УСТАНОВКА ЭЛЕКТРОНАГРЕВА КОЛЕСНЫХ ПАР РЕЛЬСОВОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

Установка электронагрева колесных пар рельсового подвижного состава.
Полезная модель относится к электротермии и может быть использована на железнодорожном транспорте для электрического нагрева детали, преимущественно обода железнодорожного колеса, например, для снятия остаточных напряжений при отжиге перед механической обработкой или восстановительной наплавкой.
Известно устройство для электрического нагрева детали с осевой симметрией, выполненное в виде охватывающего деталь кольцевого индуктора (см., например, описание изобретения к патенту Франции № 2536943, кл. Н 05 В 6 / 02, опубл.1984).
Однако это устройство применимо только для деталей строго заданного диаметра, а также сложно в изготовлении и эксплуатации.
Наиболее близким из известных по своей технической сущности и достигаемому результату является выбранное в качестве прототипа установка электронагрева колесных пар рельсового подвижного состава, содержащая укрепленные на раме две силовые стойки, камеры электронагрева колес и нагревательный источник, смонтированный с возможностью установки с технологическим зазором относительно нагреваемой поверхности (см., например, описание изобретения к патенту США № 4675488, кл. Н 05 В 6 / 14, опубл. 1987).
Недостатками известного устройства являются его практическая неприменимость к деталям большого диаметра из-за сложности нагревательного источника, а также чрезвычайно сильное влияние на время и равномерность нагрева вследствие различного технологического зазора между деталью и нагревателем.
Сущность заявляемой полезной модели выражается в совокупности существенных признаков, достаточных для достижения обеспечиваемого предлагаемой полезной моделью технического результата, который выражается в повышении эффективности устН 05 В 6 / 44
ройства вследствие расширения его функциональных возможностей, а также в повышении надежности и равномерности нагрева ободьев железнодорожных колес.
Заявленная совокупность существенных признаков находится в прямой причинноследственной связи к достигаемому результату.
Новизна предложенного устройства усматривается в том, что установка снабжена ловителем, обеспечивающим радиальное и осевое центрирование в рабочем положении колесной пары с ее буксами, камера электронагрева состоит из шарнирно укрепленных между собой двух нижних и двух верхних кожухов, имеющих теплоизоляционное покрытие, нагревательный источник представляет собой подключенный к источнику напряжения гибкий нагревательный элемент с токонесущей проволокой, расположенный внутри каждого нижнего кожуха, ловитель размещен между камерами электронагрева колес и выполнен в виде шарнирно укрепленных на основании двух стоек, установленных с возможностью относительного перемещения и фиксации оси колесной пары, причем на валу привода вращения установлен шкив с фрикционным покрытием для взаимодействия с осью колесной пары, а качестве теплоизоляционного покрытия использовано кремнеземное полотно.
Сравнение заявленного технического решения с прототипом позволило установить соответствие его критерию новизна, так как оно не известно из уровня техники.
Предложенное устройство является промышленно применимым, поскольку может быть реализовано существующими техническими средствами.
Таким образом, предложенное техническое решение соответствует установленным условиям патентоспособности полезной модели.
Других известных технических решений аналогичного назначения с подобными существенными признаками заявителем не обнаружено.
На фиг.1 представлена установка электронагрева колесных пар рельсового подвижного состава, общий вид, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1, на фиг.4 - разрез В-В на фиг.1, на фиг.З - принципиальная электрическая схема.
На раме 1 смонтированы закрепленные на вертикальных стойках 2 два нижних кожуха 3 и 4, закрытые соответственно откидными верхними кожухами 5 и 6, а также привод 7 вращения колесной пары, ловитель 8 колесной пары, упоры 9 и 10 и кронштейны (условно не обозначены).
Нижние кожухи 3 и 4 при нагреве являются теплоизолирующей защитой колесной пары от окружающей среды. Внутри кожухи выложены теплоизолирующим покрытием и имеют в местах горизонтального разъема уплотнения, выполненные из того же материала, в качестве которого использовано крмнеземное полотно. В каждом из нижних кожухов смонтированы по шесть нагревательных элементов (так называемых нагревательных матов) 11, на наружных поверхностях кожухов установлено по два концевых выключателя (условно не показано), предназначенные для электроблокировки закрытого положения верхних кожухов 5 и 6, а также шесть защитных коробок с крышками, закрывающими выводы нагревательных элементов (условно не показано).
Верхние кожухи 5 и 6 шарнирно установлены на осях 12 и выложены внутри теплоизоляционным покрытием, в качестве которого также использовано кремнеземное полотно. Кроме того, верхние кожухи имеют специальные замки (не показаны) для фиксации в рабочем положении и уплотнение по вертикальному разъему, также выполненное из кремнеземной ткани. Для уменьшения усилия, необходимого для открывания верхних кожухов 5 и 6, на них установлены противовесы 13, прикрытые защитными кожухами (не показаны). В верхних кожухах 5 и 6 также имеются специальные окна для контроля температуры нагрева обода колеса, которые закрыты заслонками с пружинными фиксаторами (не показаны). При загрузке и выгрузке колесной пары верхние кожухи должны быть откинуты до упоров 14.
Ловитель 8 установлен между верхними кожухами 5 и 6 на раме 1 и обеспечивает центрирование колесной пары в радиальном направлении при ее загрузке. Ловитель состоит из основания 15 и шарнирно установленных на нем стоек 16 и 17. Вращением маховика 18 на валу 19 можно сдвигать и раздвигать стойки 16 и 17 в пределах хода гаек 20 и 21. Опорами упомянутых гаек и осей являются втулки из антифрикционного чугуна (не
показаны). При загрузке колесной пары стойки 16 и 17 должны быть сдвинуты до упора в торцевые стенки 22 и 23, а при установленной колесной паре раздвинуты до положения, обеспечивающего минимальные зазоры между ловителем и вращающейся осью колесной пары.
Упоры 9 и 10 обеспечивают фиксацию колесной пары в осевом направлении при ее загрузке и в рабочем положении при нагреве. Горизонтальные плиты 24, закрепленные на упорах 9 и 10, служат опорными площадками букс колесной пары.
Привод 7 вращения колесной пары служит для обеспечения заданной частоты ее вращения и состоит из электродвигателя 25, соединенного через упругую втулочнопальцевую муфту 26 с червячным редуктором 27, которые установлены на общей плите 28, которая в свою очередь через ось 29 шарнирно связана со стойкой 30. На выходном валу редуктора установлен шкив 31 с фрикционным покрытием (резиновый ролик), обеспечивающий передачу трением крутящего момента на ось 32 колесной пары. Усилие прижатия ролика к оси 32 колесной пары регулируется изменением длины пружины растяжения 33 с помощью тяги(не обозначено) и не должно превышать 1000 Н.
Электрическая схема устройства позволяет проводить нагрев в двух режимах: нагрев одного колеса либо нагрев двух колес одновременно.
Два автоматических выключателя QF1 и QF2 означающие Сеть 380В и Сеть 220В предназначены для защиты электрических цепей от токов перегрузки, а также для оперативных включений и отключений цепей.
При нагреве одного из колес, благодаря включенному магнитному пускателю КМЗ, происходит запитка шести нагревательных элементов, расположенных в одном кожухе и соединенных по схеме звезда. При одновременном нагреве двух колес, электромагнитный пускатель КМЗ выключен, что позволяет запитывать нагревательные элементы, расположенные в обоих кожухах, по схеме треугольник
4
Для включения и отключения нагрева колес служат два электромагнитных пускателя КМ1 и КМ2, обозначающие соответственно Нагрев левого колеса и нагрев правого колеса. При нажатии кнопки Пуск пускателя включается нагрев одного из колес. Для отключения нагрева следует нажать кнопку Стоп пускателя.
Электромагнитный пускатель КМ5 при нажатии кнопки Пуск обеспечивает включение, а при нажатии кнопки Стоп производит отключение электродвигателя привода вращения колесной пары.
Электродвигатель Ml привода вращения колесной пары подсоединяется непосредственно к шкафу управления.
Концевые выключатели SQ1-SQ4 установлены на кожухах корпуса и служат для размыкания цепи управления питанием нагревательных элементов при открытом верхнем кожухе.
Работа установки осуществляется следующим образом.
Колесную пару, поверхность катания и гребень колес которой предварительно очищены, перемещают грузоподъемным механизмом (условно не показан) в положение перед установкой, при этом продольная ось колесной пары должна быть параллельна продольной оси установки. При опускании колесной пары ее ось 32 должна находиться между стойками 16 и 17 ловителя 8, а торцы букс должны располагаться между упорами 9 и 10. В таком положении колесная пара сориентирована в радиальном и осевом направлениях. Далее колесную пару опускают до касания опорными поверхностями букс в горизонтальные плиты 24, при этом поворотом букс добиваются полного опирания опорных поверхностей букс колесной пары на упомянутые плиты.
Далее от колесной пары отсоединяют и отводят грузоподъемный механизм, вращением маховика 18 на валу 19 отодвигают стойки 16 и 17 ловителя 8 до положения, обеспечивающего минимальные зазоры между ловителем и осью 32 колесной пары, закрывают верхние кожухи, стягивают вертикальные разъемы замками и включают нагрев правого и левого колеса колесной пары. Температуру нагрева рабочей поверхности гребней
колес контролируют при остановленном положении колесной пары термометром, который располагают перпендикулярно торцу колеса через отверстие в верхней части верхних кожухов с внутренней стороны колесной пары. Температура нагрева в 200 ° С достигается за время 40-45 минут.
По окончании нагрева выключают магнитные пускатели Нагрев правого колеса,Нагрев левого колеса и Привод вращения, открывают верхние кожухи, грузоподъемным механизмом поднимают колесную пару и переносят ее на пост наплавки.
Достоинство заявляемого устройства заключается в том, что возможно осуществление электронагрева колесной пары как в режиме одного колеса колесной пары, так и в режиме одновременного электронагрева обоих колес колесной пары.
Применение заявленного устройства обеспечивает получение сорбитной структуры металла, исключающей образование трещин и обладающей высокой износостойкостью при более равномерных температурных условиях и снижении концентрации температурных напряжений.
Применение предложенного устройства обеспечивает его высокую эффективность, повышение надежности и равномерности нагрева, а также упрощение технического обслуживания, особенно для деталей большого диаметра.
Кроме того, появляется возможность нагрева одним и тем же устройством деталей разного диаметра.
б