RU2193499C2 - Connection of frame longitudinal beam with car body side wall members - Google Patents

Abstract

FIELD: railway transport. SUBSTANCE: proposed connection of car body side wall with frame is provided with shaped connecting member including horizontal web and vertical support forming J-shaped section 1 whose horizontal web is connected with vertical support at angle of 90 <180 > without rounded radius and vertical support, in its lower part, has inner rounded radius R= 40-55 mm. Surface of vertical support is extension of sheathing 2 of body side wall 3. Section 1 is made by not forging method from structural steels or from corrosion-resistant steels. EFFECT: improved reliability. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к конструкции кузова вагона, в частности к конструкции продольной балки рамы и соединению ее со стойками и наружной обшивкой боковой стены. The invention relates to railway transport, and in particular to the design of the car body, in particular to the design of the longitudinal beam of the frame and its connection with the uprights and the outer skin of the side wall.

Известны различные варианты соединения боковой стены кузова вагона с рамой (См. источники информации 1-8), целью разработки которых является повышение прочности и коррозионной стойкости этого узла. There are various options for connecting the side wall of the car body with the frame (see sources of information 1-8), the purpose of which is to increase the strength and corrosion resistance of this site.

Они отличаются тем, что включают в себя дополнительные соединительные элементы, а в стойках предусмотрены вырезы для профиля (См. источники информации 1-3), что более трудоемко, чем предлагаемый вариант. They differ in that they include additional connecting elements, and cutouts for the profile are provided in the racks (See information sources 1-3), which is more time-consuming than the proposed option.

Для рам вагонов чаще всего используются гнутые профили, при этом, как правило, вводятся дополнительные элементы и компенсаторы (См. источники информации 4-6). For car frames, bent profiles are most often used, while, as a rule, additional elements and compensators are introduced (See information sources 4-6).

Недостатком таких соединений является то, что с гнутым профилем невозможно добиться плотных соединений, что влечет за собой снижение несущей способности и значительное увеличение объема сварочных работ. The disadvantage of such joints is that it is impossible to achieve tight joints with a bent profile, which entails a decrease in bearing capacity and a significant increase in the volume of welding work.

Наиболее хорошо известна конструкция боковой обвязки рамы вагона электропоезда производства Рижского вагоностроительного завода (См. источники информации 6-7), в которой к основному несущему элементу - Z-образному профилю приваривается изогнутый лист обшивки, чтобы закрыть внутренние детали конструкции рамы. Эти два элемента образуют замкнутый контур. The most well-known design is the side strapping of the frame of an electric train car manufactured by the Riga Car Building Plant (see information sources 6-7), in which a curved sheathing sheet is welded to the main supporting element - a Z-shaped profile to close the internal details of the frame structure. These two elements form a closed loop.

Недостатком данной конструкции является то, что в результате воздействия внешней среды и конденсата элементы обвязки рамы подвергаются интенсивной коррозии, вызывая повреждение узла, что приводит к снижению срока службы всего вагона. Внутренняя поверхность замкнутого контура недоступна для возобновления противокоррозионного покрытия. Такие повреждения требуют дорогостоящего ремонта. Кроме того, для получения замкнутого сечения используется гнутый профиль, для изготовления которого необходимо использовать заготовку большой ширины, что неэкономично и трудоемко. The disadvantage of this design is that as a result of the action of the external environment and condensate, the frame strapping elements undergo intensive corrosion, causing damage to the unit, which reduces the life of the entire car. The inner surface of the closed loop is not available for renewal of the anti-corrosion coating. Such damage requires expensive repairs. In addition, to obtain a closed section, a bent profile is used, for the manufacture of which it is necessary to use a large workpiece, which is uneconomical and time-consuming.

Из известных вариантов соединений рамы и боковой стены кузова вагона наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является соединение боковой стены кузова пассажирского вагона с рамой. Патент СССР 655582 от 17.03.77. (См. источник информации 8). Of the known options for connecting the frame and the side wall of the car body, the closest in technical essence to the proposed one is the connection of the side wall of the body of the passenger car with the frame. USSR patent 655582 dated 03.17.77. (See information source 8).

Указанное соединение боковой стены кузова с рамой имеет профильный соединительный элемент, содержащий горизонтальные и вертикальные полки, причем с целью повышения его надежности одна из горизонтальных полок соединительного элемента отогнута под прямым углом вниз и жестко соединена с обшивкой боковой стены. Кроме того, соединение имеет отогнутый конец полки, который дополнительно отогнут в сторону поперечной балки рамы для соединения с ее нижними полками /фиг.2/. The specified connection of the side wall of the body with the frame has a profile connecting element containing horizontal and vertical shelves, and in order to increase its reliability, one of the horizontal shelves of the connecting element is bent at a right angle downward and rigidly connected to the side wall sheathing. In addition, the connection has a bent end of the shelf, which is additionally bent towards the transverse beam of the frame for connection with its lower shelves / Fig.2/.

Наиболее существенными недостатками указанного соединения являются. The most significant disadvantages of this compound are.

1. Горизонтальная полка соединительного элемента выполнена методом гибки, что не позволяет получить строго прямой угол, без скругления, а это, в свою очередь, не позволяет обеспечить идеальное прилегание соединяемых элементов и требует дополнительных проходов при сварке. 1. The horizontal shelf of the connecting element is made by bending, which does not allow to obtain a strictly right angle, without rounding, and this, in turn, does not allow for an ideal fit of the elements to be connected and requires additional passes during welding.

2. Элементы соединения образуют замкнутый контур, внутри которого развивается коррозия и который недоступен для возобновления лакокрасочного покрытия. 2. The connection elements form a closed loop, within which corrosion develops and which is inaccessible for the renewal of the paintwork.

Техническая задача, решаемая предлагаемым соединением балки рамы с элементом боковой стены кузова вагона, позволяет повысить надежность этого узла, исключить возникновение коррозии на внутренней поверхности рамы, избежать дополнительных трудозатрат, которые возникают при получении профилей методом гибки, а также дополнительных сварочных работ для заполнения плохо прилегающих поверхностей, улучшить внешний вид (дизайн). The technical problem solved by the proposed connection of the frame beam with an element of the side wall of the car body allows to increase the reliability of this unit, to eliminate the occurrence of corrosion on the inner surface of the frame, to avoid additional labor costs that arise when obtaining profiles by bending, as well as additional welding to fill poorly fitting surfaces, improve the appearance (design).

Для решения этой задачи предложено соединение продольной балки рамы с боковой стеной кузова вагона. To solve this problem, it is proposed to connect the longitudinal beam of the frame with the side wall of the car body.

Сущность изобретения поясняется чертежами (фиг.1 и 2). На фиг.1 приведен общий вид предлагаемого соединения продольной балки с элементами боковой стены кузова, где 1 - профильный соединительный элемент, 2 - обшивка кузова, 3 - стойка боковой стены. The invention is illustrated by drawings (figures 1 and 2). Figure 1 shows a General view of the proposed connection of the longitudinal beams with the elements of the side wall of the body, where 1 is a profile connecting element, 2 is the skin of the body, 3 is a rack of the side wall.

На фиг. 2 приведен чертеж нового типа профиля J-образного сечения. Этот профиль является несущим элементом рамы вагона и нижнего пояса кузова в целом, обеспечивающим достаточную прочность узла и кузова, а также является основным базовым элементом для монтажа боковой стены при сборке кузова. In FIG. 2 is a drawing of a new type of profile of a J-shaped section. This profile is the supporting element of the frame of the car and the lower belt of the body as a whole, providing sufficient strength of the assembly and the body, and is also the main basic element for mounting the side wall during body assembly.

Монолитный J-образный профиль характеризуется тем, что имеет строго прямой угол (90^o), без скругления, что достигается тем, что он был изготовлен методом горячего прессования. Нижняя часть вертикальной стойки этого J-образного профиля имеет внутренний радиус скругления 40-55 мм. Верхний предел скругления - 55 мм ограничен потому, что при большем его размере снижается момент сопротивления балки, а нижний предел - 40 мм определяется тем, что при меньших значениях профиль будет слишком загнут, что ухудшит внешний вид. Оптимальный размер внутреннего радиуса изгиба профиля составляет 54,8 мм (фиг.2).The monolithic J-shaped profile is characterized by the fact that it has a strictly right angle (90 ^o ), without rounding, which is achieved by the fact that it was made by hot pressing. The lower part of the vertical strut of this J-shaped profile has an internal fillet radius of 40-55 mm. The upper limit of rounding - 55 mm is limited because with its larger size the moment of beam resistance decreases, and the lower limit - 40 mm is determined by the fact that at lower values the profile will be too bent, which will worsen the appearance. The optimal size of the internal bending radius of the profile is 54.8 mm (figure 2).

Соотношение размеров, указанных на чертеже (фиг.2) горизонтальной полки - 80 мм /4/ и высота вертикальной части профиля с закруглением - 200 мм /5/, составляет 1: 2,5, что обеспечивает совместимость размеров элементов конструкции, привариваемых к профилю J-образного сечения. The ratio of the sizes indicated on the drawing (figure 2) of the horizontal shelf is 80 mm / 4 / and the height of the vertical part of the profile with rounding is 200 mm / 5 / is 1: 2.5, which ensures the compatibility of the sizes of structural elements welded to the profile J-shaped section.

Горизонтальная полка профиля, соединенная с вертикальной стойкой под углом 90^o (фиг. 1), служит для закрепления Z-образных вертикальных стоек боковой стены, причем угол 90^o обеспечивает надежное беззазорное прилегание и закрепление с помощью сварки вертикальных стоек и листовой обшивки боковой стены (фиг.1).A horizontal profile shelf connected to a vertical strut at an angle of 90 ^° (Fig. 1) serves to secure the Z-shaped vertical struts of the side wall, and the angle of 90 ^° provides a reliable gap-free fit and fastening by welding vertical struts and sheet sheathing of the side wall ( figure 1).

Профиль J-образного сечения, образуя одну поверхность с вертикальной стойкой, является одновременно продолжением обшивки боковой стены кузова вагона в нижней части. Благодаря тому что нижняя часть профиля открыта, исключается возможность возникновения повышенной коррозии на ее внутренней части. The profile of the J-shaped section, forming one surface with a vertical strut, is at the same time a continuation of the skin of the side wall of the car body in the lower part. Due to the fact that the lower part of the profile is open, the possibility of increased corrosion on its inner part is excluded.

В связи с тем что указанный профиль является основным несущим элементом, к которому методом сварки крепятся элементы боковых стен, материал, из которого он изготовлен, должен иметь повышенные механические характеристики, хорошую свариваемость и достаточную усталостную прочность, что обеспечивается применением конструкционных сталей 20 по ГОСТ 1050, 09Г2С по ГОСТ 5058 или коррозионно-стойкой стали 08Х18АН10 или 08Х18AH10Б. Due to the fact that this profile is the main bearing element to which the side wall elements are attached by welding, the material from which it is made must have increased mechanical characteristics, good weldability and sufficient fatigue strength, which is ensured by the use of structural steels 20 in accordance with GOST 1050 , 09G2S in accordance with GOST 5058 or stainless steel 08X18AN10 or 08X18AH10B.

В указанных выше аналогах боковая обвязка рамы изготовлена методом гибки, что не позволяет получить идеального прилегания составных элементов узла. Кроме того, в этих соединениях нет использования профиля обвязки в качестве продолжения наружной обшивы кузова. In the above analogues, the side frame of the frame is made by bending, which does not allow to obtain a perfect fit of the component elements of the node. In addition, in these compounds there is no use of the strapping profile as a continuation of the outer skin of the body.

Предложенное соединение содержит J-образный профиль, изготовленный методом горячего прессования и имеющий угол 90^o без скругления, что позволяет обеспечить беззазорное прилегание входящих в него элементов, что, в свою очередь, значительно сокращает трудоемкость изготовления и позволяет сэкономить металл, устранить коррозию нижней обвязки рамы.The proposed connection contains a J-shaped profile made by hot pressing and having an angle of 90 ^o without rounding, which allows for a clearance-free fit of its constituent elements, which, in turn, significantly reduces the complexity of manufacturing and can save metal, eliminate corrosion of the lower frame trim .

Предлагаемое соединение рекомендуется использовать при изготовлении серийных электропоездов, выпускаемых ОАО "ДМЗ", а также в поездах нового поколения типа ЭД 6. Профили нижней обвязки кузова вагона предложено изготовить для серийных электропоездов ОАО "ДМЗ" из конструкционных сталей 20 или 09Г2С, а также из коррозионно-стойкой стали 08Х18АН10. The proposed connection is recommended to be used in the manufacture of serial electric trains manufactured by DMZ OJSC, as well as in trains of a new generation of type ED 6. It is proposed to produce profiles of the lower wagon body structure for serial electric trains of DMZ OJSC from structural steels 20 or 09G2S, as well as from corrosion -resistant steel 08X18AN10.

Источники информации
1. Патент СССР, кл. В 61 D 17/00, 444697,05.02.73.Sources of information
1. USSR patent, cl. B 61 D 17/00, 444697.05.02.73.

2. Патент СССР, кл. В 61 D 17/00, 1193047 А, 05.07.84. 2. USSR patent, cl. B 61 D 17/00, 1193047 A, 07/05/84.

3. Патент СССР, кл. В 61 D 17/00, 548474, 02.08.74. 3. USSR patent, cl. B 61 D 17/00, 548474, 02.08.74.

4. Патент CCCР, кл. В 61 D 17/00, 1532395 А, 17.03.77. 4. Patent CCCP, cl. B 61 D 17/00, 1532395 A, 03/17/77.

5. Патент РФ 2039675, кл. В 61 D 17/00, В61 F1/08, 25.05.92. 5. RF patent 2039675, cl. B 61 D 17/00, B61 F1 / 08, 05.25.92.

6. Вагоны. / Под ред. Л.Д. Кузьмича, М.: Машиностроение, 1978, с.262, 263, 308. 6. Wagons. / Ed. L.D. Kuzmich, Moscow: Engineering, 1978, p. 262, 263, 308.

7. И. Ф. Пастухов, В.В. Лукин, Н.И. Жуков. Вагоны. М.: Транспорт, 1988, с.247, 248. 7. I.F. Pastukhov, V.V. Lukin, N.I. Zhukov. Wagons. M.: Transport, 1988, p. 247, 248.

8. Патент СССР, кл. В 61 D 17/00, 655582, 05.04.79. 8. USSR patent, cl. B 61 D 17/00, 655582, 04/05/79.

Claims (2)

1. Соединение боковой стены кузова вагона с рамой, имеющее профильный соединительный элемент, содержащий горизонтальную полку и вертикальную стойку, отличающееся тем, что профильный соединительный элемент представляет собой J - образный профиль, горизонтальная полка которого соединена с вертикальной стойкой под углом 90^o без радиуса скругления, а вертикальная стойка в нижней части выполнена с внутренним радиусом закругления R= 40-55 мм, причем поверхность вертикальной стойки является продолжением обшивки боковой стенки кузова.1. The connection of the side wall of the car body with the frame, having a profile connecting element containing a horizontal shelf and a vertical rack, characterized in that the profile connecting element is a J-shaped profile, the horizontal shelf of which is connected to the vertical rack at an angle of 90 ^o without a radius of rounding and the vertical strut in the lower part is made with an internal radius of curvature R = 40-55 mm, and the surface of the vertical strut is a continuation of the skin of the side wall of the body. 2. Соединение по п. 1, отличающееся тем, что J-образный профиль изготовлен методом горячего прессования из конструкционных сталей 20 или 09Г2С или из коррозионно-стойких сталей. 2. The compound according to claim 1, characterized in that the J-shaped profile is made by hot pressing from structural steels 20 or 09G2S or from corrosion-resistant steels.

Images