РЕЗИСТИВНЫЙ УЗЕЛ ТОРМОЗНОГО РЕЗИСТОРА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к электротехнике, в частности к конструкции резистивного узла тормозного резистора.
Известны ленточные резисторы ЛР, примененные в тепловозе 2ТЭ116 (см. Филонов С.П., Гибалов А.И., Никитин Е.А. и др. "Тепловоз 2ТЭ116", Москва, "Транспорт", 1996, стр. 245). Резисторы ЛР предназначены для ослабления поля тяговых двигателей, заряда батарей и пуска компрессоров.
Известные ленточные резисторы ЛР имеют резистивные элементы, выполненные в виде зигзагообразной изогнутой ленты. Материалом резистивного элемента являются прецизионные сплавы, например, фехрали Х15Ю5 и Х23Ю5Т, обладающие высоким электрическим сопротивлением. Резистивный элемент в местах перегиба закрепляется с помощью стальных держателей между изоляторами. Держатели выполняют функцию компенсаторов температурных изменений и возможных технологических отклонений резистивного элемента. Изоляторы стягиваются шпильками с помощью гаек. Прямолинейные участки резистивного элемента с целью придания жесткости выполнены с выштампованными в продольном направлении гофрами. Ленточные резисторы ЛР могут быть выполнены с одним или двумя резистивными элементами.
Недостатками известного блока резисторов являются сложность конструкции, низкая технологичность конструкции, высокая металлоемкость и вероятность аварийных ситуаций и относительно низкая надежность.
Наиболее близким по технической сущности к заявленной полезной модели является резистор типа РЛТ, примененный в системе пуско-тормозных резисторов грузового электровоза постоянного тока 2ЭС6 (см. «Электровоз грузовой постоянного тока 2ЭС6 с коллекторными тяговыми электродвигателями» Руководство по эксплуатации, 2ЭС6.00.000.000 РЭ Часть 5, с. 83-89).
Известный резистор состоит из резистивного элемента, держателей резистивного элемента, изоляторов и двух шпилек с комплектом гаек. С помощью шпилек и комплекта гаек происходит стягивание деталей в единую конструкцию. Резистивный элемент выполнен из зигзагообразно изогнутой ленты прецизионного сплава высокого электрического сопротивления. Прямолинейные участки резистивного элемента для жесткости имеют выштампованные гофры. Между изоляторами резистивный элемент резистора крепится стальными держателями, установленными в местах перегиба ленты и обеспечивающими температурную компенсацию и технические отклонения. Выводы элемента резистора выполнены из медных шин, привариваемых к крайним и промежуточным виткам. Система пуско-тормозных резисторов электровоза включает в себя четыре блока резисторов типа РЛТ. Для обеспечения необходимой схемы соединений в системе пуско-тормозных резисторов электровоза выводы резисторов соединяются шинами. Примерно такую же конструкцию имеют резисторы ленточные тормозные РЛТ, применяемые в качестве нагрузочного сопротивления тяговых электродвигателей в режиме электрического торможения в тепловозах 2ТЭ116, ТЭП70, ТЭМ18, ТЭМ2, ЧМЭ3, ТЭП70А.
Недостатком известного резистор типа РЛТ является сложность конструкции из-за наличия большого количества держателей резистивного элемента, низкая технологичность, связанная с необходимостью изготовления цельного зигзагообразного резистивного элемента, исходным материалом которого является лента длиной 15-20 м, шириной 50-80 мм и толщиной 0,6 мм, и со сложностью сборки. При изготовлении приходится производить периодическую загибку ленты. При этом в ленте должны быть выполнены гофры. Загибать такую ленту сложно. Как правило - это ручной труд 4-5 человек с высокой трудоемкостью и низкой производительностью. Необходимость использования большого количества держателей резистивного элемента повышает металлоемкость конструкции, что повышает наряду с ручным трудом стоимость резистора. Также данный резистор обладает низкой надежностью, связанной с относительно малой жесткостью конструкции резистивного элемента из-за однонаправленности гофров вдоль длины ленты и отсутствия промежуточных связующих витки резистивного элемента опор и вероятностью заклинивания резистивного элемента в держателях при резком нагреве во время пуска или торможения электровоза, что может привести задеванию соседних витков и перегоранию резистивного элемента. Усугубляет ситуацию низкая виброустойчивость резистивного элемента. Недостатком также является применение в качестве материала резистивного элемента прецизионного сплава фехраля марки Х15Ю5 или Х23Ю5 относительно высокой стоимости.
Техническим результатом, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, является упрощение конструкции, повышение технологичности конструкции, снижение металлоемкости, стоимости и вероятности аварийных ситуаций и повышение надежности.
Указанный технический результат достигается тем, что в резистивном узле тормозного резистора, содержащим воздухопроницаемые зигзагообразные резистивные элементы с токовыводами по концам, установленные в опорно-крепежной арматуре и механически соединенные между собой с возможностью электрического соединения через токовыводы, элементы жесткости и термокомпенсации резистивных элементов, воздухопроницаемые зигзагообразные резистивные элементы имеют ярусное расположение и выполнены составными из прямоугольных пластин с изогнутыми в противоположные стороны концами, кроме крайних пластин, свободные концы которых выполнены без изгиба, соединенными между собой неразъемными токопроводящими соединениями, опорно-крепежная арматура представляет собой совокупность расположенных с двух сторон от воздухопроницаемых зигзагообразных резистивных элементов боковых пластин с отбортованными кромками, параллельными длинной стороне пластин резистивных элементов, стяжных шпилек с набором крепежных изделий и комплекта изоляторов, элементы жесткости конструктивно оформлены в виде сочетания крестообразных и продольных рифтов, отштампованных на пластинах резистивных элементов, и промежуточных изоляторов с фиксирующими шайбами, установленных между пластинами резистивных элементов, а элементы термокомпенсации выполнены в концах пластин резистивных элементов в виде овальных установочных отверстий, ориентированных вдоль их длинной стороны, токовыводы выполнены в виде присоединенных к концам крайних пластин резистивных элементов неразъемными токопроводящими соединениями токовыводных пластин с крепежными отверстиями для формирования электрических соединений и термокомпенсаторами в виде овальных установочных отверстий, позиционно совпадающими с соответствующими овальными установочными отверстиями в концах крайних пластин резистивных элементов. При этом воздухопроницаемые зигзагообразные резистивные элементы имеют двуярусное расположение, отбортованные кромки боковых пластин выполнены в направлении к резистивным элементам, промежуточные изоляторы установлены между пластинами резистивных элементов соосно линии, соединяющей их центры тяжести, пластины резистивных элементов между собой и токопроводящие пластины токовыводов с концами крайних пластин резистивных элементов соединены контактной сваркой, а резистивные элементы и токовыводные пластины выполнены из жаростойкой жаропрочной стали марки 20Х23Н18.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где:
На фиг. 1 - изображен резистивный узел тормозного резистора транспортного средства, общий вид;
На фиг. 2 - изображен вид А на фиг. 1;
На фиг. 3 - изображен выносной вид Б на фиг. 1;
На фиг. 4 - изображен выносной вид В на фиг. 2;
На фиг. 5 - изображена одна из пластин резистивного элемента;
На фиг. 6 - изображено соединение токовыводной пластины с крайней пластиной резистивного элемента.
Резистивный узел тормозного резистора транспортного средства содержит воздухопроницаемые зигзагообразные резистивные элементы 1.1 и 1.2, состоящие из прямоугольных пластин 2 с изогнутыми в противоположные стороны концами 3.1 и 3.2, крайних пластин 4.1, 4.2, 4.3 и 4.4 с изогнутыми концами 5.1 и 5.2 и свободными концами 6.1 и 6.2 и токовыводных пластин 7.1, 7.2, 7.3 и 7.4, опорно-крепежной арматуры 8, элементов жесткости 9 и термокомпенсации 10. Элементами термокомпенсации 10 являются овальные отверстия 11.1 и 11.2, выполненные в изогнутых концах 3.1 и 3.2, соответственно, каждой пластины 2 и овальных отверстий 12 в свободных концах 6.1 и 6.2 крайних пластин 4.1, 4.2, 4.3 и 4. Пластины 2, 4.1 и 4.2 соответствующими изогнутыми концами 3.1, 3.2, 5.1 и 5.2 соединены между собой неразъемными токопроводящими соединениями, например, соединениями контактной сваркой, с образованием двух воздухопроницаемых зигзагообразных резистивных элементов 1.1 и 1.2. В токовыводных пластинах 7.1, 7.2, 7.3 и 7.4 дополнительно выполнены крепежные отверстия 13 для формирования электрических соединений и термокомпенсаторы в виде овальных отверстий 14. К свободным концам 6.1 и 6.2 крайних пластин 4.1, 4.2, 4.3 и 4.4 неразъемными токопроводящими соединениями, например, соединениями контактной сваркой, закреплены токовыводные пластины 7.1, 7.2, 7.3 и 7.4, соответственно, при этом овальные отверстия 14 позиционно совмещены с овальными отверстиями 12 соответствующих крайних пластин 4.1, 4.2, 4.3 и 4.4. Опорно-крепежная арматура 8 состоит из двух боковых пластин 15.1 и 15.2 с отбортованными кромками 16.1 и 16.2, 17.1 и 17.2, соответственно, параллельными длинной стороне 18 пластин 2 и направленными в сторону резистивных элементов 1.1 и 1.2, стяжных шпилек 19.1 и 19.2 с набором крепежных изделий 20 и комплекта изоляторов 21. Элементы жесткости 9 резистивных элементов 1.1 и 1.2 представляют совокупность сочетания крестообразных и продольных рифтов 22 в пластинах 2, 4.1, 4.2, 4.3 и 4.4, и промежуточных изоляторов 23 с фиксирующими шайбами 24. С помощью опорно-крепежной арматуры 8 резистивный узел становиться единой конструкцией с ярусами 25.1 и 25.2.
Заявленную полезную модель осуществляют следующим образом: изготовляют пластины 2, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4 и токовыводные пластины 7.1, 7.2, 7.3 и 7.4 из жаростойкой жаропрочной стали 20Х23Н18 и, соединив их контактной сваркой, получают резистивные элементы 1.1 и 1.2. При изготовлении возможно широкое применение механизации и автоматизации производства, сводя ручной труд к минимуму. При этом исключается проблема допустимости контактов разнородных материалов. Резистивные элементы 1.1 и 1.2 с помощью опорно-крепежной арматуры 8 собирают в единый узел в два яруса 25.1 и 25.2. В таком виде данный узел уже готов для применения. В нашем случае резистивный узел предназначен для применения в совокупности с такими же узлами в тормозном резисторе транспортного средства. Способ охлаждения зависит от места установки тормозного резистора. Если тормозной резистор устанавливается с наружной стороны транспортного средства, как правило, на крыше или под полом, то в этом случае охлаждение осуществляется встречным воздушным потоком. При установке внутри транспортного средства охлаждение осуществляется вентилятором. Боковые пластины 15.1 и 15.2 с отбортованными кромками 16.1, 16.2, 17.1 и 17.2 кроме обеспечения необходимой прочности и жесткости конструкции осуществляют более эффективное охлаждение резистивных элементов, направляя воздушный поток к резистивным элементам 1.1 и 1.2 и предотвращая рассеивание воздушного потока, и фактически являются концентраторами охлаждающего воздушного потока. Для исключения случаев аварийности и повышения надежности в каждой пластине 2, 4.1, 4.2, 4.3 и 4.4 штамповкой выполняют сочетания крестообразных и продольных рифтов 22. Тем самым обеспечивается необходимая жесткость и виброустойчивость каждой пластины во всех направлениях. Значительно увеличивается жесткость и виброустойчивость резистивных элементов 1.1 и 1.2 за счет работы пластин 2, 4.1, 4.2, 4.3 и 4.4 в связке за счет установки между ними промежуточных изоляторов 23 с фиксирующими шайбами 24 соосно линии, соединяющей центры тяжести этих пластин. При этом исключаются напряжения и деформации, которые могли бы быть при наличии эксцентриситета относительно цента тяжести пластин. Овальные отверстия 11.1, 11.2, 12 и 14 позволяют адаптироваться резистивным элементам 1.1 и 1.2 при нагреве резистивного узла транспортного средства при выполнении своей тормозной функции за счет возможности перемещения относительно шпилек 19.1 и 19.2, обеспечивая свободу тепловых деформаций и исключая появления значительных тепловых напряжений, которые могли бы привести к повреждению или раскреплению конструкции.