CN219718817U - 一种狭小空间悬吊式带容差装置的设备吊装结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及变流器的模块化安装结构领域，特别涉及一种狭小空间悬吊式带容差装置的设备吊装结构，包括柜体组件、功率模块、容差装置；功率模块吊装在柜体组件上的吊装卡板上；容差装置组件安装在柜体组件的柜体上，用于功率模块的支撑定位。与现有技术相比，本实用新型在狭小的安装空间内，实现功率模块的便利拆装和维护，同时可以消除焊接变形带来的尺寸误差。
Description
技术领域
本实用新型涉及变流器的模块化安装结构领域，特别涉及一种狭小空间悬吊式带容差装置的设备吊装结构。
背景技术
目前轨道交通(地铁)领域，变流器的发展趋向于更高效率，更加紧凑的模块化布局形式，继而对于变流器内部功率器件的散热、可维护、可靠性提出了更高的要求；在满足电气性能、散热需求、抗击振动的情况下，尽可能地让日后的维护检修，有着便捷的操作空间和简单的操作步骤，需要在紧凑(狭小)的空间内能够便捷顺利的进行某些功率模块的拆装与维护，而在某些特殊的结构布局情况下，功率模块的安装区域被遮挡，而又没有其他可以安装的区域时，就需要考虑新的固定与拆卸结构，能够使得该区域能够被充分的利用，并且还能实现便捷的安装与拆卸。
轨道交通的变流器一般都安装在车辆的车厢底部大梁上，对应的就是铁轨的上面(与铁轨之间有一定的距离)，那么对于车下安装或者称作吊挂的形式，对变流器的结构强度要求较高，通常变流器大多采用焊接的形式制作，而只要是焊接件，不可避免的会有变形或者尺寸收缩的风险，对于某些内部组件需要安装到焊接的骨架上时(例如功率模块)，如果焊接变形带来了尺寸偏差，就会导致安装困难或者说批量生产时安装尺寸一致性无法保证，所以如果能从结构设计上实现容差性(也就是消除焊接变形带来的尺寸小范围偏差)，将是更经济和可操作性的方式之一。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种狭小空间悬吊式带容差装置的设备吊装结构，以实现狭小空间内设备的安装和定位，消除焊接变形带来的尺寸误差。
实现本实用新型目的的技术解决方案为：一种狭小空间悬吊式带容差装置的设备吊装结构，包括柜体组件、功率模块、容差装置；功率模块吊装在柜体组件上的吊装卡板上；容差装置组件安装在柜体组件的柜体上，用于功率模块的支撑定位；
所述柜体组件包括柜体、吊装卡板、模块安装支架、第一支撑架、第二支撑架；吊装卡板安装在柜体上，用于卡接功率模块；模块安装支架安装在柜体上，用于固定功率模块；第一支撑架与第二支撑架均安装在柜体底部中间区域，用于承托下落的功率模块。
所述第一支撑架与第二支撑架内部设有传动结构，在抽动功率模块进出柜体内部时，起到辅助的滑动作用；所述吊装卡板，板身设置两处宽窄槽口，边缘折弯形成包裹态。
所述功率模块包括锁紧杆、安装底板、导向板、安装顶板组件和模块；所述安装底板与模块的底部连接，锁紧杆连接安装底板、导向板；所述安装顶板组件与模块顶部连接。
所述锁紧杆包括杆锥度端、杆螺纹段、杆圆柱段、杆内螺纹孔、组合螺钉；其中，组合螺钉与杆内螺纹孔配合安装，用于限制锁紧杆的活动范围；
所述安装底板上对称设有锁紧杆到位孔、螺纹孔、贯穿孔和锁紧杆穿越孔；
所述导向板上对称设有沉孔端、锁紧杆伸出孔、固定孔，其中沉孔端设置在远离安装底板的一面；导向板与安装底板连接；
所述安装顶板组件包括顶板、避让板、卡脚，三者通过焊接连为一体；避让板的一端设置有倒角，用于功率模块滑动时避让；卡脚的一端设置有缺口，并在缺口的前端设置有倒角弧面，便于滑动卡接时避让和卡接作用，宽窄槽口的长度和宽度均大于卡脚的长度和宽度。
所述容差装置包括固定支架、摆动板、摆动定位螺栓、定位销；摆动定位螺栓包括圆柱面、外螺纹段；定位销包括内螺纹端、导向锥度段；导向锥度段与沉孔端、贯穿孔共轴。
本实用新型与现有技术相比，其显著优点是：实现在狭小的安装空间内，实现功率模块的便利拆装和维护，同时可以消除焊接变形带来的尺寸误差。
附图说明
图1为功率模块2-放入柜体前示意图；
图2为功率模块2-斜着放入到柜体内部立体图1；
图3为功率模块2-斜着放入到柜体内部立体图1-区域放大图；
图4为功率模块2-斜着放入到柜体内部立体图2；
图5为功率模块2-斜着放入到柜体内部立体图2-区域放大图；
图6为功率模块2-进入到柜体内部立体图；
图7为功率模块2-进入到柜体内部立体图-区域放大图；
图8为功率模块2-抬升到顶部立体图1；
图9为功率模块2-抬升到顶部立体图1-区域放大图；
图10为功率模块2-抬升到顶部立体图2；
图11为功率模块2-抬升到顶部立体图2-区域放大图；
图12为功率模块2-安装到位正视图；
图13为剖视A-A(功率模块2-安装到位剖视图)；
图14为功率模块2-安装到位剖视图-区域放大图；
图15为功率模块2-紧固状态顶部区域立体图；
图16为功率模块2-紧固状态顶部区域立体图-区域放大图；
图17为功率模块2-紧固状态底部区域立体图；
图18为功率模块2-紧固状态底部区域立体图-放大图；
图19为功率模块2-装配完毕正视图；
图20为功率模块2-爆炸图1；
图21为功率模块2-爆炸图2；
图22为容差装置5-爆炸图；
图23为容差装置5-立体图1；
图24为容差装置5-立体图2；
图25为锁紧杆2-1穿入过程示意图1；
图26为锁紧杆2-1穿入过程示意图2；
图27为功率模块2与容差装置5接触示意图1；
图28为功率模块2与容差装置5接触示意图2。
具体实施方式
下面结合附图1-28及具体实施例对本实用新型中的技术方案进行进一步清楚、完整地介绍。
如图14、16和图19所示，本实用新型的变流器设备吊装结构包括柜体组件、功率模块2、功率模块3、功率模块4和容差装置5。
如图1、图5和图9所示，柜体组件包括柜体1、吊装卡板1-1、模块安装支架1-2、第一支撑架1-3、第二支撑架1-4；其中吊装卡板1-1安装在柜体1上，吊装卡板1-1，由不锈钢材料制作而成，焊接在柜体1内部中间梁上，其自身设置两处宽窄槽口1-1-1，边缘折弯形成包裹态；模块安装支架1-2，安装在柜体1上，由不锈钢材料制作而成，铆接在柜体中间梁上，用于通过螺栓安装功率模块2；第一支撑架1-3与第二支撑架1-4均铆接在柜体底部中间区域，用于承托下落的功率模块2，第一支撑架1-3与第二支撑架1-4内部设有传动结构，在抽动功率模块2进出柜体内部时，起到辅助滑动作用。
如图20和图21所示，功率模块2包括锁紧杆2-1、安装底板2-2、导向板2-3、安装顶板组件2-4和模块2-5。锁紧杆2-1由不锈钢材料制作而成，包括杆锥度端2-1-1、杆螺纹段2-1-2、杆圆柱段2-1-3、杆内螺纹孔2-1-4、M4组合螺钉2-1-5，同时锁紧杆2-1上远离杆锥度端2-1-1端安装有2个螺母、平垫圈和弹簧垫圈，在杆圆柱段2-1-3上套设平垫圈和弹簧垫圈，M4组合螺钉2-1-5与杆内螺纹孔2-1-4配合安装，从而限制锁紧杆2-1的活动范围，使得杆螺纹段2-1-2，在前后移动时不能脱落出到位孔2-2-1；安装底板2-2，由不锈钢材料制作而成，通过螺钉与模块2-5的底部连接，安装底板2-2上对称设有锁紧杆到位孔2-2-1、螺纹孔2-2-2、贯穿孔2-2-3和锁紧杆穿越孔2-2-4；导向板2-3上对称设有沉孔端2-3-1、锁紧杆伸出孔2-3-2、固定孔2-3-3，其中沉孔端2-3-1设置在远离安装底板2-2的一面；螺纹孔2-2-2与固定孔2-3-3同轴，通过螺栓与安装底板2-2连接。
安装顶板组件2-4通过螺钉与模块2-5顶部进行连接，安装顶板组件2-4包括顶板2-4-1、避让板2-4-2、卡脚2-4-3，三者均为不锈钢材料制作，通过焊接连接；避让板2-4-2的一端设置有倒角，便于滑动避让；卡脚2-4-3的一端设置有缺口，并在缺口的前端设置有倒角弧面，便于滑动卡接时避让和卡接作用，宽窄槽口1-1-1的长度和宽度均大于卡脚2-4-3的长度和宽度，有利于在盲区进行定位。
功率模块3、功率模块4安装在柜体1上。
如图22-24所示，容差装置5安装在柜体1上，均由不锈钢材料制作而成，容差装置5包括固定支架5-1、摆动板5-2、摆动板螺母5-2-1、摆动定位螺栓5-3、定位销5-4、国标组合螺栓5-5、国标垫圈螺母5-6和M6*20组合螺栓6；其中摆动定位螺栓5-3包括圆柱面5-3-1、外螺纹段5-3-2，定位销5-4包括内螺纹端5-4-1、导向锥度段5-4-2；导向锥度段5-4-2，并与沉孔端2-3-1、贯穿孔2-2-3共轴。
通过固定支架5-1上设有5处大圆孔，定位螺栓5-3的圆柱面5-3-1的直径与定位销5-4的最大直径段尺寸相同和你，均小于固定支架5-1的大圆孔直径，从而能够实现定位销5-4和摆动定位螺栓5-3的自由的摆动，且径向随机摆动范围(容差量)为5mm，定位销5-4两处对称设置，定位销5-4伸入到功率模块2组件的沉孔端2-3-1中，起到定位和支撑功率模块2的作用；功率模块2中锁紧杆2-1的杆锥度端2-1-1、杆螺纹段2-1-2、杆圆柱段2-1-3与摆动板螺母5-2-1进行连接紧固；摆动定位螺栓5-3的圆柱面5-3-1使得固定支架5-1、摆动板5-2，通过外螺纹段5-3-2和国标垫圈螺母5-6紧固后，形成1mm轴向间隙。
基于上述的结构特征，下面将对现场装配时的具体实施步骤进行进一步的介绍(默认功率模块3、功率模块4为活动安装组件，且已经在在柜体1内装配完成后，从而给功率模块2形成了正面及侧面遮挡的狭小空间的安装环境)，参照图25-28所示。
S1：功率模块2组件的安装，
S1.1：通过组合螺钉将功率模块2上顶面与安装底板2-2安装；
S1.2：通过组合螺钉将功率模块2下底面与安装顶板组件2-4安装；
S1.3：将导向板2-3(沉孔端2-3-1朝外)放置在安装底板2-2的一排小孔面，将2组合螺栓依次穿过固定孔2-3-3、螺纹孔2-2-2，实现导向板2-3和安装底板2-2的安装；
S1.4：将锁紧杆2-1的穿过锁紧杆穿越孔2-2-4，然后在杆螺纹段2-1-2套设弹簧垫圈和平垫圈，再将锁紧杆2-1继续推动，使得垫圈接触锁紧杆到位孔2-2-1的内端面；
S1.5：然后在杆内螺纹孔2-1-4中拧入M4组合螺钉2-1-5，此时形成了一定距离的活动范围限制，使得杆螺纹段2-1-2，无论如何前后移动不能脱落出到位孔2-2-1；
S1.6：最后在锁紧杆2-1的远离杆螺纹段2-1-2端的外螺纹上放置平垫圈、弹簧垫圈和螺母拧紧后，继续拧入一颗螺母，到此即完成了该组件的装配。
S2：容差装置5的安装，将2个对称设置的国标组合螺栓5-5依次穿过摆动板5-2、固定支架5-1与2组对称设置的定位销5-4进行装配；同样的原理，将国标垫圈螺母5-6与摆动定位螺栓5-3进行装配。
S3：功率模块2移动到位，将功率模块2塞入柜体，功率模块2斜着从功率模块3的右侧与柜体中间竖梁区域塞入，让功率模块2的底部与第一支撑架1-3、第二支撑架1-4的顶面接触，继而斜着向内推入到一定的深度(能够避开功率模块2前端的3处扎线架即可)，然后左右移动，将功率模块2转动到直线位置即可，
S4：功率模块2和吊装卡板1-1连接，操作人员(最好2位，功率模块2重量16kg，因为柜体的中间竖梁正好遮挡视线)一左一右将功率模块2托起，将功率模块2调整到吊装卡板1-1的折弯包裹的区域内；调整功率模块2的前后位置，使功率模块2的卡脚2-4-3进入到宽窄槽口1-1-1中，进一步向内推动功率模块2，使卡脚2-4-3卡入吊装卡板上，当功率模块2推不动的时候，即停止。
此时的功率模块2已经受到上部的卡接相互包裹，而在向内侧推动功率模块2的同时，其柜体1内部设置的容差装置5中的定位销5-4的导向锥度段5-4-2通过随机的摆动，消除柜体焊接过程导致的安装尺寸偏差，导向锥度段5-4-2逐渐接触到导向板2-3的沉孔端2-3-1，最后停止在贯穿孔2-2-3内，形成2组定位销5-4对功率模块2底部的承托，在重力的作用下，此时的功率模块2被包裹限位不会脱落和滑动，操作人员已经可以松开双手，无需再用双手扶住功率模块2。
S5：安装锁紧杆2-1，再者通过功率模块2底部的锁紧杆2-1向内推动，此时由于容差装置5的定位销5-4已经与功率模块2进行装配，装配位置已经确定，功率模块2底部的锁紧杆2-1与容差装置5的摆动板螺母5-2-1在一条同轴线上，在推动锁紧杆2-1的过程中，其杆锥度端2-1-1依次穿越固定支架5-1的大圆孔，再接触到摆动板5-2，然后转动锁紧杆2-1，通过螺纹段2-1-2与摆动板螺母5-2-1配合，将锁紧杆2-1与容差装置5进行紧固；随着螺纹段2-1-2的逐渐拧入，杆圆柱段2-1-3区域设置的平垫圈和弹簧垫圈受锁紧杆到位孔2-2-1的内侧面的挤压，从而起到锁紧锁紧杆2-1的作用。
S6：通过M6*20mm的组合螺栓6穿过功率模块2中顶部固定孔2-4-1-1将其拧入到模块安装支架1-2的螺母中，到此全部完成了功率模块2在狭小空间中的安装固定。
整个结构简单可靠，实现了功率模块2便捷的安装，上端的卡接和下端的对插，再通过极少的螺栓固定形成了抗冲击振动，稳定的结构形式。
拆卸过程反之，一人即可，将2处紧固螺栓松动后，向后拉动功率模块2，然后双手托住功率模块2，下落到第一支撑架1-3、第二支撑架1-4上，再斜着拉出柜体即可。
Claims (9)
1.一种狭小空间悬吊式带容差装置的设备吊装结构，其特征在于，包括柜体组件、功率模块(2)、容差装置(5)；
功率模块(2)吊装在柜体组件上的吊装卡板(1-1)上；
容差装置(5)组件安装在柜体组件的柜体(1)上，用于功率模块(2)的支撑定位。
2.根据权利要求1所述的一种狭小空间悬吊式带容差装置的设备吊装结构，其特征在于，所述柜体组件包括柜体(1)、吊装卡板(1-1)、模块安装支架(1-2)、第一支撑架(1-3)、第二支撑架(1-4)；
吊装卡板(1-1)安装在柜体(1)上，用于卡接功率模块(2)；
模块安装支架(1-2)安装在柜体(1)上，用于固定功率模块(2)；
第一支撑架(1-3)与第二支撑架(1-4)均安装在柜体底部中间区域，用于承托下落的功率模块(2)。
3.根据权利要求2所述的狭小空间悬吊式带容差装置的设备吊装结构，其特征在于，所述第一支撑架(1-3)与第二支撑架(1-4)内部设有传动结构，在抽动功率模块(2)进出柜体内部时，起到辅助的滑动作用；
所述吊装卡板(1-1)，板身设置两处宽窄槽口(1-1-1)，边缘折弯形成包裹态。
4.根据权利要求1所述的狭小空间悬吊式带容差装置的设备吊装结构，其特征在于，所述功率模块(2)包括锁紧杆(2-1)、安装底板(2-2)、导向板(2-3)、安装顶板组件(2-4)和模块(2-5)；
所述安装底板(2-2)与模块(2-5)的底部连接，锁紧杆(2-1)连接安装底板(2-2)、导向板(2-3)；
所述安装顶板组件(2-4)与模块(2-5)顶部连接。
5.根据权利要求4所述的狭小空间悬吊式带容差装置的设备吊装结构，其特征在于，所述锁紧杆(2-1)包括杆锥度端(2-1-1)、杆螺纹段(2-1-2)、杆圆柱段(2-1-3)、杆内螺纹孔(2-1-4)、组合螺钉(2-1-5)；其中，组合螺钉(2-1-5)与杆内螺纹孔(2-1-4)配合安装，用于限制锁紧杆(2-1)的活动范围。
6.根据权利要求5所述的狭小空间悬吊式带容差装置的设备吊装结构，其特征在于，所述安装底板(2-2)上对称设有锁紧杆到位孔(2-2-1)、螺纹孔(2-2-2)、贯穿孔(2-2-3)和锁紧杆穿越孔(2-2-4)。
7.根据权利要求5所述的狭小空间悬吊式带容差装置的设备吊装结构，其特征在于，所述导向板(2-3)上对称设有沉孔端(2-3-1)、锁紧杆伸出孔(2-3-2)、固定孔(2-3-3)，其中沉孔端(2-3-1)设置在远离安装底板(2-2)的一面；导向板(2-3)与安装底板(2-2)连接。
8.根据权利要求5所述的狭小空间悬吊式带容差装置的设备吊装结构，其特征在于，所述安装顶板组件(2-4)包括顶板(2-4-1)、避让板(2-4-2)、卡脚(2-4-3)，三者通过焊接连为一体；避让板(2-4-2)的一端设置有倒角，用于功率模块(2)滑动时避让；卡脚(2-4-3)的一端设置有缺口，并在缺口的前端设置有倒角弧面，便于滑动卡接时避让和卡接作用，宽窄槽口(1-1-1)的长度和宽度均大于卡脚(2-4-3)的长度和宽度。
9.根据权利要求1所述的狭小空间悬吊式带容差装置的设备吊装结构，其特征在于，所述容差装置(5)包括固定支架(5-1)、摆动板(5-2)、摆动定位螺栓(5-3)、定位销(5-4)；摆动定位螺栓(5-3)包括圆柱面(5-3-1)、外螺纹段(5-3-2)；定位销(5-4)包括内螺纹端(5-4-1)、导向锥度段(5-4-2)；导向锥度段(5-4-2)与沉孔端(2-3-1)、贯穿孔(2-2-3)共轴。
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