Кузова пассажирских вагонов




Кузов пассажирских вагонов по конструкции и размерам основных типов унифицирован. Он выполняется цельнометаллическим, сварным. Несущая конструкция выполнена в виде замкнутой оболочки с оконными и дверными проемами в стенах, длиной 23.6 м. Расположение и размеры проемов обусловлены архитектурно-планировочными решениями при проектировании вагонов. Такие цельнонесущие кузова наиболее рациональны, так как при минимальной массе они обеспечивают наибольшую прочность, устойчивость и долговечность.

-52-

Для несущих элементов конструкции кузова применяются низко-легированные и углеродистые стали различных марок с широким использованием в качестве подкрепляющих элементов обшивки, гнутые профили рациональных форм. В практике вагоностроения кузова пассажирских вагонов имеют две разновидности: со сквозной хребтовой балкой и с хребтовой балкой только в консольных частях рамы, так называемые кузова без хребтовой балки. Вагоны отечественной постройки выпускались с хребтовой балкой постоянного сечения и выпускаются в настоящее время с хребтовыми балками переменного сечения. Вагоны купейные с жесткими местами постройки Германии, изготовлены с рамами без хребтовых балок. Они состоят из несущей металлоконструкции кузова, теплоизоляции, внутренней обшивки, окон, дверей внутреннего оборудования и санитарно-технических обустройств (отопления, вентиляции, водоснабжения), а также системы энергоснабжения и освещения вагона.

Металлоконструкция кузова некупейного спального вагона, модели 61-821 (рис. 29), состоит из рамы 9 со сплошной хребтовой балкой и металлическим настилом пола 14, боковых 2 и торцевых 5 стен и крыши 1. В боковых стенах 2 кузова предусмотрены проемы 3 для окон и проемы 12 для дверей, оборудованные подножками 11 и поручнями 13. Под полом кузова размещен ящик 8 для хранения постельного белья, бывшего в употреблении. На торцевых стенах кузова также имеются проемы 7 для перехода пассажиров из вагона в вагон при движении поезда, которые со стороны тамбура закрывают дверями. Снаружи по контуру проема 7 установлена металлическая рамка 6 для крепления на ней уплотнительного элемента (суфле) упругой переходной площадки. Для подъема на крышу на торцевой стене с котловой стороны вагона

-53-

установлена откидывающаяся лестница 4. Для соединения кузова с тележками предусмотрены пятники 10. Естественная вентиляция помещения вагона осуществляется через дефлекторы 15.

 

Рис. 29 Кузов пассажирского вагона с хребтовой балкой

 

Рама кузова (рис. 30) образована хребтовой балкой 10, двумя шкворневыми 11,двумя концевыми 6 и тремя поперечными балками, размещенными между шкворневыми. Хребтовая балка 10 состоит из трех частей: двух концевых – из швеллера № 30В с толщиной стенок 9.5 мм и средней – из швеллера № 30а с толщиной стенок 6.5 мм. Применение мощного в консолях и более легкого профиля в средней части хребтовой балки обусловлено тем,

что продольные усилия, возникающие в поезде, непосредственно воспринимаются консольными частями, а в средней – частично, так как здесь в восприятии этих сил участвуют боковые стены и крыша кузова. Швеллеры средней части хребтовой балки на всей своей длине связаны между собой поперечными диафрагмами 15, а по концам

-54-

 

они соединены задними 4 и передними 2 упорами автосцепки, объединенными с розеткой 1. Для ограничения перемещения тягового хомута вверх к хребтовой балке сверху приварены планки 17. К вертикальным стенкам швеллеров хребтовой балки на участках между упорами 2и 4 приклепаны планки 3,защищающие стенки швеллеров от истирания поглощающими аппаратами. На участке между задними упорами и шкворневыми балками хребтовая усилена листом 16 толщиной 10 мм.

 

Рис. 30 Рама пассажирского вагона с хребтовой балкой

 

Шкворневая балка сварная, коробчатого сечения. Она состоит из двух вертикальных листов 12 толщиной 8 мм, переменной высоты по длине, нижнего фигурного листа 11 толщиной 10 мм и верхнего горизонтального листа. К нижнему листу в пересечении с хребтовой балкой на болтах крепится пятник 5, а по бокам – скользуны. Зоны размещения скользунов шкворневой балки усилены двумя ребрами 13, а надпятниковая зона – крестовиной 14, диафрагмами 21 и ребрами 22.

 

 

-55-

Концевая балка 6 выполнена из двух швеллеров №30, соединенных в середине с хребтовой балкой ударной розеткой 1 автосцепки. С хребтовой балкой снизу она связана фигурным листом 9, имеющим отбортовку 18 высотой 58 мм. Для придания достаточной жесткости концевым балкам в местах постановки на них буферов упругих площадок эти зоны усилены ребрами 8, 19 и 20 и планкой 7.

Основные поперечные балки рамы выполнены из штампованных листов Г-образной формы переменной

высоты по длине толщиной 6 мм.

Настил пола 2 (рис. 31) в консольных частях изготовлен из гладкого листа толщиной 3 мм, а на участках между шкворневыми балками 3 – из гофрированного 4 толщиной 2 мм. Соединенные сваркой концевые 1, шкворневые 3, хребтовая, основные 8 и вспомогательные поперечные, а также боковые продольные 6 балки с настилом пола 2 и 4 и подкрепляющими его поперечными балками 5 и 13 образуют жесткую конструкцию, обеспечивающую необходимую прочность кузову при действии эксплуатационных нагрузок. К вспомогательным балкам относятся: балка 7 для крепления тормозного оборудования, 9 – для высоковольтного контакторного ящика и др. Поддерживающие пол балки 5 в средней части кузова выполнены из гнутых профилей высотой 65 мм и толщиной 3 мм, а в местах расположения тамбурных перегородок – из омегаобразных профилей 13 высотой 85 мм и толщиной 3 мм. Балки 11 для крепления котла изготовлены из зетобразных профилей высотой 85 мм и толщиной 3 мм, у продольной оси рамы они стыкуются с поддерживающими пол балками такого же профиля и размера, что и балки 5 (зет № 6.5). Пол в тамбурах покрыт гладким фигурным листом 12 с вырезами для размещения подножек. Пространство над подножками на уровне пола

-56-

перекрываются откидывающимися крышками.

 

 

Рис.31 Рама пассажирского вагона с настилом пола

 

Боковая стена (рис. 32) кузова состоит из гофрированных листов, подкрепленных с внутренней стороны каркасом – вертикальными стойками и продольными обвязками. Обшивка надоконного пояса 3 имеет толщину 2 мм, а подоконного 5 и межоконных простенков 4 – 2.5 мм.

 

 

-57-

Рис.32 Боковая стена кузова пассажирского вагона

 

Каркас стены образован набором стоек 2 (зет 55х65х40х3 мм) и продольной верхней 1 и нижней 6 обвязок, выполненных из зетобразных профилей размером

соответственно 70х50х20х3 и 100х75х65х3 мм. Дверные стойки сварные из двух зетобразных профилей № 6.5 и планок, образуя омегаобразный профиль размером 200х55х65х3 мм. По их высоте приварено по три коротких уголка, а над окнами к обшивке – по три зетобразных элемента для крепления деревянных брусьев.

Торцевая стена (рис. 33) котлового конца вагона изготовлена из двух крайних гофрированных листов 7 толщиной 2 мм и среднего наддверного листа толщиной 1.4 мм. По высоте стены обшивка с внутренней стороны подкреплена ребрами 8 толщиной 2 мм, кромки которых имеют отбортовку высотой 20 мм. Сверху листы 7 приварены к дуге 2 уголкового профиля 60х50х2 мм, снизу – к обвязке 10 толщиной 2 мм, а по краям – к обшивке, подкрепленной стойками 13 и 14 зетобразного профиля 55х40х30х3 мм, в зоне дверного проема торцевая стена усилена двумя мощными противоударными стойками 11 из двутавров № 26Б1. Стойки снизу приварены к концевой балке 9 рамы, а вверху – поперечной балке 6 (швеллер №

-58-

30), образуя конструкцию, обеспечивающую жесткую связь стен и крыши. К стойкам 11 приварена П-образная рамка для крепления резинового суфле упругой площадки. Она состоит из стоек 12 и балки 4. Над балкой 4 расположен элемент 3, на который крепится козырек суфле. Балки 3, 4 и 12 выполнены из зетобразных профилей толщиной 1,4 мм. Наружная полка профиля стоек 12 по высоте подкреплена ребрами 19. Емкости для хранения угля в вагоне образованы пространством между наружной обшивкой 7, специальным листом 17, приваренным со стороны тамбура к элементам 15 и 18 и листу 16, образующим дно. Для размещения сигнальных фонарей в стене предусмотрено три выреза 5, а для безопасности подъема на крышу – поручни 1.

Рис.33 Торцевая стена пассажирского вагона

-59-

Крыша (рис. 34) состоит из металлического каркаса,

обшитого снаружи в средней части гофрированными вдоль вагона листами 1 толщиной 2 мм, а по скатам – гладкими листами 2 толщиной 2 мм. Каркас крыши сварен из боковых продольных обвязок 4 уголкового профиля 56х56х3 мм и дуг 3 зетобразного профиля 45х65х40х2.5 мм. По концам продольные обвязки соединены с поперечными балками 6, выполненными из швеллера №30. Концевые дуги 5 изготовлены из гнутых уголков 60х50х2 мм. В крыше предусмотрены отверстия с усиливающими армировками для дефлекторов, а также армированные люки для монтажа и демонтажа котла отопления, калориферов, бака для воды и вентиляционного агрегата.

 

Рис. 34 Крыша кузова пассажирского вагона

-60-

Рама кузова изготовлена из низколегированной стали 09Г2Д, стойки стен и дуги – из углеродистой стали 20кп, обшивка стен и крыши, а также настил пола вместе с подкрепляющими его элементами – из углеродистой стали 15кп и отдельные ненесущие элементы кузова – из стали ВСт3кп.

Для обеспечения необходимой коррозионной стойкости кузова места прилегания к нему элементов покрывают токопроводящим грунтом. Стены, пол и крышу тщательно очищают от ржавчины, окалины и сварочных брызг, обезжиривают, просушивают и покрывают грунтовкой ФЛ-ОЗк. Зоны кузова, подвергающиеся в эксплуатации интенсивной коррозии (настил пола, подоконные пояса боковых стен), покрывают грунтом ВЛ-02 или ВЛ-08, а затем антикоррозонными мастиками № 213 или № 579.

Металлоконструкция кузова без хребтовой балки незначительно отличается от кузова рассмотренной конструкции, имеющей хребтовую балку. Особенности в основном заключаются в конструктивной схеме рамы и перераспределении металла по ее элементам. Исключив хребтовую балку из средней части рамы, сделано

необходимое усиление ее консольной части и боковых балок, а также связи между продольными боковыми балками в средней части. Поэтому в консольную часть рамы (рис. 35) дополнительно введены раскосы 3 и поперечные балки 2. Концевая 1 и шкворневая 4 балки сверху и снизу перекрыты листами толщиной 10 мм. Листы имеют вырезы, форма которых соответствует конфигурации элементов консольной части рамы. Боковые продольные балки 5 рамы усиленной конструкции – уголок 160х160х14 мм, а не зетобразный профиль 100х75х6.5 мм, как у кузова с хребтовой балкой. В средней части они дополнительно связаны поперечными балками 6. В зоне

-61-

подвески подвагонного оборудования эти балки выполнены из прокатного швеллера № 14, а в остальных местах – из штампованных корытообразных элементов размером 140х60х4 мм. Увеличена также жесткость и прочность настила гофрированного металлического пола в средней части рамы, причем гофры имеют более рациональную трапецеидальную, а не радиальную форму. Толщина листов 2.5 мм, а не 2 мм, как у кузова с хребтовой балкой. Укороченные хребтовые балки 7 и шкворневые балки 4 замкнутого коробчатого сечения, сварены из листов толщиной 10 мм и усилены диафрагмами в зоне их соединения. Концевые балки 1 сварены в форме швеллера из листов толщиной 10 мм, поперечные балки 2 и раскосы 3 сварены в форме двутавров из листов толщиной 8 и 10 мм, настил пола от концевых до шкворневых балок гладкий, из листов толщиной 3 мм. Материал металлоконструкции кузова – углеродистые и низколегированные стали, аналогичные сталям, применяемым для кузова с хребтовой балкой.

Рис. 35 Рама кузова пассажирского вагона без хребтовой балки

Вместе с тем в конструкции кузова имеются непринципиальные отличия. Обшивка стен его как над окнами, так и в межоконных простенках имеют толщину 2

 

-62-

мм. Под окнами она осталась, как и у вагонов с хребтовой балкой, толщиной 2.5 мм. Для большей жесткости боковой обшивки под окнами поставлен подкрепляющий продольный пояс. Обшивка крыши выполнена из гладких листов (1.5 мм в средней части и 2.5 мм – на скатах), что потребовало для обеспечения ее устойчивости введения продольных зетобразных подкрепляющих элементов.

Рассмотренные конструкции кузовов, строящихся из углеродистых и низколегированных сталей, обладают недостаточной коррозионной стойкостью металлоконструкции. Поэтому в начале 90-х годов была разработана и прошла опробацию новая модель 61-836 пассажирских вагонов с кузовами из низколегированных и легированных (нержавеющих) сталей. Нижний пояс кузова выполнен из нержавеющей стали 12Х13Г18Д (ДИ-61), а межоконные простенки и верхний пояс – из низколегированной стали 10ХНДП. Обшивка надоконного пояса боковой стены и крыши выполнена из листов толщиной 2 мм, межоконных простенков – из листов толщиной 2.5 мм, а подоконного (нижнего) пояса боковых стен и настила пояса – из листов толщиной 1.5 мм. Стойки и дуги каркаса изготовлены из зетобразных профилей толщиной 2 мм, верхняя обвязка боковой стены – из зетобразного профиля толщиной 3 мм, а нижняя обвязка – из специального профиля толщиной 5 мм. Эксплуатация кузовов с обшивкой из этих сталей показала высокую их коррозионную стойкость. Срок окупаемости вагонов от удорожания их строительства находится в пределах установленных нормами – 7 лет. Однако широкого распространения эта модель не получила и была снята с производства.

Новое поколение пассажирских вагонов постройки Тверского вагоностроительного завода для скоростей движения до 160 км/ч имеют универсальную конструкцию

-63-

кузова длиной 23.974 м, выполненного в виде несущей оболочки, подкрепленной каркасом стоек, поперечных балок и продольных связей, с применением низколегированных и углеродистых сталей. На основе базового кузова созданы купейные (61-820, 61-4179, 61-4186) и некупейный (61-4177), спальные вагоны, вагоны открытого типа с креслами для сидения (61-4178), вагон-салон (61-4167), вагон-бар (61-4166), багажный и др. Металлоконструкция кузова, защитные его покрытия, отделочные материалы, системы жизнеобеспечения, а так же пожарной безопасности в вагоне получили дальнейшее развитие, отвечающее требованиям по качеству международным стандартам качества серии ИСО-9001.

Рама этих кузовов выполнена с хребтовой балкой переменного сечения (рис. 36). В консольных частях 1 она состоит из двух швеллеров № 30В-1, а в средней части 5 – из одного двутавра № 30Б-2. Боковые балки 2 выполнены из уголка № 10, балки 3 для поддержания настила пола – из гнутых швеллеров 100х60х3 мм, а несущие поперечные балки 4 – их штампованных листов переменной высоты толщиной 6 мм.

 

Рис. 36 Рама кузова вагона нового поколения

 

-64=

Конструкция кузова также изменена. В ней поддерживающие настил пола балки 1 (рис. 37,б) перенесены с внутренней поверхности кузова (рис. 37,а) наружу, что обеспечивает лучшую его защиту от коррозионных повреждений и улучшает теплотехническую изоляцию пола благодаря сокращению переходных мостиков. Нижние обвязки 2 боковых стен выполнены из уголка 100х100х8 мм, который полностью открыт для нанесения антикоррозионных покрытий по всем его поверхностям, что способствует повышению надежности работы участка стыковки пола со стенами. Стойки 3 боковых стен совмещены с дугами 4 крыши и образуют единый шпангоут. В прежних конструкциях (61-425, 61-821

и 61-836) они были смещены друг относительно друга, что ухудшало работу каркаса кузова. Пол сделан плавающим, то есть с опорой деревянного настила на металлический через резиновые амортизаторы. Такая конструкция пола позволяет гасить вибрацию металлического пола и снижать шум внутри вагона.

 

-65-

Рис. 37. Схемы поперечного сечения кузова:

а) вагонов старого поколения;

б) вагонов нового поколения

Кузов вагона модели 61-4170 для скоростей движения до 200 км/ч отличаются от кузова вагона для скорости движения до 160 км/ч своей формой, линейными размерами, материалом и конструкцией рамы. Его длина 24,924 м, имеет обтекаемую форму и раму с более развитой консольной частью.

Рама (рис. 38) кузова имеет хребтовую балку переменного сечения: в консольной части 6 она выполнена из двух швеллеров № 30В-1, а в средней части 3 – из двух швеллеров № 14. Боковые балки 1 выполнены из неравнопрочных уголков № 14/9, а балка 2 для поддержания пола – из гнутых швеллеров 140х50х4 мм.

 

-66-

 

Средняя часть рамы благодаря такой конструкции лежит в одной плоскости, что благоприятствует более рациональному размещению оборудования в подвагонном пространстве. Консольные части рамы усилены двумя швеллерами 5 № 30 и поперечными балками 7. Шкворневая 4 и концевая балки типовые: соответственно замкнутого коробчатого сечения и швеллер № 30.

Рис. 38 Рама кузова скоростного вагона

 

Пол и боковые стены кузова выполнены из нержавеющей стали, причем боковые стены – двухслойные. Наружный слой выполнен из гладких листов толщиной 1 мм, а внутренний – из гофрированных листов толщиной 1.5 мм. Оба слоя листов сварены между собой контактной сваркой.

Проведенный комплекс работ по совершенствованию противокоррозионной защиты кузовов (пароструйное обезжиривание для подготовки поверхности

-67-

с одновременным фосфотированием кузовов, комплексное покрытие внутренних поверхностей эпоксидной грунтовкой и мастикой АБМ, принципиально новая для вагоностроения технология шпатлевочно-шлифовальных работ с использованием двухкомпонентной полиэфирной шпатлевки и быстросохнущей пентофталевой краски, использование водно-дисперсионных (акрилатных) красок различной цветовой гаммы) позволяет увеличить срок службы покрытия до 20 лет.

 

-68-

Список литературы

  1. Грузовые вагоны колеи 1520 мм железных дорог. Альбом-справочник. М.: ПКБ-ЦВ, 1998, 283 с.
  2. Егоров В.П. Устройство и эксплуатация пассажирских вагонов (для проводников). М.: УМК МПС, 1994, 335 с.
  3. Нормы для расчета и проектирования вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных). М.: ГосНИИВ-ВНИИЖТ, 1996, 319 с.
  4. Пастухов И.Ф., Пигунов В.В., Кошкалда Р.О. Конструкция вагонов. М.: Маршрут, 2004, 504 с.

 

-69-

 

 

Содержание

Введение………………………………………………………3 1.Классификация кузовов вагонов……………………….4 2.Рамы вагонов ……………………………………………..8 3.Платформы………………………………………………. 10 4. Конструкции специализированных платформ……..14 5. Кузова полувагонов……………………………………23 6. Конструкция специальных полувагонов…………….31 7. Крытые вагоны…………………………………………..32 8. Конструкция кузовов специализированных крытых вагонов……………………………………………………….41 9. Безрамные цистерны………………………………… 50 10. Кузова пассажирских вагонов……………………….52 Список литературы…………………………………………69    
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

-70-

Учебно-методическое издание

Филиппов Виктор Николаевич

Шмыров Юрий Алексеевич

Козлов Игорь Викторович

Курыкина Татьяна Георгиевна

 

 

Кузова вагонов. Общее устройство.

Методические указания к лабораторной работе по дисциплинам «Вагоны. Общий курс» и «Подвижной состав железных дорог»"

 

Подписано в печать Усл.-печ.л- Изд. №50-12 Заказ № Формат 60×84/16. Тираж 100 экз.

 

 

 

Типы несущих конструкций кузовов

 

 

 

Схема нагружения рамы в системе кузова

 

 

 

Универсальная четырехосная платформа с комбинированным настилом пола

 

 

 

Рама универсальной четырехосной платформы

 

 

Рама универсального четырехосного полувагона

 

 

 

Боковая стена универсального четырехосного полувагона

 

 

Универсальный крытый вагон

 

Рама универсального крытого вагона

 

 

 

Универсальный четырехосный полувагон с глухими торцевыми стенами

 

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2019-02-11 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: