ПАТРУБОК ДЛЯ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ И ВЕНТИЛИРОВАНИЯ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ЛОКОМОТИВОВ

Полезная модель относиться к гибким трубопроводам, которые используют в качестве соединительных патрубков между вентиляторами охлаждения, расположенными в кузове локомотива и тяговыми электродвигателями, установленными в тележках локомотива [F16L51/02, H02K9/00].
Из уровня техники известен БРЕЗЕНТОВЫЙ ПАТРУБОК ДЛЯ ПОДАЧИ ВЕНТИЛИРУЮЩЕГО ВОЗДУХА [«Электровоз ВЛ11М», руководство по эксплуатации, г.Москва, «Транспорт», 1994]. В частности, на подшипниковом щите со стороны коллектора имеется специальное окно (размерами 120X120 мм), к которому подсоединен брезентовый патрубок для подачи вентилирующего воздуха, поступающего из раструба вентиляционного канала электровоза. Подшипниковый щит со стороны, противоположной коллектору, имеет отверстие, закрытое сеткой, для выхода вентилирующего воздуха. Распределение воздуха по тяговым электродвигателям осуществляется заслонками, установленными на выходном патрубке вентилятора. При этом увеличение расхода воздуха для тягового электродвигателя M l может быть достигнуто благодаря уменьшению расхода воздуха тяговым электродвигателем. Входной патрубок располагают в вентиляторе таким образом, чтобы зазор между колесом и торцом патрубка был в пределах 2-5 мм, а ось патрубка должна совпадать с осью колеса. Смещение патрубка возможно благодаря овальным отверстиям во фланце. В эксплуатации в случае появления шума, создаваемого вентилятором, необходимо проверить зазор между колесом и подвижным патрубком, выставить патрубок, как указано выше, и закрепить его болта ми, имеющимися на его внутренней поверхности.
Наиболее близкой по технической сущности является ВОЗДУХОВОД ДЛЯ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ И ВЕНТИЛИРОВАНИЯ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ЛОКОМОТИВОВ [RU184732, опубл. 07.11.2018], содержащий присоединительные фланцы, гибкий рукав, закрепленный на фланцах, отличающийся тем, что гибкий рукав выполнен в виде эластичной оболочки прямоугольного сечения, выполненной из композитного материала ПЦ-40, представляющего собой кремний органическую композицию, армированную арамидными волокнами, снабжен ребрами жесткости. В частности, композиционный материал ПЦ-40 имеет однослойное кремнийорганическое покрытие, выполненное на тканевой основе-подложке. В частности, тканевая основа выполнена из арамида, имеет полотняное плетение. В частности, нити тканевой основы направлены под углом 45° относительно вертикальной оси.
Основной технической проблемой аналога и прототипа является низкая износостойкость вышеописанных изделий, из-за того, что в качестве используемых материалов для изготовления используются материалы на тканевой основе. В процессе эксплуатации таких изделий при вертикальных и горизонтальных смещениях происходит их механическая деформация и преждевременное стирание.
Задачей полезной модели является устранение недостатков прототипа.
Техническим результатом является повышение износостойкости патрубков для системы охлаждения и вентилирования тяговых электродвигателей локомотивов.
Указанный технический результат достигается за счет того, что патрубок для системы охлаждения и вентилирования тяговых электродвигателей локомотивов выполнен в виде эластичной оболочки прямоугольного сечения, отличающийся тем, что патрубок выполнен единым элементом с гофрированными стенками из материала, состоящего на 90% из резиновой смеси марки 8470, на 5% из самозатухающей добавки, в качестве которой выступает гидроксид алюминия, и на 5% из самозатухающей добавки, в качестве которой выступает хлорпарафин.
Краткое описание чертежей.
На фиг.1 показан общий вид патрубка для системы охлаждения и вентилирования тяговых электродвигателей локомотивов.
Описание полезной модели.
Патрубок для системы охлаждения и вентилирования тяговых электродвигателей локомотивов выполнен единым полым элементом в виде эластичной оболочки прямоугольного сечения. Стенки патрубка тягового двигателя тепловоза выполнены гофрированными. Патрубок тягового двигателя выполнен с возможностью крепления одним своим концом к тяговому двигателю со стороны коллектора, с другой стороны - с возможностью крепления к вентилятору охлаждения через каналы в раме тепловоза. Патрубок изготовлен из резиновой смеси 8470 (90%) и самозатухающей добавки: состоящей из гидроксида алюминия (5%) и хлорпарафина (5%). Материал изготовления соответствует средней степени твердости, и выдерживает предельные интервалы температурного воздействия от минус 50°С до плюс 80°С.
В варианте реализации технического решения, крепление может быть осуществлено посредством фланцевых соединений.
В варианте реализации технического решения, для крепления патрубка к тяговому двигателю и воздушным каналам в раме тепловоза, на фронтальной и тыльной частях патрубка могут быть выполнены технологические отверстия и/или пазы.
Патрубок для системы охлаждения и вентилирования тяговых электродвигателей локомотивов используется следующим образом.
Патрубок для системы охлаждения и вентилирования тяговых электродвигателей локомотивов крепят одним своим концом к тяговому двигателю тепловоза со стороны коллектора, другим свои концом крепят к вентилятору охлаждения через каналы в раме тепловоза. При эксплуатации электровоза патрубок обеспечивает подачу вентилирующего воздуха, поступающего из раструба вентиляционного канала электровоза.
Материал для изготовления патрубка изготавливают следующим образом. К изначальной резиновой смеси марки 8470 добавляют самозатухающую добавку, далее компоненты смешивают методом вальцевания, разрезают пластинами и укладывают в пресс форму.
В качестве варианта способа изготовления, при этом может использоваться следующий технический регламент:
- перед началом работы пресс-форму прогревают до температуры 160°C ±3°C;
- осуществляют разборку, согласно схемы-разборки;
- закладывают заготовку в виде платин или полос массой 2 кг;
- устанавливают внутреннюю часть формы согласно схемы-сборки;
- закладывают заготовку в виде пластин или полос массой 1 кг;
- собирают форму при помощи приспособлений согласно схемы-сборки;
- устанавливают шприц-машину в приемное устройство резины в пресс-форму;
- подают резину из шприц машины через приемное устройство пресс-формы до выхода ее из литников;
- осуществляют вулканизацию изделия при температуре 160°C ±3°C в течение 40 минут;
- разбирают пресс-форму при помощи приспособлений, согласно схемы-разборки;
- извлекают готовое изделие.
Патрубок для системы охлаждения и вентилирования тяговых электродвигателей локомотивов, изготовленный из вышеуказанного материала, имеет следующие физико-химические характеристики: условная прочность при растяжении - не менее 7,5 Мпа; относительное удлинение при разрыве - не менее 160%; изменение относительного удлинения после воздействия агрессивной среды - от минус 20% до плюс 20%; коэффициент морозостойкости по эластическому восстановлению после сжатия - не менее 0,2 при минус 100°С, не менее 0,4 при минус 500°С; относительная остаточная деформация при сжатии - не более 50%; твердость - 40-95 единиц Шора А; стойкость стирания - высокая; водостойкость - водостойкий; водопоглощение - 0,2-0,4%.
Пример осуществления полезной модели.
Данное техническое решение было разработано, изготовлено и апробировано ООО «КИМ» г. Санкт-Петербург.
Патрубок для системы охлаждения и вентилирования тяговых электродвигателей может быть использован для следующих локомотивов тепловозов: ТЭ116, ТЭ10, М62, ТЭМ2, ТЭ116У, ТЭП-70; электровозов: ВЛ10в/и; ВЛ15 в/и; ВЛ80 в/и; ВЛ85; ЭС4К.
Вариант изготовления.
3
В варианте изготовления патрубок для системы охлаждения и вентилирования тяговых электродвигателей локомотивов имеет следующие технические параметры: габаритные размеры - 340x436x365мм; вес: - 7300 ± 100 г.; пропускная способность - не менее 2,5 м/с; максимальное поперечное перемещение осей входного отверстия относительно выходного - не менее 200 мм; максимальное вертикальное перемещение - не менее 100 мм.
Заявленный технический результат повышение износостойкости патрубков для системы охлаждения и вентилирования тяговых электродвигателей локомотивов достигается за счет того, что патрубок выполнен единым цельным элементом, из-за чего в конструкции изделия отсутствуют стыки, наличие которых, при эксплуатационных нагрузках, повышает вероятность механической деформации отдельных функциональных элементов изделия.
Также заявленный технический результат достигается благодаря тому, что патрубок выполнен с гофрированными стенками, что обеспечивает долговременное сохранение его физико-химических характеристик при вертикальных и горизонтальных смещениях при работе тепловоза.
Также технический результат достигается благодаря тому, что патрубок изготовлен из материала, состоящего на 90% из резиновой смеси марки 8470, на 5% из самозатухающей добавки в качестве которой выступает гидроксид алюминия, и на 5% из самозатухающей добавки в качестве которой выступает хлорпарафина. Использование материала, вышеуказанного состава, обеспечивает заявленные физико-химические характеристики изделия. Процентное соотношение добавок определено опытным путем в результате испытаний.
Использование резиновой смеси марки 8470 обеспечивает получение требуемой твердости изделия.
Использование в составе 90% резиновой смеси марки 8470 обеспечивает получение заявленной условной прочности при растяжении и относительного удлинения при разрыве. Уменьшение процентного соотношения, менее 90% приведет к недостижению указанных физико-химических характеристик. Увеличение процентного соотношения, более 90% приведет к недостижению других физико-химических характеристик, а именно: коэффициенту морозостойкости по эластическому восстановлению после сжатия, высокой стойкости стирания и огнестойкости.
Использование в составе 5% самозатухающей добавки в качестве которой выступает гидроксид алюминия обеспечивает высокий уровень огнестойкости, обеспечивает требуемое изменение относительного удлинения после воздействия агрессивной среды и требуемую стойкость стирания. Уменьшение процентного соотношения, менее 5% приведет к недостижению указанных физико-химических характеристик. Увеличение процентного соотношения, более 5% нецелесообразно в связи с тем, что это приведет к ухудшению других физико-химических характеристик, а именно: условной прочности при растяжении и относительного удлинения при разрыве.
Использование в составе 5% самозатухающей добавки в качестве которой выступает хлорпарафин обеспечивает повышенную стойкость к преждевременной вулканизации, хорошую текучесть, больший индукционный период и требуемую скорость вулканизации при изготовлении патрубка, а также выступает в качестве смягчителя, что в свою очередь обеспечивает требуемый физико-химические характеристики патрубка, а именно: высокий уровень огнестойкости, требуемое значение относительной остаточной деформации при сжатии, высокий уровень стойкости к стиранию и коэффициенту морозостойкости по эластическому восстановлению после сжатия. Уменьшение процентного соотношения, менее 5% приведет к недостижению указанных физико-химических характеристик. Увеличение процентного соотношения, более 5% нецелесообразно в связи с тем, что это приведет к ухудшению других физико-химических характеристик, а именно: условной прочности при растяжении и относительного удлинения при разрыве.
Также заявленный технический результат достигается за счет того, что в отличие аналога и прототипа, в заявленном решении не используются материалы на тканевой основе, что исключает возможность преждевременной деформации патрубка из-за ее стирания.
Заявителем был изготовлен опытный и промышленный образец заявленного решения, эксплуатация которого подтвердила заявленный технический результат. Благодаря конструктивным особенностям и составу используемого материала изготовления, повышение износостойкости, а именно увеличение время работы патрубков для системы охлаждения и вентилирования тяговых электродвигателей локомотивов, было увеличено в 8 раз, по сравнению с решениями аналога и прототипа.
Также в ходе опытной эксплуатации были выявлены другие преимущества заявленного решения, по сравнению с решением аналога:
- повышение механической прочности на разрыв (в 18 раз);
- повышение износостойкости и морозостойкости;
- защита от пропитки маслом или топливом;
- сокращение числа заходов локомотива в места технического обслуживания;
- снижение случаев возгорания патрубков;
- повышение качества охлаждения за счет сокращения потерь воздуха в патрубке;
- повышение ресурса эксплуатации.
Заявленное устройство изготавливается на предприятии и является единым изделием.