БЛОК АППАРАТОВ ЭЛЕКТРОВОЗА

Полезная модель относится к блокам аппаратов железнодорожного транспортного средства, преимущественно к блокам аппаратов электроподвижного состава магистральных железных дорог.
Известны блоки аппаратов электровоза грузового постоянного тока 2ЭС6 (см. «Электровоз грузовой постоянного тока 2ЭС6 с коллекторными тяговыми электродвигателями» Руководство по эксплуатации, 2ЭС6.00.000.000 РЭ Часть 1, с. 16, 17, 19, 20). Известные блоки аппаратов включают в себя каркасы, аппараты и электрические и пневматические соединительные линии. Каркасы блоков аппаратов представляют собой цельнометаллические, цельносварные пространственные схожие конструкции, нижняя часть которых выполнена в виде пространственной рамы, а верхняя в виде плоской прямоугольной рамы. Верхняя рама выполнена плоской с целью плотного рядного размещения большого количества контакторов и подвода к ним кабелей и силовых шин. Из-за недостаточной для транспортировки блоков аппаратов жесткости верхней рамы с целью разгрузки механизмов аппаратов от сил, возникающих при деформации рамы при транспортировке и могущей в дальнейшем нарушить правильную работу аппаратов, элементы строповки выполнены на нижней пространственной раме. Для установки аппаратов и электрической и пневматической трассировки в каркасах выполнены привалочные поверхности с группами крепежных отверстий. При этом для установки контакторов необходимо выполнение отверстий, образующих сборочную группу, с позиционными допусками не более 0,4 мм (в диаметральном выражении).
Недостатком известных блоков аппаратов является возникновение больших сварочных деформаций в цельносварных конструкциях каркасов. В связи с этим для обеспечения точности расположения сборочных групп отверстий обработку отверстий ведут после сварки каркаса. А так как группы отверстий расположены в разных пространственных положениях и на разной глубине конструкции каркасов, то станочная обработка отверстий представляется трудновыполнимой. Если в нижних рамах каркасов собираемость на горизонтальных плоскостях еще можно обеспечить выполнением отверстий в виде продолговатых отверстий или отверстий с повышенными монтажными зазорами для прохождения крепежных изделий, то в верхних плоских рамах из-за больших весов закрепляемого оборудования, в основном контакторов, требуется выполнение круглых отверстий с минимальными монтажными зазорами для исключения сдвига, что ведет за собой необходимость применения ручного сверления. Недостатком также является то, что элементы строповки по вышеуказанным причинам размещены на нижних пространственных рамах вблизи от центра масс, что требует повышенных мер безопасности при выполнении стропальных и монтажных работ из-за склонности блоков аппаратов к раскачиванию и заваливанию. Вышеуказанные причины повышают трудоемкость как при изготовлении каркасов и сборке блоков аппаратов, так и при монтаже блоков аппаратов на электровозе.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели являются блок аппаратов электровоза грузового 2ЭС6 с усовершенствованной конструкцией каркасов (см. Патент на блок аппаратов 133471 RU, зарегистрированный 20.10.2013, заявка 2012149710/11 от 21.11.2012).
Известный блок аппаратов электровоза содержит аппараты, электрические соединительные линии, каркас и элементы строповки. Каркас состоит из трех самостоятельных компонентов - нижней пространственной и верхней плоской рам и элементов поперечной жесткости, объединяемых в единый узел разъемными и (или) неразъемными соединениями. При этом верхняя рама выполнена в виде грузоподъемной траверсы решетчатой конструкции с элементами строповки и крепежными отверстиями для установки аппаратов и прокладки электрических соединительных линий. На верхнюю раму в вертикальном положении устанавливаются преимущественно электромагнитные контакторы с дугогасительными камерами. При этом дугогасительные камеры с выхлопными отверстиями расположены сбоку от электромагнитных контакторов.
Недостатком известного блока аппаратов является вертикальное положение электромагнитных контакторов с дугогасительными камерами. Монтаж электромагнитных контакторов в каркас, собранный из трех самостоятельных компонентов, производится с удержанием крупногабаритных тяжеловесных электромагнитных контакторов с дугогасительными камерами на весу, что повышает трудоемкость и увеличение затрат, а также снижает безопасность производства монтажных работ. При вертикальном положении электромагнитного контактора дугогасительная камера с выхлопными отверстиями располагается сбоку, что снижает эффективность охлаждения дугогасительной камеры, что в свою очередь снижает ресурс электромагнитного контактора. При выполнении верхней рамы в виде грузоподъемной траверсы решетчатой конструкции диагональные связи верхней рамы усложняют обслуживание электромагнитных контакторов в процессе эксплуатации.
Техническим результатом, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, является снижение трудоемкости и повышение производительности труда при изготовлении каркасов блоков аппаратов, сборки блоков аппаратов, улучшение условий монтажа, эксплуатации и ремонта за счет возможности параллельной (раздельной) установки аппаратов на самостоятельные части каркаса, за счет введения установочных пальцев с базирующими отверстиями и горизонтальной установки электромагнитных контакторов с дугогасительными камерами, не требующих при монтаже удержания на весу тяжеловесных крупногабаритных электромагнитных контакторов, улучшение условий охлаждения дугогасительных камер электромагнитных контакторов, повышение уровня надежности и безопасности при монтаже и эксплуатации в виду выполнения верхней частью каркаса дополнительной функции строповочного устройства с целью разгрузки механизмов аппаратов и электрические соединения от сил деформации, возникающих при транспортировке блока аппаратов, а также от суммарного воздействия весов аппаратов при эксплуатации.
Заявляемый технический результат достигается тем, что известном в блоке аппаратов электровоза, содержащем аппараты, в том числе электромагнитные контакторы с дугогасительными камерами, электрические соединительные линии, каркас и элементы строповки, каркас состоит из трех самостоятельных частей - нижней пространственной и верхней плоской рам и трехопорной балки для крепления электрических соединительных линий, объединяемых в единый узел механическими соединениями, при этом средняя опора трехопорной балки расположена над центром тяжести блока аппаратов и выполняет дополнительно функцию строповочного устройства, верхняя плоская рама расположена горизонтально и закреплена к нижней пространственной раме болтовыми соединениями и выполнена с крепежными отверстиями, в которых болтовыми соединениями в горизонтальном положении закреплены электромагнитные контакторы с обеспечением верхнего расположения дугогасительных камер. Для формирования каждого из механических соединений опор трехопорной балки с верхней плоской рамой и верхней плоской рамы с нижней пространственной одна из сопрягаемых поверхностей оснащена двумя цилиндрическими установочными пальцами, а другая выполнена с базовыми отверстиями для них в виде цилиндрического и овального отверстий. При этом один из установочных пальцев может быть выполнен цилиндрическим срезанным, а базовые отверстия для установочных пальцев -цилиндрическими. Объединение верхней плоской рамы с трехопорной рамой производится сварными или болтовыми соединениями.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 - приведено аксонометрическое изображение блока аппаратов электровоза с ракурсом на его переднюю и правую боковую стороны;
на фиг. 2 - приведено аксонометрическое изображение блока аппаратов электровоза с ракурсом на его заднюю и левую боковую стороны;
на фиг. 3 - изображен вид спереди на блок аппаратов электровоза;
на фиг. 4 - изображен вид А на фиг. 3;
на фиг. 5 - изображен разрез Б-Б на фиг. 3;
на фиг. 6 - изображен разрез В-В на фиг. 4;
на фиг. 7 - изображен выносной элемент Г на фиг. 1;
на фиг. 8 - изображен выносной элемент Д на фиг. 2;
на фиг. 9 - изображен разрез Е-Е на фиг. 3.
В связи с тем, что графические изображения фигур 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 и 9 заявленной полезной модели плохо читаются при вертикальном расположении длинных сторон листа, целесообразно было расположить листы горизонтально, что позволило существенно укрупнить чертежи.
Блок аппаратов содержит каркас 1, в котором размещены аппараты 2, в том числе электромагнитные контакторы 3 с дугогасительными камерами 4. Для электрической связи между аппаратами 2, в том числе с электромагнитными контакторами 3, и с электрическими цепями электровоза на блоке аппаратов проложены электрические соединительные линии 5 в виде системы токоведущих шин и кабельных изделий. Каркас 1 состоит из трех самостоятельных частей - нижней пространственной рамы 6, верхней плоской рамы 7 и трехопорной балки 8 для крепления электрических соединительных линий. Трехопорная балка 8 состоит из трех опор 9.1, 9.2 и 9.3, соединенных между собой балкой 10. Каркас 1 объединен из этих частей в единое целое механическими соединениями 11 и 12. Механическое соединение 11 представляет собой сварное соединение опор 9.1, 9.2 и 9.3 с верхней плоской рамой 7, а механическое соединение 12 - болтовое соединение верхней плоской рамы 7 с нижней пространственной рамой 6. Механическое соединение 11 может быть выполнено болтовым. Для быстрого и легкого позиционирования опор 9.1, 9.2 и 9.3 трехопорной балки 8 на верхней плоской раме 7 верхняя плоская рама 7 сверху оснащена тремя парами цилиндрических установочных пальцев 13.1 и 13.2, а в опорах для них выполнены по два отверстия, цилиндрическое 14.1 и продолговатое 14.2. Для быстрого и легкого позиционирования верхней плоской рамы 7 на нижней пространственной раме 6 нижняя пространственная рама 6 сверху оснащена двумя цилиндрическими установочными пальцами 15.1 и 15.2, а в верхней плоской раме 7 для них выполнены два отверстия, цилиндрическое 16.1 и продолговатое 16.2. В каждой паре цилиндрических установочных пальцев 13.1 и 13.2 или 15.1 и 15.2 один из пальцев может быть выполнен цилиндрическим срезанным как для станочных приспособлений, при этом для него выполняется в сопряженном узле также цилиндрическое отверстие 14.1 или 16.1, соответственно. Для установки электромагнитных контакторов 3 с дугогасительными камерами 4 в верхней плоской раме 7 выполнены крепежные отверстия 17. Через эти отверстия электромагнитные контакторы 3 закрепляются крепежом 18 к верхней плоской раме 7. При этом для установки контакторов 3 необходимо выполнение крепежных отверстий 17, образующих сборочные группы для каждого из электромагнитных контакторов 3, с позиционными допусками не более 0,4 мм (в диаметральном выражении). Дугогасительные камеры 4 с выхлопными отверстиями 19 направлены вверх. Средняя опора 9.2 трехопорной балки 8 расположена над центром тяжести блока аппаратов и выполняет дополнительно функцию строповочного устройства.
Заявленная полезная модель осуществляется следующим образом. При помощи сварных соединений формируют нижнюю пространственную раму 6, верхнюю плоскую раму 7 и трехопорную балку 8 для крепления электрических соединительных линий 5. При этом среднюю опору 9.2 выполняют таким образом, чтобы при соединении верхней плоской рамы 7 с трехопорной балкой 8, она находилась над электромагнитными контакторами 3 с дугогасительными камерами 4 и над центром тяжести блока аппаратов. Тем самым средняя опора 9.2 выполняет дополнительно функцию строповочного устройства, исключая возможное давление ветвей стропы или полотнища при транспортировке или монтаже в электровоз блока аппаратов грузоподъемным устройством на электромагнитные контакторы 3 с дугогасительными камерами 4. Компактность верхней плоской рамы 7 позволяет установить ее под станочную обработку крепежных отверстий 17 с точными позиционными допусками с целью обеспечения установки электромагнитных контакторов 3 с дугогасительными камерами 4. Дополнительно выполняют отверстия для установки установочных пальцев 13.1 и 13.2, а также отверстия 16.1 и 16.2 для обеспечения базирования на установочных пальцах 15.1 и 15.2. В нижней пространственной раме 6 выполняют отверстия для установки установочных пальцев 15.1 и 15.2. Затем оснащают нижнюю пространственную раму 6 и верхнюю плоскую раму 7 установочными пальцами 15.1 и 15.2, 13.1 и 13.2, соответственно. Для обеспечения базирования трехопорной балки 8 на верхней плоской раме 7 в опорах 9.1, 9.2 и 9.3 выполняют отверстия 14.1 и 14.2. При применении в качестве установочных пальцев цилиндрического и цилиндрического срезанного пальцев несущая способность конструкции выше из-за замены линейного контакта на поверхностный. Перед установкой верхней плоской рамы 7 на нижнюю пространственную раму 6 ее соединяют с помощью механических соединений 11 с трехопорной балкой 8, обеспечив установочными пальцами 13.1 и 13.2 легкое и точное базирование. В качестве механических соединений используются сварные соединения. Могут быть использованы также и болтовые соединения, при этом в сопряженных сборках выполняются соответствующие отверстия для размещения скрепляющих болтовых изделий. Далее соединенная с трехопорной балкой 8 верхняя плоская рама 7 ставиться на нижнюю пространственную раму 6 с помощью установочных пальцев 15.1 и 15.2 и отверстий 16.1 и 16.2, обеспечивающих нужную точность базирования, что благотворно влияет на электромонтаж электрических соединительных линий 5 и несущую способность болтового соединения 12, с помощью которого производиться закрепление верхней рамы 7 на нижней пространственной раме 6 и завершается создание каркаса 1. Разделение каркаса 1 на три значительных компонента позволяет до их объединения произвести при необходимости рихтовку и термическую обработку рам 6 и 7 и трехопорной балки 8. Превращение средней опоры 9.2 трехопорной балки 8 в строповочное устройство позволяет разгрузить электромагнитные контакторы 3 и их дугогасительные камеры 4 и электрические соединения 5 от сил деформации, возникающих при транспортировке блока аппаратов. Разделение каркаса 1 на нижнюю пространственную раму 6 и плоскую верхнюю раму 7, объединенной с трехопорной балкой 8, позволяет организовать параллельное изготовление частей каркаса и установку аппаратов 2, в том числе электромагнитных контакторов 3 с дугогасительными камерами 4. Верхнее положение дугогасительных камер 4 с выхлопными отверстиями 19 улучшает условия охлаждения за счет естественного движения нагретого воздуха вертикально вверх, что увеличивает срок службы электромагнитных контакторов 3 и их дугогасительных камер 4.