ГЛАВА II
КУЗОВА, РАМЫ, ПЕРЕХОДНЫЕ ПЛОЩАДКИ, ДВЕРИ И ОКНА
Кузова пассажирских вагонов по конструкции делятся на два основных типа: с рамами, имеющими сквозную хребтовую балку, и с рамами без хребтовой балки. Вагоны первого типа строят заводы СССР и ПНР, а вагоны второго типа — заводы ГДР и ВНР.
Кузов вагона состоит из рамы, пола, боковых и торцовых стен и крыши. Каждый узел стен и крыши собирают из металлических листов и усиливают элементами жесткости (стойки, обвязки балки, дуги). Все детали и узлы соединены между собой электродуговой и точечной сваркой. Изготовленный таким образом кузов представляет собой жесткий металлический каркас прямоугольного сечения, который воспринимает все усилия, возникающие во время эксплуатации.
До 1950 г. кузова изготовляли с гладкими (без гофров) боковыми стенами, снабженными для увеличения жесткости продольными элементами — стрингерами Ζ-образного профиля. Затем стены стали делать с отдельными гофрами и с гофрированными подоконными поясами, благодаря которым значительно увеличилась жесткость наружной обшивки кузова. Это позволило упразднить стрингеры, уменьшить количество сварных соединений, упростить технологию постройки, улучшить внешний вид вагона и несколько снизить общий вес его.
Большую часть элементов кузова изготовляли методом профилировки в холодном состоянии на роликовых станках. Для вагонов межобластного сообщения на Калининском вагоностроительном заводе в 1960 г. впервые были применены такие профили. В дальнейшем их стали использовать при постройке других типов вагонов.
Кузов вагона с хребтовой балкой 11 (рис. 28) имеет каркас, состоящий из продольных 1,3,5,6,9 и поперечных 4, 7,10 элементов, собранных в виде замкнутых рамок (шпангоутов). Снаружи каркас покрыт листовой гофрированной сталью 2 с проемами для окон и дверей. Толщина наружной обшивки пола — 3 мм, стен и крыши 8—2 мм. В зависимости от места расположения элементы каркаса имеют различную форму поперечного сечения и толщину. Шпангоуты, расположенные по обеим сторонам от оконных проемов, состоят из поперечных балок 10, пола специального профиля, боковых стоек 4 и дуги 7, имеющих Ζ-образный профиль. Между шпангоутами расположены промежуточные балки такого же профиля, как и шпангоуты.
Нижний 1 и верхний 6 обвязочные пояса сварены соответственно из балочек Ζ-образного профиля (50 X 70 X 34 х 4 мм) и уголка (57 X 60 X 4 мм). Продольные элементы 3 и 5 боковой стены имеют Ζ-образный профиль. Стойки торцовых стен, изготовленные из двутавра № 24, внизу жестко соединены с концевой поперечной балкой, а вверху — с верхним обвязочным поясом. Концевые балки имеют два ребра жесткости, соединенные сваркой с торцовыми швеллерами, с верхним и нижним угловыми листами, связующими концевую и хребтовую балки.
В тамбуре вагона установлены металлические перегородки с вырезами для торцовых дверей, усиленные дверными стойками. Каркас крыши состоит из поперечных дуг 7, имеющих вырезы под стрингеры 9, двух обвязочных поясов, продольных стрингеров и концевых поперечных швеллеров № 20. Листы крыши сварены между собой встык и приварены к каркасу.
С 1957 г. заводы СССР и ПНР выпускают цельнометаллические вагоны с облегченным кузовом. Вес такого вагона на тележках КВЗ-5 и КВЗ-ЦНИИ с гидравлическими амортизаторами составляет 48 т вместо 55 т у вагонов более ранней постройки. Снижение веса вагона достигнуто за счет уменьшения толщины металлической обшивки пола, торцовых стен (с 3 до 2 мм), крыши в средней части (с 2 до 1,5 мм) и свесах (с 3 до 2 мм), а также благодаря уменьшению количества поперечных балок пола (с 34 до 27) и продольных элементов крыши. В дальнейшем крышу стали изготовлять с девятью гофрами без стрингеров. Для повышения жесткости кузова торцовые стены снабжены вертикальными гофрами, а на боковых стенах увеличено количество гофров над окнами (три вместо одного), между окнами (три вместо двух) и под окнами (пять вместо двух).
Рис. 28. Каркас кузова вагона с хребтовой балкой
Рис. 29. Каркас кузова вагона без хребтовой балки
Рис. 30. Каркас крыши
Кузов вагона без хребтовой балки имеет каркас, состоящий из нижней 1 (рис. 29) и верхней 4 обвязок, стоек 3 боковых стен с гофрами 2, продольных балок крыши 5, дуг 6, металлического пола 7 и нижних поперечных балок 8, выполненных из швеллеров. Нижняя обвязка 1 (боковая балка) изготовлена из закругленного уголка специального проката толщиной 14 мм, а верхняя обвязка 4 и стойка 3 — из швеллера корытообразного профиля. Толщина металлических листов боковых стен ниже оконных проемов 2,5 мм, а между проемами и над ними — 2 мм.
Каркас крыши имеет два продольных обвязочных уголка 4 (рис. 30), поперечные дуги 5 Ζ-образного профиля, два поперечных швеллера 8, металлическую обшивку 6 и девять стрингеров 7 Ζ-образного профиля. На всех пассажирских вагонах, построенных до 1957 г., вся обшивка крыши в средней части выполнена из гладкой листовой стали толщиной 2 жж и на свесах 3 мм. С 1957 г. толщина гладких листов в средней части уменьшена до 1,5 жж. С такой крышей строили все типы вагонов, кроме некупированных, которые выпускал Калининский вагоностроительный завод. С 1965 г. этот завод строит вагоны с гофрированной крышей, имеющей толщину листов 2 жж на свесах и в средней части. Такая крыша обладает повышенной жесткостью; в ее конструкции отсутствуют стрингеры. Для удобства монтажа и демонтажа вентиляционного агрегата, котла водяного отопления, калорифера и бака для воды в крыше и в торцовых стенах предусмотрены люки 1, 2,3 и 9.
Рис. 31. Металлический пол
Рис. 32. Торцовая стенка кузова
В эксплуатации имеются пассажирские вагоны с различной конструкцией и толщиной листов металлического пола. На вагонах Калининского вагоностроительного завода постройки до 1956 г. металлический пол кузова был гладким из углеродистой стали толщиной 3 мм. С 1956 по 1960 г. его делали толщиной 2 мм. Затем конструкция пола была изменена. В консольной части он по-прежнему оставался гладким из листов в 2 мм, а в средней части (между шкворневыми балками) гладкие листы заменили гофрированными толщиной 1,5 мм. Вагоны с таким полом строили до 1965 г. Чтобы повысить срок службы металлического пола, в 1966 г. увеличили толщину гофрированных листов с 1,5 до 2 мм? а гладких — с 2 до 3 мм. Металлический пол современных вагонов изготовлен из гофрированных 1 (рис. 31) и плоских 2 листов углеродистой стали марки сталь 15 толщиной соответственно 2 и 3 мм, соединенных внахлестку электродуговой и точечной сваркой. Листы пола подкреплены поперечными балками 3 Ζ-образного профиля и окаймлены по контуру балками 4.
Торцовые стены кузова состоят из стоек угловых 5 (рис. 32), промежуточных 4 и двух мощных дверных 1, необходимых для обеспечения прочности кузова при аварийных нагрузках, выполненных из двутавра № 27, усиленного в нижней части накладками. Снаружи стойки перекрыты обшивкой 2 толщиной 2 мм. Два ящика 3 предназначены для запаса угля, а вырезы 6 — для установки сигнальных фонарей.
Под боковыми тамбурными дверями смонтированы подножки. Для выхода на высокие платформы над подножками имеется откидной фартук. В нерабочем положении он при помощи пружины поднимается вертикально, а в рабочем — опускается до уровня пола и закрепляется специальным механизмом.
Высота кузова современного почтового вагона для контейнерных перевозок в отличие от других цельнометаллических вагонов увеличена на 170 мм, что связано с необходимостью обеспечения соответствующей высоты проема погрузочных дверей кладовой. Листы обшивки верхнего пояса уширены и изменено расположение гофров по высоте вагона. В боковых стенах кладовой по обе стороны дверных проемов выполнены карманы, в которых на роликах перемещаются двери.
Для теплоизоляции кузовов пассажирских вагонов отечественной постройки с 1947 по 1950 г. использовали гофрированную алюминиевую фольгу (альфоль). Затем применяли мипору. А с 1965 г. в вагонах постройки Калининского завода верхний пояс и крышу изолируют мипорой, а пол и нижний пояс — пенопластом марки ПСБ-С.