КУЗОВ ЛОКОМОТИВА Российский патент 2007 года по МПК B61D17/00 B61F1/06 

Изобретение относится к рельсовому транспорту, в частности к конструктивным элементам кузовов подвижного состава, а именно локомотивам.

Известна конструкция кузова с несущей рамой, состоящей из развитого жесткого упряжного (буферного) бруса, воспринимающего усилия автосцепки и передающего далее на две охватывающего типа хребтовые балки (боковины), которые связаны двумя шкворневыми балками с боковыми опорами. Кроме того, для создания жесткости в раме имеются легкие продольные и поперечные балки [1].

Недостатками такого кузова являются значительная масса и металлоемкость конструкции.

Известен кузов электровоза ВЛ85 охватывающего типа, принятый в качестве прототипа, содержащий кабину, продольные боковые и заднюю торцевую стенки, крышу и несущую раму, состоящую из продольных боковин, соединенных верхним листовым настилом, в поперечном направлении по концам рамы буферными (упряжными) брусьями со стяжными ящиками, а между ними - промежуточными балками, в т.ч. надтележечными (усиленными балками с опорами). При этом боковые стенки и крыша воспринимают часть вертикальных и горизонтальных сил [2].

Недостатком такого кузова является невысокий запас прочности несущей рамы и кузова в целом в продольном направлении при его значительной массе.

Техническим результатам изобретения является повышение прочности несущей рамы и кузова в целом в продольном направлении при приемлемых массогабаритных показателях.

Указанный технический результат достигается тем, что в кузове локомотива, содержащем кабину, продольные боковые и заднюю торцевую стенки, крышу и несущую раму, состоящую из продольных боковин, соединенных верхним листовым настилом, в поперечном направлении по концам рамы буферными брусьями со стяжными ящиками, а между ними промежуточными балками, в том числе надтележечными, в средней части рамы выполнен соединенный с продольными боковинами и верхним листовым настилом центральный узел в виде находящегося между двумя поперечными балками замкнутого прямоугольника коробчатого сечения, углы и середины сторон которого соединены с поперечными балками короткими балками-вставками, середины надтележечных балок соединены с буферными брусьями продольными балками переменного поперечного сечения, увеличивающегося к местам соединения со стяжными ящиками, а кабина ниже проема окон выполнена с усиленным лобовым поясом и встроенным противоударным устройством. При этом кузов локомотива может быть оборудован дополнительной поперечной стенкой, образующей тамбур, и модуль-каналом, смонтированным на верхнем листовом настиле рамы и служащим для монтажа коммуникаций и обеспечения центрального прохода внутри кузова.

На фиг.1 показан продольный разрез кузова; на фиг.2 - вид А фиг.1, вид на кузов снизу.

Кузов локомотива состоит из несущей рамы 1, кабины 2, продольных боковых 3 и 4 и оборудован дополнительной поперечной 5 и задней торцевой 6 стенками и крышей 7. Внутри кузова сформировано помещение для установки оборудования - машинное отделение 8, отгороженное дополнительной поперечной стенкой 5, образующей тамбур 9, от кабины 2. В тамбуре 9 имеются двери (не показаны) для входа в локомотив и проходов в кабину 2 и машинное отделение 8.

Стенки кабины 2 и стенки 3-6 состоят из решетчатого каркаса из стандартного или гнутого профильного металлопроката, обшитого гофрированным или гладким листом. Крыша 8 состоит из съемных секций, изготовленных в виде легких каркасов, обшитых тонким листом.

Несущая рама 1 состоит из продольных боковин 10, 11, соединенных верхним листовым настилом 12, в поперечном направлении по концам рамы 1 буферными брусьями 13, 14 со стяжными ящиками 15, 16, а между ними промежуточными балками 17-22, в том числе надтележечными 18, 21, а в средней части рамы выполнен центральный узел 23.

Продольные боковины 10, 11 вместе с буферными брусьями 13, 14 образуют замкнутый по периметру силовой контур, передающий основную продольную нагрузку растяжения-сжатия, возникающую при тяге и торможении локомотива с поездом.

Буферные брусья 13 и 14 рамы 1 представляют собой объемные сварные металлоконструкции, состоящие из ряда прямоугольных ячеек, выполненных из вертикальных и горизонтальных листов, усиленных в средней части стяжными ящиками (продольными балками коробчатого сечения) 15 и 16, внутри которых устанавливаются энергопоглощающие устройства автосцепок (не показаны).

Надтележечные балки 18 и 21 выполнены в виде балок коробчатого сечения с уширенной частью в зонах примыкания к продольным боковинам 10 и 11 рамы 1. На уширенные места надтележечных балок 18, 21 опираются пружины кузовного подвешивания, на них устанавливаются кронштейны гасителей колебаний и ограничителей перемещения кузова (не показаны). Середины надтележечных балок 18 и 21 соединены с буферными брусьями 13, 14 продольными балками 24 и 25 переменного поперечного сечения, увеличивающегося к местам соединения со стяжными ящиками 15 и 16.

Центральный узел 23 рамы 1 выполнен в виде находящегося между двумя поперечными балками 26 и 27 замкнутого прямоугольника 28 коробчатого сечения, углы и середины сторон которого соединены с поперечными балками 26, 27 короткими вставками-балками 29-36.

На верхнем листовом настиле 12 рамы 1 установлены кабина 2, оборудование локомотива (не показано) и смонтирован модуль-канал 37 для монтажа коммуникаций и обеспечения центрального прохода внутри кузова. Снизу на раме 1 привариваются кронштейны для крепления устройств передачи сил тяги и торможения, опирания пружин, установки гасителей колебаний и другого навесного оборудования (не показаны).

Кабина 2 может быть установлена как отдельный модуль, состоящий из каркаса, изготовленного из профильного проката (уголки, швеллеры и т.п.), обшитого тонким листом, с проемами под лобовые и боковые окна, ниже которого выполнен усиленный лобовой пояс 38 и встроено противоударное устройство 39.

Кузов локомотива работает следующим образом.

При движении локомотива кабиной 2 вперед силы тяги и торможения от ходовой части локомотива передаются на состав (поезд) через элементы несущей рамы 1, действуя от автосцепки на стяжной ящик 16, буферный брус 13, боковины 10, 11, надтележечные балки 18, 21, центральный узел 23, а при движении кабиной 2 назад - через стяжной ящик 15, буферный брус 12 боковины 10, 11, надтележечные балки 18, 21, центральный узел 23.

Вертикальная нагрузка от внутрикузовного оборудования воспринимается верхним листовым настилом 12 и промежуточными балками 17-22, от крышевого оборудования - продольными боковыми 3, 4, поперечной 5 и задней торцевой 6 стенками.

Ударные нагрузки при аварийном столкновении локомотива с объектом, находящемся на верхнем строении пути, воспринимаются несущей рамой 1, а также усиленным лобовым поясом 38 кабины 2 и дополнительным противоударным устройством 39 - с целью обеспечения пассивной безопасности локомотивной бригады.

Кузов рассчитан на обеспечение его прочности при аварийном подъеме с зачаливанием со стороны любого буферного бруса 13 или 14, а также равномерном подъеме стационарными винтовыми домкратами, попарно установленными со стороны продольных боковин 10 и 11.

Рассмотренная конструкция кузова обеспечивает необходимый запас прочности во всех режимах работы локомотива (во всем диапазоне нагрузок и скоростей) ввиду благоприятного распределения силовых потоков и вследствие оптимального сочетания, расположения, конфигурации и нагрузочной способности составных элементов.

Источники информации

1. Медель В.Б. Подвижной состав электрических железных дорог. Конструкция и динамика. Изд. 4-е, М., Транспорт, 1974, с.160-163.

2. Бочаров В.И., Кодинцев И.Ф. и др. Магистральные электровозы: Общие характеристики, механическая часть. / М., Машиностроение, 1991 г.

Изобретение относится к рельсовому транспорту, в частности к кузовам локомотивов. Кузов локомотива содержит кабину (2), продольные боковые (3, 4) и заднюю торцевую 6 стенки, крышу (7) и несущую раму (1), состоящую из продольных боковин, соединенных верхним листовым настилом, буферными брусьями со стяжными ящиками и промежуточными балками. В средней части рамы выполнен центральный узел в виде находящегося между двумя поперечными балками прямоугольника коробчатого сечения, углы и середины сторон которого соединены с поперечными балками балками-вставками. Середины надтележечных балок соединены с буферными брусьями продольными балками переменного поперечного сечения, увеличивающегося к местам соединения со стяжными ящиками. Кабина ниже проема окон выполнена с усиленным лобовым поясом (38) и встроенным противоударным устройством (39). Кузов локомотива может быть оборудован дополнительной поперечной стенкой, образующей тамбур, и модуль-каналом, смонтированным на верхнем листовом настиле рамы и служащим для монтажа коммуникаций и обеспечения центрального прохода внутри кузова. Изобретение повышает прочность несущей рамы и кузова в целом в продольном направлении. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Кузов локомотива, содержащий кабину, продольные боковые и заднюю торцевую стенки, крышу и несущую раму, состоящую из продольных боковин, соединенных верхним листовым настилом, в поперечном направлении по концам рамы буферными брусьями со стяжными ящиками, а между ними - промежуточными балками, в том числе надтележечными, отличающийся тем, что в средней части рамы выполнен соединенный с продольными боковинами и верхним листовым настилом центральный узел в виде находящегося между двумя поперечными балками замкнутого прямоугольника коробчатого сечения, углы и середины сторон которого соединены с поперечными балками короткими вставками-балками, середины надтележечных балок соединены с буферными брусьями продольными балками переменного поперечного сечения, увеличивающегося к местам соединения со стяжными ящиками, а кабина ниже проема окон выполнена с усиленным лобовым поясом и встроенным противоударным устройством.2. Кузов локомотива по п.1, отличающийся тем, что он оборудован дополнительной поперечной стенкой, образующей тамбур, и модуль-каналом, смонтированным на верхнем листовом настиле рамы и служащим для монтажа коммуникаций и обеспечения центрального прохода внутри кузова.