РАМА ТЕПЛОВОЗА

Полезная модель относится к железнодорожным транспортным средствам, а именно к конструкции рамы маневрового локомотива (тепловоза).
Рама тепловоза является основанием для монтажа силовой установки и вспомогательного оборудования, кузова, бака для топлива, а также служит для передачи на автосцепку тягового усилия, развиваемого тяговыми электродвигателями, восприятия ударных нагрузок при толчках и сжимающих усилий при торможении и поэтому должна обладать высокой несущей способностью, прочностью и жесткостью, удобством монтажа агрегатов, оборудования, узлов и деталей, размещаемых на ней, а также обеспечивать их ремонтопригодность.
Известен маневровый тепловоз ТЭМ2, главная рама которого выполнена сварной конструкции. Основными несущими элементами рамы являются две продольные балки двутаврового профиля, усиленные вверху и внизу стальной полосой. Продольные балки связаны между собой поперечными элементами, которые в местах установки шкворней и шаровых опор выполнены в виде сварных двутавровых балок. В месте установки дизель-генератора балки усилены ребрами жесткости. По концам продольные балки связаны между собой литыми стяжными ящиками, приклепанными к нижним поясам балок. С боков рама имеет обносные швеллеры, которые связаны с хребтовыми балками штампованными кронштейнами. В раме размещены воздуховоды, по которым поступает воздух для охлаждения тяговых электродвигателей, и трубы (кондуиты), предназначенные для прокладки кабелей (Источник: http://www.myswitcher.ru/tem1_2/tem1_32.html, Приложение 1).
Конструкция данной рамы, а именно размещение проводов и кабелей в специальных трубопроводах, расположенных в раме тепловоза, затрудняет их осмотр, обслуживание и замену, следствием чего является низкая ремонтопригодность рамы.
Известна рама локомотива (тепловоза) (патент на полезную модель RU 133485, опубл. 20.10.2013), содержащая образующие каркас хребтовые балки, продольные боковые балки (обносные швеллеры), соединенные поперечно установленными элементами усиления (кронштейнами), стяжными ящиками по торцам, верхний и нижний настилы. Поперечно установленные элементы усиления (кронштейны) перекрыты сверху настильными листами, являющимися ходовыми площадками. Продольные боковые балки в сечении имеют форму швеллера, хребтовые балки в сечении имеют двутавровую форму и соединены с верхним и нижним поясами жесткости и листами настила. В верхних листах настила выполнен проем между хребтовыми балками для понижения уровня установки дизель-генератора относительно верхнего пояса жесткости. В нижних листах настила выполнены съемные фланцы для дизеля. Внутри каркаса по длине рамы установлены воздуховоды и выполнена ниша для размещения электрических кабелей.
Недостатком данной рамы является расположение электрических кабелей в нише, сформированной внутри корпуса рамы. Следствием такой конструкции рамы являются затрудненный доступ к электрическим кабелям, подлежащим осмотру, сложность проведения демонтажа в случае ремонта или замены кабелей и сложность последующей после этого сборки.
Техническая проблема, решение которой обеспечивается при осуществлении полезной модели, состоит в облегчении доступа к узлам или деталям тепловоза, расположенным в раме и подлежащим осмотру или замене, упрощение демонтажа при ремонте или замене узлов или деталей тепловоза, расположенных в раме, а также упрощение следующей после этого сборки при одновременном обеспечении достаточной несущей способности, прочности и жесткости рамы.
Технический результат - повышение ремонтопригодности, упрощение монтажа за счет облегчения доступа к узлам и деталям, в частности к кабельным каналам для силовых и вспомогательных электрических кабелей, расположенным в раме и подлежащим осмотру, ремонту или замене, а также обеспечение достаточной несущей способности, прочности и жесткости рамы.
Технической проблемой, решаемой помимо этого при осуществлении полезной модели, является расширение арсенала рам тепловозов.
Для решения указанной технической проблемы и получения обеспечиваемого полезной моделью технического результата рама тепловоза, содержащая образующие каркас хребтовые балки двутаврового профиля, связанные поперечно установленными элементами, верхний и нижний пояса жесткости, верхний и нижний настилы, продольные обносные швеллеры, соединенные с хребтовыми балками поперечно установленными кронштейнами, перекрытыми сверху настильными листами, согласно полезной модели рама сверху усилена двумя продольными швеллерами, приваренными к верхнему поясу жесткости, и двумя продольными швеллерами, приваренными на настильные листы по внешнему контуру рамы, с образованием надстройки для размещения узлов и деталей тепловоза.
В передней и задней частях тепловоза к верхнему настилу приварены поперечные швеллеры. В месте установки кабины и высоковольтной камеры к верхнему настилу также приварены поперечные швеллеры.
На верхние полки продольных швеллеров крепятся стальные листы из плоской или рифленой стали, образующие ходовые площадки для обслуживания тепловоза. Листы ходовых площадок являются съемными.
На верхнем поясе жесткости выполнены фланцы для крепления дизель-генератора.
Хребтовые балки связаны между собой поперечно установленными элементами, которые в месте установки шкворней и шаровых опор выполнены в виде сварных двутавровых балок. По концам хребтовые балки связаны между собой стяжными ящиками. В месте установки дизель-генератора хребтовые балки с внутренней стороны усилены ребрами жесткости.
Выполнение рамы тепловоза с образующими каркас хребтовыми балками двутаврового профиля, связанными поперечно установленными элементами, верхним и нижним поясами жесткости, верхним и нижним настилами, продольными обносными швеллерами, соединенными с хребтовыми балками поперечно установленными кронштейнами, перекрытыми сверху настильными листами, обеспечивает требуемую несущую способность рамы, прочность и жесткость рамы, а также обеспечивает равномерное распределение нагрузок при установке на раму силового и вспомогательного оборудования.
Выполнение рамы с надстройкой из продольно расположенных швеллеров позволяет разместить внутри образованного пространства узлы и детали тепловоза, например кабельные каналы для силовых и вспомогательных электрических кабелей.
Кроме того, усиление рамы продольными швеллерами, приваренными к верхнему пояску жесткости, дополнительно повышает ее несущую способность, прочность и жесткость.
Наличие поперечных швеллеров также дополнительно усиливает раму и придает ей жесткость. Помимо этого, поперечные швеллеры, приваренные в передней и задней частях тепловоза, способствуют образованию замкнутого герметичного пространства, защищая от пыли и грязи раму и установленные в ней узлы и детали тепловоза, а поперечные швеллеры, приваренные в месте установки кабины и высоковольтной камеры, служат базой для установки этих узлов тепловоза.
Выполнение ходовых площадок со съемными листами обеспечивает легкий доступ к агрегатам, узлам или деталям тепловоза, расположенным в надстройке рамы и подлежащим осмотру или замене. Одновременно листы ходовых площадок защищают размещенные внутри надстройки узлы и детали от внешних воздействий и окружающей среды.
Выполнение фланцев для крепления дизель-генератора на верхнем поясе жесткости облегчает монтаж на раме дизель-генератора при сборке тепловоза, а также его демонтаж при ремонте или замене.
Таким образом, предлагаемая рама тепловоза обеспечивает облегчение доступа к узлам или деталям тепловоза, расположенным в раме и подлежащим осмотру или замене, упрощение демонтажа при ремонте или замене агрегатов, узлов или деталей тепловоза, расположенных в раме, а также упрощение следующей после этого сборки. При этом конструкция рамы обеспечивает достаточную несущую способность, прочность и жесткость.
Полезная модель поясняется чертежами, на которых представлены:
фиг. 1 – рама тепловоза, вид сверху;
фиг. 2 – рама тепловоза, разрез А-А.
Рама тепловоза выполнена сварной конструкции и служит для установки и крепления на ней оборудования, а также передачи через автосцепку тяговых и тормозных усилий.
Основными несущими элементами рамы (фиг.1 и 2) являются образующие каркас две продольные хребтовые балки 1 двутаврового профиля, усиленные сверху и снизу стальными полосами, образующими верхний и нижний пояса жесткости 2.
Хребтовые балки 1 связаны между собой поперечно установленными элементами (не показаны), которые в месте установки шкворней и шаровых опор выполнены в виде сварных двутавровых балок. По концам хребтовые балки 1 связаны между собой литыми стяжными ящиками (не показаны), прикрепленными к нижним поясам хребтовых балок. В месте установки дизель-генератора хребтовые балки с внутренней стороны усилены ребрами жесткости.
На участках от стяжных ящиков до дизель-генератора продольные балки 1 сверху перекрыты листами 3, образуя верхний настил, а внизу в районе дизель-генератора – листом 4, образуя нижний настил, который вместе с хребтовыми балками 1 и поперечными элементами образует место для размещения дизель-генератора, а также изолирует низ подкапотного помещения от наружного пространства.
Несущие элементы рамы обеспечивают продольную статическую нагрузку 250 кгс и вертикальную нагрузку от веса всего размещенного на ней оборудования с учетом динамики.
По внешнему контуру рама имеет продольные обносные швеллеры 5, связанные с хребтовыми балками 1 поперечно установленными штампованными кронштейнами 6, перекрытыми сверху настильными листами 7.
Рама тепловоза сверху усилена двумя продольными швеллерами 8, приваренными к верхнему поясу жесткости 2.
К верхнему настилу 3 в передней и задней частях тепловоза приварены поперечные швеллеры 9. Помимо этого поперечные швеллеры 9 приварены к верхнему настилу в месте установки кабины и в месте установки высоковольтной камеры.
На настильные листы 7 по внешнему контуру рамы (т.е. над местом расположения обносных швеллеров 5) дополнительно приварены продольные швеллеры 10. Швеллеры 8 и 10 обращены полками друг к другу.
Между продольными швеллерами 8 и 10 на настильные листы 7 устанавливают и приваривают кабельные каналы 11.
На верхние полки швеллеров 8 и 10 уложены стальные листы из плоской или рифленой стали, образуя ходовые площадки 12 для обслуживания тепловоза. Листы ходовых площадок крепятся болтами, т.е. являются съемными.
На верхнем поясе жесткости 2 выполнены фланцы  13 для крепления дизель-генератора.
Продольные швеллеры 8 и 10 образуют надстройку с созданием внутри нее пространства для размещения узлов и/или деталей тепловоза. В частности, в надстройке рамы могут быть размещены кабельные каналы для силовых и вспомогательных электрических кабелей.
Кроме этого, усиление рамы продольными швеллерами 8 и продольными швеллерами 10 способствует повышению несущей способности, прочности и жесткости рамы.
Наличие поперечных швеллеров 9 также дополнительно усиливает раму и придает ей жесткость.
Помимо этого, поперечные швеллеры 9, приваренные в передней и задней частях тепловоза, способствуют образованию замкнутого герметичного пространства, защищая от пыли и грязи раму и установленные в ней узлы и детали тепловоза, а поперечные швеллеры 9, приваренные в месте установки кабины и высоковольтной камеры, служат базой для установки этих узлов тепловоза.
Заявляемая рама может быть изготовлена с использованием главной рамы вышедших из строя тепловозов ТЭМ2, что приводит к значительной экономии металла и снижению расходов при обновлении парка маневровых тепловозов.
На отремонтированную главную раму тепловоза ТЭМ2 приваривают продольные швеллеры 8, поперечные швеллеры 9 и продольные швеллеры 10. В образованном пространстве между продольными швеллерами 8 и 10 устанавливают и приваривают кабельные каналы 11. После этого на раму приваривают монтажные платики для крепления устанавливаемого на раме оборудования. На верхние полки швеллеров 8 и 10 крепят ходовые площадки 12. К верхнему поясу жесткости 2 приваривают фланцы 13 для крепления дизель-генератора.