пассажирский вагон купейного типа

Формула изобретения

Пассажирский вагон купейного типа, сварной кузов которого образован несущей рамой, включающей хребтовую и две шкворневые балки, каждая из которых оборудована по оси подпятником и двумя скользунами по бокам, а по торцам несущая рама оборудована концевыми балками, соединенными с хребтовой балкой розетками автосцепки, отличающийся тем, что хребтовая балка выполнена двухстороннего вильчатого типа переменного сечения, в средней части между шкворневыми балками она выполнена из одного двутавра, сочлененного с выступающими за шкворневые балки и жестко связанными с ней двумя швеллерами, замкнутыми на концевых балках консольных частей несущей рамы, а по бокам несущая рама оборудована швеллерами, на которые опираются балки поперечного набора несущей рамы, жестко связанные с хребтовой балкой переменного сечения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к пассажирским вагонам спального типа, предназначенным для перевозки пассажиров на дальние расстояния.

Известен пассажирский вагон разработки фирмы "The Budd Co Troy, Mich", защищенный патентом DE N 29433668 С2, В 61 F 1/100. Торцовая нижняя рама железнодорожного вагона. Все элементы рамы выполнены, в основном, из проката коробчатого, швеллерного, уголкового типа с утолщенными стенками, что перетяжеляет кузов вагона и может быть отнесено к недостаткам аналога.

Известен пассажирский вагон разработки фирмы "Вагонбау Аммендорф" (Германия), у которого нижняя рама защищена патентом DE N 4041562 С2.

Рама перетяжелена, расчетная схема не позволяет удлинять вагон для перевозки дополнительных пассажиров, что может быть отнесено к недостаткам аналога.

Известен пассажирский вагон, защищенный патентном Российской Федерации RU N 2096215 С1, В 61 F 1/100. Нижняя рама единицы подвижного состава. Рама содержит боковые продольные балки уголкового сечения и поперечные П-образные балки.

Использование в раме технологических прогибов для компенсации допусков длины не позволяет перегружать вагон, что может быть отнесено к недостаткам аналога.

Прототипом изобретения является пассажирский купейный вагон модели 61-820К АО ТВЗ (Тверской вагоностроительный завод, РФ).

Пассажирский купейный вагон модели 61-820К, созданный АО ТВЗ, предназначен для перевозок пассажиров по магистральным путям колеи 1520 мм.

Кузов прототипа представляет собой цельнонесущую, цельнометаллическую конструкцию, состоящую из конструктивно-технологических боков. Основным несущим элементом кузова является рама, к боковым продольным и концевым (буферным) балкам которой укрепляются боковые и торцевые стенки. Внутри кузов снабжается перегородками. Сверху конструкция закрывается крышей, прочно соединенной с боковыми и торцевыми стенами. Основным несущим элементом рамы является неразрезная хребтовая балка. Для обеспечения необходимой жесткости и прочности стен и крыши в них включают продольные и поперечные подкрепляющие элементы. Основные поперечные элементы рамы, боковых стен и крыши расположены в одной плоскости, образуя контуры типа шпангоутов, что вместе с продольными элементами-стрингерами создает прочный каркас кузова, который обшивается снаружи металлическими листами.

Рама кузова прототипа состоит из хребтовой балки, двух шкворневых, двух концевых (буферных) и трех поперечных промежуточных балок, расположенных между шкворневыми.

Хребтовая балка выполнена из двух швеллеров N 30, которые в средней части, по всей своей длине связаны между собой поперечными диафрагмами, по концам они соединены задними и передними упорами автосцепки, объединенными с розеткой. С целью ограничения перемещения тягового хомута вверх к хребтовой балке сверху приварены планки, а между упорами к вертикальным стенкам швеллеров установлены планки, защищающие от истирания швеллера поглощающими аппаратами. На участках между задними упорами и шкворневыми балками хребтовая балка усилена приварными листами.

Шкворневая балка сварная, коробчатого сечения, состоит из двух вертикальных, нижнего и верхнего горизонтальных листов. Причем ближе к концам шкворневые балки уменьшаются в размерах. В пересечении с хребтовой балкой к нижним листам шкворневых балок на болтах крепятся пятники, а по бокам - скользуны, в зоне размещения которых вварены усиливающие ребра. Надпятниковые зоны укреплены крестовинами, диафрагмами и ребрами. Каждая из концевых балок выполнена из двух швеллеров N 30, соединенных с хребтовой балкой ударной розеткой автосцепки, а внизу они связаны фигурным листом, имеющим отбортовку. В местах постановки буферных комплектов эти зоны усилены ребрами жесткости и планками.

Описанная конструкция рамы кузова является сложной конструкцией, рассчитанной на перевозку 36 пассажиров, размещенных в 9-ти четырехместных купе.

Увеличение числа перевозимых пассажиров до 40 человек, а в экстремальных условиях до 60 человек повлечет за собой удлинение вагона для размещения 10-ти купе и перетяжеление рамы вагона, что исключает возможность использовать силовую схему рамы кузова прототипа и может быть отнесено к его недостаткам.

Целью изобретения является, во-первых, удлинить базу вагона на 2000 мм, что позволит разместить в нем 10 четырехместных купе, допускающих их перегрузку, во-вторых, упростить конструкцию основного несущего элемента кузова-рамы с хребтовой балкой облегченного типа.

Эта цель достигается тем, что хребтовая балка выполняется разрезной, переменного сечения, из одного профиля между шкворневыми балками и двух профилей, просекающих шкворневые балки, а продольная обвязка рамы выполнена из усиленного швеллерного профиля.

Сущность изобретения заключается в том, что для построения несущей рамы кузова пассажирского вагона, удлиненного на 2000 мм для размещения дополнительного 4-местного купе, обеспечивающего перевозку не менее 40 пассажиров, используется комбинированная схема несущей рамы, применяемая как в конструкциях без хребтовой балки, так и в конструкциях с хребтовой балкой. При этом хребтовая балка выполняется двухстороннего вильчатого типа переменного сечения, в средней части между шкворневыми балками, без контакта с ними, она выполнена из одного двутавра, преимущественно N 30, сочлененного с выступающими за шкворневые балки жестко связанными с ней двумя швеллерами, преимущественно N 30, замкнутыми на концевых балках консольных частей несущей рамы, а по бокам несущая рама оборудована швеллерами, на которые опираются шкворневые балки и швеллерного типа балки поперечного набора несущей рамы, жестко связанные с хребтовой балкой переменного сечения и соединительными планками ее составных частей.

Технический результат, достигаемый использованием изобретения, позволяет обеспечить необходимую жесткость кузова вагона при увеличении базы вагона с 17 до 19 м и длины с 24 до 27 м, при этом использование хребтовой балки переменного сечения позволяет уменьшить ее массу до 400 кг по сравнению с типовым решением.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

на фиг. 1 изображен пассажирский вагон купейного типа;

на фиг. 2 - несущая рама кузова (план);

на фиг. 3 - шкворневая балка (изометрия).

Пассажирский вагон купейного типа 1 (фиг.1) содержит ходовую часть 2, состоящую из двух тележек типа ТВЗ-ЦНИИМ с улучшенной плавностью хода. Сварной корпус 3 разработан из расчета размещения в нем 10-ти четырехместных купе для перевозки 40 пассажиров, а в экстремальных условиях - до 60.

Сварной корпус 3 представляет собой замкнутую тонкостенную оболочку, подкрепленную набором балок, стоек и дуг крыши.

Основным элементом сварного корпуса 3 является несущая рама 4 хребтового типа, которая состоит из хребтовой 5 (фиг. 2), двух шкворневых 6, двух концевых 7 и поперечных балок 8, размещенных по всей длине несущей рамы 4. Хребтовая балка 5 выполнена переменного сечения. В консольной части несущей рамы 4 хребтовая балка 5 имеет сечение, состоящее из двух горячекатаных швеллеров N 30. Они выступают за шкворневую балку 6. Между шкворневыми балками 6, не соприкасаясь с ними, по оси несущей рамы 4 размещена осевая часть хребтовой балки 5, выполненная из одного двутавра N 30. После соединения составных частей хребтовой балки 5 при помощи горизонтальных планок 7 она приобретает форму двухсторонней вилки. Наличие поперечных балок 8, 9, 10, связывающих элементы шкворневой балки 5 и опирающихся на боковые швеллера 11 и 12, обеспечивают создание жесткой системы несущей рамы 4. Против поглощающих аппаратов 13 установлены дополнительные балки 14 и 15, а торцы хребтовой балки 5 на концевой балке оборудованы упорами автосцепки 16, объединенными розеткой 17.

Шкворневая балка 6 выполнена разрезной. Концы ее составных частей 18 и 19 связаны сваркой с хребтовой балкой 5 и боковыми швеллерами 11 и 12, а по низу она скреплена с ними продольным листом 20, на котором закреплены пятник 21 и два скользуна 22. Палуба несущей рамы 4 накрыта гофрированными листами 23, включенными в общую жесткость и прочность сварного кузова 3.

Основными нагрузками, воспринимаемыми сварным кузовом 3 пассажирского вагона 1, в эксплуатации являются:

вертикальная - от действия собственной силы тяжести кузова и пассажиров с багажом, включая динамические усилия от колебаний на рессорах;

боковые горизонтальные - от действия центробежной силы и давления ветра;

продольные - возникающие во время движения поезда в автосцепках при соударении вагонов между собой и локомотивом.

Кузов 3 пассажирского вагона купейного типа 1 рассчитан на наиболее невыгодное возможное сочетание одновременно действующих в эксплуатации сил.

Описанное изобретение включено в техническую документацию, разработанную АО "КВСЗ" для создания пассажирского вагона, мод. 61-779, опытный образец которого будет изготовлен в III квартале 2001 года.