Л3 мех.оборуд

Классификация кузовов
по способу восприятия нагрузок:
а) – с несущей рамой;
б) – с несущими боковыми стенками и рамой;
в) – цельнонесущие.
по конструкции каркаса и способу его соединения с рамой кузова: клепаные, сварные и клепано-сварные.
по основному материалу, из которого изготовлен кузов:
- все несущие элементы и обшивка из Ме;
каркас или ряд несущих элементов каркаса из Ме, а облицовка и обшивка из пластмассы.
Конструкция кузовов шарнирно-сочлененного ПС еще характеризуется количеством сочлененных кузовов (кузовных секций) и принципом сочленения кузовных секций.
-две кузовные секции (а, в, г);
-две кузовные секции и укороченную межкузовную вставку (б);
-три кузовные секции.
Различают:
1) опорное сочленение кузовов (а);
2) мостовое (б);
3) консольное (полуприцепное) сочленение кузовов (в);
4) сочленение прицепного типа (г).

Основными элементами кузова являются каркас с обшивкой и рама.
вертикальные 1 и продольные 2 элементы жесткости;
дугообразные профили 3 крыши;
рама 4;
обшивка 5 (из стальных либо пластмассовых армированных панелей)
Стенка кузова состоит из нижнего 1, верхнего 2, надоконного 3 и подоконного 4 обвязочных брусьев, связанных между собой вертикальными стойками 5. 6 - обшивка (как несущий элемент и обеспечивает необходимую жесткость стенки).
Стенка кузова жестко связана с рамой и воспринимает совместно с ней все нагрузки.
Несущие стенки позволяют облегчить раму и снизить общий вес кузова при одновременном повышении его прочности и жесткости.

Конструкция рамы кузова во многом определяется типом и конструкцией ходовых частей.
Типы рам рельсового ПС:
Бестележечные экипажи (а): рамы, выполненные с несущим обвязочным поясом 1. Поперечные балки 4 и продольные балки 5 (не несущие и предназначены для установки различного оборудования).
Рамы тележечного ПС: с несущим обвязочным поясом 1 (б) или с несущей хребтовой балкой 3 (в). Нагрузки рамами этого типа передаются на ходовые части шкворневыми балками 2.
Рамы кузовов вагонов метрополитена выполняются обычно по схеме (в).
Обычно кузовные рамы современного ПС - единая цельная конструкция с неразрезным обвязочным поясом. Однако встречаются и составные рамы (г): основной рамой 1 связывают рамы площадок 6.

Типы рам безрельсового ПС:
а) рамы с двумя продольными балками (лонжеронные рамы): балки швеллерного сечения 1, соединенные поперечинами 2.
б) безрамная конструкция, в которой несущими элементами, выполняющими роль рамы, являются основание и каркас кузова.
Наиболее широко распространены в современном безрельсовом ПС, имеют усиленные элементы 3 основания кузова.

Вес кузова может быть уменьшен :
1) применением специальных профилей, обеспечивающих наиболее полное использование материала с учетом особенностей нагрузки кузова;
2) выполнением поперечного очертания кузова, приближающимся к кольцевому;
3) расположением дверных проемов и монтажных люков вблизи опор кузова, а оконных проемов и простенков – на наивыгоднейших расстояниях между стойками;
4) применением в конструкции кузова специальных (низколегированных) сталей, алюминиевых сплавов, искусственных материалов и пластмасс. При этом повышается также износоустойчивость кузовов и устраняется необходимость окраски.
Снижение веса кузова =>
уменьшение веса ходовых частей =>
уменьшение необходимой мощности и веса электротягового оборудования;
уменьшение стоимости тяговых подстанций и сети;
уменьшается расход электроэнергии;
снижаются расходы по эксплуатации рельсового пути.

Двери открываются и закрываются при помощи воздушного или электрического привода, управляемого водителем. Применяются: створчатые, ширмовые, задвижные и поворотно-раздвижные двери.
Окна имеют большие проемы. Делают неоткрывающимися, кроме верхней фрамуги, которая выполняется откидной внутрь пассажирского салона или раздвижной.
Сидения имеют расположение: поперечное, продольное, купейного типа и продольно-поперечное (смешанное).
Современный ЭПС безрельсового ГЭТ оборудуется одним постом управления. На рельсовом транспорте применяется, как один, так и два поста управления.
Отопление. Система отопления пассажирского помещения ГЭТ должна обеспечивать поддержание температуры на уровне 1 м от пола при закрытых дверях не ниже плюс 14°С.
На ПС ГЭТ распространены системы отопления, в которых используется тепло, выделяемое пусковыми сопротивлениями, или отопления электрическими печами, устанавливаемыми под сиденьями.
На некоторых типах троллейбусов и вагонов метрополитена применяются системы калориферного отопления пассажирского салона с центральным подогревом воздуха, температура которого автоматически регулируется термостатом.
Элементы системы отопления могут конструктивно и функционально объединяться с элементами системы вентиляции.
Вентиляция. Производительность системы вентиляции пассажирского помещения должна обеспечивать не менее чем двадцатикратный обмен воздуха в час. Скорость перемещения воздуха в салоне не должна быть выше 0,4…0,5 м/сек.
Две системы вентиляции: вытяжная и приточно-вытяжная. Каждая из систем вентиляции может быть естественной и принудительной.

Основной вид расчета кузовов - расчет на прочность по максимальным нагрузкам, включающий в себя:
выбор расчетной схемы рассматриваемой конструкции;
определение расчетных нагрузок;
расчет элементов кузова на действующие нагрузки с определением напряжений в опасных сечениях;
сравнение расчетных напряжений с допускаемыми и определение запасов прочности.
При расчете кузовов на прочность учитываются следующие нагрузки:
расчетная статическая нагрузка кузова при максимальном заполнении его пассажирами.
Интенсивность распределенной нагрузки определяется из выражения:
где Q – соответствующая нагрузка; F – площадь, на которой распределена эта нагрузка.
вертикальная динамическая нагрузка, получаемая умножением статической нагрузки Gкр на коэффициент вертикальной динамической нагрузки kд;
вертикальная кососимметричная нагрузка (связана с неравенством жесткостей и фабричных стрел прогиба рессор, отклонением опорных поверхностей рамы кузова от теоретической плоскости, а также неодинаковой просадкой колес на неровностях пути и при входе в кривую) учитывается увеличением максимальных статических напряжений в конструкциях кузова на 10…12% (kк =1,1÷1,12).

тяговая нагрузка определяется исходя из расчетного коэффициента сцепления 0,2…0,25 для рельсовых экипажей и 0,6 для безрельсовых;
продольная нагрузка Fсц от удара по сцепке для рельсового ПС:
Fсц=ψGпр, где Gnp – вес прицепной части поезда; ψ =0,3…0,4.
нагрузки на элементы кузова от сил инерции при пуске с максимальным ускорением или при экстренном торможении. В расчетах ПС рельсового транспорта они учитываются увеличением максимальных статических напряжений на 10% (kи=1,1);
боковые нагрузки кузова при движении вагона в кривой. В расчетах учитывается увеличением максимальных статических напряжений на коэффициент kб;
добавочные нагрузки на элементы, связанные с работой тяговых двигателей и тормозных устройств.
Сжатые элементы панелей кузова помимо расчета на прочность проверяются на устойчивость.
Критические напряжения по условию устойчивости для сжатых плоских панелей кузова:
Критические напряжения по условию устойчивости для сжатых панелей цилиндрического поперечного сечения определяются:
где l – длина панели
где μ – коэффициент Пуассона; k1 – коэффициент, зависящий от характера закрепления и отношения сторон панели (стороны, параллельной сжимающей силе, и перпендикулярной стороны).

Нагрузки, действующие на ПС и элементы его механического оборудования:
Статические: относится собственный вес находящегося в покое экипажа (или часть его веса, приходящаяся на рассчитываемую деталь) и полезная нагрузка, зависящая от типа подвижного состава (вес пассажиров или груза).
Динамические (во время движения): возникают от взаимодействия между ходовыми частями и верхним строением пути; от действия сил инерции при пускотормозных режимах ПС; при его колебаниях; от взаимодействия между отдельными частями поезда.
Механическое оборудование ПС подвергается также воздействию нагрузок, связанных с работой тяговых двигателей, устройств механического тормоза, с технологией изготовления и сборки (сварочные напряжения, напряжения от прессовой или горячей посадки) и пр.
Вертикальные нагрузки состоят из статических и динамических.
Динамические усилия определяются умножением собственного веса всех элементов мех. оборудования на коэффициент вертикальной динамики kд:
для рельсового ПС (трамвай и метрополитен):
– при расчете кузова kд =1…1,15;
– при расчете подрессоренных элементов тележек kд = 1,15;
– при расчете неподрессоренных элементов ходовых частей kд=1,20…1,25;
для безрельсового ПС:
– при расчете кузова kд= 1,2…1,3;
– для расчета неподрессоренных элементов ходовых частей kд=2.