一种时速250公里动车组牵引电机用冷却风机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种时速250公里动车组牵引电机用冷却风机，属于流体机械领域。
【背景技术】
[0002]按照在城际动车组牵引电机的冷却要求，冷却空气从通风机出风口经送风管道到达牵引电机，进而达到冷却牵引电机的目的，所需的流量为40m3/min，静压为2625Pa，声压级不大于为90dB(A)，重量小于80Kg;由于时速250公里动车组车底安装空间和特殊冷却方式的限制，现有风机在流量、静压、声压级、重量和减震等都达不到要求。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于克服已有技术的不足和缺陷，提供一种结构简单紧凑，安装方便，重量轻，振动小，低噪音和效率高的时速250公里动车组牵引电机用冷却风机。
[0004]本实用新型的技术方案:一种时速250公里动车组牵引电机用冷却风机，包括网罩、进风道、叶轮、蜗壳、电机、减震垫，其特征在于所述的叶轮为后向式离心叶轮，叶轮叶片采用长圆弧叶片结构，叶片数量为12片，气流进入叶片之间的流道比较长，减少涡流损失，同时气流出口速度比较快，此类叶轮具有比前向式叶轮效率更高的优点。叶轮的进气口处装配有进风道，进风道与叶轮配合的间隙为2±1_，从而使得气流的流动损失减少到最小。
[0005]所述的网罩主要起过滤作用，网罩采用筒状结构，该网罩(1)左、右面和周向面均布设有7 X7mm间隔2mm的网孔，网孔由步冲机步冲而成，该结构各个方向均可以进入空气。当网罩正面被异物堵塞时，冷却空气可以从网罩的侧面被吸入风机，这样避免了因异物堵塞而导致流量减小的问题。
[0006]所述的蜗壳为一螺线型结构，材料采用铝合金5083-H111。蜗壳的螺线型结构可以将来自叶轮的高速气流的大部分动压瞬间转化为静压，有效提升风机压头，使得该风机具有重量轻，压力高的特点。
[0007]所述电机为2.8kW小型三相异步电动机(可以2/4极调速)，并采用宽温带免维护轴承。
[0008]整个冷却风机是通过焊接在蜗壳上的横梁吊挂在车底的C型槽内。即蜗壳上方的前后侧焊接有安装梁结构，蜗壳前端是二个角铝结构的横梁，蜗壳后端是一个U型结构的横梁。风机蜗壳与车底之间通过四个减震垫联接，减震垫可以吸收来自车底的振动和冲击。焊接在蜗壳上的横梁材料采用具有良好力学性能的铝合金6082-T6，并利用先进的有限元分析软件和振动冲击试验证明其具有足够的强度，使其在风机使用寿命期内不会发生裂纹、损坏、脱落等危险，同时也保证了风机振动小的优点。本冷却风机结构设计的重点是考虑重心位于四个减震垫对角线的交点处，使四个减震垫受力均匀，同时合理的选材严格控制重量。
[0009]本冷却风机工作时，将机车外部大量的冷空气先通过网罩进行过滤和进风道集流，然后通过叶轮和蜗壳的做功加压，途经送风管道输送至牵引电机周围，达到强迫冷却牵引电机的目的。所述通风机的叶轮为后向式离心叶轮，叶轮叶片后向式圆弧叶片形式，能有效的提高压力，使得此类叶轮前向式叶轮效率更高效率的优点；所述的蜗壳为一螺线型结构，能将由叶轮高速甩出的空气的动压迅速转化为静压；网罩的的网孔既可以过滤空气中的白色垃圾、飞絮等杂物，也避免了网罩因正面被异物堵塞时风机流量减小的问题，此时冷却空气可以从网罩的侧面被吸入风机;本实用新型除叶轮外的其他主要零部件(包括蜗壳和电机机座)均采用铝合金材料，使其具有重量轻的特点。
[0010]本实用新型的重点在风机叶轮叶片选用后向式圆弧叶片形式，比其他类型叶片压力和效率要高，且制造方便;合理的选材使得整体重量较小;整个风机采用先进的有限元分析软件及振动冲击试验验证了其具有足够的强度;叶轮叶片的优异气动性能，叶轮、蜗壳和电机空间最优化配置使得风机达到小流量高压头要求的同时保证了气流噪音达到最低水平，声压级小于90dB(A)，振动速度小于2.8mm/s，重量小于80kg。
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型的分解结构示意图；
[0012]图中:网罩，2-进风道，3-叶轮，4-蜗壳，5-电机，6_减震垫。
【具体实施方式】
[0013]参考附图1，一种时速250公里动车组牵引电机用冷却风机，包括网罩1、进风道2、叶轮3、蜗壳4、电机5、减震垫6，其特征在于:
[0014]所述的叶轮3为后向式离心叶轮，叶轮叶片采用长圆弧叶片结构，叶片数量为12片，气流均匀进入叶片之间的流道比较长，减少涡流损失，同时气流出口速度比较快，从而使得气流的流动损失减少到最小。此类叶轮具有比前向式叶轮效率更高的优点。叶轮3的进气口处装配有进风道2，进风道2与叶轮3配合的间隙为2± 1mm，从而使得气流的流动损失减少到最小。叶轮3紧固在电机5的轴伸上，用止动垫圈和圆螺母锁紧。进风道2小端插入叶轮3轮盖内，大端安装在蜗壳4的前侧板之上，通过八个M6X20的六角螺栓固定。
[0015]所述的网罩1主要起过滤作用，网罩1采用筒状结构，该网罩1左、右面和周向面均布设有7 X7mm间隔2mm的网孔，网孔由步冲机步冲而成，该结构各个方向均可以进入空气。当网罩正面被异物堵塞时，冷却空气可以从网罩的侧面被吸入风机，这样避免了因异物堵塞而导致流量减小的问题。网罩1和进风道2—起均安装在蜗壳4的前侧板上，但两个部件是错位安装，使得进风道2与叶轮3的间隙可以进行调整。
[0016]所述的蜗壳4为一螺线型结构，材料采用铝合金5083-H111。蜗壳5的螺线型结构可以将来自叶轮的高速气流的大部分动压瞬间转化为静压，有效提升风机压头，使得该风机具有重量轻，压力高的特点。蜗壳4上方的前后侧焊接有安装梁结构，前端是二个角铝结构的横梁，后端是一个U型结构的横梁。
[0017]所述电机5为三相交流异步电动机，可以实现高低速(2/4极)变极转化。动车组正线运行时电机5在2极状态下运转，当动车组进站时电机5自动切换成4级状态运转，使得风机噪声下降，满足城市噪声要求。电机5机座为铸铝拉伸机座，保证了电机重量轻的特点，同时轴承选用SKF宽温带免维护轴承。电机5轴伸端与蜗壳4的后侧板通过3个M10X 40的六角螺栓联接，电机5的底脚朝上与蜗壳4的U型梁通过4个M10 X 45的六角螺联接。
[0018]整个冷却风机是通过焊接在蜗壳上的横梁吊挂在车底的C型槽内。即蜗壳4上方的前后侧焊接有安装梁，蜗壳4前端是二个角铝结构的横梁，后端是一个U型结构的横梁。风机蜗壳4与车底之间通过四个减震垫6联接，减震垫6可以吸收来自车底的振动和冲击。焊接在蜗壳4上的横梁材料采用具有良好力学性能的铝合金6082-T6，并利用先进的有限元分析软件和振动冲击试验证明其具有足够的强度，使其在风机使用寿命期内不会发生裂纹、损坏、脱落等危险，同时也保证了风机振动小的优点。
【主权项】
1.一种时速250公里动车组牵引电机用冷却风机，包括网罩(1)、进风道(2)、叶轮(3)、蜗壳(4)、电机(5)、减震垫(6)，其特征在于: A、所述的叶轮(3)为后向式离心叶轮，叶轮叶片为长圆弧叶片结构，叶轮(3)的进气口处装配有进风道(2)，进风道(2)与叶轮(3)配合的间隙为2 ±1_; B、所述的网罩(1)采用筒状结构，该网罩(1)左、右面和周向面均布设有7X7mm间隔2_的网孔； C、所述的蜗壳(4)为螺线型结构，冷却风机是通过焊接在蜗壳(4)上的横梁吊挂在车底的C型槽内；即蜗壳(4)上方的前后侧焊接有安装梁，在蜗壳(4)前端是二个角铝结构的横梁，蜗壳(4)后端是一个U型结构的横梁，蜗壳(4)与车底之间通过四个减震垫(6)联接。2.如权利要求1所述的冷却风机，其特征在于所述的叶片数量为12片。
【专利摘要】本实用新型涉及一种时速250公里动车组牵引电机用冷却风机，它包括网罩、进风道、叶轮、蜗壳、电机和减震垫；该风机除叶轮外，主要零部件均采用铝合金材料，保证了风机重量小。叶轮设计成后向式离心叶轮，叶片采用长的圆弧型叶片形式，流畅均匀、气流出口速度较高，使得叶轮具有比前向叶轮效率更高的优点。蜗壳采用螺线型结构使其压力和效率得以提高。电机为三相交流异步电动机，可以变极运行，并采用宽温带免维护轴承。由于叶片的优异气动性能，叶轮、电机、蜗壳空间最优化配置和结构的优化设计保证了风机气流噪音达到最低水平，振动小于2.8mm/s，重量小于80kg。本冷却风机实现了时速250公里动车组牵引电机用的特殊冷却要求。
【IPC分类】F04D29/60, F04D29/28, F04D29/42, F04D25/08, F04D29/30, F04D29/70, F04D29/66
【公开号】CN205136075
【申请号】CN201520912763
【发明人】刘梦安, 童晨, 张怡武, 陈凤
【申请人】株洲联诚集团有限责任公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年11月17日