Назначение кузова и рамы. Основные элементы рамы вагона

1.

ПЛАН ЛЕКЦИИ
1. Назначение кузова и рамы. Основные элементы рамы вагона.
Анализ функциональности реальной конструкции кузова
2. Кузов пассажирского вагона
3. Кузова и рамы грузовых крытых вагон
4. Кузов и рама полувагона
5. Кузов и рама универсальной платформы
6. Кузов цистерны
7. Думпкар
8. Транспортеры
9. Неисправность рам и кузовов
10. Основные направления совершенствования конструкции рам и
кузовов вагонов

2.

Кузов
является
основным
элементом
вагона. Он предназначен
для
размещения
пассажиров или грузов.
Конструкция
кузова
зависит от типа вагона.
Рама является одной из частей
вагона и служит основанием
кузова. На раме укреплено
автосцепное
и
тормозное
оборудование вагона. Сама она
через пятники опирается на
ходовые части и воспринимает
все виды нагрузок, действующие
на кузов. Рама должна обладать
достаточной
прочностью
и
жесткостью, быть проста по
конструкции,
надежна
в
эксплуатации,
доступна
для
технического осмотра, поэтому
она выполнена из наиболее
мощных
и
материалоемких
прокатных
профилей.
КУЗОВ
РАМА
ТОРМОЗНОЕ
ОБОРУДОВАНИЕ
АВТОСЦЕПНОЕ
ОБОРУДОВАНИЕ
ХОДОВЫЕ ЧАСТИ
У всех типов вагонов рама состоит из трех
основных несущих балок:
1. хребтовой;
2. боковых продольных;
3. набора поперечных:
• концевых;
• шкворневых;
• промежуточных поперечных.

3.

Схема рамы и кузова
вагона: 1 – шкворневые
балки; 2 – хребтовая балка;
3 – концевые поперечные
балки; 4 – промежуточная
поперечная балка; 5 –
продольная боковая балка;
Тс – продольные нагрузки; R
– реакция пути
Рама вагона - хоппера
Рама платформы

4.

Хребтовая балка служит для
крепления на ней
автосцепного и тормозного
оборудования. Ее
изготавливают из мощных
прокатных Z-образных,
швеллерных и
двутавровых профилей
Боковые продольные балки
рамы предназначены для
соединения боковых стен с
рамой.
Основные несущие поперечные балки связывают хребтовую балку с боковыми
стенами в единую конструкцию.
Концевые балки предназначены для восприятия части нагрузок от перевозимых грузов,
а также для установки и крепления угловых стоек стен
Шкворневые балки передают через пятник и скользуны на тележки все возникающие в
процессе движения статические и динамические усилия.
Промежуточные поперечные балки соединяют боковые стены с рамой. Они
воспринимают часть нагрузок действующих на раму.

5.

Передача продольных сил на
другие вагоны
КРЕПЛЕНИЕ АВТОСЦЕПНОГО
И ТОРМОЗНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Остальные
балки рамы
Сечения хребтовой балки
основных типов вагонов:
а – два зета № 31 и двутавр № 19;
б – два зета № 31;
в – два двутавра № 70; ПОЛУВАГОН
г – два швеллера № 30
Восприятие вертикальных сил
(реакция пути, вес вагона и груза)
ПЛАТФОРМА
КРЫТЫЙ ГРУЗОВОЙ;
ПОЛУВАГОН С
ГЛУХИМИ ПОЛОМ И
КУЗОВОМ
ПАССАЖИРСКИЕ
ЦМВ, РАМНЫЕ
ЦИСТЕРНЫ

6.

НАЗНАЧЕНИЕ
СОЕДИНИНИЕ БОКОВЫХ
СТЕН С РАМОЙ, СОЗДАНИЕ
ЕДИНОЙ КОНСТРУКЦИИ
РАМЫ ВАГОНА
ВОСПРИЯТИЕ
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ НАГРУЗОК
ТИП ВАГОНА
Швеллер , скругленный
уголок
Постоянное (переменное)
сечение

7.

СВЯЗЬ ХРЕБТОВОЙ БАЛКИ С БОКОВЫМИ
СТЕНАМИ И ХОДОВЫМИ ЧАСТЯМИ
ДЛЯ ВСЕХ
КОНЦЕВЫЕ
ТИПОВ ВАГОНОВ
ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ
ПОПЕРЕЧНЫЕ
ШКВОРНЕВЫЕ
КОЛИЧЕСТВО
ТИП ВАГОНА И ОСНОСТЬ
ДЛЯ БОЛЬШИНСТВА ТИПОВ ВАГОНОВ:
ПЕРЕМЕННАЯ ВЫСОТА ПОПЕРЕЧНЫХ БАЛОК

8.

ВОСПРИЯТИЕ ЧАСТИ
НАГРУЗОК ОТ ГРУЗОВ
НАЗНАЧЕНИЕ
УСТАНОВКА И КРЕПЛЕНИЕ
УГЛОВЫХ СТОЕК СТЕН
СЕЧЕНИЕ
П - ОБРАЗНОЕ (ШВЕЛЛЕРНОЕ);
СВАРНОЙ КОНСТРУКЦИИ – ЛИСТЫ
СТАЛИ 6-10 ММ ПЕРМЕННОЙ ВЫСОТЫ
В ПЕРЕСЕЧЕНИИ С
ХРЕБТОВОЙ –
НАДПЯТНИКОВОЙ
КОРОБКОЙ
УСИЛЕНЫ
ПЕРЕДАЧА НА ТЕЛЕЖКИ
ВСЕХ СТАТИЧЕСКИХ И
ДИНАМИЧЕСКИХ УСИЛИЙ
НАЗНАЧЕНИЕ
СЕЧЕНИЕ
ЗАМКНУТОЕ КОРОБЧАТОЕ
ПЕРЕМЕННОЙ ВЫСОТЫ
СЕЧЕНИЕ
СВАРНАЯ КОНСТРУКЦИЯ
ДВУТАВРОВОГО СЕЧЕНИЯ
ПЕРЕМЕННОЙ ВЫСОТЫ
НАЗНАЧЕНИЕ
СОЕДИНЕНИЕ БОКОВЫХ СТЕН
С РАМОЙ

9.

Конструкция
кузова
вагона
основные несущие
элементы
вспомогательные
несущие элементы
ненесущие
элементы
(функционального
назначения)
не участвуют в восприятии нагрузки, но
необходимы для перевозки пассажиров и
грузов
Участвуют в восприятии основных
эксплуатационных нагрузок;
образуют основную несущую
конструкцию
Участвуют в восприятии
только некоторых нагрузок
(полезная нагрузка, распор сыпучих
грузов и др.) и в передаче их на
основную несущую конструкцию
а – с несущей рамой
(платформы, транспортеры)
Основные типы несущих конструкций кузовов б – с несущими рамой и
боковыми стенами (полувагоны)
в – с несущими рамой,
боковыми стенами и крышей
(пассажирские ЦМВ
и крытые грузовые

10.

Кузова всех пассажирских вагонов выполнены в виде металлической коробки,
состоящей из рамы с полом, двух боковых и двух торцевых стен, крыши
и концевых перегородок, отделяющих тамбур от пассажирского помещения.
Конструкция кузова встречается двух вариантов:
1. с хребтовой балкой (в некупированных, мягких, почтовых и багажных вагонах постройки
отечественных заводов, а также в некупированных вагонах постройки Польши);
2. без хребтовой балки (в жестких купированных, мягких вагонах и вагонах-ресторанах
постройки заводов Германии и Венгрии).
Кузов имеет каркас,
образованный балками пола, стойками
боковых стен и дугами крыши.
Снаружи каркас покрыт стальным
листом толщиной 3 мм. Внутренняя
обшивка стен выполнена из деревоплиты толщиной 19 мм или из фанеры
толщиной 10 мм. Перегородки из плиты
толщиной 25 мм. Пол настилают
плитами толщиной 19 мм.
В стены, потолок и пол
пространства между металлическими
листами и внутренней обшивкой
закладывают теплоизоляцию пенополистирол.

11.

КАРКАС КРЫШИ: ДУГИ И
БОКОВАЯ ПРОДОЛЬНАЯ
ОБВЯЗКА
ПОКРЫТИЕ: ГЛАДКИЕ И
ГОФР. ЛИСТЫ
УСТАНОВЛЕНЫ:
ДЕФЛЕКТОРЫ
ВЕНТИЛЯЦИИ; ТРУБЫ
ОТОПЛЕНИЯ; ЛЮКИ ДЛЯ
МОНТАЖА
ОБОРУДОВАНИЯ
В СРЕДНЕЙ ЧАСТИ
РАМЫ НЕТ
ХРЕБТОВОЙ БАЛКИ
Боковые стены:
верхний и нижний
пояса;
Нижняя обвязка –
продольные балки
Расцепной
привод АС
Торцовая стена
крепится к
концевой балке и
угловым стойкам
В зоне дверного проема –
противоударные стойки,
приваренные к концевой и
поперечной балкам
Ударная
розетка
УСИЛЕНИЕ В
КОНСОЛЬНОЙ ЧАСТИ И
ПРОДОЛЬНЫХ БАЛОК
(КОНЦЕВАЯ,
ШКВОРНЕВАЯ И
ХРЕБТОВАЯ БАЛКИ
ПЕРЕКРЫТЫ ЛИСТАМИ
СТАЛИ)

12.

Рама вагона без хребтовой балки состоит из двух концевых швеллерных
балок 1, двух промежуточных поперечных балок 2, которые расположены под
перегородками, отделяющими тамбуры от остальной части вагона, двух
шкворневых балок 4, сваренных из стальных листов в виде замкнутой коробки,
двух коротких хребтовых балок 6 из швеллера, идущих от концевых балок до
шкворневых, системы раскосов 3 для передачи ударов от автосцепки и буферов на
продольные боковые балки. Продольные боковые балки 5 рамы служат
одновременно нижней обвязкой боковых стен кузова.
В средней части рамы между шкворневыми балками имеются поперечные
балки 7 коробчатого сечения, поддерживающие гофрированный металлический
пол. Некоторые из поперечных балок усилены для крепления подвагонного
оборудования генератора, аккумуляторных батарей, тормозных приборов и
прочего подвагонного оборудования

13.

РАМА ПАССАЖИРСКОГО ВАГОНА С ХРЕБТОВОЙ БАЛКОЙ
Рама кузова вагона с хребтовой балкой состоит из нескольких балок:
хребтовой 3, трех поперечных 7, двух шкворневых 4 и двух концевых 6.
Хребтовая балка выполнена из двух параллельно расположенных швеллеров № 30,
которые сварены по длине встык и связаны между собой диафрагмами жесткости 5,
отливками передних и задних упоров 2 и ударными розетками 1 автосцепных
устройств, листами усиления 9. Между швеллерами хребтовых балок в зоне
шкворневых балок установлены надпятники 8.

14.

КУЗОВ КРЫТОГО ВАГОНА
Устройство кузова универсального вагона модели 11-217 постройки
Алтайского вагоностроительного завода. Объем кузова 120 м
Крыша: дуги
и фрамуга
Трап
Верхняя
обвязка
Загрузочные люки
Промежуточные
стойки
Угловая
стойка
Шкворневые
стойки
Обезгруживающий люк
Пол: доски
Дверные стойки
Расцепной
привод АС
Концевая
балка
Усиление бок.
прод балки
Хребтовая
балка (два
Z)
Две основные
поперечные балки
Шкворневая
балка
Нижняя обвязка – продольная боковая рама

15.

16.

Крытый вагон для легковых автомобилей (вагонавтомобилевоз) имеет двухъярусный кузов с
торцевыми дверями складывающегося типа.
Вагон вмещает 8-10 автомобилей,
расположенных в два яруса. Автомобили
крепятся штатными колодками.
Крытый вагон для бумаги не имеет внутри кузова
выступающих частей на стенах и крыше,
оборудован устройствами для закрепления
рулонов от продольного перемещения и
наваливания их на двери.

17.

Крытый
вагон
для
перевозки
скота
имеет
вентиляционные отверстия в продольных стенах кузова или
специальные
люки.
В
таких
вагонах
обычно
предусмотрены служебные помещения. Вагоны для
перевозки скота оборудованы кормушками, корытами,
системой водоснабжения и фуражными полками для
кормления скота в дороге. Пол устраивается легко
поддающимся очистке, не впитывающим влагу, имеет
сливные отверстия.
Крытый вагон для холоднокатаной стали
снабжён кузовом с мощной несущей рамой, съёмными
кожухами - крышами для защиты груза от атмосферных
воздействий и внутренним оборудованием из подвижных и
стационарных ложементов, стоек и упорных балок для
крепления рулонов и пачек листовой стали.

18.

Кузов универсального 8-осного полувагона модели 12-124 УВЗ
Металлическая обшивка с корытообр. выштамповками
Верхняя обвязка кузова
Наружные и
внутренние
лестницы
Угловая
стойка и
двери
Шкворневая стойка
Разгрузочный люк
Хребтовая балка
Концевая балка,
ударная розетка,
расцепной
привод АС
Основная попер. балка
Шкворневая
балка

19.

Размеры пола для стандартной платформы: 2870х13300мм, площадь 36.8 м2.
Полезная грузоподъемность: 60-75 тонн. Максимальная высота груза - 2600мм
(высота вместе с платформой до 4м), при негабаритности - до 3900мм (до 5,3м)
8 продольных боковых бортов
Деревянный и металлический пол
Торцовый борт
Кронштейны
– опора
торцовых
бортов
Клиновые
запоры
Вспом. прод. балка
Хребтовая балка (два двутавра)
Боковая продольная балка
Концевая балка, ударная розетка АС

20.

Восьмиосная цистерна для перевозки светлых нефтепродуктов
Котел является цельнонесущей конструкцией
Котел: 2 обечайки
и 2 эллиптических
днища
Наклонный
элемент
днища
Два люка
Шпангоут
для
жесткости
Ребра –
опора на
шкв.
Боковой элемент
рамы (связь
концевой и
шкворневой
балок)
Шкворневая балка
Хребтовая балка
Концевая балка, упоры АС
Два сливных прибора

21.

ПЛОЩАДОЧНЫЙ ТРАНСПОРТЕР
Площадочные транспортеры - одни из самых распространенных при перевозке по
Железной дороге негабаритных и тяжеловесных грузов
Предназначены для перевозки грузов, габариты которых делают перевозку
или более дорогой или невозможной по железной дороге.
Такие транспортёры имеют пониженную погрузочную площадку
благодаря изогнутой форме главной балки, что позволяет понизить индекс
негабаритности груза и соответственно стоимость перевозки по железной дороге.
Транспортеры площадочного типа бывают 4-, 8-, 16-осные
грузоподъемностью 66, 100, 110, 120, 200, 220 тонн.
Существенный недостаток - длина площадки ограничена, что не всегда
позволяет разместить длинные грузы.

22.

предназначен для перевозки грузов круглой или квадратной формы, высота
которых не позволяет перевозить их на обычных платформах. Кузова
транспортеров колодцеобразного типа имеют главную несущую балку,
состоящую из двух боковых продольных элементов, между которыми в средней
части расположен колодец, позволяющий разместить выступающую часть
груза. Колодец позволяет существенно понизить индекс негабаритности груза.
Транспортеры колодцевого типа бывают 4-, 6-, 8-осные грузоподъемностью 52,
61, 80, 110 тонн. Погрузка грузов в колодцевые транспортеры ограничена
внутренним размером колодца.

23.

Используются для перевозки длинномерных грузов и представляют собой
несколько
транспортеров-сцепов, соединенных между собой. Транспортеры
сцепного типа бывают 8-, 12-, 16-, 24- и 32-осные грузоподъемностью 120, 240, 340,
480 тонн. Каждый сцеп имеет сменные опоры-турникеты, служащие для укладки
груза. При полном использовании 32-осного транспортера для перевозки груза
массой до 480 т сменные опоры снимают и закрепляют в специально
предусмотренных местах на надтележечных балках транспортера. В этом случае груз
располагают на стационарных опорах, установленных посередине несущих балок.
Опоры могут поворачиваться относительно вертикальной оси, а одна из них, кроме
того, поступательно перемещаться вдоль продольной оси транспортера.
Такая подвижность опор обеспечивает свободное прохождение транспортера с
грузом кривых участков пути радиусом до 150 м.

24.

Предназначены для перевозки сверхнегабаритных грузов: мощных силовых
трансформаторов и статоров крупных электрогенераторов, а также других
крупногабаритных и тяжеловесных грузов, но с использованием специальных
вспомогательных приспособлений. Транспортер имеет две консоли, опирающиеся
через систему балок на ходовые части. Перевозимый груз подвешивается между
консолями транспортера и соединяется с ними валиками. Под действием
собственного веса груз защемляется между верхними частями консолей и
участвует в работе конструкции транспортера как несущий элемент.
Грузоподъемность 16-, 20-, 28- и 32-осного транспортеров равна соответственно
220, 300, 400 и 500 т.

25.

Наиболее распространенными неисправностями
рам грузовых вагонов является образование в
них различных трещин и надрывов.
Трещины обычно встречаются в местах
соединения ударной розетки и концевой балки,
на хребтовой балке в местах расположения
передних и задних упоров автосцепного
устройства и между ними, в сварных швах,
соединяющих шкворневую и хребтовую балки..
Образованию трещин и изломов в хребтовой балке
часто предшествует вертикальный её прогиб

26.

27.

28.

1. Укажите назначение кузова вагона.
2. Поясните назначение рамы вагона.
3. Постройте блок-схему и кинематическую схему передачи нагрузок от вагона на
путь (ходовая часть – укрупнено).
4. Назовите основные элементы рамы вагона. Какая балка рамы испытывает
наибольшие нагрузки?
5. Поясните назначение хребтовой балки. Какого сечения она выполняется?
6. Для какой цели служат продольные боковые балки? Какого сечения их
выполняют?
7. Назовите основные несущие поперечные балки рамы.
8. Поясните назначение концевых балок, укажите особенности их конструкции.
9. Поясните назначение и конструкцию шкворневых балок. Каким образом
увеличивается их прочность в месте соединения с ходовыми частями?
10. Поясните назначение промежуточных поперечных балок. Чем определяется их
количество в раме вагона?
11. Поясните, как классифицируются основные элементы конструкции по
функциональности (несущей способности).
12. Какие типы несущих конструкций и рамы вы знаете? Для каких типов вагонов
они характерны?
13. С какой целью поперечные балки выполняются различного сечения?

29.

14. Изучите лекционный материал и учебную литературу и самостоятельно
оформите сводную таблицу (табл. 4.1)
15. Назовите основные типы транспортеров, поясните особенности их
конструкции и применения.
16. Назовите основные неисправности кузовов и рам вагонов.
17. Укажите основные требования ПТЭ железных дорог к кузовам и рамам
вагонов.
18. Назовите основные направления совершенствования конструкции кузовов
и рам вагонов различных типов (моделей).
Таблица 4.1
Примечание. Необходимо указать наличие, количество балок рамы; особенности их
конструкции.
№ п.п.
Тип вагона
1
Пасс.
2
Крытый груз.
3
Полувагон
4
Платформа
5
Цистерна
Модель
вагона
Несущие
элементы
Хребто-вая
балка
Рама вагона
Попереч
Шкворневая
ная
балка
балка
Продольная
балка
Основные
особенности
кузова