Конструкция цельнометаллических кузовов троллейбусов

В СССР первые цельнометаллические кузова вагонного типа были выполнены для троллейбусов типа МТБ.

Цельнометаллический кузов этого типа троллейбуса имеет полуобтекаемую форму. Оконные проемы в боратах расположены на одном уровне. Двери для входа и выхода пассажиров размещены на правом борту. Пассажиры входят через заднюю дверь, а выходят через переднюю. У входной двери с правой стороны расположено место кондуктора, отделенное о стороны двери перегородкой. Кабину водителя также отделяет от пассажирского помещения перегородка с дверью. В левой части кабины оборудовано рабочее место водителя.

Основание кузова устанавливается на раме и крепится к ней болт через резиновые прокладки. Шасси троллейбуса закрывается бортами кузова, опущенными ниже уровня пола.

Для доступа на крышу задний борт кузова снабжен потайной подножкой и лестницей. На сферической части крыши укреплены постоянные поручни.

Каркас кузова состоит из специальных металлических профилей с различной отбортовкой; профили имеют разные размеры в зависимости и от их сочетания и назначения и различную форму — прямую и выгнутую — в одной или двух плоскостях.

В процесс изготовления профилей входят следующие операции: заготовка раскроя на гильотинных или роликовых ножницах; гибка прямых элементов на гибочных прессах; получение выгнутых элементов путем дополнительной прокатки или штамповки; обрезка профилей на роликах (по ширине) и на дисковой или ленточной пиле (по длине).

Для гибки профилей того или иного сечения проектируются и изготовляются гибочные ножи или ролики. Кривизна профиля подгоняется по шаблону. Более мелкие детали, выполняемые из листовой стали (плафоны, основания фар, детали внутренней обшивки и др.), штампуются на гидравлических или кривошипных прессах.

Основным материалом для изготовления обшивки кузова служит листовая сталь толщиной от 0,8 до 1,2 мм или листовой дюралюминий толщиной до 2 мм.

В настоящее время имеется тенденция к применению для изготовления
 обшивки, а также для проката профилей каркаса низколегированной стали и алюминиевых сплавов. Это позволит облегчить вес кузова и увеличить  срок его службы. В перспективе в качестве материала для изготовления  кузовов будут широко применяться пластмассы, обеспечивающие необходимую прочность и максимальное уменьшение веса,  Заготовленный по шаблонам раскрой листов обрабатывают давлением  с целью придания деталям необходимой формы.

Обтекаемые элементы обшивки сложной формы или глубокой вытяжки изготовляют на падающих молотах в свинцово-цинковых штампах,  отливаемых по гипсовым моделям.

Для изготовления листовых деталей более простой формы и неглубокой вытяжки пользуются выколоточными пневматическими молотками весом 8—12 кг.

Основание кузова троллейбуса типа МТБ, т. е. нижняя часть каркаса,  передает нагрузку на раму. Поперечины основания изготовлены из стального швеллера № 8. Для крепления стоек каркаса к поперечинам основания  (а поперечин - к раме троллейбуса) к каждой из них приварены угольники и пластины. Все поперечины притягиваются к раме болтами с установкой резиновых прокладок.

Каркас кузова троллейбуса МТБ состоит из восьми секций: передней, задней, двух секций правого борта, двух секций левого борта и двух секций крыши. Каждая секция сваривается отдельно на специальных приспособлениях, называемых стапелями.

 Стальные профили каркаса соединяются с косынками, угольниками и прочими элементами сваркой. Секции каркаса обычно сваривают, а в  отдельных случаях соединяют болтами. Каркас крепят к основанию болтами. Все стойки соединяют с опорами основания также болтами.

Переднюю и заднюю секции каркаса, четыре секции правого и левого бортов и обе секции крыши собирают и сваривают в специальных стапелях. В таких же стапелях просверливают стыковые отверстия для соединения секций с основанием и между собой. После сборки секций каркаса их окрашивают стойким антикоррозионным покрытием. Окрашенные и просушенные секции поступают на сборку каркаса.

 Наружную облицовку крыши кузова и спусков до подоконного пояса выполняют из листовой стали толщиной 1 мм. Борта ниже подоконного  пояса раньше обшивали дюралевыми листами, толщиной 2 мм. Сейчас на троллейбусах МТБ-28 для этого применяют листовую сталь. Обшивку

соединяют с каркасом стальными или дюралевыми заклепками в зависимости от материала обшивки.

В местах обшивки, где листы перекрывают друг друга, прокладывают тиоколовую ленту, а в узлах стыка листов (особенно на крыше) во избежание затекания воды зазоры заполняют и уплотняют тиоколовой замазкой.

Для стока воды с крыши над окнами кузова установлены специальные водосточные профили. Ниже окон, на уровне пола, к правому и левому бортам прикреплены облицовочные профили, которые одновременно предохраняют обшивку от случайных повреждений.

Наружная облицовка является несущим элементом кузова.

Внутренняя обшивка кузова состоит из обшивки потолка и стенок. Потолок обшивают фанерой толщиной 4 мм. Перед установкой на место обшивку потолка собирают из отдельных листов и склеивают казеиновым клеем по всей длине в стапеле. На сборку в стапель листы поступают обрезанными по контуру, с вырезанными отверстиями и подготовленными для склеивания кромками. В стапеле к обшивке приклеивают также бобышки. После сушки и зачистки обшивку грунтуют. Стенки обшивают фанерой, заготовляемой по шаблонам. Как и в предыдущем случае, после клейки и сушки обшивку грунтуют. Внутреннюю обшивку кузова оклеивают хлопчатобумажной тканью и окрашивают в установленные цвета.

Пол кузова изготовляют из шести сосновых щитов. Доски щитов, соединенные в шпунт, после грунтовки и сушки укладывают на бруски, укрепленные в опорах основания, и привинчивают винтами с потайной головкой.

В продольном проходе между сидениями По всей длине пассажирского помещения на полу укладывают дубовый реечный настил. В щитах пола имеются вырезы для люков над тяговым электродвигателем, компрессором и аккумуляторной батареей. Пол в кабине водителя также изготовляют из досок, соединенных в шпунт, и покрывают сверху линолеумом. Для защиты от нагретых пусковых сопротивлений с нижней стороны пол кабины водителя изолируют асбестовым картоном, облицованным стальным листом.

Кузов троллейбуса ЗИУ-5 также цельнометаллический несущей конструкции вагонного типа, с облегченным рамным основанием. Он состоит из восьми секций, выполненных из гнутых и штампованных профилей, изготовляемых из листовой стали толщиной 1,5 мм.

Все секции каркаса кузова — правая и левая боковины, крышевые секции, передняя и задняя торцовые части, передние левый и правый борта — собираются на специальных приспособлениях (стапелях) из отдельных элементов соответствующих профилей, скрепляемых электрической контактной сваркой. Соединение секций между собой осуществляется посредством болтов и точечной сварки.

С наружной стороны каркас кузова обшивается дюралюминиевыми листами марки Д16АТ толщиной 1,5 и 2 мм. Внутренняя часть стен кузова обшита декоративной фанерой (березовой) толщиной 4 мм, отделанной под орех. Внутренняя потолочная часть обшита слоистым пластиком, а овальные и скругленные места передней и задней частей — штампованными стальными листами, окрашенными под общий тон внутренней отделки. Места стыка перекрыты алюминиевыми профилированными полосками. Для удобства и облегчения ремонта отдельные элементы внутренней обшивки легко снимаются. Пол кузова выполнен из бакелизированной фанеры толщиной 12 мм. В проходе между сидениями пол покрыт специальным резиновым ковром, а под сидениями линолеумом или гладкой листовой резиной толщиной 5 мм.

Внутренняя часть кузова состоит из пассажирского салона и кабины водителя. Кабина расположена в левой передней части кузова и отделена от салона металлической перегородкой с дверью, сообщающей салон с кабиной. Световой проем кузова, расположенный на левой стороне кабины водителя, для ее вентиляции имеет открывающееся (раздвижное) окно.

Рабочее место кондуктора отгорожено со стороны входной двери металлической перегородкой.

Сложный характер нагрузок, действующих на раму и кузов, позволяет производить их расчет лишь приближенно. При расчете рамы и .кузова на прочность учитывают следующие нагрузки: вертикальные — статическую и динамическую; боковые — от действия центробежной силы и ветра; продольные — от действия силы инерции при ускорении и замедлении; скручивающие усилия — при наезде одного из колес на неровности дороги.

Раму троллейбуса рассчитывают на прочность под действием вертикальных нагрузок, исходя из условия равномерного распределения нагрузки по всей длине. Влияние на раму боковых и продольных нагрузок кузова учитывают путем увеличения статических напряжений от вертикальных усилий. Отдельные узлы и элементы несущего кузова рассчитывают на местные нагрузки.

При расчетах принимают следующие допущения: а) раму рассматривают, как стержневую статически неопределимую систему; б) соединения продольных и поперечных стержней рамы в местах их пересечения считают шарнирными, а самые стержни — неразрезными. Приведенные допущения исключают возможность учета скручивающих моментов, влияющих в действительности на рассчитываемую систему.

Расчет рамных конструкций кузова ведут обычно по методу разделения действующей нагрузки между рамой и боковыми стенками кузова. Несущий кузов по этому методу рассчитать нельзя, так как результаты такого расчета могут лишь весьма приближенно отразить действительную картину напряжений, которые испытывают узлы и элементы кузова. Подобное определение действующих напряжений не позволит использовать преимущества несущего кузова.

Несущий кузов при, расчете рассматривают как коробчатую тонкостенную оболочку, подкрепленную с внутренней стороны набором продольных и поперечных элементов жесткости. Поперечное сечение несущего кузова имеет обычно прямоугольное очертание с закруглениями в верхних углах, а боковые стены — прямоугольные дверные и оконные проемы. Оболочка кузова жестко связана с подкрепляющим набором продольных и поперечных элементов при помощи сварных или заклепочных соединений. Большая жесткость и прочность достигаются при наличии сварных соединений. Жесткое соединение оболочки и каркаса обеспечивает совместное восприятие действующих на троллейбус усилий, подобно балке коробчатого сечения.

Изложенные соображения о расчете позволяют определить лишь ориентировочное значение напряжений в деталях кузова. Окончательную корректировку запроектированных сечений отдельных элементов рекомендуется производить после всесторонних испытаний построенного образца кузова.