Устройство кузова вагона электропоезда серии ЭД

 

Кузов вагона - цельнометаллическая несущая конструкция, собранная из продольных и поперечных элементов жёсткости, перекрытых стальными тонкостенными гофрированными листами. Кузов представляет собой замкнутую оболочку с оконными и дверными проемами в боковых стенах и дверными проемами в концевых стенах.

 

Рис.7. Кузов

 

Несущая способность кузова, его способность воспринимать все усилия, возникающие во время эксплуатации вагона обеспечивается набором продольных и поперечных элементов жесткости.

Продольные элементы жёсткости:

- боковые балки рамы;

- верхние обвязочные угольники боковых стен;

- гофры на боковых стенах и крыше.

Поперечные элементы жёсткости:

- стойки боковых стен;

- дуги крыши;

- поперечные балки рамы кузова.

Продольные и поперечные элементы жёсткости объединены в единую конструкцию, которая обеспечивает одновременную работу всех элементов кузова, включая гофрированную обшивку и принимают нагрузки, возникающие при движении вагона.

 

Основные элементы кузова вагона

 

Большинство деталей и узлов вагона унифицировано и выполнено из штампованных или катаных профилей. Для изготовления их применяют углеродистые и низколегированные стали.

Несущие конструкции кузовов всех типов вагонов идентичны. Кузова вагонов отличаются наличием узлов и деталей, предназначенных для размещения оборудования, функционально определенного для данного типа вагона. Так головные вагоны отличаются наличием кабины машиниста.

Конструктивно, для обеспечения технологического процесса производства, каждый тип кузова изготавливается из следующих основных узлов:

- рама;

- боковина правая;

- боковина левая;

- стена лобовая;

- стена торцовая;

- крыша;

- пол металлический.

Электропоезда приспособлены для эксплуатации на участках как с высокими, так и с низкими платформами. Подножки каждого дверного проёма прикрыты входными дверями. А нижняя ступенька сделана съёмной и прикреплена к кузову болтами. При эксплуатации на участках с высокими платформами подножки закрывают сверху специальными мостками (фартуками).

Если электропоезд эксплуатируется на участках с низкими платформами, мостки снимают и хранят в шкафах прицепных вагонов.

Для подъёма на крышу на моторных вагонах предусмотрены складные лестницы, запирающиеся замками.

Для защиты стальной обшивки вагона от коррозии поверхность кузова грунтуют и окрашивают. На лобовую стену головного вагона и боковые стены всех вагонов наносят необходимые надписи и знаки.

Примечание: Для обеспечения безопасности людей и защиты их от поражения электрическим током кузова вагонов соединены гибкими перемычками с рамами тележек. Рамы тележек перемычками соединены через корпус буксы с колёсной парой.

 

Рама кузова

 

Рама кузова является основным несущим элементом, воспринимающим и передающим на остальные части кузова продольные усилия тяги и торможения во время движения вагона, вертикальные нагрузки от тары и брутто вагона, динамические вертикальные нагрузки. Источниками этих усилий являются:

- нагрузки от собственного веса кузова, различного оборудования, установленного на нем;

- нагрузки от веса пассажиров;

- нагрузки от тяговых усилий;

- нагрузки от давления ветра;

- нагрузки от центробежной силы при движении по кривым участкам пути;

- усилия при аварийном соударении вагонов.

Все вертикальные нагрузки рама кузова передает тележкам, на которые она опирается через боковые опоры.

Рама является основным элементом, на который опираются боковые и концевые стены кузова, размещается металлический пол и подвагонное оборудование.

Рис.8. Рама кузова моторного вагона

Рама состоит из ряда продольных и поперечных элементов, соединенных между собой электросваркой. Она имеет короткие хребтовые балки по концам рамы между буферными брусьями и шкворневыми балками.

Хребтовая балка сварная, коробчатого сечения и выполнена из стальных листов. Хребтовая балка служит для установки поглощающего аппарата автосцепки.

Рис.9. Устройство хребтовой балки

В силовую структуру средней части рамы входят две шкворневые балки, служащие для соединения рамы с тележками. Над тележками расположены консольные части рамы, с внешней стороны замкнутые буферными брусьями. От средней части рамы их отделяют шкворневые балки. В средней части наружной стенки буферного бруса установлена розетка автосцепки. Сварные хребтовые балки соединяют буферные брусья со шкворневыми балками. Внутри хребтовых балок установлены поглощающие аппараты автосцепок с тяговыми хомутами. На шкворневой балке расположено устройство, соединяющее раму кузова с тележкой, и верхние скользуны, которыми кузов опирается на тележку.

Рис.10. Устройство шкворневой балки

Шкворневая балка коробчатого сечения служит для установки двух верхних боковых скользунов и шкворня, а на рамах прицепных вагонов – верхнего пятника. Примерно от середины каждой шкворневой балки под углом 45 ^° к осевой линии вагона отходят два раскоса, служащие для передачи тяговых и тормозных усилий к боковым продольным балкам. Между шкворневыми балками расположены поперечные балки из швеллера. Две крайние балки связывают между собой концы раскосов. Поперечные балки служат для придания жесткости всей рамы. К ним приварены балки и кронштейны для крепления электрической и пневматической аппаратуры. Концы шкворневых и поперечных балок связаны между собой двумя боковыми продольными балками, проходящими почти по всей длине рамы вагона, прерываясь в местах установки подножек.

Все детали рамы вагона изготавливаются из горячекатаного проката углеродистых сталей обыкновенного качества по ГОСТ 380, проката сортового из углеродистых качественных конструкционных сталей по ГОСТ 1050. Для наиболее нагруженных элементов рамы кузова – хребтовых балок, шкворневых балок, раскосов, поперечных балок применяется прокат из стали повышенной прочности низколегированной стали марки 09Г2 по ГОСТ 19281.

Рис.11. Рама кузова прицепного вагона

Рис.12. Консоль рамы кузова прицепного вагона

По несущей конструкции рамы головных, моторных и прицепных вагонов идентичны и отличаются набором вспомогательных узлов и деталей, предназначенных для компоновки различного оборудования вагона.

Рис.13. Рама кузова головного вагона

Рис.14. Устройство передней консоли рамы кузова головного вагона

Передняя консоль головного вагона конструктивно имеет отличия, т.к. она служит для размещения кабины машиниста, должна быть рассчитана на восприятие продольного усилия 250 тс и обеспечить установку автосцепки СА-3 на высоте от головки рельсов 1060 ± 20 мм, в отличии от промежуточных консолей, обеспечивающих высоту автосцепки от уровня головок рельсов 1132 ± 20 мм.

Все элементы рамы накрываются металлическим настилом пола. Металлический пол в поперечном сечении кузова собран из двух типов стальных гофрированных листов толщиной 1,8 мм. Центральные листы пола шириной 1060 мм имеют пять гофров высотой 29,8 мм, два боковых листа имеют желоба, которые в дальнейшем служат для прокладки на вагоне с одной стороны высоковольтных, с другой стороны низковольтных кабелей электрооборудования вагона. В полу выполнены отверстия для коробов системы электрооборудования и трубопроводов. На гофрированные листы металлического пола привариваются кронштейны для крепления брусков деревянной обрешетки пола. Металлический пол является одним из несущих элементов кузова, так как его листы придают всей конструкции кузова значительную жесткость.

 

Стены кузова

 

Лобовая и торцовая стены кузовов моторных и прицепных вагонов, а также торцовые стены головных вагонов, представляют собой каркас из швеллеров №18, обшитый стальными гофрированными листами толщиной 2 мм. Для обеспечения сквозного прохода по поезду в средней части торцовой стены имеется дверной проём для двери переходной площадки. Лобовая стена головного вагона служит для размещения кабины машиниста.

Рис.15. Цельнометаллический кузов вагона

Боковая стена кузова вагона представляет собой одно целое в конструктивном и технологическом отношениях.

Боковые стены состоят из верхнего обвязочного угольника, вертикальных межоконных Z – образных стоек, горизонтального подоконного омегообразного (Ω) профиля и обшивки, в свою очередь состоящей из верхних межоконных и нижних подоконных гофрированных листов толщиной 2,5 мм. Вертикальные стойки опираются на боковые продольные балки рамы. Продольные гофры боковых стенок исполняют роль элементов жесткости. На боковинах моторных вагонов выполняются отверстия для установки жалюзи системы охлаждения тяговых двигателей, а на боковинах прицепных вагонов – отверстия для установки жалюзи системы охлаждения преобразователей.

Наружная обшивка боковых стен вагона имеет восемь продольных гофров, придающих конструкции стены необходимую жесткость. Специальные штампованные межоконные листы образуют простенки между окнами. Концы листов обхватывают оконные проемы сверху и снизу.

Листы наружной обшивки боковой стены кузова вагона имеют толщину 2 мм для надоконного пояса и 2,5 мм для остальных частей. Подоконный лист кузова вагона выполнен с равномерным изгибом в нижний части, которым он прилегает к боковым продольным балкам рамы. Этот изгиб придает сечению кузова плавное очертание и улучшает внешний вид вагона.

Концевые стены кузова вагона делятся на лобовые (за ними расположены кабины машиниста) и торцевые.

Лобовая и торцевая стены кузовов моторных и прицепных вагонов, а также торцевая стена головного вагона, представляет собой каркас из швеллеров №18, обшитый стальными гофрированными листами толщиной 2 мм. В средней части этих стен имеется дверной проем для обеспечения сквозного прохода по поезду. С наружной стороны кузова дверной проем обрамлен металлическим шатром, служащим основанием для крепления резиновых баллонов переходных площадок. С внутренней стороны на торцевых и лобовых стенках с обеих сторон от дверного проема на кузовах монтируются каркасы шкафов, предназначенных для размещения электрического и пневматического оборудования вагонов.

Внутри боковых стен кузова смонтирована обрешётка из вертикальных деревянных стоек, которые под окнами соединены брусками. К металлическим дугам крыши прикреплены деревянные дуги потолка, а в ячейки обрешётки потолка уложены теплоизоляционные пакеты из стекловолокна «URSA» (ТУ 5763-002-0028.7697-97), завернутого в полиэтиленовую пленку Тс(ГОСТ 10354-82).

Рис.16. Внутренняя обшивка стен кузова

Внутренняя обшивка вагонов выполнена из древесных плит, обклеенных многослойными стеклопластиковыми панелями. Стыки плит перекрыты алюминиевыми профилями. Обшивка прикреплена к деревянной обрешётке шурупами. Стеклопластик трудногорючий. Центральные потолочные панели выполнены из металла, окрашенного порошковой эмалью с учетом цветового решения. В средней части потолка вдоль вагона проходит центральный вентиляционный канал, по обе стороны которого (над диванами) расположены два жёлоба, в которых располагаются лампы освещения вагона.

Рис.17. Покрытие пола и обшивка потолка

Крепление наличников окон к боковым панелям, декоративных панелей по стыку бортовых оконных панелей осуществляется с помощью металлических зацепов.

Поперечные стены, перегородки, стены туалетных помещений и полочки тамбуров выполнены из столярных плит толщиной 19 и 25 мм, облицованных многослойными стеклопластиковыми панелями.

Оконные коробки крепят к вертикальным стойкам боковых стен кузова. В окна пассажирского салона вставлены стеклопакеты.

Стеклопакет состоит из двух закалённых стёкол, установленных на алюминиевом профиле, который заполнен селикогелем. Снаружи по периметру стеклопакет опрессован герметиком. Такая конструкция стеклопакета обеспечивает герметичность и предотвращает образование конденсата между стёклами.

 

 

Крыша и пол салона

 

Цельнометаллическая крыша состоит из равномерно расположенных стальных дуг, обшитых гофрированными листами. Гофры расположены в продольном направлении и придают конструкции необходимую жёсткость.

Рис.18. Цельнометаллическая крыша кузова

Каркас крыши сварен из стальных дуг, согнутых из зетобразных профилей. Каркас крыши обшивают сверху стальными листами, имеющими 12 продольных гофров. Применение гофров придает всей конструкции крыши жесткости вдоль оси вагона, значительно упрощает изготовление и сборку кузовов. Толщина листов обшивки крыши равна 2 мм. Крепление крыши к кузову производят прерывистыми электродуговыми сварными швами. Место соединения крыши с боковыми стенами перекрывают водосточным карнизом, предохраняющим от попадания влаги внутрь вагона.

К крыше моторного вагона приварены тумбы для установки токоприемников, стойки для мостиков и установки крышевого электрооборудования. Кроме того, в крыше над боковыми входными дверями имеются прямоугольные отверстия, в которых вварены жалюзи для забора воздуха в систему обеспечения микроклимата пассажирских салонов. Кроме того, на крыше головного вагона со стороны кабины машиниста устанавливаются дополнительные воздухозаборники с жалюзи для забора воздуха в системе обеспечения микроклимата кабины машиниста.

Пол салона выполнен из столярных плит, уложенных на обрешетки из деревянных брусьев, которые крепятся к металлическому гофрированному полу кузова.

Рис.19. Металлический гофрированный пол кузова

Ячейки между брусьями заполнены теплоизоляционными пакетами. Столярные плиты пола покрыты поливинилхлоридным линолеумом фирмы Polyflor Voyager или другим трудно-горючим линолеумом.

Для доступа к желобам с электрожгутами в полу имеются люки, расположенные под диванами вдоль боковых стен. В полу каждого вагона имеются люки для доступа к шкворням. Кроме того, в полу кузова моторного вагона имеются люки для осмотра тяговых двигателей.