Кузова электровозов (назначение, классификация). Устройство рамы кузова.
Согласно кузова классифицируются:
По назначению кузова подразделяют на локомотивные (электровозные тепловозные), вагонные (к ним относят кузова вагонов электропоездов и дизель - поездов)
По внешнему виду кузова разделяются на кузова вагонного и капотного типа (рис.2.2).
Кузов вагонного типа – боковые стенки разнесены на максимальное расстояние, допускаемое габаритом подвижного состава, локомотивная бригада может обслуживать оборудование, не выходя из кузова. В кузове вагонного типа боковые стенки и крыша закрывают только силовые агрегаты, оборудование и отдельно кабину машиниста.
Капотный кузов проще в изготовлении, чем кузов вагонного типа, легче поддаётся разборке при ремонте. Кузова капотного типа обычно применяют на маневровых локомотивах и локомотивах промышленного транспорта.
По способу восприятия сил можно разделить на кузова с несущей рамой и цельнонесущие. У кузовов с несущей рамой мощная главная рама воспринимает все внешние нагрузки. В цельнонесущем кузове (рис.2.3) боковые стенки, а иногда и крыша жёстко связаны с рамой и представляют собой единую конструкцию, все элементы которой совместно воспринимают внешние нагрузки. Несущий кузов легче кузова с несущей главной рамой.
Основой несущих главных рам являются две мощные продольные балки, которые часто называют хребтовыми, если они расположены вблизи продольной оси симметрии рамы. В зависимости от их расположения относительно рам тележек различают кузова неохватывающего и охватывающего типов.
В кузовах неохватывающего типа хребтовые балки расположены над рамой тележки. При этом центр тяжести поперечного сечения главной рамы находится на значительной высоте над продольной осью автосцепок, и в раме при приложении продольных сил одновременно с напряжениями растяжения или сжатия возникают значительные напряжения от изгиба.
В кузовах охватывающего типа продольные балки главной рамы разносят на наибольшее расстояние, допускаемое габаритом, и располагают их так, что они охватывают раму тележки. При кузовах охватывающего типа внешний осмотр тележек затруднён, так как часть тележек закрыта рамой кузова (ВЛ60, ВЛ80, ВЛ65, ВЛ85).
Самыми лёгкими кузовами являются цельнонесущие кузова охватывающего типа, а самыми тяжёлыми – кузова неохватывающего типа с несущей рамой.
Цельнонесущие кузова могут быть оболочковыми или ферменными. Ферменные кузова имеют каркасные стенки, образующие с рамой кузова раскосую ферму, воспринимающую нагрузки, действующие на кузов. Стенки оболочковых кузовов проектируют так, чтобы силы, действующие на кузов, воспринимались так же и обшивками боковых стенок, крыши и кабины (Sr1). Оболочковые кузова легче ферменных.
По аэродинамическим качествам: а) необтекаемые; б) полуобтекаемые; в) обтекаемые;
По материалам, применяемым в конструкции кузовов: а) стальные; б) изготовленные из алюминиевых сплавов; в) пластмассовые.
У отечественных электровозов рамы охватывающего типа. Рама кузова представляет собой конструкцию с большим числом сварных соединений, поэтому для обеспечения заданных геометрических размеров они должны собираться в стендах в заневоленном состоянии. При проектировании рам кузовов необходимо учитывать условия прочности для сварных швов: швы должны быть минимальными, расположение их должно быть максимально симметрично относительно нейтральной оси сечения свариваемой конструкции.
Кузова отечественных электровозов [3, 4, 5, 8] имеют несущую раму (рис.2.4), которая состоит из развитого жесткого упряжного бруса 1, воспринимающего усилия автосцепки и передающего далее на две охватывающего типа хребтовые балки 7. Эти балки связаны двумя шкворневыми балками 2 со стаканами 8 под боковые опоры и двумя балками опорами 5 со стальными конусами 6 под резиновые конуса – аммортизаторы трансформатора. Кроме того, для создания жесткости имеются легкие продольные 3 и поперечные 4 балки. Упряжной брус, как и остальные части, сварен из стали Ст.3 или М16.
Для установки поглощающего аппарата автосцепки имеется соответствующих размеров проем с упорными угольниками. Шкворневая балка сварена из четырех листов толщиной 10 – 12 мм, на концах её – четыре стакана 8 под боковые опоры, в средней части внизу обечайка 14, литой фланец 13, а вверху цилиндрическая втулка 10. Шкворень 12 имеет горячую посадку во фланце 13 и скользящую во втулке 10.
