului nominal de rulare al rotii;ded-diametrul exterior al discului;dabr-diametrul alezaj al butucului rotii;lbr-lungimea butucului;lab-lungimea obezii.

Bandajul rotii

Bandajele sunt componente ale rotilor , puternic solicitate din punct de vedere termic si mecanic; datorita foretelor de incarcare verticale a rotilor, fortelor de contact roata-sina, fortelor de frecare bandaj-sina de rulare, ca si datorita fortelor de apasare a sobotilor pe bandaje si fortele de frecare bandaj-saboti in timpul circulatiei.

Bandajele sunt standardizate atat pe plan intern si international.Forma generala a unui bandaj obisnuit, clasic , cu suprafata de rulare conica se prezinta:

Bandajele normale clasice utilizate la CFR sunt realizate cu caracteristicile dimensionale diferite pentru vagoanele de marfa si calatori si pentru locomotivele Diesel-Hidraulice , Diesel-Electrice sau Electrice. Forma tuturor este cea din figura. Dimensiunile standardizate pentru vagoane si tipice pentru locomotice sunt diferite. Exemplu:- pentru vagoane, diametrul CNR “d1” are valori de 920, 950, 1000 mm;-LDH 125 d1=1000 mm;-LDE 500, 2100,3000,4000 CP d1=1100 mm;-LE pe 4 si 6 osii d1=1250mm.

“d2” = diametrul interior al bandajului la vagoane are valoarea de 770, 800, 850.-LDH “d2”= 848,73 mm;-LDE “d2”= 948,57 mm;-LE “d2”= 1058,3 mm. Grosimea bandajului este de 75 mm la vagoane si aprox = 75, 76 , 95 mm la LDH, LDE, LE. Marcile de otel utilizat pentru realizarea bandajelor sunt:-pentru vagoane: Otel V-N cu σr 70÷84 daN/mm^2; duritatea 200÷240 HB si C >= 109.-pentru LDE,LDH,LE: Otel LD-N cu σr 82÷95 daN/mm^2; duritatea 230÷270 si C>=110.

Profilele de rulare ale rotilor

Sunt concretizate in partea exterioara a rotilor in zona care acesta vine in contact cu calea. Bandajele obisnuite au suprafata de rulare conica (fig.2). Aceasta are la inceput o panta de 1/10 si apoi o panta de 1/20 care se intinde pana la racordarea torului de gat. (racordarea cu R, care face legatura dintre flancul exterior al buzei si suprafetei de rulare a rotii cu inclinare 1/20).Inclinarea flancului exterior al buzelor cu axa osiei este de 70º. Torul de varf al buzei care are raza R2 se uneste prin 2 raze pe de-o parte a interiorului bandajului si cu flancul exterior al buzelor. Dupa darea in exploatare a rotii cu bandaj nou (conic) se observa ca:

- in situatii defavorabile pana la un parcurs de 25-30000 km contactul roata-sina se realizeaza in 2 puncte (bicontact); unul intre profilul de rulare al rotii si sinei si al 2 lea intre flancul exterior al buzei si flancul interior al sinei;

- are loc o deplasare transversala lenta a punctelor de contact de pe suprafata de rulare a rotii cu suprafata de rulare a sinei;

- uzura rotii determina modificarii de forma a suprafetei de rulare a bandajului (de la conic concav cu mai multe pante);

- punctele de contact roata-sina de pe sina se deplaseaza transversal;- se largeste zona de contact roata-sina- uzura profilului de rulare conic initial se stabilizeaza la un rulaj de 25-30000 km.- din acest moment bicontactul roata-sina dispare, iar rularea rotilor se realizaza prin

monocontact, din acest moment practic vitezele de uzare a suprafetelor de rulare scad foarte mult cu consecinte benefice pentru cale si roata

Dezavantajele prezentate de suprafetele de rulare conice au determinat acceptarea ideii ca , din constructia suprafetelor de rulare sa fie asemanatoare cu profilul suprafetelor conice uzate dupa 25-30000 km de rulare. Acest profil se numeste Profil de uzura , desi el este realizat din fabricatie. Pe plan international s-au conceput si folosit urmatoarele profile de uzura:

- DB II (Introdus de DB pentru vehicule motoare si remorcate care circula pe sine de tip UIC 49,60 si 60E cu inclinatia la montare de 1/40 fata de axa caii);

- ORE-C9 (introduse de UIC pentru vehicule pentru sine UIC 1/40);- R-SNCF( introduse de SNCF franceze pentru vehicule motoare si remorcate pe sine

UIC 60 cu inclinare 1/20 1/25);- RD6-BR (Brithis Rail pentru circulatia pe sine britanice cu inclinarea 1/20);- S-78 (introduse la CFR pentru rotile de vagoane care circula pe sine cu inclinare 1/20);- UIC-ERRI (stabilite de UIC in variantele: 1. pentru roti de diametre CNR 1000-750

mm si h buzei 28mm; 2. pentru roti cu diametrul CNR 760-630mm si h buzei 30mm; 3. pentru roti cu diametrul CNR 630-330 mm cu h buzei 32mm.

Curs7- 02.04.2013Mijloace de transport

Avantajele utilizarii profilelor de uzura ale rotilor

Dintre avantajele folosirii profilurilor de uzura ale suprafetelor de rulare ale rotilor inca din fabricatie se mentioneaza:

• inlaturarea uzurii pronuntate a suprafetelor de rulare ale rotilor si buzelor bandajelor;• reducerea vitezei de uzura a suprafetelor de rulare intrucat dupa 25-30 000 km de

rulare in exploatare profilul se stabilizeaza si zona numai avanseaza sau o face mai lent;

• eliminarea bicontactului roata sina si reducerea rezistentelor la inaintare ale vehiculelor si scaderea consumului de energie;

• scaderea cantitatii de material indepartata din roata cu ocazia reprofilarii suprafetelor de rulare;

• cresterea intervalului dintre operatiile de reprofilare a rotilor;• scaderea timpilor de imobilizare ai vehiculului in reparatii cu ocazia reviziilor

periodice si in special datorita reducerii operatiilor de prelucrari mecanice pentru reprofilare;

• prin consecinta reducerea costurilor cu reparatiile vehiculelor;• scaderea cheltuielilor cu energie, pentru remorcare, ca urmare a unei rulari mai bune a

rotilor pe sine si a unor rezistente scazute la inaintare.

Montarea bandajelor pe corpurile rotilor

In procesul tehnologic de fabricare a unei roti cu bandaj corpul rotii, bandajul si inelul de fixare se executa ca elemente distinctive. Prin urmare, pentru constituirea unei roti cu bandaj este nevoie ca pe discul sau pe steaua rotii sa se monteze bandajul si apoi acesta sa se fixeze pe pozitie cu scopul impiedicarii, in situarii nedorite, a deplasarii bandajului in raport cu corpul rotii. In vederea incalatarii corpului rotii cu bandajul se procedeaza la prelucrarea obezii rotii si a bandajului la cotele si rugozitatile de montaj. Dupa aceasta operatie suprafata obezii rotii si suprafata bandajului se curata de resturile metalice cu o perie de sarma. Dupa aceasta bandajul se incalzeste prin curenti de aer pana la 280-300ºC. Incalzirea se face cu scopul dilatarii bandajului, mariri diametrului, pentru a putea intra liber pe obada. Se mentioneaza ca in urma montarii bandajului este necesar ca acestasa exercite pe obada o forta de strangere suficient de mare pentru a impiedica rotirea bandajului in raport cu corpul rotii si deplasarea axiala a bandajului pe obada chiar si in situatiile cele mai defavorabile ( care apar in exploatare cand vehiculul este franat pe pante lungi si grele cu ajutorul unei instaltii de frana cu saboti). Forta de strangere mentionata trebuie insa sa fie suficient de echilibrata astfel incat dupa incaltarea rotii cu bandajul sa nu apara forte de strangere prea mari care sa solicite corpul rotii si bandajul. Incercarile experimentale efectuate pe aceasta tema au aratat ca o forta normala si echilibrata de strangere

se realizeaza atunci cand intre diametrul exterior al obezii si diametrul interior al bandajului

se realizeaza prin prelucrare cu o diferenta numita seraj, cu valoarea: s= Deo−Dib=(1,5 ÷ 1,7) ‰ din Dib .

Dupa incalzirea bandajului la temepraturile mentionate aceasta se introduce liber pe obada rotii pana cand se realizeaza contactul dintre obada si umarul special proiectat pe interiorul bandajului. Dupa ce bandajul s-a introdus pe obada se introduce inelul de fixare in lacasul sau, special practicat pe interiorul bandajului. Dupa ce s-a montat inelul se face stemurirea marginii exterioarea a canalului si fixarea in acest mod pe pozitie a inelului. Dupa incheierea acestei operatiuni, roata incaltata cu bandajul se introduce intr-un spatiu fara curenti de aer pentru racire linistita.

Rotile monobloc

O roata monobloc se executa sub forma unui singure piese cu configuratie generic cunoscuta, din acelasi material. Pe plan intern si international se constata tendinta constructorilor de vehicule feroviare si utilizatorilor acestor vehicule de generalizarea a utilizarii rotilor monobloc. Rotile monobloc prezinta urmatoarele avantaje:

• lipsind bandajul nu se mai pune problema slabirii, fisurarii sau craparii acestuia;• nu se mai pune problema existentei in corpul rotii si in bandaj a unor tensiuni

mecanice suplimentare introduse la roata cu bandaj ca urmare a fortelor de strangere;• ca urmare a disparitiei acestor forte, diafragma rotii se poate realiza cu o sectiune

transversala mai mica, iar roata se poate realiza cu o greutatea mai redusa;• prin reducerea greutatii rotii rezulta scaderea greutatii vehiculului si scaderea fortei

dinamice de contact roata-sina;• roata monobloc are in exploatare chiar si incazul franelor cu saboti o comportare mai

buna decat rotile cu bandaj. O roata monobloc are o stabilitate mecanica mai ridicata decat rotile cu bandaj chiar si la franarea pe pante lungi;

• se utilizeaza pentru fabricarea intregii roti o singura marca de otel;• nu sunt necesare operatiuni de montare-demontare a bandajului si inelului de ficare, cu

efecte favorabile asupra costurilor de fabricatie si reparatie a rotilor.

Cu toate acestea, rotile monobloc prezinta si urmatoarele dezavantaje:• pericolul producerii de fisuri in suprafata de rulare a rotii, datorita tensiunilor interne

de natura termica la franarea de durata a sabotilor, nu este complet inlaturat. De aceea la vehiculele de mare viteza a fost nevoie ca franele cu saboti sa fie inlocuite cu frane cu disc;

• indaca ce roata monobloc s-a uzat pana la limita de uzura, aceasta trebuie inlocuita;

Rotile monobloc se pot clasifica dupa mai multe criterii:• dupa configuratia membranei rotii:

- roti monobloc simetrice;- roti monobloc asimetrice;

• dupa gradul de finisare al rotii la livrare:- roti monobloc in stare bruta, care poarte pe ele simbolul B;- roti monobloc in stare degrosata, care poarta simbolul SF;- roti monobloc in stare finisata, nu poarta simbol.

• dupa starea de livrare din punct de vedere al tratamentului termic:

- roti monobloc cu tratament de normalizare; in cazul rotilor exectutate din otel R1 sau R2;

- roti monobloc cu tratament de calire si revenire la obada T; in cazul rotilor executate din otel R7;

• dupa valoarea diametrului cercului nominal de rulare al rotii:- roti monobloc cu diametrele 840,910,920,950 si 1000 mm;

• dupa sarcina maxima admisa pe osie:- roti pentru osii cu sarcina maxima de 14;16;20 si 22,5 tone.

O roata monobloc simetrica are urmatoarea schema constructiva:

Marci otel

Tratament termicCaracteristicile mecanice alte otelurilor

σr[N/mm^2]

Amin[%] Ku[j] Duritatea HB

R1 Normalizare 600 ÷ 700 18 15 180 ÷ 220R2 Normalizare 700 ÷ 840 14 10 210 ÷ 250R3 Tratare 870 ÷ 940 14 15 235 ÷ 300

tabela 1

fig.1

Din fig.1 rezulta ca o astfel de roata monobloc are la partea exterioara un inel de material puternic (face functia comuna atat a bandajului cat si a obezii de la roata obisnuita cu bandaj) , inel care pe de-o parte asigura conditii normale de rulare a vehiculului pe cale; conditiile normale de preluare a caldurii ce rezulta prin frecarea dintre saboti si roata; iar pe de alta parte de a asigura suprafata corespunzatoare dintre acest inel si aerul inconjurator, pentru disiparea caldurii inmagazinate in mediul ambiant si pentru mentinerea rotii (in aceasta zona in limitele normale de utilizare. Otelurile folosite pentru fabricarea rotilor monobloc (deja mentionate) au caracteristicile mecanice din tabela 1.

Roti elastice

Rotile elastice sunt roti care au in constructia lor elemente elastice din otel sau din cauciuc, cu scopul de a mari elasticitatea rotii si pentru a reduce masa nesuspendata a osiei montata (prin consecinta masa vehiculului) cu influente favorabile asupra comportarii vehiculelor in maers si asupra fortelor dinamice de contact roata-sina.

Rotile elastice pot avea elemente elastice plasate astfel:- intre obada rotii si bandaj fig.2;- intre obada rotii si membrana;- in zona suprafetei de rulare a rotii pe cale; In acest

caz elementul elastic montat la periferia rotii este sub

forma de pneu cu caracteristici speciale. Acest gen de element elastic se utilizeaza numai pe ramele de metrou din Paris si Brazilia.fig. 2

Utilizarea rotilor elastice este restransa numai la nivelul vehiculelor pe sine, pentru transport urban, unde sarcina pe osie este mai mica, iar rigiditatea caii este mai crescuta decat la caile ferate obisnuite.Rotile elastice nu s-au putut extinde pe vehicule obisnuite pentru ca sarcina este prea mare si pentru ca si pentru ca elasticitatea caii este mai mare decat la transportul urban. Daca s-ar elimina din discutie diferentele de sarcina pe osie, atunci se poate aprecia ca elasticitatea astfel realizata a rotilor elastice este estompata de elasticitatea mai mare a caii.

Montarea rotilor pe osiile axaAceasta se poate realiza:- cu asamblare fixa (foarte raspandita);- cu asamblare cu roti deplasabile;- cu asamblare cu roti libere;- cu asamblare cu roti libere si orientabile.

Asamblarea fixa se obtine prin fretare la rece sau cald. Aceasta este corespunzatoare atunci cand imbinarea butucului rotii pe butucul osiei axa nu permite deplasarea relativa dintre elementele imbinate nici in sens axial nici in jurul axei de simetriei a osiei. Aceasta conditie trebuie respectata la orice regim de mers sau sarcina al vehiculului. Cea mai folosita este fretarea la rece. In acest caz intre diametrul de alezaj al butucului rotii si diametrul

exterior al butucului osiei axa trebuie sa existe un seraj: s= d ebo - d abr = (0,75÷ 1,25)‰

din d abr .

In vederea montarii rotii pe osia axa , anterior aceste operatii se prelucreaza mecanic la cotele de montaj si rugozitatile de montaj al diametrului exterior al osiei axa si butucului. Dupa aceasta operatie cele 2 suprafete se curata de resturi metalice, apoi suprafetele se ung fie cu un ulei vegetal de in sau rapita, fie cu un seu. Coeficentul k pentru ungere si valorile acestuia sunt in tabela 2:Tipul rotii Valorile coeficientului k pentru ungere

Ulei vegetal Seu alb

k min k max k min k maxRoti disc fara bandaj 350 500 300 450

Roti disc cu bandaj/ membrana 400 600 300 500

tabela 2 Rotile si osia axa astfel pregatite se introduc pe presa hidraulica de montare, se centreaza pe aceasta si se procedeaza la presarea osiei axa in butuc. Presa hidraulica este echipata cu un dispozitiv de inregistrare a fortei de presare a osiei axa in butuc Pp in functie de lungimea de patrundere a osiei axa in butuc. La sfarsitul operatiei de presare a osiei axa in butuc rezulta diagrama efectiva de presare Pp(s):

Pe durata presarii Pp trebuie sa aiba loc o variatie crescatoare pana la Pp total. Curba reala de presare trebuie sa se incadreze intre 2 curbe , una limita inferioara si alta limita

superioara. Valoarea fortei de presare a osiei axa in butuc este Ppf =k* d ebo .

k este functie de materialul folosit pentru ungere tabela 2.Se admit urmatoarele abateri:- in portiunea finala a presarii (intre s=0,85 lbr si s= lbr) se admite un palier AA’.- se admite ca in zona finala de presare (s=0,9 lbr si sps=lbr) sa se produca o scadere

a Pp de pana la bb’.- se admite ca pe ultima portiune de presare (s=0,85 lbr sps=lbr) sa se produca o

crestere a Pp egala cu segmentul CC’.Daca in aceste conditii si cu incadrarea Var. P1 si Var. P2 in limitele stabilite

experimentale sunt respectate, atunci se considera ca presarea rotii pe osia axa poate fi admisa.

In situatia in care sunt dubii asupra curbei de presare atunci, dupa 48 de ore se precedeaza

la depresarea rotii. Daca imbinarea rezista la o forta de depresare egala cu 2Pp max. atunci se considera ca imbinarea este buna si procesul de depresare se opreste. In vederea montarii rotii pe osia axa se insista asupra respectarii cu strictete a tuturor operatiilor.Dupa montarea rotii pe osia axa se realizeaza un tratament termic de normalizare a materialului, iar apoi se face un tratament de calire si revenire.

Seminar 1 Mijloace de Transport – 18.03.2013

Codificarea si inscriptionarea vagoanelor de cale ferata

1.Probleme generale

Aceasta codificare si inscriptionare se realizeaza in scopul identificarii usoare si precise a vagoanelor in exploatare, pentru utilizarea lor normala in concordanta cu destinatia si caracteristicilor lor tehnico-constructive si de performanta. Ea se practica de o maniera vizibila pe cele 2 parti laterare ale vagonului.

La Caile Ferate Romane sistemele de codificare si inscriptionare pentru vagoane (marfa, calatori si pentru uzul administratiei) sunt sisteme unificate care au la baza prevederile din [1,2,3,4,5]. Aceste sisteme fac posibila o tratare a vagoanelor atat in trafic intern, cat si international.

Sunt 2 sisteme de marcaj:-Marcaj codificat in cifre (permite tratarea problemelor specifice vagoanelor cu ajutorul tehnicilor modern);-Marcajul codificat in litere(mai usor de operat cu el in activitatile curente de exploatare).

Intre aceste 2 sisteme este o corespondenta biunivoca; informatiile oferite de ele sunt aceleasi si se refera la regimul de schimb, reteaua de cale ferata proprietara sau inmatriculatoare a vagonului , anumite caracteristici tehnice de utilizare si exploatare ale vagonului, numarul vagonului din seria de vagoane din care face parte.

Aplicarea pe vagoane a ambelor sisteme este obligatorie; exceptie fac vagoanele de calatori la care marcajele in litere sunt facultative.

Bibliografie:1.SNCFR: instructiuni privind marcajul unificat de identificat a vagoanelor de calatori, marfa si vagoanele pentru uzul administratiei SNCFR , Bucuresti 1993;2.UIC , Fisa UIC 438-1: Marcajul unificat pentru identificarea vagoanelor de calatori;3.UIC, Fisa UIC 438-2: Marcajul unificat pentru identificarea vagoanelor de marfa;4.UIC: Regulamentul pentru folosirea reciproca a vagoanelor de calatori in traficul international (RIC)5.UIC: Regulamentul pentru folosirea reciproca a vagonului de marfa in traficul international (RIV)

2.Marcajul in cifre al vagoanelor

Marcajul in cifre contine 12 cifre, care pentru facilitarea intelegerii sunt afectate de la stanga spre dreapta cu numarul de ordine de la 1 la 12, repartizate pe 5 grupe de cifre de la 1 la 5, asa cum se vede in tabela1.

In tabela 1 pe randul 2 este marcata pozitia cifrelor din codul numeric al vagonului.Pe randul 1 sunt trecute numarul de ordine ale cifrelor din compunerea codului numeric al vagonului, iar pe randul 3 numarul grupelor de cifre afectate diferitelor cifre din codul numeric al vagonului.

2.1 Semnificatia cifrelor din grupa I ( 1 si 2) definesc codul numeric al regimului de schimb al vagonului.Codurile regimurilor de schimb au valorile din tabela 2, anexa pentru vagoanele de calatori pentru retele si particulare.( vezi si anexa 1 din indicele bibliografic [1] si valorile din anexa 1.2 din indicele bibliografic [1] pentru vagoanele de marfa.Codurile rezervate pentru regiunile de schimb la vagoanele de marfa de la 01 la 49 si de la 80 la 89.

In afecatarea individuala a acestor coduri s-a avut in vedere:-felul exploatarii vagonului ( exploatat sau neexploatat in comun);-daca vagonul este pe boghiuri sau pe osii ( fara boghiuri , cu osiile incorporate in sasiu);-daca vagonul este al retelei, de inchiriat de particular sau particular;-ecartamentul vagonului( fix, variabil prin schimbul boghiilor, cu osii cu ecartament variabil);-documentele internationale care stabilesc conditiile de exploatare in comun a vagonului;

2.2 Semnificatia cifrelor din grupa II:Pentru toate vagoanele grupa II de cifre (3 si 4) defineste codul numeric al retelei proprietare a vagonului sau a retelei care a inmatriculat vagonul daca acesta este particular.

Lista cu aceste coduri( numerica si literara) pentru administratia UIC este in anexa 2 din fisa UIC 920-1. In aceasta lista Caile Ferate Romane au numarul 53 si sigla “C.F.R.”

2.3 Semnificatia cifrelor din grupa III:Cifrele cu numar de oridne 5,6,7,8 definesc unele caracteristici tehnice si de exploatare ale vagonului.

2.3.1 Semnificatia cifrelor din III pentru vagoanele de calatori:Pentru cifrele de pe pozitiile 5 si 6 semificatiile sunt urmatoarele:-cifra a 5 a: desemneaza categoria sau tipul vagonului si poate fi reprezentat prin cifrele:“0” => vehiculul este particular, exploatat in trafic intern si se aplica nmai pe vagoanele apartinand adminsitratiilor membre OSJD.“1,2 sau 3” => vagon clasa I, clasa aIIa si respectiv vagon clasa I si II de retea, cu locuri pe scaune;“4 sau 5” => vagoane cuseta de retea clasa I si II si respectiv vagoane clasa II;“7”=> vagon de dormit, toate clasele;“8 sau 9” => vagon de retea de constructie speciala sau vagon furgon;

“6”=> desemneaza unele caracteristici tehnice ale vagonului:-numarul de nivele, etaje;-numarul de compartimente fictive sau efective;-amplasarea culoarului (laterala sau centrala);-existenta sau nonexistenta comparimentului de bagaje;-tipul vehiculului( pilotat, restaurant, pentru transport automobile, cu compartiment de

bagaje, cu spatiu de bar/bufet, cu spatiu pentru jocul copiilor si indicatii cu privire la numarul de osii.

Pentru cifrele de pe pozitiile 7 si 8 vezi anexa “3a” din indicele bibliografic [2] pentru vagoane de trafic international si “3b” pentru trafic intern.

In principiu semnificatiile sunt urmatoarele:-cifra “7” => domeniul de incadrare, viteza maxima de circulatie a vagonului:

(Ex: Vmax < sau = 120 km/h ; 121 km/h < sau = V max < sau = 140 km/h; 141 km/h < sau = Vmax <= 160 km/h; V max > 160 km/h)-cifra “8” => desemneaza datele tehnice referitoare la tipul incalzirii vagonului si alimentarea cu energie pentru incalizire; in acest sens diferentiindu-se :

-vehicule dotate cu conducta electrica la toate tensiunile admise de RIC;(C.A. monofazat cu frecventa 15—50 Hz, tensiune 1000V ; C.A. monofazat 50Hz,

1500v; C.C. 1500v ; C.C. 3000v) dar care necesita pentru climatizare un vagon furgon generator;

-vehicule numai cu incalzire electrica la toate tensiunile admise de RIC in vatianta singulara sau in combinatii;

-vehicule incalzite cu abur;-vehicule incalzite cu abur si electric in toate variantele anterior prezentate.2.3.2 Semnificatia cifrelor din grupa III pentru vagoane de marfa:

-cifra “5” => reprezinta cifra de serie caracteristica pentru fiecare tip de vagon in parte ( acoperit, descoperit, platforma, cisterna, etc.) si are valori de la 0 la 9, asa cum se prezinta in tabela 3, anexa si respectiv in anexa 6 din indicele bibliografic [1].OBS: In tabela 3 este prezentata totodata si litera corespunzatoare de serie , pe coloana 2 din tabela.-cifrele “6,7 si 8” => desemneaza o serie de caracteristici tehnice ale vagonului. Ele se stabilesc folosindu-se anexa 3 din indicele bibliografic [3]; cifra “6” este egala cu numarul coloanei din anexa; iar perechea “7, 8” este egala cu numarul randului in care este situata casuta cu caracteristicile tehnice ale vagonului exprimate literar.

2.4. Semnificatia cifrelor din grupa IV:Pentru toate vagoanele, cele 3 cifre din aceasta grupa reprezinta numarul de ordine al vagonului din seria de 1000 de vagoane cu caracteristici tehnice si de exploatare identice, in care este inmatriculat vagonul. Aceasta serie de 3 cifre poate fi unul din numerele: “000” “999”.

• Cifra din gupa V:Pentru toate vagoanele , a 12 a cifra din codul numeric reprezinta cifra de autocontrol a numerelor matricale. Ea se stabileste in conformitate cu regulile din UIC 913 astfel:

-Se iau cifrele de pe pozitiile 1 11 stabilite anterior; dintre acestea cifrele de pe pozitiile impare se inmultesc cu 2, iar cele de pe pozitiile pare se inmultesc cu 1; cifrele produselor astfel obtinute se aduna ca simple unitati; cifra unitatilor din aceasta suna se scade din 10; rezultatul obtinut reprezinta cifra de autocontrol.OBS: Daca suma obtinuta este un numar intreg de zeci (ex: 50, 60) , prin conventie se ia egala cu zero.

Seminar2- 04.03.2013

3.Marcajul in litere al vagoanelorAcest marcaj are aceeasi semnificatie ca cel in cifre. Si acest tip de marcaj se

realizeaza in sistem codificat.Acest tip de marcaj este obligatoriu pentru vagoanele de marfa si facultativ pentru calatori.3.1 Marcajul in litere al vagoanelor de calatori3.1.1 Marcajul in litere a regimului de schimb al vagonului

Acest marcaj se realizeaza prin inscriptionarea pe vagon a siglei regulamentelor internationale ale caror prevederi sunt indeplinite de vagon. Acestea pot fi:

• RIC: vagonul corespunde prevederilor din “Regulamentul pentru folosirea reciproca a vagoanelor de calatori in traficul international”;

• PPW: vagonul corespunde prevederilor din “Regulamentul pentru folosirea vagonului in traficul international de marfuri si calatori intre administratiile din tarile (foste socialiste); aceeasi semnificatie o are si sigla MC, daca aceasta este patronata pe vagon;

• Intern: vagonul nu poate circula in trafic international; Vagonul este vagon de serviciu, pentru uzul administratiei.

3.1.2 Marcajul in litere al retelei de cale ferata care a inmatriculat vagonuluiAcesta se realizeaza prin practicarea pe vagon a siglei retelei care a inmatriculat

vagonul (vezi fisa UIC 920-1).3.1.3 Semnificatia literelor de serie pentru vagoanele de calatori

Pentru specificarea seriei vagonului si a unor caracteristici ale vagonului de calatori se folosesc litere de serie (majuscule-alfabet latin) si litere indice (litere mici- alfabet latin), unificate.

Semnificatia literelor de serie folosit pentru vagonul de calatori este:• A,B,AB: reprezinta vagoane de clasa I si vagoane de clasa a II si respectiv vagoane de

clasa I si II cu locuri pe scaune/banci sau fotolii;• AR,ARD:vagoane de clasa I cu locuri pe scaune/ banci/ canapele si cu compartiment

de restaurant/bar/bufet si respectiv acelasi fel de vagon cu compartiment de bagaje;• AD,BR,ABD: vagon clasa I, clasa II si respectiv clasa I si II cu locuri pe

scaune/banci/fotolii; primul si al III lea avand si compartiment de bagaje si restaurant/bufet/bar;

• D,DD: vagon furgon pentru bagaje; vagon furgon deschis cu 2 nivele pentru transport autoturisme;

• SR: vagon bar cu sala de dans;• Salon: vagon salon;• Post, BPost, DPost: vagon posta, vagon clasa II cu locuri pe scaune/banci/fotolii si cu

compartiment de posta si respectiv vagon de bagaje cu compartiment de posta;• WL: vagon de dormit; daca notatia este continuata cu A,B,AB inseamna ca vagonul

este de clasa I, clasa II si respectiv clasa I si II; iar daca la notatiile anterioare se adauga D , trenul este dotat cu compartiment de bagaje. Pentru vagoanele de dormit cu compartimente speciale ( un pat/ compartiment) la prescurtarea WLA se adauga un “s”;

• WR: vagon restaurant;3.1.4 Semnificatia literelor indice pentru vagoanele de calatori

Literele indice folosite pentru vagoanele de calatori cu semnificatiile lor sunt:• c: compartimente care se pot amenaja in cusete (ex: Ac, Bc, AcBc);• ee: vehicul dotat cu alimentare centralizata de energie;

• h,p,t,y: vagon cu locuri pe scaune, fotolii, banci si culoar central;• l: vagon sonorizat;• m:vagon cu lungimea mai mare de 24.5m;• s:culoar lateral in vagon furgon pentru bagaje sau in vagon cu compartiment pentru

bagaje (ex:Ds).3.2 Marcajul in litere al vagoanelor de marfa3.2.1 Marcarea in litere a regimului de schimb

Marcarea in litere a regimului de schimb a vagoanelor de marfa se realizeaza prin inscriptionarea pe vagon a siglei regulamentelor internationale ale caror prevederi sunt indeplinite. Acestea pot fi:

• RIV: vagoanele corespund prevederilor din “Regulamentul pentru folosirea reciproca a vagoanelor de marfa in traficul international”;

• PPW:vezi semnificatia la marcajul in litere la calatori;• Interfrigo: vagonul participa la Societatea Feroviara Feroviara Internationala de

Transporturi Frigorifice;• Intern: uzul administratiei, vezi semnificatia acestora la calatori.

3.2.2 Marcajul in litere al retelei inmatriculatoareVezi principiile de marcare la vagoanele de calatori.

3.2.3 Marcajul in litere al caracteristicilor tehnice si de exploatare ale vagoanelorAcest marcaj se realizeaza prin inscriptionarea pe fiecare vagon de marfa a unei litere

de serie si prin inscriptionarea dupa acesta a uneia sau mai multor litere indice.Literele de serie definesc categoria vagonului (acoperit,refrigerent) si tipul vagonului

(obisnuit, special). Literele de serie ale vagoanelor de marfa si corespondentele lor numerice (cifrele de pe pozitia 5 din codificarea numerica) sunt atribuite in conformitate cu anexa 6 din Indicele bibliografic 1. Acestea sunt prezentate si in anexa din tabela 3. Literele indice care permit recunoasterea caracteristicilor tehnice si de exploatare ale vagoanelor se inscriu imediat dupa litera de serie corespunzatoare in ordine alfabetica. Literele indice de semnificatie internationala sunt literele mici, mai putin urmatoarele: “t,u,v,w,x,y,z”. Acestea din urma sunt rezervate drept litere indice cu semnificatie nationala.

Litere indice cu semnificatie internationala comuna:• q: vagoanele de marfa are conducta de incalzire electrica susceptibila alimentata la

toate valorile de tensiune admise de UIC;• s si ss: vagon apt sa circule in regim de viteza “S” si “SS” conforme cu prevederile

fisei UIC 432.La Caile Ferate Romane litere indice cu semnificatie nationala sunt:

• t: vagon care transporta petrol “T” (pentru anumite vagoane cisterna);• u: vagon care transporta coletarie;• v: vagon amenajat pentru transport vite;• w: vagon cu pereti laterali demontabili;• x: vagon cu pereti frontali demontabili;• y: vagon pentru administratie• z: nealocat.

1.4 Inscriptionarea marcajelor pe peretii vagonului.Aceasta se poate face in 2 sisteme: vertical si / sau orizontal (vezi fig. 1).

In sistem vertical pe primul rand este reprezentat regimul de schimb al vagonului in cifre si apoi litere separate prin “-“.Rand 2: codul administratiei inmatriculatoare;Rand 3: grupele III, IV si V de cifre din codificare numerica;Rand 4: seria si literele indice corespondente din codificarea in litere;

La inscriptionarea pe sistem orizontal:Primul rand: Intregul numar de cod al vagonului( numeric);Rand2: Numarul de cod al vagonului (litere);OBS: Inscriptionarea in sistem orizontal se practica atunci cand din diferite considerente nu se poate realiza inscriptionarea pe verticala.

Tema: Lucrare privind codificarea si inscriptionarea vagoanelor.-cu referat-Un vagon de marfa are pentru cifrele cu numar de ordine de la 1 la 8, structura urmatoare:Codul regimului de schimb:

- in cifre: 81- in litere:

Codul administratiei inmatriculatoare:- in cifre: 80- in litere

Codul de serie al vagonului:- in cifre: 2- in litere:

Codul caracteristicilor tehnice:- in cifre: 773- in litere:

Numarul de ordine al vagonului in seria de 1000 de vagoane cu caracteristici identice in care

este inmatriculat se constituie astfel:-cifra sutelor este reprezentata de cifra unitatilor din numarul grupei de studiu;-cifrele zecilor si unitatilor de numere de ordine al studentului.

Se cere:1. Sa se completeze numarul de cod al vagonului cu cifrele de pe pozitiile 9,10 si 11;2. Sa se calculeze cifra de autocontrol din codificarea numerica si sa se completeze cu

aceasta numarul de cod al vagonului;3. Sa se stabileasca codificarea in litere a vagonului, echivalenta cu aceea in cifre;4. Sa se faca o caracterizare completa a vagonului din punct de vedere al:- regimului de schimb;- apartenentei proprietarului sau inmatriculatorului;- tipul vagonului;- caracteristici tehnice.5. Sa se precizeze in ce sistem se vor inscriptiona pe vagon cele 2 tipuri de marcaje; Sa

se prezinte in mod concret cum arata aceasta inscriptionare; Sa se precizeze in ce zona este aplicata.NR:16

Laborator1-21.02.2013

Structura constructiva comuna a vehiculelor feroviare

In principiu, in constructia tuturor vehiculelor feroviare se intalneste un numar de mari subansambluri care desi nu sunt intotdeauna identice se aseamana constructiv si fac functii similare. Aceste subansambluri care reprezinta structura constructiva comuna a vehiculelor feroviare sunt prezentate in figurile anexa 1 si 2.

Pe figuri aceste subansambluri au fost numerotate astfel:1. sasiul vehiculului;2. cutia vehiculului;3. aparatul de rulare al vehiculului;4. suspensia vehiculului;5. aparatele de tractiune-legare ale vehiculului;6. dispozitivele de tamponare ale vehiculului;7. instalatia de frana a vehiculului.Aceste mari subansambluri se regasesc pe toate vehiculele feroviare indiferent ca acestea

sunt vehicule pe osii incorporate in sasiu sau sunt vehicule pe boghiuri.Schema de principiu din figura1 se refera la subansamblul mare ale vehiculelor feroviare

pe 2 osii (incorporate in sasiu). Iar in figura2 este prezentata schema de principiu a constructiei generale a unui vehicul pe 4 osii cu osiile grupate cate 2 pe 2 boghiuri (carucioare).

Sasiul vehiculului este un schelet rezistent de constructie metalica format din elemente profilate sudate. El suporta fortele verticale care provin din greutate cutiei, instalatiilor si incarcaturii vehiculului.

Fortele orizontal-longitudinale generate de sistemul de transmitere a fortelor de tractiune in lungul trenului sau de sistemul de franare al vehiculului; fortele de tamponare in exploatare ale vehiculului; fortelor de inertie orizontal-longitudinale si orizontal-transversale care actioneaza asupra vehiculului in timpul circulatiei, in special in curbe.

Cutia vehiculului este ansamblul de elemente mecanice care se monteaza pe sasiu si care formeaza impreuna cu acesta:

-spatiul necesar pentru incarcarea marfurilor si pentru montarea instalatiilor specifice la vagoane de marfa;

-spatiul necesar pentru amenajarile interioare destinate transportului de persoane si pentru montarea instalatiilor specifice vagoanelor de calatori;

-spatiul necesar montarii agregatelor de forta, instalatiilor auxiliare si a celor de comanda, protectie si de reglare la vehiculele motoare.

Aparatul de rulare in sensul larg ai cuvantului este subansamblul mecanic care face legatura intre partea suspendata a vehiculelor si calea ferata. La vehiculele cu osiile montate in sasiu (fig.1) , aparatul de rulare este reprezentat de osiile montate, iar la cele cu mai mult de 3 osii de catre bogiuri (fig.2). Aparatul de rulare asigura:

-sustinerea intregii constructiei a vehiculului;-prelucrarea fortelor generate de masa proprie a vehiculului si eventual de aceea a

incarcaturii si transmiterea acestor forte la sine;-realizarea fortei de tractiune necesara autopropulsarii si remorcarii ( daca vehiculul este

motor) si a fortei de franare (daca vehiculul este echipat cu instalatie activa de franare);-deplasarea vehiculului prin rulare pe cale;-ghidarea vehiculului in calea de rulare;Suspensia vehiculului este subansamblul care face legatura dintre partea suspendata a

vehiculului si aparatul de rulare sau/si daca este cazul intre cutia vehiculului (caroseria) si

cadrul de boghiu. Suspensia este formata dintr-un ansamblu de elemente elastice si de elemente amortizoare de oscilatii. Elementele elastice asigura legatura elastica intre subansamblu, iar amortizoarele realizeaza consumarea energiei de oscilatie a partilor suspendate.

Aparatele de tractiune-legare sunt subansambluri de constructii mecanice pentru tractiune si pentru legarea vehiculului. Subansamblurile reunite intr-un ansamblu mai complex care la randul sau se monteaza pe fiecare capat al vehiculului. Rolul acestor aparate este de a lega vehiculele intre ele, in scopul constituirii unei garnituri de tren unitare si pe de alta parte de a transmite fata de tractiunea dezvoltata de vehiculul motor in lungul trenului.

Dispozitivele de tamponare sunt subansambluri de constructii mecanice care in sistemul clasic se monteaza cate 2 pe fiecare capat de sasiu, pe traversele frontale simetric fata de axa longitudinala de simetrie a sasiului. Ele servesc pentru:

-mentinerea intre anumite limite a distantei dintre partile frontale a vehiculului vecin din tren;

-preluarea si transmiterea elastica a fortelor longitudinale de comprimare a trenlui in timpul franarii, precum si cele de tamponare in special in timpul trierii sau manevrelor din statii;

-amortizarea in proportie necesara a energiei de soc.Instalatia de frana este echipamentul care serveste pentru:-oprirea trenului cand este necesar(statii, semnale, etc.);-reducerea vitezelor de circulatie in vederea respectarii limitelor de viteza;-mentinerea vitezei in limitele admise, in special la circulatia pe pantele lungi si mari;Desi instalatiile de franare sunt de diferite constructii si realizeaza forta de franare in

diferite moduri pe figura 1 si figura 2 aceste instalatii sunt reprezentate in mod generic doar prin sabotii de frana.

Pe figura 2 s-au reprezentat in plus si urmatoarele subansambluri specifice constructiei de vehicule pe boghiuri:

-boghiirile “8” reprezinta subansamblurile ce reunesc cadrul de boghiu,osiile, elementele elastice si de amorizare ale suspensiei, subansamblul instalatiei de franare, subansamblurile specifice ale instalatiei de transmitere a puterii la osii sau de instalatii electrice ale vehiculului, etc;

-crapodinele “9” se monteaza pe mijlocul traverselor de pe sasiu si boghiuri si care sunt piesele de legatura dintre sasiul vehiculului si cadrele de boghiu. Ele permit rotirea boghiului sub sasiu in plan orizontal si vertical.

-clisierele “10” se monteaza pe sasiu si boghiu simetric fata de axele longitudinale ale acestora, cu scopul de a limita miscarile de inlinare laterara a cutiei vehiculului in raport cu cadrul de boghiu.

Pe ambele figuri s-au reprezentat si urmatoarele caracteristici dimensionale principale ale vehiculelor.

Pe figurile 1 si 2 sunt indicate si principalele caracteristici dimensionale ale unui vehicul de cale ferata. Acestea, cu definitiile lor sunt:

• l v : lungimea totala a vehiculului; se defineste ca distanta dintre fetele

tampoanelor necomprimate dintre cele 2 capete de vehicul.

• hv : inaltimea vehiculului fata de planul de rulare al caii; se defineste ca distanta

dintre punctul cel mai ridicat al vehiculului neincarcat si planul de rulare al caii.

• bv : latimea vehiculului; distanta dintre planurile verticale, paralele cu planul de

simetrie longitudinal, duse prin punctele laterale cele mai indepartate ale vehiculului.

• bt : distanta dintre axele tampoanelor vehiculului, montate pe aceeasi traversa

frontala a vehiculului.

• hc : inaltimea cutiei vehiculului; reprezinta distanta dintre punctele cele mai

inalte ale cutiei si partea inferioara.

• h p : inaltimea planseului vehiculului; distanta dintre planul superior al transeului

vehiculului neincarcat si planul de rulare al caii.

• h t : inaltimea tampoanelor vehiculului; distanta dintre axele orizontale de

simetrie ale tampoanelor vehiculului neincarcat si planul de rulare.

• a : ampatamentul vehiculului; Se defineste astfel: pentru vehiculele fara boghiu

reprezinta distanta dintre axele osiilor montate, extreme, ale vehiculului; pentru vehiculele pe boghiu, ampatamentul se defineste ca distanta dintre crapodinele vehiculelor.

• p : ampatamentul boghiului; distanta dintre osiile extreme ale boghiului;

• nc : lungimea consolei cutiei vehiculului; distanta dintre planul vertical dus prin

fata traversei frontale a sasiului si extremitatea cea mai apropiata a ampatamentului;

• nv : lungimea consolei vehiculului; reprezinta distanta dintre planul vertical dus

prin fata discurilor de tampon necomprimate de pe traversa frontala si extremitatea cea mai apropiata a ampatamentului.