RU55682U1

RU55682U1 - PANEL FOR MANUFACTURING BODIES OF PASSENGER RAILWAY CARS

Info

Publication number: RU55682U1
Application number: RU2006106324/22U
Authority: RU
Inventors: Борис Григорьевич Асташев; Павел Анатольевич Астахов; Владимир Васильевич Марьин; Станислав Усманович Гумеров
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Рекстром-М"
Priority date: 2006-03-01
Filing date: 2006-03-01
Publication date: 2006-08-27

Abstract

Панель для изготовления кузовов пассажирских железнодорожных вагонов представляет собой трехслойную структуру и изготовлена методом пултрузии из стеклопластика на основе эпоксидного или полиуретанового связующего, причем внешние 1-й и 6-й, а также промежуточные 3-й и 4-й слои выполнены плоскими, промежуточные 2-й и 5-й слои выполнены гофрированными, между 3-м и 4-м слоями имеются ребра жесткости,, при этом на поверхности одного из внешних слоев на требуемых для комплектации высотах выполнен, по меньшей мере, один выступ. Предпочтительно на поверхности одного из внешних слоев выполнен выступ, предназначенный для крепления спальной полки. Предпочтительно толщина внешних слоев составляет, по меньшей мере, 4, а толщина промежуточного слоя составляет, по меньшей мере, 2 мм, причем пространство между 3-м и 4-м промежуточными слоями заполнено вспененным полимером. Ее торцевые стенки могут дополнительно содержать элементы крепления для монтажа кузова, например, типа «ласточкин хвост». 8 з.п. ф-лы. 1 фиг.The panel for manufacturing the bodies of passenger railway cars is a three-layer structure and is made by pultrusion of fiberglass based on an epoxy or polyurethane binder, the outer 1st and 6th, as well as the intermediate 3rd and 4th layers are made flat, intermediate 2 the 5th and 5th layers are corrugated, between the 3rd and 4th layers there are stiffeners, while at least one protrusion is made on the surface of one of the outer layers at the heights required for assembly. Preferably, a protrusion is provided on the surface of one of the outer layers for fastening the sleeping shelf. Preferably, the thickness of the outer layers is at least 4, and the thickness of the intermediate layer is at least 2 mm, the space between the 3rd and 4th intermediate layers being filled with foamed polymer. Its end walls may additionally contain fasteners for mounting the body, for example, such as "dovetail". 8 s.p. f-ly. 1 of FIG.

Description

Полезная модель относится к вагоностроительному производству, в частности, к изготовлению пассажирских железнодорожных вагонов.The utility model relates to car building production, in particular, to the manufacture of passenger rail cars.

Известна панель, которая может быть использована в транспортном машиностроении, домостроении и других областях техники, содержащая обшивки из сплошного листового материала, расположенные на расстоянии одна от другой, размещенный между обшивками сотовый заполнитель и по меньшей мере один промежуточный слой, размещенный в пространстве между обшивкой и сотовым заполнителем, скрепленный с ними и имеющий отношение массы к занимаемому им объему меньше, чем плотность обшивки, и больше, чем отношение массы сотового заполнителя к занимаемому им объему. Промежуточный слой выполнен из гофрокартона (патент РФ №2097503).A panel is known that can be used in transport engineering, housing construction and other technical fields, comprising casing made of continuous sheet material, spaced one from another, honeycomb core placed between casing and at least one intermediate layer located in the space between the casing and honeycomb bonded with them and having a mass ratio to the volume occupied by it is less than the skin density, and more than the ratio of the mass of the honeycomb aggregate to m volume. The intermediate layer is made of corrugated cardboard (RF patent No. 2097503).

Известна также панель, содержащая обшивки из сплошного листового материала, расположенные на расстоянии одна от другой, размещенный между обшивками утеплитель и по меньшей мере один стабилизирующий промежуточный слой, размещенный в пространстве между указанной обшивкой и утеплителем и скрепленный с ними, причем утеплитель и стабилизирующий промежуточный слой выполнены из сплошного материала (плиты), при этом каждый из них с обеих сторон дополнительно снабжен сплошными слоями клеевых соединений для скрепления между собой и обшивками, а лицевая сторона каждой из обшивок снабжена защитно-декоративным слоем, включающим анодное покрытие, полимерное покрытие и влагонепроницаемую пленку (патент РФ №20328).A panel is also known, comprising sheaths of continuous sheet material located at a distance from one another, a heater placed between the sheaths and at least one stabilizing intermediate layer placed in the space between the said sheathing and the heater and bonded with them, the heater and the stabilizing intermediate layer made of solid material (plate), each of them on both sides additionally equipped with continuous layers of adhesive joints for bonding between themselves and the skin, the front side of each of the casings is provided with a protective and decorative layer, comprising an anodic coating, the polymeric coating and waterproof film (RF patent №20328).

Кроме того, известна панель, включающая наружную и внутреннюю обшивки и размещенный между ними слой утеплителя, который выполнен из пенопласта, экструдированного пенополистирола, полистирола или из минеральной ваты, при этом наружная и внутренняя обшивки соединены между собой неметаллическими связями проходящими через слой утеплителя (патент РФ №45750).In addition, a panel is known that includes outer and inner cladding and a layer of insulation placed between them, which is made of foam, extruded polystyrene, polystyrene or mineral wool, while the outer and inner claddings are interconnected by non-metallic bonds passing through the insulation layer (RF patent No. 45750).

Известна панель для изготовления рефрижераторного контейнера, состоящая из слоя пенопласта, обшитого фанерой с защитным стеклопластиком (патент РФ №40029).Known panel for the manufacture of a refrigerated container, consisting of a layer of foam, sheathed plywood with protective fiberglass (RF patent No. 40029).

Указанные выше известные панели имеют недостаточно высокие прочностные показатели, сложны в изготовлении и требуют дополнительной технологической доработки в случае использования их для изготовления кузовов пассажирских железнодорожных вагонов.The above-mentioned known panels have insufficiently high strength indicators, are difficult to manufacture and require additional technological refinement if they are used for the manufacture of bodies of passenger railway cars.

Наиболее близкой является панель для изготовления кузовов пассажирских железнодорожных вагонов, выполненная многослойной из полимерного материала, состоящая из обшивок, ячеистого или гофрированного заполнителя и расположенного между ними тонкого слоя термопласта, причем термостойкость материала обшивок выше термостойкости материала заполнителя, а слой термопласта выполнен из того же полимера, что и связующее материала заполнителя (патент РФ №2040403).The closest is the panel for the manufacture of bodies of passenger railroad cars, made of a multilayer polymer material, consisting of linings, cellular or corrugated aggregate and a thin layer of thermoplastic located between them, and the heat resistance of the skin material is higher than the heat resistance of the aggregate material, and the thermoplastic layer is made of the same polymer as the binder of the filler material (RF patent No. 2040403).

Эта панель также недостаточно прочна, сложна в изготовлении и требует дополнительной технологической доработки в случае использования для изготовления кузовов пассажирских железнодорожных вагонов, т.к. изготовлена не методом пултрузии.This panel is also not strong enough, difficult to manufacture and requires additional technological refinement in the case of using passenger railcars for the manufacture of bodies, as not made by pultrusion.

Пултрузия это протяжка материала через нагретую фильеру. В качестве армирующего материала используется стекловолокно. Материал пропитывается специальным связующим на основе полиэфирных смол и пропускается через фильеру - формообразующую болванку. С помощью этой болванки можно задать любую форму изделия. В результате Pultrusion is the pulling of material through a heated die. Glass fiber is used as a reinforcing material. The material is impregnated with a special binder based on polyester resins and passed through a die - forming blank. Using this disc, you can specify any shape of the product. As a result

получается высокопрочный и легкий материал нужной конфигурации и размера. Пултрузия - достаточно новая для России технология, хотя родоначальниками метода были именно российские ученые, которые предложили пултрузию еще в 60-х годах. Но технология использовалась только в военной области и судостроении. Потом на Западе технология была развита, доработана и нашла там самое широкое применение. Из стеклопластика, произведенного этим методом, стали выпускать материалы самого широкого применения. В Россию первые образцы пултрузионной техники появились в начале 1980-х. Тогда они использовались преимущественно для работ в области космонавтики. По-настоящему серьезное распространение технологии в России началось в середине 90-х годов, когда рядом компаний были приобретены зарубежные пултрузионные установки. Продукт пултрузии - материал легкий, не уступающий по прочности металлу, устойчивый к воздействиям агрессивной окружающей среды, экологически чистый.it turns out high-strength and lightweight material of the desired configuration and size. Pultrusion is a fairly new technology for Russia, although the pioneers of the method were precisely Russian scientists who proposed pultrusion back in the 60s. But the technology was used only in the military field and shipbuilding. Then in the West the technology was developed, finalized and found the widest application there. From fiberglass produced by this method, began to produce materials of the widest application. The first models of pultruded equipment appeared in Russia in the early 1980s. Then they were used mainly for work in the field of astronautics. The truly serious spread of technology in Russia began in the mid-90s, when a number of companies purchased foreign pultrusion plants. Pultrusion product - lightweight material, not inferior in strength to metal, resistant to aggressive environmental influences, environmentally friendly.

Технический результат заявляемой полезной модели заключается в повышении прочности изделия и простоте его изготовления (практически, в одну стадию).The technical result of the claimed utility model is to increase the strength of the product and the simplicity of its manufacture (practically, in one stage).

Указанный технический результат достигается тем, что панель для изготовления кузовов пассажирских железнодорожных вагонов, выполненная многослойной из полимерного материала, представляет собой шестислойную структуру и изготовлена методом пултрузии из стеклопластика на основе эпоксидного или полиуретанового связующего, причем внешние 1-й и 6-й, а также промежуточные 3-й и 4-й слои выполнены плоскими, промежуточные 2-й и 5-й слои выполнены гофрированными, между 3-м и 4-м слоями имеются ребра жесткости, при этом на поверхности одного из внешних слоев на требуемых для комплектации высотах выполнен, по меньшей мере, один выступ.The specified technical result is achieved by the fact that the panel for the manufacture of bodies of passenger railway cars, made of a multilayer polymer material, is a six-layer structure and is made by pultrusion of fiberglass based on an epoxy or polyurethane binder, with the external 1st and 6th, as well as intermediate 3rd and 4th layers are made flat, intermediate 2nd and 5th layers are corrugated, there are stiffeners between the 3rd and 4th layers, while on the surface of one of the external layers at desired altitudes is configured to complete at least one protrusion.

На поверхности одного из внешних слоев может быть выполнен один выступ, предназначенный для крепления спальной полки. Таких On the surface of one of the outer layers can be made one protrusion, designed to mount the sleeping shelf. Such

выступов может быть два (для двух полок) и более (для крепления дополнительного оборудования вагона).There can be two protrusions (for two shelves) or more (for mounting additional equipment for the car).

Внешние слои могут быть выполнены одинаковой и разной толщины.The outer layers can be made of the same and different thickness.

Толщина внешних слоев составляет, предпочтительно, по меньшей мере, 4 мм, а промежуточных - по меньшей мере, 2 мм.The thickness of the outer layers is preferably at least 4 mm, and the intermediate layers are at least 2 mm.

Пространство между 3-м и 4-м промежуточными слоями может быть заполнено любым вспененным полимером. При заполнении вспененным полимером, например, пенополиуретаном, пенополистиролом, пенополиэтиленом, хорошие теплоизоляционные свойства панелей еще более улучшаются.The space between the 3rd and 4th intermediate layers can be filled with any foamed polymer. When filled with foamed polymer, for example, polyurethane foam, polystyrene foam, polyethylene foam, good thermal insulation properties of the panels are further improved.

Наличие пустотных слоев (каналов), образованных гофрированными промежуточными слоями, увеличивающих теплоизоляционные свойства, создает возможность использования их и в эксплуатационных целях, например, для размещения вентиляционного оборудования (или используя их в качестве вентиляционного канала), а также питающих электрических кабелей.The presence of void layers (channels) formed by corrugated intermediate layers that increase the thermal insulation properties makes it possible to use them for operational purposes, for example, to place ventilation equipment (or using them as a ventilation channel), as well as power electrical cables.

Хорошие электроизоляционные свойства смол позволяют делать в панелях каналы для электропроводки без дополнительного использования электроизоляции.Good electrical insulating properties of resins allow making channels for electrical wiring in panels without additional use of electrical insulation.

Торцевые стенки панели могут дополнительно содержать элементы крепления для монтажа кузова, например, типа «ласточкин хвост».The end walls of the panel may additionally contain fasteners for mounting the body, for example, such as "dovetail".

Панель, выдерживает механические нагрузки в необходимых направлениях, обладает оптимальными свойствами по механическим характеристикам как статическим, так и динамическим, имеет высокую энергию разрушения, что делает эксплуатацию пассажирских вагонов, изготовленных из предлагаемых панелей, безопасной при механическом повреждении вагонов.The panel withstands mechanical loads in the necessary directions, has optimal properties in terms of mechanical characteristics, both static and dynamic, has a high fracture energy, which makes the operation of passenger cars made from the proposed panels safe for mechanical damage to cars.

Повышение прочности достигается за счет обеспечения высокой ударной вязкости (больше 300 Кдж/м²), последнее также необходимо для The increase in strength is achieved by providing high impact strength (more than 300 KJ / m ² ), the latter is also necessary for

безопасности эксплуатации изделий из стеклопластика, поскольку обеспечивает пластический, а не осколочный характер разрушения при механическом повреждении вагонов.safety of the operation of fiberglass products, since it provides the plastic, and not fragmentation, nature of destruction during mechanical damage to wagons.

Разрушающее напряжение при сжатии и изгибе достигает значений до 1000-1200 МН/м² (МПа) и значений модулей упругости при растяжении и при изгибе до 40 ГПа.The breaking stress during compression and bending reaches values up to 1000-1200 MN / m ² (MPa) and the values of the tensile and bending moduli up to 40 GPa.

Большой вклад в высокие эксплуатационные свойства панелей вносит природа связующего, которое обеспечивает пластический характер разрушения изделия.A great contribution to the high performance properties of the panels is made by the nature of the binder, which ensures the plastic nature of the destruction of the product.

Использование полиуретанового связующего дает стоимость изготовления продукта 6$ за 1 кГ, а использование эпоксидного связующего приводит к стоимости 4$ за 1 кГ. Однако при использовании полиуретанового связующего значения разрушающих напряжений при сжатии и изгибе выше на 120-165 МН/м² (МПа), а модули упругости при растяжении и изгибе выше на 10-15 ГПа.The use of a polyurethane binder gives a manufacturing cost of $ 6 per 1 kg, and the use of an epoxy binder leads to a cost of $ 4 per 1 kg. However, when using a polyurethane binder, the values of breaking stresses during compression and bending are higher by 120-165 MN / m ² (MPa), and the tensile and bending elastic moduli are higher by 10-15 GPa.

Панели изготавливают методом пултрузии, позволяющим получать изделия различной формы, различной толщины по поперечному сечению и различного профиля. В зависимости от использующегося оборудования производительность машины составляет 0,4-1 м/мин. Тем самым, панели длиной 1,4 м для вагона длиной 24 м могут быть произведены за 17 мин.The panels are made by the pultrusion method, which allows to obtain products of various shapes, various thicknesses along the cross section and various profiles. Depending on the equipment used, the productivity of the machine is 0.4-1 m / min. Thus, panels 1.4 m long for a car 24 m long can be produced in 17 minutes.

Используемая технология формования - пултрузия с применением различных форм стекловолокна: ровинга, стеклоткани, стекломатов порознь или одновременно обеспечивает получение конструкций, выдерживающих механические напряжения в необходимых направлениях, а в случае однонаправленного армирования обеспечивает практически идеальную плоскостность с отклонением не более 2% изделия, что снижает вибрацию кузовов вагонов и, как следствие, повышает прочность и долговечность вагонов, изготовленных из заявляемых панелей, и устраняет отрицательное воздействие на самочувствии пассажиров.The molding technology used is pultrusion using various forms of fiberglass: roving, fiberglass, glass mat separately or at the same time provides structures that can withstand mechanical stress in the necessary directions, and in the case of unidirectional reinforcement provides almost perfect flatness with a deviation of not more than 2% of the product, which reduces vibration car bodies and, as a result, increases the strength and durability of cars made from the claimed panels, and eliminates negatively th impact on the well-being of passengers.

Используемый метод формования дает возможность заложить, при желании, в изделие металлические или полимерные сетки для удержания возможных осколков при разрушении изделий, изготовленных из панелей.The molding method used makes it possible to lay, if desired, metal or polymer nets in the product to hold possible fragments during the destruction of products made from panels.

На фиг1 изображено поперечное сечение заявляемой панели, где позиции 1 и 6 означают внешние слои панели слои 1 и 6), позиции 2 и 5 означают промежуточные гофрированные слои (слои 2 и 5), позиции 3 и 4 означают промежуточные плоские слои (слои 3 и 4), позиция 7 означает ребра жесткости, пустотные слои между которыми могут быть заполнены пенополимером, позиция 8 означает элементы крепления, предназначенные для сборки панелей в протяженное изделие и выполненные, например, по типу «ласточкин хвост», позиция 9 означает выступ, предназначенный, например, для навешивания спальной полки.Figure 1 shows a cross section of the claimed panel, where positions 1 and 6 indicate the outer layers of the panel layers 1 and 6), positions 2 and 5 mean intermediate corrugated layers (layers 2 and 5), positions 3 and 4 mean intermediate flat layers (layers 3 and 4), position 7 means stiffeners, the hollow layers between which can be filled with foam polymer, position 8 means fasteners designed to assemble panels into an extended product and made, for example, according to the dovetail type, position 9 means a protrusion designed, for example for hanging a sleeping shelf.

Способ получения предлагаемых панелей заключается в вытягивании через нагретую до 130-150 градусов формообразующую фильеру стеклонаполнителя - ровинга, стекломата и др., пропитанного смолой. На выходе получают армированный профиль из стеклопластика, конфигурация которого повторяет форму фильеры. Если предполагается снабжать торцевые стенки элементами крепления, например, креплением типа «ласточкин хвост», используются две различные оснастки.A method of obtaining the proposed panels consists in drawing through a mold-forming glass filler die, roving, glass mat, etc., impregnated with resin, through a mold that is heated to 130-150 degrees. The output is a reinforced fiberglass profile, the configuration of which follows the shape of the die. If it is intended to provide end walls with fasteners, for example, dovetail mounts, two different snap-ins are used.

Заявляемый профиль имеет следующие улучшенные физико-механические свойства: в 4 раза легче стали; не подвержен коррозии, гниению, короблению, трудногорюч и не выделяет при пожаре ядовитого газа - диоксина, имеет широкий диапазон рабочих температур: от -50 до +50 градусов и низкий коэффициент линейного расширения, хорошие электроизоляционные свойства.The inventive profile has the following improved physical and mechanical properties: 4 times lighter than steel; it is not susceptible to corrosion, rotting, warping, slow-burning and does not emit toxic gas - dioxin in case of fire, has a wide range of operating temperatures: from -50 to +50 degrees and a low coefficient of linear expansion, good electrical insulation properties.

Наружную поверхность панели можно снабдить утеплителем, укрепить черновую панель и затем осуществить чистовую отделку.The outer surface of the panel can be equipped with insulation, strengthen the rough panel and then finish the finish.

Изготавливаемые согласно заявленной полезной модели панели можно красить и ремонтироватьPanels manufactured according to the claimed utility model can be painted and repaired

Вагоны, изготавливаемые из предлагаемых панелей, имеют высокую длительность эксплуатации (аналогичные изделия в судостроении эксплуатируются до 28 лет).The wagons made from the proposed panels have a high duration of operation (similar products are used in shipbuilding for up to 28 years).

Claims

1. The panel for the manufacture of bodies of passenger railroad cars, made of a multilayer polymer material, characterized in that it has a six-layer structure and is made by pultrusion of fiberglass based on an epoxy or polyurethane binder, with the external 1st and 6th, as well as the intermediate 3rd and 4th layers are made flat, the intermediate 2nd and 5th layers are corrugated, there are stiffeners between the 3rd and 4th layers, while on the surface of one of the outer layers the required plektatsii heights formed at least one projection.

2. Panel for the manufacture of bodies of passenger cars, characterized in that on the surface of one of the outer layers there is a protrusion intended for fastening the sleeping shelf.

3. The panel for the manufacture of bodies of passenger cars according to claim 1, characterized in that the outer layers are made of the same thickness.

4. The panel for the manufacture of bodies of passenger cars according to claim 1, characterized in that the outer layers are made of various thicknesses.

5. The panel for the manufacture of bodies of passenger cars according to claim 1, characterized in that the thickness of the outer layers is at least 4 mm

6. The panel for the manufacture of bodies of passenger cars according to claim 1, characterized in that the thickness of the intermediate layers is at least 2 mm

7. The panel for the manufacture of bodies of passenger cars according to claim 1, characterized in that the space between the 3rd and 4th intermediate layers is filled with foamed polymer.

8. The panel for the manufacture of bodies of passenger cars according to claim 1, characterized in that its end walls further comprise fasteners for mounting the body.

9. The panel for the manufacture of bodies of passenger cars of claim 8, characterized in that it contains fastening elements of the "dovetail" type.