INNOWACYJNE ROZWIĄZANIA TECHNICZNE WAGONU NOWE MOŻLIWOŚCI TRANSPORTU INTERMODALNEGO

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "INNOWACYJNE ROZWIĄZANIA TECHNICZNE WAGONU NOWE MOŻLIWOŚCI TRANSPORTU INTERMODALNEGO"

Milena Sokołowska
8 lat temu
Przeglądów:

1 INNOWACYJNE ROZWIĄZANIA TECHNICZNE WAGONU NOWE MOŻLIWOŚCI TRANSPORTU INTERMODALNEGO T. NIEZGODA, W. KRASOŃ WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA KATEDRA MECHANIKI I INFORMATYKI STOSOWANEJ

2 Plan prezentacji: Stosowane rozwiązania systemów transportu intermodalnego, Koncepcja wstępna wagonu z obrotową platformą ładunkową do przewozu naczep samochodów ciężarowych model demonstrator wagonu, Wagon prototypowy - główny element innowacyjnego systemu; wybrane aspekty badań konstrukcji, Terminal do operacji załadowczo-wyładowczych, propozycja przystosowania rampy peronu, Innowacyjny system do transportu intermodalnego podsumowanie. 2

prototypowy - główny element innowacyjnego systemu; wybrane aspekty badań konstrukcji, Terminal do operacji

3 Rozwiązania konstrukcyjne stosowane w systemach do transportu naczep samochodów ciężarowych i kontenerów System wagonów kieszeniowych System wagonów koszowych Chwytaki naczepy Załadunek naczepy w koszu Wagon czteroosiowy Wagon sześcioosiowy 3

wagonów kieszeniowych System wagonów koszowych Chwytaki

4 Wagon i terminal systemu Moda-Lohr 4

5 Wagon MEGASWING firmy Kockums Industrier 5

6 Wagon niskopodłogowy typu 602S firmy Tabor szynowy Opole S.A. z załadunkiem poziomym 6

7 Cel pracy Zaproponowany w WAT innowacyjny system przewozu koleją samochodów ciężarowych typu TIR, w stosunku do stosowanych obecnie konstrukcji tego typu ma następujące zalety: zastosowanie powtarzalnych wagonów-platform z automatycznym obrotowym nadwoziem do szybkiego, bezpiecznego i autonomicznego załadunku i rozładunku samochodów ciężarowych, zastosowanie peronów przeładunkowych w formie układu powtarzalnych segmentów do szybkiego, bezpiecznego i łatwego załadunku i rozładunku samochodów ciężarowych bez dodatkowych urządzeń dźwigowych, umożliwienie taniego, ekologicznego i bezpiecznego przewozu naczep lub zestawów siodłowych z naczepą o łącznej długości do 14m, wymiary konstrukcyjne wagonu wraz z ładunkiem w postaci naczepy do wysokości 4m spełniają skrajnię GB1 na odcinkach prostych trakcji kolejowej, ze szczególnym uwzględnieniem wysokości 130mm nad główką szyny, relatywnie prosta i tania infrastruktura systemu, nie wymagająca dodatkowych urządzeń załadowczo-wyładowczych, niskie koszty eksploatacji systemu. 7

formie układu powtarzalnych segmentów do szybkiego, bezpiecznego i łatwego załadunku i rozładunku samochodów ciężarowych bez dodatkowych urządzeń dźwigowych, umożliwienie taniego, ekologicznego i

8 Koncepcja wstępna rozwiązania platformy kolejowej do przewozu naczep i pojazdów Główne podzespoły proponowanego rozwiązania konstrukcyjnego wagonu-platformy WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA - KATEDRA MECHANIKI I INFORMATYKI STOSOWANEJ 8

proponowanego rozwiązania konstrukcyjnego

Koncepcja ogólna rozwiązania platformy- demonstrator technologii W Laboratorium Wytrzymałości Materiałów KMiIS powstał model wagonu kolejowego do transportu samochodów ciężarowych w skali 1:14 (TRANS

9 Koncepcja ogólna rozwiązania platformy- demonstrator technologii W Laboratorium Wytrzymałości Materiałów KMiIS powstał model wagonu kolejowego do transportu samochodów ciężarowych w skali 1:14 (TRANS POLAND 2013 ekspozycja WAT). W modelu odwzorowano zasadnicze części składowe wagonu oraz cz infrastruktury peronu załadowczo-wyładowczego. Zastosowano zasilanie pneumatyczne, sterowanie oraz siłowniki pneumatyczne w mechanizmie obrotu platformy ruchomej nadwozia wagonu oraz do usztywnienia konstrukcji za pomocą dodatkowych podpór dna wagonu i blokowania zamków pomiędzy częścią nadwózkową wagonu a burtami platformy nadwozia. Model umożliwia demonstrację zasady działania i wizualizację podstawowych funkcji wagonu kolejowego do transportu samochodów ciężarowych. 9

Zastosowano zasilanie pneumatyczne, sterowanie oraz siłowniki pneumatyczne w mechanizmie obrotu platformy ruchomej nadwozia wagonu oraz do usztywnienia konstrukcji za pomocą dodatkowych

10 Koncepcja ogólna rozwiązania platformy- demonstrator technologii Model wagonu kolejowego do transportu samochodów ciężarowych w skali 1:14 10

11 Koncepcja ogólna rozwiązania platformy- demonstrator technologii Model wagonu kolejowego do transportu samochodów ciężarowych w skali 1:14 wybrane sekwencje załadunku naczepy z rampy kolejowej Rolki wsporcze wspomagające obrót ładunkowej na peronie 11

ciężarowych w skali 1:14 wybrane sekwencje załadunku naczepy z

12 Modyfikacje konstrukcyjne układu platformy obrotowej i ramy-ostoi wagonu W kolejnych etapach badań uwzględniono następujące zmiany konstrukcyjne: Mechanizm obrotu platformy ładunkowej, Zamki łączące część nadwózkową z burtami platformy ładunkowej, Części nadwózkowe wagonu, Ażurowe burty i łożysko węzła obrotowego platformy ładunkowej, Obniżone dno ramy ostoi z węzłem centralnym obrotu platformy ładunkowej. 12

część nadwózkową z burtami platformy ładunkowej, Części nadwózkowe wagonu, Ażurowe burty i łożysko

13 Modyfikacje konstrukcyjne wagonu mechanizm obracający platformę ładunkową Fragment części nadwózkowej konstrukcji prototypowej z: zamkami burtowymi (14) i podporami stabilizującymi (7) oraz mechanizm (8) obracający platformę ładunkową wagonu 13

prototypowej z: zamkami burtowymi (14) i podporami

14 Modyfikacje konstrukcyjne wagonu platforma ładunkowa ze złączami burtowymi 14

Badania numeryczne wagonu po modyfikacjach konstrukcyjnych wg EN-PN 12663 Modele i symulacje multibody Strefy kontaktów w modelu

15 Badania numeryczne wagonu po modyfikacjach konstrukcyjnych wg EN-PN Modele i symulacje multibody Strefy kontaktów w modelu wózka i części nadwózkowej ramy wagonu Zamek burtowy Podzespoły odwzorowane w modelu 3D Siły kontaktu kół z szynami zakręt, 100km/godz. 15

wózka i części nadwózkowej ramy wagonu Zamek burtowy Podzespoły

Badania numeryczne wagonu w wersji prototypowej wg EN-PN 12663 modele MES i wybrane wyniki analiz numerycznych Naprężenia zredukowane wg hipotezy

16 Badania numeryczne wagonu w wersji prototypowej wg EN-PN modele MES i wybrane wyniki analiz numerycznych Naprężenia zredukowane wg hipotezy H-M-H w kompletnym wagonie przy limitującym konstrukcję wagonu prototypowego obciążeniu eksploatacyjnym z przeciążeniem 1,95g - σ ZRmax = 306 MPa 16

H-M-H w kompletnym wagonie przy limitującym konstrukcję wagonu

17 Badania stanowiskowe złącza burtowego wagonu Widok stanowiska do badania złącza burtowego, wyniki testu obciążeniowego i analizy numerycznej 17

Wagon prototypowy główny element innowacyjnego systemu 1-nisko umieszczona rama podwozia, 2-platforma obrotowa wyposażoną w rolki obrotowe znajdujące się pod spodem platformy, ułatwiające obrót

18 Wagon prototypowy główny element innowacyjnego systemu 1-nisko umieszczona rama podwozia, 2-platforma obrotowa wyposażoną w rolki obrotowe znajdujące się pod spodem platformy, ułatwiające obrót względem ramy, 3-wzmocniona konstrukcja burt, 4- węzeł obrotowy umieszczony w centralnej części wagonu, 5-konstrukcja nadwózkowa, 6-standardowe wózki jezdne Y25, 7-stabilizatory ostoi w postaci dodatkowych podpór hydraulicznych zamontowanych pod obniżoną płytą podwozia i przystosowanych do unoszenia wagonu na szynach w trakcie załadunku i rozładunku wagonu. 18

centralnej części wagonu, 5-konstrukcja nadwózkowa, 6-standardowe wózki jezdne Y25, 7-stabilizatory ostoi w postaci dodatkowych podpór

Innowacyjny system transportu intermodalnego W ramach proponowanego sytemu przewiduje się wykorzystanie istniejących linii kolejowych i w miarę możliwości istniejącej infrastruktury kolejowych stacji

19 Innowacyjny system transportu intermodalnego W ramach proponowanego sytemu przewiduje się wykorzystanie istniejących linii kolejowych i w miarę możliwości istniejącej infrastruktury kolejowych stacji przeładunkowych, stanowiących własność PKP. Terminale przeładunkowe mogą być zlokalizowane w dogodnych punktach przygranicznych posiadających standardowe linie kolejowe dobrze skomunikowane z węzłowymi stacjami kolejowymi w kraju (przeładunkowe stacje graniczne na kierunkach głównych zachód-wschód kraju i północ-południe). Załadunek i rozładunek całych składów bądź pojedynczych wybranych wagonów z dowolnej części składu, może odbywać się także na terminalach pośrednich w postaci stacji kolejowych z odpowiednio przystosowanymi rampami. 1-standardowa linia kolejowa PKP, 2-skład intermodalny złożony z wagonów z obrotową platformą ładunkową i lokomotywy, 3-baza ciągników siodłowych, 4-parking postoju czasowego naczep przeznaczonych do transportu 19

Terminale przeładunkowe mogą być zlokalizowane w dogodnych punktach przygranicznych posiadających standardowe linie kolejowe dobrze skomunikowane z węzłowymi stacjami kolejowymi w kraju

20 Terminal do operacji załadowczo-wyładowczych propozycja przystosowania rampy peronu 4,5 m Droga objazdowa R=12,0 m R=12,0 m 4,5 m 49,0 m R=12,0 m 15,0 m (12,0 m) 6,0 m Droga manewrowa 15,0 m (12,0 m) 6,0 m Droga manewrowa 75,0 (69,0) m Kozioł oporowy min. 10 m Tor zasypany piaskiem 18,0 m (23,0 m) Tor 15,0 m (12,0 m) R=5,0 m 6,0 m Droga manewrowa R=12,0 m Droga dojazdowa 6,0 m 230 (235) m Segment peronu kolejowego do operacji załadowczo-wyładowczych 10-ciu wagonów jednocześnie powinien się składać z następujących elementów: toru, drogi dojazdowej, 2 placów-ramp załadowczo-wyładowczych, 2 dróg manewrowych przy peronach, drogi objazdowej. 20

10 m Tor zasypany piaskiem 18,0 m (23,0 m) Tor 15,0 m (12,0 m) R=5,0 m 6,0 m Droga manewrowa R=12,0 m Droga dojazdowa 6,0 m 230 (235) m Segment peronu kolejowego

21 Terminal do operacji załadowczo-wyładowczych propozycja przystosowania rampy peronu Droga manewrowa Tor zasypany piaskiem Wariant organizacji ruchu podczas załadunku 10-ciu innowacyjnych wagonów z obrotową platformą ładunkową 21

22 Elementy przystosowania rampy peronu Ze względu na konieczność współpracy skrajni peronów rozładunkowych z rolkami zamontowanymi na krawędziach skrajnych dna platformy obrotowej wagonu przewidziano: a). wzmocnienie krawędzi rampy/peronu oraz podłoża dla pracy rolek platformy poprzez wprowadzenie elementów stalowych, b). zaprojektowanie i opracowanie konstrukcji nośnego elementu żelbetowego, wzmacniającego konstrukcję rampy/peronu. 1,60 m 4,50 (3,60) m 2,50 (2,20) m m Mocowanie Płyta stalowa 2,5 (2,2) x 3,0 m 0,5 % Podkład Prefabrykat żelbetowy Uszczelnienie np. bitumiczne Płyta żelbetowa B 37,5/40-0,27 m Płyta betonowa B 37,5/40-0,27 m Beton asfaltowy 0/16-0,05 m Beton asfaltowy 0/16-0,05 m Kruszywo stabilizowanie mechanicznie - 0,20 m Kruszywo stabilizowanie mechanicznie - 0,20 m Warstwa odsączająca - 0,15 m Warstwa odsączająca - 0,15 m 22

23 Terminal do operacji załadowczo-wyładowczych propozycja przystosowania rampy peronu Wzmocnienie warstwy wierzchniej rampy/peronu zaprojektowano jako płyty stalowe o wym. 250x300cm o gr. min.12mm. Każda płyta jest fazowana po obwodzie dla ułatwienia najazdu rolek platformy wagonu. 20,0 m 3,0 m 3,0 m Krawędzie peronu 2,5 (2,2) m 2,5 (2,2) m 10,5 m 10,5 m 2,5 (2,2) m 2,5 (2,2) m 3,0 m 3,0 m 17,0 m 23

24 PODSUMOWANIE Proponowane rozwiązanie i technologia kolejowego transportu naczep samochodów ciężarowych, pozbawione są wad przyspieszonego zużywania się kół wózków jezdnych systemu ruchomej drogi oraz nie wymaga skomplikowanych terminalowych rozwiązań przeładunkowych stosowanych w systemie Modalohr. Na podstawie przeprowadzonych badań można stwierdzić, że proponowana koncepcja konstrukcyjna, może spełnić kryteria normowe zawarte w EN- PN Prace nad konstrukcją posłużą optymalizacji konstrukcji i jej rozwinięciu zgodnie z wymogami potencjalnych inwestorów np. do przewozu zestawów ciągnik+naczepa, transportu kontenerów i innych. Etapem niezbędnym do zastosowania w praktyce jest budowa prototypu innowacyjnego wagonu. Wyprodukowanie rzeczywistej konstrukcji umożliwi: weryfikację zastosowanych rozwiązań i sprawdzenie funkcjonalności wagonu w praktyce, opracowanie dokumentacji produkcyjnej, koniecznej do wykonania serii próbnej wagonów oraz pozwoli na wykonanie niezbędnych badań eksperymentalnych i eksploatacyjnych, przewidzianych w normach krajowych i regulacjach branżowych. WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA - KATEDRA MECHANIKI I INFORMATYKI STOSOWANEJ 24

Prezentowane rozwiązanie konstrukcyjne chronione jest: -europejskim patentem EP 10461528 A railway wagon with a rotatable loading floor,

25 Prezentowane rozwiązanie konstrukcyjne chronione jest: -europejskim patentem EP A railway wagon with a rotatable loading floor, -krajowym patentem P Wagon kolejowy z obrotową platformą ładunkową Praca finansowana w latach przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju

Podobne dokumenty

PL B1. WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA, Warszawa, PL BUP 24/11

PL B1. WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA, Warszawa, PL BUP 24/11 PL 216416 B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 216416 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 391269 (51) Int.Cl. B61D 3/18 (2006.01) B61B 1/02 (2006.01) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej