RU2502624C1

RU2502624C1 - Metro car body

Info

Publication number: RU2502624C1
Application number: RU2012134679/11A
Authority: RU
Inventors: Андрей Анатольевич Андреев; Алексей Юрьевич Колесин; Александр Алексеевич Гомзин; Валерий Николаевич Крючков
Original assignee: Открытое акционерное общество "МЕТРОВАГОНМАШ"
Priority date: 2012-08-14
Filing date: 2012-08-14
Publication date: 2013-12-27

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: invention relates to railway transport. Metro car body comprises frame 1, head part 3, end wall 4, roof 5 and two sidewalls 2 with top and bottom belts. Wall bottom belts is composed of unequal channel with large flange arranged horizontally and smaller located downward at outer side of wall 2 inclined to frame 1. Angle of inclination makes ±3°. Roof 5 with lengthwise structural element on both sides inside the body is installed at top belt of walls 2. Roof bottom belt is composed of vertical flange, mid flange and top flange. Pimple is arranged at mid flange to accommodate roof facing sheets. Extra lengthwise structural elements are arranged along sidewalls 2 and roof 5 inside the body above door openings. Body frame 1 comprises two body bolsters with seats for pneumatic springs. Every said bolster is furnished with stiffness ribs.

EFFECT: longer life, higher strength.

2 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к кузовам рельсового транспортного средства, в частности вагона метрополитена.The invention relates to railway transport, and in particular to the bodies of a rail vehicle, in particular a subway car.

Известен кузов вагона метрополитена, установленный на раме и содержащий устройство соединения боковой стены с крышей вагона, включающее продольный элемент жесткости крыши, жестко соединенный с образованием замкнутого профиля с продольным элементом жесткости боковой стены, установленным верхней частью внутри продольного элемента жесткости крыши, имеющим ребра жесткости по своей внутренней поверхности (пат. РФ №2249520, МПК B61D 17/04, 10.04.2005).A known subway car body mounted on a frame and comprising a device for connecting a side wall to a car roof including a longitudinal roof stiffener rigidly connected to form a closed profile with a longitudinal side wall stiffener installed with an upper part inside a longitudinal roof stiffener having stiffeners its inner surface (US Pat. RF No. 2249520, IPC B61D 17/04, 04/10/2005).

Известный кузов вагона метрополитена не обеспечивает нормативный срок службы при установке современных систем климатического оборудования и тягового привода для повышения комфорта проезда пассажиров из-за недостаточной прочности кузова.The well-known subway car body does not provide a standard service life when installing modern climate control equipment and traction drive to increase passenger comfort due to insufficient body strength.

Наиболее близким к заявленному изобретению по совокупности существенных признаков является кузов вагона метрополитена, содержащий раму со шкворневыми балками с гнездами для установки пневморессор, боковые стенки, выполненные из соединенных между собой вертикальных стоек, подоконных балок, верхнего и нижнего поясов, крышу кузова с нижним поясом (продольный элемент жесткости крыши), установленную на верхнем поясе боковых стенок, и имеющую продольные силовые элементы внутри кузова и обшивочные листы (см. «Механическое оборудование вагонов 81-740.1, 81-741.1 «Русич»» под. ред. В.Н.Гаранина, Учебно-производственный центр Московского метрополитена, М., 2008 г., с.4, 6, 11-18, 22).The closest to the claimed invention in terms of essential features is the subway car body containing a frame with pivot beams with slots for installing air springs, side walls made of interconnected vertical pillars, window sills, upper and lower belts, a body roof with a lower belt ( longitudinal roof stiffening element) mounted on the upper belt of the side walls, and having longitudinal power elements inside the body and covering sheets (see. "Mechanical equipment wagon s 81-740.1, 81-741.1 Rusich, edited by V.N. Garanin, Training and Production Center of the Moscow Metro, M., 2008, p. 4, 6, 11-18, 22).

Данный кузов вагона метрополитена не обеспечивает современный уровень комфорта проезда пассажиров при увеличении пассажиропотока.This subway car body does not provide a modern level of comfort for passengers with an increase in passenger traffic.

Задачей предлагаемого изобретения является создание кузова вагона метрополитена, позволяющего увеличить срок службы вагона и обеспечить современный уровень комфорта проезда пассажиров при незначительных материальных затратах.The objective of the invention is the creation of the body of a subway car, which allows to increase the service life of the car and provide a modern level of comfort for passengers with low material costs.

Техническим результатом при осуществлении изобретения является увеличение срока службы кузова при обеспечении современного уровня требований к комфорту проезда пассажиров за счет повышения прочности кузова.The technical result in the implementation of the invention is to increase the life of the body while ensuring a modern level of requirements for passenger comfort by increasing the strength of the body.

Указанный технический результат достигается тем, что кузов вагона метрополитена, содержащий раму со шкворневыми балками с гнездами для установки пневморессор, боковые стенки, выполненные из соединенных между собой вертикальных стоек, подоконных балок, верхнего и нижнего поясов, крышу кузова с нижним поясом, установленную на верхнем поясе боковых стенок и имеющую продольные силовые элементы внутри кузова и обшивочные листы, кузов снабжен дополнительными продольными силовыми элементами, установленными вдоль верхнего пояса боковых стенок и крышей над дверными проемами, причем нижний пояс крыши выполнен в виде вертикальной полки и расположенных наклонно к ней средней и верхней полок, при этом на средней полке выполнена выштамповка для размещения обшивочных листов, а нижний пояс боковых стенок выполнен в виде неравнополочного уголка, большая полка которого расположена горизонтально, меньшая полка направлена вниз и расположена с внешней стороны боковой стенки, установленной наклонно к раме.The specified technical result is achieved in that the subway car body comprising a frame with pivot beams with sockets for installing air springs, side walls made of interconnected vertical struts, window sills, upper and lower belts, a body roof with a lower belt mounted on the upper a belt of side walls and having longitudinal power elements inside the body and casing sheets, the body is equipped with additional longitudinal power elements installed along the upper belt of the side walls ok and a roof over the doorways, and the lower roof belt is made in the form of a vertical shelf and the middle and upper shelves located obliquely to it, while the middle shelf is stamped to accommodate the sheathing sheets, and the lower belt of the side walls is made in the form of an unequal corner, large whose shelf is horizontal, the smaller shelf is directed downward and located on the outside of the side wall mounted obliquely to the frame.

Кроме того, каждое гнездо для установки пневморессоры выполнено в виде заглубленной внутрь балки обечайки с опорной площадкой, при этом нижний лист шкворневой балки по концам имеет расширение для установки гнезда.In addition, each socket for installing the air spring is made in the form of a shell embedded in the shell beam with a support platform, while the bottom sheet of the pivot beam at the ends has an extension for installing the socket.

На фиг.1 изображен кузов вагона метрополитена, общий вид;Figure 1 shows the body of the subway car, a General view;

на фиг.2 изображена боковая стенка кузова;figure 2 shows the side wall of the body;

на фиг.3 изображен разрез А-А на фиг.2;figure 3 shows a section aa in figure 2;

на фиг.4 изображен разрез Б-Б на фиг.2 с наклоном боковой стенки;figure 4 shows a section bB in figure 2 with the slope of the side wall;

на фиг.5 изображен разрез В-В на фиг.2;figure 5 shows a section bb in figure 2;

на фиг.6 изображен разрез Г-Г на фиг.2;figure 6 shows a section GG in figure 2;

на фиг.7 изображена рама кузова со шкворневыми балками;7 shows a body frame with pivot beams;

на фиг.8 изображена шкворневая балка, общий вид;Fig. 8 shows a pivot beam, general view;

на фиг.9 изображена шкворневая балка, вид Е на фиг.8;in Fig.9 shows a pivot beam, view E in Fig.8;

на фиг.10 изображена шкворневая балка, вид Д на фиг.7.figure 10 shows the pivot beam, view D in figure 7.

Кузов вагона метрополитена выполнен цельнометаллическим, сварным, содержит раму 1, две боковые стенки 2, головную часть 3, торцевую стенку 4 и крышу 5 (фиг.1).The body of the subway car is made all-metal, welded, contains a frame 1, two side walls 2, a head part 3, an end wall 4 and a roof 5 (Fig. 1).

Боковые стенки 2 кузова жестко установлены на раме 1 и каждая выполнена из соединенных между собой вертикальных стоек 6, горизонтальных подоконных балок 7, вертикальных подоконных балок 8, верхнего пояса 9 и нижнего пояса 10 (фиг.2).The side walls 2 of the body are rigidly mounted on the frame 1 and each is made of interconnected vertical struts 6, horizontal window sills 7, vertical window sills 8, upper belt 9 and lower belt 10 (figure 2).

В боковых стенках 2 кузова выполнены оконные проемы 11, которые обрамлены боковыми вертикальными стойками 12, а горизонтальные подоконные балки 7 расположены на высоте h от нижнего пояса 10 боковых стенок 2, и соотношение высоты h с высотой Н расположения верхнего пояса 9 состоит в пропорции «золотого сечения». Под горизонтальной подоконной балкой 7, между вертикальными стойками 6, равномерно расположены четыре вертикальные подоконные балки 8.Window openings 11 are made in the side walls 2 of the body, which are framed by vertical side racks 12, and the horizontal window sills 7 are located at a height h from the lower belt 10 of the side walls 2, and the ratio of the height h to the height H of the location of the upper belt 9 is in the proportion of “golden sections ". Under the horizontal window sill 7, between the vertical uprights 6, four vertical window sills 8 are evenly spaced.

Верхний пояс 9 стенки 2 выполнен в виде открытого профиля из неравнополочного швеллера, внутренняя вертикальная полка которого по высоте превышает наружную вертикальную полку и имеет на конце отогнутую часть 13 (фиг.3).The upper belt 9 of the wall 2 is made in the form of an open profile of an unequal channel, the inner vertical shelf of which is higher in height than the external vertical shelf and has a bent part 13 at the end (Fig. 3).

Нижний пояс 10 стенки 2 выполнен в виде неравнополочного уголка, большая полка которого расположена горизонтально, меньшая полка направлена вниз и расположена с внешней стороны боковой стенки 2, наклонно к раме 1, причем угол наклона составляет, примерно, ±3 градуса (фиг.4).The lower belt 10 of the wall 2 is made in the form of an unequal corner, the large shelf of which is horizontal, the smaller shelf is directed downward and located on the outside of the side wall 2, inclined to the frame 1, and the angle of inclination is approximately ± 3 degrees (figure 4) .

На верхнем поясе 9 стенок 2 установлена крыша 5 с нижним поясом 14, имеющая с обеих сторон внутри кузова продольный силовой элемент 15 в виде открытого профиля, например уголка, установленный в зоне кондиционеров (фиг.5).On the upper girdle 9 of the walls 2, a roof 5 with a lower girdle 14 is installed, having a longitudinal power element 15 on both sides inside the body in the form of an open profile, for example, a corner, installed in the zone of air conditioners (Fig. 5).

Нижний пояс 14 крыши выполнен в виде вертикальной полки и расположенных наклонно к ней средней и верхней полок, при этом на средней полке выполнена выштамповка 16 для размещения обшивочных листов 17 крыши.The lower belt 14 of the roof is made in the form of a vertical shelf and the middle and upper shelves located obliquely to it, while on the middle shelf the stamping 16 is made to accommodate the roof sheathing sheets 17.

Вдоль соединенных между собой верхнего пояса 9 боковых стенок 2 и нижнего пояса крыши 14 с внутренней стороны кузова над дверными проемами установлены дополнительные продольные силовые элементы 18, имеющие, например, форму уголка. Один конец уголка соединен с крышей 5, а другой конец уголка соединен с верхним поясом 9 боковых стенок 2, а именно с внутренней вертикальной полкой (фиг.6).Along the interconnected upper zone 9 of the side walls 2 and the lower zone of the roof 14, additional longitudinal power elements 18 are installed on the inside of the body above the doorways, having, for example, a corner shape. One end of the corner is connected to the roof 5, and the other end of the corner is connected to the upper belt 9 of the side walls 2, namely, the inner vertical shelf (Fig.6).

Для равномерного распределения веса крышевого оборудования, например кондиционеров, на боковые стенки и раму кузова вагона все зоны размещения крышевого оборудования с обеих сторон вагона выбраны таким образом, что внутренний край зоны расположен над вертикальной стойкой 6, внешний край зоны расположен над торцевой стенкой 4, а посередине между вертикальной стойкой 6 и торцевой стенкой 4 установлена еще одна вертикальная стойка 6 (фиг.2).To evenly distribute the weight of roof equipment, such as air conditioners, to the side walls and the frame of the car body, all areas of roof equipment placement on both sides of the car are selected in such a way that the inner edge of the zone is located above the vertical rack 6, the outer edge of the zone is located above the end wall 4, and in the middle between the vertical strut 6 and the end wall 4 is installed another vertical strut 6 (figure 2).

Рама 1 кузова содержит две шкворневые балки 19 (фиг.7), имеющие гнезда 20 для установки пневморессор (фиг.8). Каждая шкворневая балка 19 состоит из сваренных между собой двух листов: верхнего горизонтального листа 21 и нижнего горизонтального листа 22 и ребер жесткости 23. Концевые части балки 24 выполнены расширенными, причем нижний лист шкворневой балки по сравнению с верхним листом по концам имеет большее расширение для установки гнезда под пневморессору. Гнезда 20 выполнены в виде обечайки 25 с опорной площадкой 26, заглубленной внутрь балки 19. В центре опорной площадки 26 установлен быстроразъемный узел пневматического соединения 27 для подвода сжатого воздуха к пневморессоре, а в ребрах жесткости 23 шкворневой балки 19 выполнены отверстия 28 для подвода трубопроводов 29 к каждому быстроразъемному узлу пневматического соединения 27. Заглубление пневморессоры позволяет уменьшить ступеньку между полом вагона и платформой станции для обеспечения проезда инвалида-колясочника.The frame 1 of the body contains two pivot beams 19 (Fig. 7) having slots 20 for installing air springs (Fig. 8). Each pivot beam 19 consists of two sheets welded together: the upper horizontal sheet 21 and the lower horizontal sheet 22 and the stiffeners 23. The end parts of the beam 24 are made expanded, and the lower sheet of the pivot beam compared to the upper sheet at the ends has a larger expansion for installation nests under the air spring. Nests 20 are made in the form of a shell 25 with a support platform 26 buried inside the beam 19. In the center of the support platform 26, a quick-disconnect assembly of a pneumatic connection 27 is installed for supplying compressed air to the air spring, and holes 28 for supplying pipelines 29 are made in the stiffening ribs 23 of the pivot beam 19 to each quick disconnect node of the pneumatic connection 27. Depth of the air spring allows to reduce the step between the floor of the car and the station platform to ensure the passage of a wheelchair user.

Такой конструкционный подход оптимизации прочности конструкции в критических силовых точках позволяет повысить прочностные и жесткостные характеристики кузова в условиях жесткого ограничения веса.Such a structural approach to optimizing structural strength at critical power points allows to increase the strength and stiffness characteristics of the body in conditions of severe weight restriction.

Повышение жесткости кузова обеспечивает увеличение собственной изгибной частоты колебаний кузова, уводя ее из зоны, неблагоприятной для человека, и обеспечивая тем самым повышение комфорта проезда пассажиров.Increasing body rigidity provides an increase in the body's own bending vibration frequency, leading it away from a zone unfavorable to humans, and thereby increasing the comfort of passengers.

Кузов вагона метрополитена предназначен для размещения пассажиров при их перевозке с обеспечением необходимого уровня комфорта, и содержит установки климатического, информационного и светового оборудования, ударно-тягового и сцепного оборудования, устройства тормозного, пневматического, электрического оборудования, элементы тягового привода и систем безопасности.The body of the subway car is designed to accommodate passengers during their transportation with the necessary level of comfort, and contains the installation of climatic, information and lighting equipment, shock-traction and coupling equipment, brake, pneumatic, electrical equipment, traction drive elements and security systems.

Кузов вагона метрополитена работает следующим образом.The body of the subway car works as follows.

Вследствие извилистого движения экипажа, неровностей рельсового пути и стыков рельс кузов вагона совершает колебания в горизонтальной и вертикальной плоскостях, подвергается скручиванию при прохождении кривых участков пути и испытывает статические и динамические нагрузки от веса пассажиров и оборудования. Для обеспечения длительного срока службы, качества и комфорта движения кузов должен обладать высокой статической прочностью и жесткостью.Due to the tortuous movement of the crew, the irregularities of the rail track and the joints of the rail, the wagon body vibrates in horizontal and vertical planes, undergoes torsion during the passage of curved sections of the track and experiences static and dynamic loads from the weight of passengers and equipment. To ensure a long service life, quality and comfort of movement, the body must have high static strength and rigidity.

Выштамповки 16 для размещения обшивочных листов крыши, продольные силовые элементы 15, дополнительные продольные силовые элементы 18, размещенные по краям в верхней части поперечного сечения кузова, и нижние пояса 10 боковых стенок, размещенные по краям в нижней части поперечного сечения кузова, наиболее эффективно увеличивают момент сопротивления кузова изгибу и, тем самым, повышают прочность и жесткость кузова, при этом продольные силовые элементы 15 и дополнительные продольные силовые элементы 18, размещенные в критических с точки зрения нагруженности кузова местах - зонах установки кондиционеров и над дверными проемами - обеспечивают равномерное распределение жесткости в верхней части кузова, увеличивая тем самым срок службы вагона.Vyshtampovki 16 to accommodate roof sheathing sheets, longitudinal force elements 15, additional longitudinal force elements 18, placed along the edges in the upper part of the cross-section of the body, and lower belts 10 of the side walls, placed on the edges in the lower part of the cross-section of the body, most effectively increase the moment body resistance to bending and, thereby, increase the strength and stiffness of the body, while the longitudinal force elements 15 and additional longitudinal force elements 18, placed in critical from the point of view agruzhennosti body areas - areas of the installation of air conditioners and over doorways - provide a uniform distribution of hardness in the upper part of the body, thereby increasing the service life of the car.

Claims

1. Кузов вагона метрополитена, содержащий раму со шкворневыми балками с гнездами для установки пневморессор, боковые стенки, выполненные из соединенных между собой вертикальных стоек, подоконных балок, верхнего и нижнего поясов, крышу кузова с нижним поясом, установленную на верхнем поясе боковых стенок и имеющую продольные силовые элементы внутри кузова и обшивочные листы, отличающийся тем, что кузов снабжен дополнительными продольными силовыми элементами, установленными вдоль верхнего пояса боковых стенок и крыши над дверными проемами, причем нижний пояс крыши выполнен в виде вертикальной полки и расположенных наклонно к ней средней и верхней полок, при этом на средней полке выполнена выштамповка для размещения обшивочных листов, а нижний пояс боковых стенок выполнен в виде неравнополочного уголка, большая полка которого расположена горизонтально, меньшая полка направлена вниз и расположена с внешней стороны боковой стенки, установленной наклонно к раме.1. The body of the subway car, comprising a frame with pivot beams with slots for installing air springs, side walls made of interconnected vertical struts, window sills, upper and lower belts, a body roof with a lower belt mounted on the upper belt of the side walls and having longitudinal power elements inside the body and cladding sheets, characterized in that the body is equipped with additional longitudinal power elements installed along the upper belt of the side walls and the roof above the doorway and, and the lower roof belt is made in the form of a vertical shelf and the middle and upper shelves located obliquely to it, while the middle shelf is stamped to accommodate the sheathing sheets, and the lower belt of the side walls is made in the form of an unequal corner, a large shelf of which is horizontal, the smaller shelf is directed downward and located on the outside of the side wall mounted obliquely to the frame.

2. Кузов по п.1, отличающийся тем, что каждое гнездо для установки пневморессоры выполнено в виде заглубленной внутрь балки обечайки с опорной площадкой, при этом нижний лист шкворневой балки по концам имеет расширение для установки гнезда. 2. The body according to claim 1, characterized in that each socket for installing an air spring is made in the form of a shell embedded in a shell with a support platform, while the bottom sheet of the pivot beam at the ends has an extension for installing the socket.