КОНТЕЙНЕР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

Полезная модель относится к размещенному в защитных оболочках электрооборудованию, преимущественно к подкузовным контейнерам электрооборудования электропоездов.
Известны цилиндрические зубчатые редукторы, предназначенные для передачи вращения между параллельными валами с помощью цилиндрических зубчатых передач (см. Расчет и проектирование зубчатых редукторов: Справочник / В.Н. Кудрявцев, И.С. Кузьмин, А.Л. Филипенков: Под общей ред. В.Н. Кудрявцева. - СПб.: Политехника, 1993, с. 214-217, 226-235, 370-385, 434-439). Наиболее широко распространены цилиндрические зубчатые редукторы с горизонтальным разъемом корпуса, проходящим через оси валов. При этом корпус редуктора состоит из двух деталей: нижней - картера и верхней - крышки редуктора. По сути корпус выполняет функцию оболочки для зубчатых передач, расположенных внутри. Для наблюдения за состоянием зубчатых зацеплений крышки редукторов снабжаются смотровыми люками. Крышка редуктора соединяется по плоскости разъема с помощью болтов фланцевым соединением. Обеспечение необходимой жесткости, герметичности и самонесущести корпуса редуктора достигается относительно большой толщиной деталей и введением элементов жесткости, таких как ребра, бобышки, локальные утолщения. В связи с этим корпус является достаточно тяжелым компонентом редуктора.
Недостатком известных цилиндрических зубчатых редукторов является невозможность применения в конструкциях тонкостенных оболочек контейнеров электрооборудования принципа самонесущести корпусов указанных редукторов с целью обеспечения гарантированной жесткости и стабильности присоединительных и габаритных размеров при транспортировке и выполнении монтажных работ из-за тяжеловесности конструкции корпусов.
Близким по технической сущности к заявляемой полезной модели являются подкузовные контейнеры электрооборудования электропоезда Desiro Rus фирмы Siemens (см. Руководство по эксплуатации электропоезда Desiro Rus A6Z00033062562 версия С от 28.01.2014, В. Циглер, Р. Манглер. Desiro RUS - перспективный пригородный электропоезд. Железные дороги мира - 2012, №4 и Концепцию «Шкафы, резервуары и контейнеры», разработанную фирмой Siemens для электропоезда Desiro Rus от 31.07.2012, с. 48-51). Контейнеры электрооборудования размещены под каждым вагоном электропоезда и имеют однотипную сварно-клепанную конструкцию из стали. Корпуса оболочек контейнеров оснащены опорно-силовыми конструкциями в виде несущих сварных рам, состоящих из двух продольных балок и четырех поперечных перфорированных профилей, на которые навешена наружная обшивка из стальных листов при помощи сварки и клепки. Продольные балки выполнены из прямоугольных труб, к концам которых приварены кронштейны подвески для крепления с помощью демпферов к кузову вагона. Материал продольных балок - сталь повышенной прочности. Сварные швы в основном нахлесточные дискретные. Также и заклепочные швы выполнены внахлест. Для обеспечения герметичности контейнеров места клепки и несваренные участки герметизируются специальным герметиком. Окончательное формирование оболочек контейнеров производится установкой съемных крышек люков обслуживания. Часть крышек подкузовных контейнеров оборудованы замками, часть - болтовыми креплениями.
Недостатком известных подкузовных контейнеров является сложность конструкции, повышенная масса и металлоемкость и относительно низкая технологичность из-за применения различных швов.
Близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является ящик с контакторами ЛК-761 вагонов метрополитена моделей 81-717.5 и 81-714.5 (см. Руководство по эксплуатации вагонов метрополитена моделей 81-717.5 и 81-714.5/ Акционерное общество "Метровагонмаш". - М.: Транспорт, 1993, с. 65-67). Ящик предназначен для размещения линейных контакторов ЛК-761, используемых для коммутации силовых цепей тяговых электродвигателей. Ящик состоит из опорно-силовой конструкции, выполненной в виде металлического сварного каркаса, и сварного съемного кожуха. Кожух выполнен съемным для установки и обслуживания линейных контакторов.
Недостатком известного ящика является сложность конструкции, повышенная масса и металлоемкость и относительно низкая технологичность из-за формирования его из двух больших сварных конструкций.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели являются внутрипотолочные контейнеры электропоезда ЭС2Г (см. «Электропоезд с асинхронным тяговым приводом типа ЭГЭ серии ЭС2Г» Руководство по эксплуатации ЭС2Г.0.00.000.000 РЭ, Часть 1, с. 10-15; Часть 2, с. 149-155). Внутрипотолочные контейнеры представляют собой совокупность электрических и электронных компонентов электропоезда, предназначенных для защиты и питания электрических потребителей, а также цепей управления электропоезда. Внутрипотолочные контейнеры имеют однотипную конструкцию и располагаются во входной дверной зоне непосредственно под крышей вагона с обеих сторон от центрального прохода вагона. Корпус внутрипотолочных контейнеров в основном состоит из Сообразного кожуха, двух торцевых стенок, элементов жесткости в виде внутренних угловых накладок и двух боковых кронштейнов, формирующих общий фланец для крепления к потолку вагона. Перечисленные детали, кроме боковых кронштейнов, изготовлены из оцинкованного стального листа толщиной 1,5 мм. Боковые кронштейны изготовлены из стального листа толщиной 5 мм с нанесением цинкового покрытия. Детали корпуса соединены между собой заклепочными швами внахлестку. Между листами в нахлесточных заклепочных соединениях и под головками заклепок для обеспечения герметичности контейнера нанесен герметик. Боковые кронштейны выполнены с отгибами кромок для осуществления заклепочных соединений. Они совместно с элементами жесткости и нахлесточными заклепочными соединениями образуют опорно-силовую конструкцию. Окончательное формирование оболочки контейнера осуществляется установкой на корпус крышки люка. При этом крышка люка выполнена откидной и расположена снизу при закреплении к потолку вагона. Крышки люков обслуживания внутрипотолочных контейнеров оборудованы замками.
Недостатком известных внутрипотолочных контейнеров является сложность конструкции оболочки, повышенная масса и металлоемкость и низкая технологичность из-за большой протяженности нахлесточных заклепочных соединений, связанных с присоединением боковых кронштейнов и элементов жесткости и применением стального листа с разной толщиной.
Техническим результатом, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, является снижение массы и металлоемкости конструкции за счет выполнения функции опорно-силовой конструкции системы отогнутых вниз боковых и фронтальных краев стенок корпуса оболочки контейнера электрооборудования и нахлесточных швов и применение тонколистового материала, упрощение конструкции, связанное с уменьшением количества основных корпусных деталей до двух, и повышение коэффициента использования металла путем применения рационального раскроя листа и технологичности конструкции оболочки контейнера электрооборудования за счет применения для основных корпусных деталей листов одной толщины и исключения заклепочных соединений и выполнения герметизации заклепочных швов по всей длине, а также каждого места установки заклепок.
Заявляемый технический результат достигается тем, что в контейнере электрооборудования, содержащем электрооборудование и оболочку, включающую корпус с люками обслуживания и опорно-силовую конструкцию, корпус оболочки выполнен из двух нижнего и верхнего кожухов П-образной формы, изготовленных из листового металла. Каждый кожух состоит из трех стенок и вложен один в другой с соединением между собой по контуру сопряжения замкнутыми нахлесточными швами с образованием монтажного пространства. По концам нижнего кожуха выполнены вровень с верхней стенкой верхнего кожуха в собранном корпусе два горизонтальных фланца с двумя крепежными отверстиями в каждом и отогнутыми вниз боковыми и фронтальными краями. Кромки верхнего кожуха отогнуты по контуру перпендикулярно его стенкам вовнутрь корпуса с прилеганием в собранном корпусе своими наружными поверхностями к внутренним поверхностям стенок нижнего кожуха. При этом функцию опорно-силовой конструкции выполняют фланцы с отогнутыми вниз боковыми и фронтальными краями и нахлесточные швы, суммарные моменты инерции и сопротивления сечений которых обеспечивают необходимую жесткость и прочность конструкции контейнера электрооборудования. Люки обслуживания расположены на боковой и нижней стенках корпуса и выполнены с шарнирно-откидным и съемным крышками, соответственно. Нахлесточные швы соединения нижнего и верхнего кожухов корпуса оболочки выполнены сварными двойными - с внешним и внутренним сварными швами, причем внешний сварной шов выполнен сплошным, а внутренний - прерывистым, при этом на незаваренных участках прерывистого шва нанесены швы из герметика для исключения коррозии. Крепежные отверстия во фланцах удлинены введением приварных втулок.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 приведено аксонометрическое изображение контейнера электрооборудования;
на фиг. 2 приведено изображение контейнера электрооборудования;
на фиг. 3 изображен разрез А-А на фиг. 2;
на фиг. 4 изображен выносной вид Б на фиг. 3;
на фиг. 5 изображен разрез В-В на фиг. 3;
на фиг. 6 приведен аксонометрический вид с условным разнесением деталей и компонентов контейнера электрооборудования.
Контейнер электрооборудования содержит электрооборудование 1 и оболочку 2, включающую корпус 3 с люками обслуживания 4 и 5 и опорно-силовую конструкцию 6. Корпус 3 оболочки 2 реализован из двух нижнего и верхнего кожухов П-образной формы 7 и 8, изготовленных из листового металла одной толщины. Кожухи 7 и 8 состоят из стенок 9, 10, 11 и 12, 13, 14, выполняющих функцию стенок корпуса 3. Верхний кожух 8 вложен в нижний кожух 7. Кожухи 7 и 8 соединены между собой по контуру сопряжения 15 замкнутыми нахлесточными швами 16 с образованием монтажного пространства 17. По концам нижнего кожуха 7 выполнены вровень с верхней стенкой 13 верхнего кожуха 8 в собранном корпусе 3 два горизонтальных фланца 18.1 и 18.2 с двумя крепежными отверстиями 19 в каждом и отогнутыми вниз боковыми 20.1 и 20.2 и фронтальными 21 краями. Кромки 22 верхнего кожуха 8 отогнуты по контуру 15 перпендикулярно его стенкам 12, 13 и 14 вовнутрь корпуса 3 с прилеганием в собранном корпусе 3 своими наружными поверхностями 23 к внутренним поверхностям 24 стенок 9, 10 и 11 нижнего кожуха 7. Корпус 3 является самонесущим. При этом функцию опорно-силовой конструкции 6 выполняет система фланцев 18.1 и 18.2 с отогнутыми вниз боковыми 20.1 и 20.2 и фронтальными 21 краями и нахлесточных швов 16, суммарные моменты инерции и сопротивления сечений которых обеспечивают необходимую жесткость и прочность конструкции контейнера электрооборудования. Люки обслуживания 4 и 5 расположены на боковой 12 и нижней 10 стенках кожухов 8 и 7 корпуса 3, и выполнены с шарнирно-откидным и съемным крышками 25 и 26, соответственно. Крышка 25 люка обслуживания 4 оснащена шарнирами 27.1 и 27.2, шарнирной ручкой 28, уплотнительной прокладкой 29 и компрессионными замками 30.1 и 30.2. Крышка люка 26 выполнена с невыпадающими винтами 31 и оснащена уплотнительной прокладкой 32. Нахлесточные швы 16 соединения нижнего и верхнего кожухов 7 и 8 корпуса 3 оболочки 2 выполнены сварными двойными - с внешним и внутренним сварными швами 33 и 34. Причем внешний сварной шов 33 выполнен сплошным, а внутренний 34 - прерывистым. При этом на незаваренных участках прерывистого шва 34 нанесены швы из герметика для исключения коррозии. Крепежные отверстия 19 во фланцах 18.1 и 18.2 удлинены введением приварных втулок 35 для возможности установки амортизаторов, необходимых для виброизоляции, при закреплении в подкузовном пространстве электропоезда. Выполнение функции опорно-силовой конструкции системой фланцев 18.1 и 18.2 с отогнутыми вниз боковыми 20.1 и 20.2 и фронтальными 21 краями и нахлесточных швов 16 в оболочке 2 позволяет значительно снизить массу контейнера электрооборудования, а П-образная форма кожухов 7 и 8 позволяет их изготовление из простых разверток листового металла, обеспечивая высокий коэффициент использования металла и низкую металлоемкость. Применение только сварных швов 33 и 34 для соединения кожухов 7 и 8, обеспечивающих силовую связь между этими деталями и герметичность с наружной стороны корпуса 3, совместно с нанесением герметика только на незаваренных участках сварного шва 34 значительно повышает технологичность конструкции, позволяющая сократить производственный цикл.
Полезная модель «Контейнер электрооборудования» соответствует условию патентоспособности «Промышленная применимость», так как данное техническое решение успешно реализовано на двухсистемных электропоездах, разработанных в ООО «Уральские локомотивы» г. Верхняя Пышма.