Файл: Ситковский, И. П. Полимерные материалы на зарубежных железных дорогах.pdf

В английских пассажирских вагонах типа МАРкІІВ, эксплуати­ рующихся на линиях Восточного побережья, в числе прочих изоли­ рующих материалов для боковых стен и крыши использовано стекло­ волокно, уложенное на антикоррозионную обмазку из аквапласта [25]. В вагонах-ресторанах трансъевропейских экспрессов ФРГ стены ку­ зова изолированы минеральным волокном в комбинации с ППУ. А изо­ ляция зоны тележек усилена дополнительными матами из минераль­ ного волокна. В вагонах Мюнхенского метрополитена между внутрен­ ней и наружной обшивкой уложены маты из стекловолокна.

Во Франции в вагонах поездов «Капитоль», а в Японии в вагонах, электропоездов, курсирующих на линии Токайдо, в качестве термо- и звукоизоляции использованы стекловолокиистые маты.

Вагоны трансъевропейских экспрессов «Мистраль» (Франция) обору­ дованы изоляцией из минерального волокна толщиной 50 мм, приклеен­ ной к стенам и потолку кузова звукопоглощающей мастикой [29]. Построенные в 1970 г. в ГДР вагоны-рестораны для железных дорог

стве изоляционных материалов в стенах и потолке имеют маты из стек­ ловолокна, в устройстве пола — минеральную вату [56]. Матами изстекловолокна обеспечивается звукоизоляция спальных вагонов, по­ строенных в ФРГ для поездов сообщения Мадрид—Париж [57]. На железных дорогах Швеции в вагонах класса АО-21 постройки 1962— 1963 гг. стены и крыша имеют слой мастики, содержащей асбест, а по­ лы изолированы матами из стекловолокна толщиной 60 мм, которыенад тележками утолщены до 95 мм. В зарубежном вагоностроении для снижения шума и вибрации, кроме перечисленных мер, широко рас­ пространено устройство «плавающих» полов. Конструкция их харак­ терна закреплением настила пола не на металлическом основании, а на промежуточных, амортизирующих резиновых прокладках. «Пла­ вающие» полы широко применяют в вагонах Японских железных до­ рог [57] и в пассажирских вагонах типа Y (Ric) в ГДР [58]. В вагонах скоростных поездов «Метролайнер» под полом уложен слой пенорези­ ны. Кроме того, все перегородки этих вагонов для снижения шума и вибрации смонтированы на резиновых прокладках [28]. Такую же кон­ струкцию имеют полы в спальных вагонах типа Т, постройки заводовФРГ, в поездах, курсирующих по маршруту Париж—Ницца и Па­ риж—Сан-Ремо [56]. В США в вагонах дальнего следования, построен­ ных в 1969—1970 гг. на заводах фирмы Пульман Стандарт, многослой­ ный настил пола толщиной 19 мм смонтирован на прокладках из ре­ зины и пробки.

Другим мероприятием по уменьшению передачи шума является установка резиновых элементов в разных узлах соединений кузова с те­ лежкой — в узлах I и II ступени рессорного подвешивания, например,, в листовых рессорах под спиральными пружинами, под скользунами,.. в креплении соединительных тяге помощью сайлентблоков и т. д. [59]. Многие из этих рекомендаций стали учитываться при постройке сов­ ременных вагонов, например, в вагонах поезда «Мистраль» (Франция), в вагонах трансъевропейских экспрессов и др. В конструкциях теле-

ЗЕ

жек 428 для гашения вибраций и шума установлены упругие проклад­ ки под пружинами, резино-металлические блоки в вертикальных буксо­ вых направляющих и сайлентблоки в сочленениях передач [46].

Для снижения шума рекомендуются резиновые рессоры в системе буксового подвешивания, что, кроме того, позволяет упростить кон­ струкцию буксового узла, снизить вес и эксплуатационные расходы. Применение резины в системе буксового подвешивания, однако, не является общепринятым, вследствие осложнений, связанных с расче­ тами таких устройств из резин, а также неоднородностью материала и его старением. Вместе с тем отмечается целесообразность использо­ вания комбинированных конструкций, т. е. резино-металлических рес­ сор. Эффективно также применение пневматических амортизаторов в системе надрессорного подвешивания.

струкции.

Площадками баллонного типа в настоящее время оборудованы мно­ гие серии пассажирских вагонов в ФРГ, ГДР, ПНР, Англии, Фран­ ции, США и других странах [75].

Рекомендуется также везде, где это возможно, закреплять на под­ вижном составе такое оборудование, как вентиляторы, компрессоры, двигатели и другие машины, на резиновых амортизаторах.

Исследования виброгасящих свойств резиновых прокладок, уло­ женных между настилом и металлической обшивкой пола пассажир­ ских вагонов, а также резиновых элементов в устройствах опор кузо­ ва на тележку, проведенные исследовательским центром железных дорог Англии, подтвердили высокую эффективность деталей из рези­ ны как гасителей вибраций и шума.

В некоторых случаях крепление купейных и других перегородок к остову кузова осуществляется болтами с резиновыми вкладышами. В частности, это предусмотрено при постройке вагонов для поездов ■«Мистраль» (Франция) [46].

Трехслойные пластмассовые панели. Оригинальным техническим решением, позволяющим путем рационального использования свойств материалов создавать конструкционные силовые элементы, выполняю­ щие одновременно тепло- и звукоизоляционные функции, являются трехслойные конструкции типа «сэндвич». Несущие элементы конструк­ ции кузова подвижного состава выполняются обычно из металлическо­ го каркаса и тонколистовых металлических стенок с элементами жест­ кости из профильного проката. Материал тепло- и звукоизоляции обыч­ но не участвует в восприятии силовых нагрузок. Если оболочки из

•с малым объемным весом, получатся так называемые трехслойные кон­ струкционные элементы, которые работают при нагружении как еди­ ное целое. Они не теряют жесткости под действием значительных на­ грузок вдоль плоскости оболочек и перпендикулярно к ним. В то же

3 2

время такая конструкция обеспечивает хорошую тепло- и звукоизоля­ цию. При применении для одной из оболочек такого элемента или пане­ ли, например, для внутренней, листового материала с декоративным покрытием одновременно создается внутренняя облицовка помещения, например, салона или купе вагона, не нуждающаяся в дополнитель­ ной отделке. По этому принципу создания несущей конструкции в ФРГ был построен дизельный четырех-вагонный пассажирских поезд, в кото­ ром кузова вагонов были выполнены в виде трехслойной конструкции типа «сэндвич». Между внешней оболочкой из листового дюралюминия, являющейся наружной обшивкой кузова и внутренней облицовкой его, был помещен прочно связывающий их друг с другом пенопласт мольтопрен. В результате было достигнуто снижение веса кузова ва­ гона на 50% по сравнению с аналогичным кузовом из стали. Сниже­ ние веса тары позволяет при существующей мощности четырехвагон­ ного дизельного поезда увеличить его состав до шести вагонов.

В Англии в 1964 г. с использованием аналогичной терхслойной конструкции типа «сэндвич» построен опытный пассажирский вагон пригородного сообщения с оболочкми из стеклопластика и с заполне­ нием пенопластом ППУ. Длина вагона 19,4 м, вес кузова 6,24 т, что на 3,5 т меньше веса стального кузова [41].

Вагоны трансъевропейского экспресса «Мистраль» (Франция) [21, 60] оборудованы специально разработанной изоляцией кузова и пола. Металл кузова вагона имеет шумопоглощающее покрытие, которое используется и для крепления слоя минеральной ваты, объемным ве­ сом всего 8 кг/м3. На стенах и потолке на слой минеральной ваты толщи­ ной 50 мм накладывается еще одно покрытие толщиной 25 мм, поверх которого закрепляется внутренняя облицовка стен. Пол вагона (рис. 16) состоит из 13 слоев различных материалов, акустические свойства ко­ торых обспечивают эффективную звукоизоляцию. Перегородки кре-

пятся к стойкам болтами, утопленными в резину, что способствует предотвращению распространения вибраций [46].

В Научно-исследовательском центре локомотивного и вагонного хозяйства железных дорог ГДР разрабатывалась и успешно апроби­ рована звукоизоляция ограждающих конструкций пассажирских че­ тырехосных вагонов типа В4ге 252-20 (рис. 16, а) и WL054-121 (см. рис. 16, б).

Представляет интерес звуко- и теплоизоляция вагонов Мюнхенского метрополитена. Потолок вагонов покрыт твердыми древесноволокни­ стыми плитами толщиной 3 жж. Средний участок потолка шириной 1,54 м выполнен из древесноволокнистых плит низкой плотности, а боковые участки шириной по 0,415 м — из листов перфорированного бумажнослоистого пластика. Внутренняя поверхность балок и листов обшивки покрыта распыленной синтетической пробкой с битумной связкой. Между внутренней и наружной обшивкой уложены маты из стекловолокна.

В вагонах типа ARUM- 65 (ФРГ) для тепло-и звукоизоляции преду­ смотрено несколько видов материалов. Шумопоглощающая мастика с наполнителем из асбеста и слюды наносится напылением на внутрен­ нюю поверхность стальной обшивки кузова вагона, пол, боковые и торцовые стены и крышу.

Толщина слоя мастики от 3 до 5 мм. В устройстве пола, над тележ­

толщиной 8 жж, весом 8 кг/м2.

Пространство между напыленной изоляцией и внутренними кром­ ками оконных стоек на боковых стенах заполнено матами из минераль­ ного волокна толщиной 60 жж с объемным весом 12 кг/м3. На напы­ ленное изоляционное покрытие крыши наклеены пласты пенополис­ тирола толщиной 40 жж. Внутренняя отделка потолка для лучше­ го шумопоглощения выполнена из перфорированных листов декора­ тивного бумажнослоистого пластика.

5. Внутреннее оборудование и отделка из пластмасс

Широкое распространение в устройстве внутренних стен, полов, перегородок и других конструкционных элементов пассажирских ва­ гонов получили трехслойные панели типа «сэндвич» [37, 38, 47, 67]. Основным преимуществом их является высокая прочность при незна­ чительном весе, стойкость против гниения, водостойкость и хорошие тепло- и звукоизоляционные характеристики. Промышленность Анг­ лии, США, Италии, Японии, ФРГ, ГДР и других стран выпускает такие панели разных типоразмеров. Для внешних, несущих оболочек трехслойных панелей применяют водостойкую фанеру, твердые и сверх­ твердые древесноволокнистые плиты, листы из стеклопластика, алю­ миния, нержавеющей или оцинкованной стали и комбинации их. Вну­ тренний слой-заполнитель в большинстве случаев состоит из сотопла-

34

сТов на основе тех или иных смол с разными наполнителями или из раз­ личных типов пенопластов или из сочетания того и другого (рис. 17).

Наибольшее употребление нашли панели с внешними оболочками из водостойкой фанеры и с сотопластовым заполнителем, выполненным из бумажнослоистого пластика на основе фенолоформальдегидных или эпоксидных смол или из твердого пенополиуретана (рис. 18). В послед­ нем случае при изготовлении панелей заполнитель — пенополиуретан применяется или в виде готовых плит, приклеиваемых вместе с ребра­ ми жесткости из водостойкой фанеры к внешним оболочкам, или в виде составов холодного отверждения, заливаемого между оболочками. В этом случае заполнитель прочно схватывается с оболочками в про­ цессе 'его вспенивания и отверждения.

Исследования, проведенные в 1967 г. в ГДР, показали преимущест­ ва панелей типа «сэндвич» с пенопластовым заполнителем по их теп­ ло- и звукоизоляционным свойствам по сравнению с трехслойными паие-

лями других конструкций. В связи с этим они рекомендованы для при­ менения в дизель-поездах и моторных вагонах [39].

Наибольшее применение трехслойные панели типа «сэндвич» на­ шли в конструкции полов и межкупейных перегородок пассажирских вагонов. Отмечается, что вагоны типа МАРкІІ I и II классов, оборудуе­ мые с 1969 г. полами из трехслойных панелей, имеют улучшенную звуко­ изоляцию по сравнению с обычными [66]. Внешние оболочки панелей выполнены из водостойкой фанеры, а средний слой — из пенопласта.

В поездах «Люкс» Австралийских железных дорог пассажирские вагоны также оборудованы полами из трехслойных панелей со средним слоем из тепло- и звукоизоляционного материала с фирменным назва­ нием мезонайт и копит [421. Полами из плит типа «сэндвич» оборудо­ ваны дизельные четырехвагонные поезда железных дорог Югославии [42]. В спальных вагонах серии Т2 Французских железных дорог из трехслойных панелей выполнены межкупейные перегородки [61].

Панели типа «сэндвич» широко используются в конструкции пас­ сажирских вагонов Японии, в том числе в скоростных экспрессах ма­ гистрали Новая Токайдо. При этом внешние оболочки панелей выпол­ нены из водостойкой фанеры, стеклопластика и алюминия с лаковым покрытием, а в качестве среднего заполнителя применен пенополиуре­ тан [48]. Трехслойные панели с оболочками из водостойкой фанеры с пенопластовым заполнением применены в полах вагонов Мюнхенско­ го метрополитена [68].

Начиная с 1966 г. трехслойные панели с сотопластовым заполне­ нием применяются для полов и внутренних перегородок в пассажир­ ских вагонах ГДР, в том числе и в спальных вагонах, поставляемых

вСССР.

Вменьших масштабах, в порядке широкого экспериментирования, трехслойные панели типа «сэндвич» в комбинации с различными обли­ цовочными и декоративными материалами применяются и для обшив­ ки боковых стен пассажирских вагонов в Англии. Аналогичные рабо­ ты проводятся в США, ГДР и ПНР.

ВФРГ, начиная с 1965 г., проверяются в эксплуатации вагоны с об­ шивкой из трехслойных панелей с внешними оболочками из ударо­ прочного полистирола, стеклопластика и бумажнослоистого пласти­ ка с внутренним заполнением из сотопластов и пенопластов.

По некоторым данным [37], широкому использованию трехслойных панелей для обшивки боковых стен пассажирских вагонов препятст­ вуют причины в основном технологического порядка, заключающиеся

вболее сложном креплении плит к металлу кузова и внутреннего обо­ рудования к плитам, чем в случае применения обычных листовых ма­ териалов типа древесноволокнистых плит, фанеры, столярных плит.

Широко применяются во внутреннем устройстве пассажирских ва­ гонов твердые и сверхтвердые древесноволокнистые плиты. В ряде случаев, особенно после создания древесноволокнистых плит повы­ шенной водостойкости, они вытеснили фанерные и столярные плиты

идругие изделия из древесины, используемые для внутреннего обору­ дования пассажирских вагонов. Например, в ГДР при строительстве одного купированного вагона расходуется 300 м2 древесноволокнистых

36