一種時速250公里動車組牽引電機用冷卻風機的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種時速250公里動車組牽引電機用冷卻風機，屬于流體機械領域。
【背景技術】
[0002]按照在城際動車組牽引電機的冷卻要求，冷卻空氣從通風機出風口經送風管道到達牽引電機，進而達到冷卻牽引電機的目的，所需的流量為40m3/min，靜壓為2625Pa，聲壓級不大于為90dB(A)，重量小于80Kg;由于時速250公里動車組車底安裝空間和特殊冷卻方式的限制，現有風機在流量、靜壓、聲壓級、重量和減震等都達不到要求。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的在于克服已有技術的不足和缺陷，提供一種結構簡單緊湊，安裝方便，重量輕，振動小，低噪音和效率高的時速250公里動車組牽引電機用冷卻風機。
[0004]本實用新型的技術方案:一種時速250公里動車組牽引電機用冷卻風機，包括網罩、進風道、葉輪、蝸殼、電機、減震墊，其特征在于所述的葉輪為后向式離心葉輪，葉輪葉片采用長圓弧葉片結構，葉片數量為12片，氣流進入葉片之間的流道比較長，減少渦流損失，同時氣流出口速度比較快，此類葉輪具有比前向式葉輪效率更高的優點。葉輪的進氣口處裝配有進風道，進風道與葉輪配合的間隙為2±1_，從而使得氣流的流動損失減少到最小。
[0005]所述的網罩主要起過濾作用，網罩采用筒狀結構，該網罩(1)左、右面和周向面均布設有7 X7mm間隔2mm的網孔，網孔由步沖機步沖而成，該結構各個方向均可以進入空氣。當網罩正面被異物堵塞時，冷卻空氣可以從網罩的側面被吸入風機，這樣避免了因異物堵塞而導致流量減小的問題。
[0006]所述的蝸殼為一螺線型結構，材料采用鋁合金5083-H111。蝸殼的螺線型結構可以將來自葉輪的高速氣流的大部分動壓瞬間轉化為靜壓，有效提升風機壓頭，使得該風機具有重量輕，壓力高的特點。
[0007]所述電機為2.8kW小型三相異步電動機(可以2/4極調速)，并采用寬溫帶免維護軸承。
[0008]整個冷卻風機是通過焊接在蝸殼上的橫梁吊掛在車底的C型槽內。即蝸殼上方的前后側焊接有安裝梁結構，蝸殼前端是二個角鋁結構的橫梁，蝸殼后端是一個U型結構的橫梁。風機蝸殼與車底之間通過四個減震墊聯接，減震墊可以吸收來自車底的振動和沖擊。焊接在蝸殼上的橫梁材料采用具有良好力學性能的鋁合金6082-T6，并利用先進的有限元分析軟件和振動沖擊試驗證明其具有足夠的強度，使其在風機使用壽命期內不會發生裂紋、損壞、脫落等危險，同時也保證了風機振動小的優點。本冷卻風機結構設計的重點是考慮重心位于四個減震墊對角線的交點處，使四個減震墊受力均勻，同時合理的選材嚴格控制重量。
[0009]本冷卻風機工作時，將機車外部大量的冷空氣先通過網罩進行過濾和進風道集流，然后通過葉輪和蝸殼的做功加壓，途經送風管道輸送至牽引電機周圍，達到強迫冷卻牽引電機的目的。所述通風機的葉輪為后向式離心葉輪，葉輪葉片后向式圓弧葉片形式，能有效的提高壓力，使得此類葉輪前向式葉輪效率更高效率的優點；所述的蝸殼為一螺線型結構，能將由葉輪高速甩出的空氣的動壓迅速轉化為靜壓；網罩的的網孔既可以過濾空氣中的白色垃圾、飛絮等雜物，也避免了網罩因正面被異物堵塞時風機流量減小的問題，此時冷卻空氣可以從網罩的側面被吸入風機;本實用新型除葉輪外的其他主要零部件(包括蝸殼和電機機座)均采用鋁合金材料，使其具有重量輕的特點。
[0010]本實用新型的重點在風機葉輪葉片選用后向式圓弧葉片形式，比其他類型葉片壓力和效率要高，且制造方便;合理的選材使得整體重量較小;整個風機采用先進的有限元分析軟件及振動沖擊試驗驗證了其具有足夠的強度;葉輪葉片的優異氣動性能，葉輪、蝸殼和電機空間最優化配置使得風機達到小流量高壓頭要求的同時保證了氣流噪音達到最低水平，聲壓級小于90dB(A)，振動速度小于2.8mm/s，重量小于80kg。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型的分解結構示意圖；
[0012]圖中:網罩，2-進風道，3-葉輪，4-蝸殼，5-電機，6_減震墊。
【具體實施方式】
[0013]參考附圖1，一種時速250公里動車組牽引電機用冷卻風機，包括網罩1、進風道2、葉輪3、蝸殼4、電機5、減震墊6，其特征在于:
[0014]所述的葉輪3為后向式離心葉輪，葉輪葉片采用長圓弧葉片結構，葉片數量為12片，氣流均勻進入葉片之間的流道比較長，減少渦流損失，同時氣流出口速度比較快，從而使得氣流的流動損失減少到最小。此類葉輪具有比前向式葉輪效率更高的優點。葉輪3的進氣口處裝配有進風道2，進風道2與葉輪3配合的間隙為2± 1mm，從而使得氣流的流動損失減少到最小。葉輪3緊固在電機5的軸伸上，用止動墊圈和圓螺母鎖緊。進風道2小端插入葉輪3輪蓋內，大端安裝在蝸殼4的前側板之上，通過八個M6X20的六角螺栓固定。
[0015]所述的網罩1主要起過濾作用，網罩1采用筒狀結構，該網罩1左、右面和周向面均布設有7 X7mm間隔2mm的網孔，網孔由步沖機步沖而成，該結構各個方向均可以進入空氣。當網罩正面被異物堵塞時，冷卻空氣可以從網罩的側面被吸入風機，這樣避免了因異物堵塞而導致流量減小的問題。網罩1和進風道2—起均安裝在蝸殼4的前側板上，但兩個部件是錯位安裝，使得進風道2與葉輪3的間隙可以進行調整。
[0016]所述的蝸殼4為一螺線型結構，材料采用鋁合金5083-H111。蝸殼5的螺線型結構可以將來自葉輪的高速氣流的大部分動壓瞬間轉化為靜壓，有效提升風機壓頭，使得該風機具有重量輕，壓力高的特點。蝸殼4上方的前后側焊接有安裝梁結構，前端是二個角鋁結構的橫梁，后端是一個U型結構的橫梁。
[0017]所述電機5為三相交流異步電動機，可以實現高低速(2/4極)變極轉化。動車組正線運行時電機5在2極狀態下運轉，當動車組進站時電機5自動切換成4級狀態運轉，使得風機噪聲下降，滿足城市噪聲要求。電機5機座為鑄鋁拉伸機座，保證了電機重量輕的特點，同時軸承選用SKF寬溫帶免維護軸承。電機5軸伸端與蝸殼4的后側板通過3個M10X 40的六角螺栓聯接，電機5的底腳朝上與蝸殼4的U型梁通過4個M10 X 45的六角螺聯接。
[0018]整個冷卻風機是通過焊接在蝸殼上的橫梁吊掛在車底的C型槽內。即蝸殼4上方的前后側焊接有安裝梁，蝸殼4前端是二個角鋁結構的橫梁，后端是一個U型結構的橫梁。風機蝸殼4與車底之間通過四個減震墊6聯接，減震墊6可以吸收來自車底的振動和沖擊。焊接在蝸殼4上的橫梁材料采用具有良好力學性能的鋁合金6082-T6，并利用先進的有限元分析軟件和振動沖擊試驗證明其具有足夠的強度，使其在風機使用壽命期內不會發生裂紋、損壞、脫落等危險，同時也保證了風機振動小的優點。
【主權項】
1.一種時速250公里動車組牽引電機用冷卻風機，包括網罩(1)、進風道(2)、葉輪(3)、蝸殼(4)、電機(5)、減震墊(6)，其特征在于: A、所述的葉輪(3)為后向式離心葉輪，葉輪葉片為長圓弧葉片結構，葉輪(3)的進氣口處裝配有進風道(2)，進風道(2)與葉輪(3)配合的間隙為2 ±1_; B、所述的網罩(1)采用筒狀結構，該網罩(1)左、右面和周向面均布設有7X7mm間隔2_的網孔； C、所述的蝸殼(4)為螺線型結構，冷卻風機是通過焊接在蝸殼(4)上的橫梁吊掛在車底的C型槽內；即蝸殼(4)上方的前后側焊接有安裝梁，在蝸殼(4)前端是二個角鋁結構的橫梁，蝸殼(4)后端是一個U型結構的橫梁，蝸殼(4)與車底之間通過四個減震墊(6)聯接。2.如權利要求1所述的冷卻風機，其特征在于所述的葉片數量為12片。
【專利摘要】本實用新型涉及一種時速250公里動車組牽引電機用冷卻風機，它包括網罩、進風道、葉輪、蝸殼、電機和減震墊；該風機除葉輪外，主要零部件均采用鋁合金材料，保證了風機重量小。葉輪設計成后向式離心葉輪，葉片采用長的圓弧型葉片形式，流暢均勻、氣流出口速度較高，使得葉輪具有比前向葉輪效率更高的優點。蝸殼采用螺線型結構使其壓力和效率得以提高。電機為三相交流異步電動機，可以變極運行，并采用寬溫帶免維護軸承。由于葉片的優異氣動性能，葉輪、電機、蝸殼空間最優化配置和結構的優化設計保證了風機氣流噪音達到最低水平，振動小于2.8mm/s，重量小于80kg。本冷卻風機實現了時速250公里動車組牽引電機用的特殊冷卻要求。
【IPC分類】F04D29/60, F04D29/28, F04D29/42, F04D25/08, F04D29/30, F04D29/70, F04D29/66
【公開號】CN205136075
【申請號】CN201520912763
【發明人】劉夢安, 童晨, 張怡武, 陳鳳
【申請人】株洲聯誠集團有限責任公司
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年11月17日