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基于模块化的车载电气柜设计与分析

2021/10/29    来源:《科学与技术》    作者:魏笑  肖扬      
关键字:车载电气柜  模块化设计  
本文主要在模块化技术形态下对车载电气柜进行了设计,以实现车载电气柜的高效维修拆检,提高车辆的装配效率。
       模块化属于一种新的技术形态,能够依照事物的具体属性,将其系统划分为若干部分,达到系统各部分之间分级管理和单独运行的目标,这样系统的运行效率和质量都能够得到较好的提升。车载电气柜具有较为复杂的结构,而且功能多元化,在工作中容易使车载电气柜的运行质量受到限制,从而影响机车的PIS系统功能和控制成效,降低车载电气柜运行的稳定安全性。而在模块化技术形态下,设计车载电气柜,能够较好的提高其运行的效率和质量。

1.基于模块化设计车载电气柜的流程

       为了提高车载电气柜设计的规范性,将模块化设计的思想融入其中。在实际进行设计时,设计人员需要充分结合具体情况,具体来讲,以模块化思想进行车载电气柜的设计,主要是在CATIA环境中对车载电气柜结构进行建模。通过建模工作,可以较快的实现对车载电气设备的布线和安装,为实际现场的组装模块化打好了基础,这样后续在进行车载电气柜的安装时就会更加便捷。在这样的情况下,模块化设计主要依照总体模块化设计、结构模块化设计、布线模块化设计的流程进行,这样设计工作可以防止存在冗余活动,对车载电气柜的设计更加高效、便捷。

       以模块化的思想进行车载电气柜设计,能够在设计的流程上进行规范,同时,借助于模块化的理念,设计人员可以对车载电气柜内的接口和机械形状进行有效的分析,以确保设计的接口更能符合实际的需求,这样设备的生产和装配之间就可以有序进行。基于模块化对车载电气柜进行设计时,设备内部的各个组件之间也能够实现较好的可替代性,设备安装人员以及维护人员都能够在较快的时间内实现安装和更换维护。而且,对车载电气柜进行模块化设计,其中设备内的各个组件之间可以实现互换性和独立性,可以较好的满足现阶段对车载电气柜设计和组装的要求,使设计的质量和效率都得到了较好的提升,可以达到机车运行对车载电气柜的使用需求。

2.车载电气柜结构的模块化设计

       对车载电气柜的结构进行模块化设计时,设计人员在模块化理念的指导下,主要设计的内容在柜体结构、结构强度以及设备模块化安全等方面。对结构实现模块化设计,能够使车载电气柜结构设计更具针对性,提高设计的实际效果,有效降低设计工作的难度。

       2.1 结构强度分析

       对车载电气柜进行结构的模块化设计时,需要先对其结构强度进行有效的分析。设计人员要通过相关的技术手段,对有限元模型进行建立,并对车载电气柜的结构受力、结构对称性等问题进行明确,这样车载电气柜的结构强度设计就能够最大化的保证满足实际的应用要求,减少设备运行过程中的结构损伤。

       2.2 柜体结构设计

       车载电气柜的柜体是设备的主要载体,承载机车中的相关电气设备,同时利用自身结构可以为相应的电气设备提供机械载体,确保设备运行的稳定安全性,也可以最大化的降低外部因素对电气设备运行的影响。对柜体结构进行模块化设计时,设计人员要重点考虑电气设备的组装要求、具体尺寸、机车结构整体特点等,然后对车载电气柜的框架结构进行确定。在这个过程中,需要注意,对柜体框架的材质要进行合理的选择,对框架的厚度要进行合理的计算,确保框架材质满足柜体自身机械强度的同时,也能够较好的承载相应的电气设备。此外,对搭接方式要进行合理确定,柜体结构要尽量简化,便于更好的安装。同时对柜体接口位置以及固定方式要进行优化,满足模块化设计的要求。

       2.3 设备模块化组装

       以模块化思维设计车载电气柜,同时也要注意对电气设备的模块化组装,确保后续在进行电气设备装配时可以更加高效。电气柜内电气设备进行组装时,如果是同一类电气设备,要注意控制质量和体积都较大的电气元器件安装,从安装的稳定性角度来讲,组装的位置通常放在电气柜的下部分。部分具有发热性的电气设备,为了能够确保具有良好的散热性,在安装时可以设计放到电气柜的上部或者后部,保持电气设备较好的散热性,电气设备的电子元器件使用时限可以得到更好的保障,设备发生故障的可能性就会下降。另外,在模块化设计的过程中,为了确保组装的合理性,需要分开处理强电和弱电,防止电气设备在运行时受到相互干扰,使车载电气柜安全稳定的运行。

3.车载电气柜布线的模块化设计

       对车载电气柜进行布线的模块化设计时,设计人员需要严格的依照国家相关的技术参数要求,对布线工作进行合理设计。比如,依照有关的标准要求,在布线设计中,有关电力缆线的机械固定要保持在3m以上的距离,其中的低压电缆需要使用独立布设的方式进行处理,机械固定距离在15m。提高布线设计的合理性,可以有效避免车载电气柜设计中布线不合理的情况,便于后续的设备安装工作顺利进行。由于车载电气柜的布线较为复杂,在实际的工作中难以达到计算机式的积木化组装,所以,通过模块化的设计思想,使车载电气柜布线设计更加合理,这样可以更好的满足设备运行的实际需求,保证车载电气柜设计和组装的有序进行。

4.结束语

       总而言之,基于模块化进行车载电气柜的设计工作,能够较好的提升车载电气柜设计的针对性和合理性,在这种设计理念下,实际设计工作的流程得到简化,设备总体组装的工序得以前置化处理,实现模块化安装,这样车载电气柜设计和安装的环境得到改进,可以更好的实现总体设计目标。而且,对车载电气柜进行模块化设计,相关工作的运行成本得到节约,提高了车载电气柜设计的水平。
 
责任编辑:程玥
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