Головна рама тепловоза

Реферат: UA 90375 U UA 90375 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до залізничних транспортних засобів і стосується конструкції головної рами тепловоза. Головна рама призначена передавати тягове та тормозні зусилля. На головних рамах тепловозів здійснюється монтаж обладнання тепловоза. Основу рами складають повздовжні стальні балки, до яких приварені всі інші частини рами. За найближчий аналог візьмемо головну раму тепловоза ЧМЕ 3 (Фігура 1). Головна рама тепловоза ЧМЕЗ складається з двох повздовжніх зварених балок двотаврової форми, які об'єднані двома шкворневими балками, двома поперечними балками і двома буферними брусами на кінцівках. Середня частина рами призначена для встановлення дизеля і генератора. (Див. Тепловозы ЧМЭЗ, ЧМЭЗТ, ЧМЭЗЭ. Пособие машинисту. З.Х.Нотик. Μ: Транспорт, 1996 г. стор. 24, 25). Недоліком цієї конструкції є те, що при ситуаціях, коли порушується герметичність паливної, оливної систем, системи охолодження дизеля паливно-мастильні матеріали та охолоджуюча рідина попадають на підлогу дизельного відсіку тепловоза та через щілини на землю. При аварійних ситуація витік паливно-мастильних матеріалів, маючі на увазі на місткість палива та охолоджуючих і мастильних матеріалів в тепловозі та охолоджуючої рідини, може становити значні кількості. В торцевих частинах кузова тепловоза ЧМЭЗ розташовані бункери, які заповнюються піском через люки в даху кузова. З бункерів пісок по трубах подається в гумові кінцеві шланги, а відтіля під колісні пари. Пісок має властивості злежуватись, є вологопоглинальним матеріалом, що при великій довжині трубопроводів подачі піску підвищує вірогідність відмови роботи системи піскоподачі. Акумуляторна батарея встановлена в задній частині капота тепловоза на двох зварених стелажах, розташованих в різних рівнях (Див. Тепловозы ЧМЭЗ, ЧМЭЗТ, ЧМЭЗЭ. Пособие машинисту. З.Х.Нотик. М: Транспорт, 1996 г. стор. 214). Обслуговування акумуляторних батарей є трудовитратною операцією і пов'язане з переміщенням важких батарей на певну висоту. Шкворень є вузлом, що підтверджений постійним великим навантаженням і є однім із вузлів, що часто виходить із ладу в місцях приварки шворня до плити. Поставлена задача - виключити можливість протікання технологічних рідин (палива, оливи, охолоджуючої рідини) на залізничну колію. Зазначений технічний результат досягається тим, що в середній частині головної рами тепловоза, під місцем встановлення дизель-генераторної установки (Фігура 2), вварюється "екологічний" піддон для збирання технологічних рідин, що витікають (палива, оливи, охолоджуючої рідини), та які використовуються для роботи дизельгенераторної установки. "Екологічний" піддон зварюється з суцільних, вигнутих під форму ванни сталевих листів. Торцевими частинами піддона (7, розріз А-А Фігура 2) є сталеві листи, приварені до вигнутих сталевих листів, що утворюють дно і боковини. Для встановлення піддона змінюється конструкція поперечних балок (Фігура 1), а саме вирізається верхній горизонтальний лист поперечної балки та поперечна балка виконується по формі нижньої частини "екологічного" піддона (10, розріз А-А, Фігура 2) для встановлення піддона на ці поперечні балки. Додатково вварюються поперечні горизонтальні стальні балки такої ж форми між повздовжніми балками і на них також розташовують піддон. Додаткові поперечні балки одночасно слугують підвищенню жорсткості конструкції головної рами в середній її частині, де на головну раму лягає навантаження від дизель-генераторної установки, допоміжного обладнання, паливного бака, акумуляторних батарей. Вварений піддон має нахил у бік розташування зливного отвору. Злив накопичених витоків з піддона здійснюється через зливний отвір, який знаходиться під генератором та знизу запирається запірною арматурою і має місця для під'єднання зливних шлангів для зливу виливів самопливом або викачуванням насосом. Встановленням «екологічного» піддона забезпечується неможливість протікання технологічних рідин (палива, оливи, охолоджуючої рідини) на залізничну колію. А встановлення додаткових горизонтальних стальних балок на рамі тепловоза підвищує жорсткість конструкції рами. Поставлена задача зменшити довжину трубопроводів подачі піску від пісочниць до кінцевих шлангів. В середній частині рами тепловоза ЧМЄ 3 є порожнини, в яких пропонується встановити чотири пісочниці, які будуть забезпечувати піском колісні пари з правої і лівої частини тепловоза. Результат досягається тим, що зварюється конструкція пісочниці зі сталевих листів (Фігура 6) і приварюється до спеціальної металевої конструкції, привареної до зовнішньої частини повздовжньої балки рами тепловоза (Фігура 11) Пропонується також в бокових 1 UA 90375 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 порожнинах буферних брусів рами розмістити чотири бункери для піску (пісочниці). Результат досягається тим, що зварюється конструкція пісочниці зі сталевих листів (Фігури 4, 5) і приварюються до буферних брусів рами тепловоза. Заправка піском здійснюється через горловини, розташовані на бокових частинах кузова тепловоза (15, Фігура 3). Зображення люків горловин пісочниць надано на Фігурі 7. До нижньої частини пісочниці приєднується за допомогою фланця форсунка пісочниці, від якої пісок безпосередньо подається до кінцевого шлангу та наконечника, які закріплені за допомогою кронштейна до візка. Технічний результат використання внутрішніх порожнин рами для розміщення в них запасу піску, що знизить центр мас тепловоза і цим забезпечить більшу стійкість тепловоза та забезпечить уникнення укладання пісочних трубопроводів по кузову та рамі тепловоза. Цим значно зменшується шлях від пісочниць до колісних пар, вірогідність злежування та намокання піску, а як наслідок, підвищується ефективність системи піскоподачі. Така конструкція дозволяє значно знизити витрати на технічне обслуговування всієї системи піскоподачі. Поставлена задача зменшити трудомісткість операцій по обслуговуванню акумуляторної батареї. Пропонується в середній частині зовнішньої рами в порожнині над паливним баком (13, Фігура 3) з правої сторони тепловоза розташувати конструкцію акумуляторного ящика (Фігура 11), в якому розмістити акумуляторну батарею. Конструкція акумуляторного ящика зварюється зі стандартних профілів та приварюється до зовнішньої сторони рами тепловоза. Всі сторони цієї конструкції закриті листами металу. Закривається конструкція спереду двома металевими дверцятами (Фігура 12). Ящик акумуляторної батареї обладнано двома висувними піддонами, що монтуються в нижній частині акумуляторного ящика і являють собою стальну раму, на яку наварено металевий піддон, на який встановлюються акумуляторні батареї. Піддони за допомогою напрямних та упорів вільно переміщуються в горизонтальному напрямку (Фігура 13). В середній частині зовнішньої рами в порожнині над паливним баком з лівої сторони тепловоза розташовується ящик конструкції, аналогічної конструкції акумуляторного ящика, але без висувних піддонів та з одними дверцятами (Фігура 15), в якому пропонується розташувати відсік для розміщення електричної апаратури. Застосування розміщення акумуляторів в акумуляторному ящику, привареному до зовнішньої частини середини рами тепловоза, на висувних піддонах та розміщення електричної апаратури з лівої зовнішньої частини рами тепловоза дозволяє понизити центр мас тепловозу і цим забезпечити більшу його стійкість, зменшити довжину кабелів, які прокладаються від акумуляторної батареї до силового устаткування тепловоза, зменшить трудовитрати на обслуговування акумуляторних батарей. Для можливості встановлення головної рами на візки за допомогою бокових опор з гумометалевими пружними елементами, пропонується змінити конструкцію передньої та задньої частин головної рами. З цією метою зрізаються вертикальні консолі головної рами тепловоза (2, Фігура 1) та нижні плити головної рами під місцем встановлення бокових опор. Переносяться повітряні трубопроводи з зони встановлення бокових опор в середню частину передньої та задньої частин рами тепловоза. Вварюються опорні плити, на які приварюються бокові опори в зборі (35, Фігура 10). Приварюються повздовжні та поперечні ребра жорсткості (36, 37, Фігура 10). Приварюються посилюючі плити (34, Фігура 9). Для зручності обслуговування бокових опор в бокових вертикальних листах виконуються вирізи (30, 31 Фігура 8 ). Зазначені роботи дозволять встановленню рами тепловоза на візки за допомогою гумометалевих опор, що в свою чергу покращує ходові якості тепловоза, плавне вписування в криві, створення необхідних зусиль для повернення кузова локомотива в первісне положення при його переміщенні відносно візка при русі в кривих. Також зменшується силова дія на залізничну колію за рахунок демпфування вертикальних та поперечних коливань кузова локомотива. Одночасно спрощується та здешевлюється технічне обслуговування локомотива та збільшується надійність цього вузла. Поставлена задача зменшити вірогідність виходу з ладу шворня. Пропонується посилити конструкцію плити. Для цього навкруги шворня приварюються по периметру та вирізаним в них отворам дві посилюючі плити (Фігура 14) до плити шкворня. Вдосконалення вузла шворня дозволить збільшити надійність цього вузла, що в свою чергу зменшить вірогідність виходу з ладу тепловоза, зменшить витрати на ремонти. Фігура 1 - головна рама тепловоза ЧМЭ 3, де 1. Бокова сторона повздовжньої балки рами тепловоза; 2. Вертикальні консолі головної рами тепловоза; 3. Поперечні балки; 4. Повздовжня балка; 2 UA 90375 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Фігура 2 - середня частина головної рами тепловоза, де: 5. «Екологічний піддон»; 6. Плита посадки дизель-генератора; 7. Торцева частина піддона. Розріз по А- А 7. Торцева частина піддону; 8. Бокові стінки піддону; 9. Дно піддону; 10. Поперечна балка. Фігура 3 - запропонована конструкція рами тепловоза, де 11. Передня пісочниця; 12. Середня пісочниця; 13. Акумуляторний ящик; 14. Задня пісочниця; 15.люк пісочниці. Фігура 4 - задня пісочниця, де 16. Боковий лист пісочниці; 17. Дно пісочниці; 18. Отвори для кріплення фланцю. Фігура 5 - передня пісочниця, де 16. Боковий лист пісочниці; 17. Дно пісочниці; 18. Отвори для кріплення фланцю. Фігура 6 - середня пісочниця, де 19. Боковий лист пісочниці; 20. Дно пісочниці; 18. Отвори для кріплення фланцю. Фігура 7, люк пісочниці, де 21. Замок ; 15. Люк пісочниці. Фігура 8 а, передня частина рами тепловоза (вигляд зверху), де 27. несуча плита; 28. Обмежувач поперечних коливань кузова; 29. Опора в зборі; Фігура 8 б, передня частина рами тепловоза, де 30. Виріз в лівому та середньому бокових вертикальних листах; 31 .виріз в правому та середньому бокових вертикальних листах; Фігура 9, передня частина рами тепловоза (вигляд знизу), де 32.опора в зборі; 28. Обмежувач поперечних коливань кузова; 33. Кронштейни кріплення обмежувача вертикальних коливань кузова; 34. Посилюючі плити. Фігура 10, передня частина рами тепловоза (розрізи), де 35. Несуча плита; 36. Поперечні ребра жорсткості; 37. Повздовжні ребра жорсткості Фігура 11, акумуляторний ящик, де 38. Дно ящика; 39. Каркас ящика; 4. Повздовжня балка рами тепловоза; 10. Поперечна балка «екологічного піддону»; 40. Конструкція для кріплення середньої пісочниці. Фігура 12, дверцята акумуляторного ящика, де 41. Завіси; 42. Жалюзі для доступу повітря; 43. Замки. Фігура 13, висувний піддон, де 44. Рама; 45. Сталевий кут; 46. Упор; 47. Напрямні. Фігура 14, шкворень, де 48.плита шворня; 49. Шкворень; 50. Посилюючі плити; 51. Отвори посилюючої плити. Фігура 15, дверцята ящика для електрообладнання, де 3 UA 90375 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 41. Завіси; 43. Замки. Фігура 16, піскоподача від пісочниці до колісної пари, де 22. Форсунка пісочниці; 23. Фланець; 24. Кінцевий шланг; 25. Наконечник; 26. Кронштейн. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Головна рама тепловоза, яка характеризується тим, що в середній частині головної рами тепловоза під місцем встановлення дизель-генераторної установки вварюється "екологічний" піддон для збирання технологічних рідин, що витікають або можуть витекти, та який зварюється з суцільних, вигнутих під форму ванни сталевих листів, торцевими частинами якого є також сталеві листи, приварені до вигнутих сталевих листів з торців, а для встановлення піддона на раму тепловоза змінюється конструкція поперечних балок, а саме вирізається верхній горизонтальний лист поперечної балки та поперечна балка виконується по формі нижньої частини піддона для встановлення піддона на ці поперечні балки, а також додатково вварюються поперечні горизонтальні стальні балки такої ж форми між повздовжніми балками рами тепловоза, на яких також розташовується піддон, який має нахил у бік розташування зливного отвору, що знаходиться під генератором та знизу запирається запірною арматурою і має місця для під'єднання зливних шлангів для зливу виливів самопливом або викачуванням насосом. 2. Головна рама тепловоза за п. 1, яка відрізняється тим, що в зовнішніх порожнинах середньої частини рами тепловоза, а також в бокових порожнинах буферних брусів рами з обох сторін тепловоза встановлюються пісочниці, які виготовляються із сталевих листів, і у дні яких наявні отвори для під'єднання фланців, до яких кріпляться форсунки з кінцевими шлангами, а самі пісочниці приварюються до спеціальних металевих конструкцій, виготовлених із стандартних профілів і приварених до зовнішньої частини повздовжньої балки рами тепловоза і безпосередньо до буферних брусів, а заправка піском пісочниць здійснюється через горловини, розташовані над пісочницями на бокових поверхнях кузова тепловоза. 3. Головна рама тепловоза за п. 1, яка відрізняється тим, що в порожнинах з зовнішньої сторони середньої частини рами тепловоза над паливним баком з обох сторін тепловоза розташовуються ящики, конструкція яких зварюється з стандартних профілів і обшивається листовим металом та приварюється до зовнішньої сторони рами тепловоза, в одному з яких (з правої сторони рами) розташовується акумуляторна батарея, що встановлюється на два висувні піддони, які монтуються в нижній частині акумуляторного ящика і являють собою стальну раму, на яку наварено безпосередньо металевий піддон, який за допомогою напрямних та упора вільно переміщується в горизонтальному напрямку, а спереду акумуляторний ящик закривається двома металевими дверцятами, а у другому з ящиків, який запирається дверцятами (з лівої сторони рами), розташовується електрична апаратура. 4. Головна рама тепловоза за п. 1, яка відрізняється тим, що вирізаються вертикальні консолі головної рами тепловоза та нижні плити головної рами під місцем встановлення бокових опор, переносяться повітряні трубопроводи з зони встановлення бокових опор в середню частину передньої та задньої частин рами тепловоза та вварюються опорні плити, на які приварюються бокові опори в зборі та приварюються повздовжні та поперечні ребра жорсткості, горизонтальні посилюючі плити, а також вирізаються особливою конфігурацією вертикальні листи з боку встановлених опор. 5. Головна рама тепловоза за п. 1, яка відрізняється тим, що до плити шворня приварюються дві посилюючі металеві плити з отворами. 4 UA 90375 U 5 UA 90375 U 6 UA 90375 U 7 UA 90375 U 8 UA 90375 U 9 UA 90375 U 10 UA 90375 U 11 UA 90375 U 12 UA 90375 U 13 UA 90375 U 14 UA 90375 U 15 UA 90375 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 16