柴油发电机组动力箱钢结构设计方法与流程

本发明涉及动力箱设计，具体而言，尤其涉及柴油发电机组动力箱钢结构设计方法。

背景技术：

1、柴油发电机组、启动系统、排气系统、散热器、动力箱及电器柜等设备构成动力间，高集成化、模块化的动力间已普遍应用于内燃机车、箱式发电机组等领域。机车运行过程中，如遇突发情况，会瞬间产生较大加速度的冲击，动力箱的结构强度需能够满足机车特殊情况的稳定运行需求，即在特殊情况下，动力箱不会发生永久变形，不会影响柴油发电机组稳定运行。

2、现有技术在动力箱钢结构设计时，凭经验选取钢结构所用材质后，直接根据机车边界条件进行动力箱钢结构设计，设计完成后，再经过仿真软件进行结构强度的校核，如不满足使用要求，则需要重新设计，由于动力间内部设备较多，这种设计方式经常需要反复修改，导致设计周期较长，工时较多，大大影响了项目进度，且不利于动力间最优化总体布置。

3、有鉴于此，亟需提出一种使设计工作方便且可靠的柴油发电机组动力箱钢结构设计方法。

技术实现思路

1、根据上述提出现有的设计过程繁琐且经常需要修改的技术问题，而提供一种柴油发电机组动力箱钢结构设计方法。本发明主要在动力箱钢结构设计之前，通过第一要求和第二要求确定能够符合要求的钢结构材料和基本结构，使在此基础上设计的动力箱钢结构能够直接通过强度核验无需修改，从而使动力箱钢结构的设计工作更加方便、容易、可靠性高。

2、本发明采用的技术手段如下：

3、本发明提供了一种柴油发电机组动力箱钢结构设计方法，包括：

4、参照动力箱钢结构设计经验值，确定立柱的材料和所述立柱的尺寸；

5、根据所述立柱的材料和所述立柱尺寸查询机械设计手册，获取对应的比例极限、惯性积和钢结构主体材料有效横截面积；

6、获取柴油发电机组的散热器质量，确定所述立柱的初始数量；

7、判断所述初始数量是否满足所述初始数量大于等于4且小于等于10；

8、若满足，根据所述散热器质量、所述比例极限、所述钢结构主体材料有效横截面积和所述初始数量进行运算，判断是否符合第一要求；

9、若符合所述第一要求，将所述初始数量转换为待确定数量；

10、根据所述待确定数量、所述比例极限、所述惯性积和所述散热器质量进行运算，判断是否符合第二要求；

11、若符合所述第二要求，获得所述立柱的高度范围，并将所述待确定数量转换为最小起始数量；

12、在所述高度范围内选择所述立柱的最终高度，确定所述立柱的最终数量，所述最终数量大于等于所述最小起始数量且小于等于10；

13、根据所述立柱的材料、所述立柱的尺寸、所述最终高度和所述最终数量得到所述动力箱钢结构。

14、进一步地，所述判断所述初始数量是否满足所述初始数量大于等于4且小于等于10，还包括：

15、若不满足，重新选取所述立柱的材料，和/或，所述立柱的尺寸。

16、进一步地，所述判断是否符合第一要求，还包括：

17、若不符合所述第一要求，对所述初始数量加1并更新为所述初始数量，返回所述判断所述初始数量是否满足所述初始数量大于等于4且小于等于10。

18、进一步地，所述判断是否符合第二要求，还包括：

19、若不符合所述第二要求，对所述待确定数量加1并更新为所述初始数量，返回所述判断所述初始数量是否满足所述初始数量大于等于4且小于等于10。

20、进一步地，所述根据所述散热器质量、所述比例极限、所述钢结构主体材料有效横截面积和所述初始数量进行运算，判断是否符合第一要求，按照以下方式进行计算：

21、

22、其中，g为所述散热器质量，n为所述初始数量，σp为所述比例极限，a为所述钢结构主体材料有效横截面积。

23、进一步地，所述根据所述待确定数量、所述比例极限、所述惯性积和所述散热器质量进行运算，判断是否符合第二要求，按照以下方式进行计算：

24、

25、其中，l为所述立柱的高度，σp为所述比例极限，n′为所述待确定数量，i为所述惯性积，g为所述散热器质量。

26、进一步地，所述获取柴油发电机组的散热器质量，包括：

27、获取所述柴油发电机组的散热器的实际质量，按照以下方式计算所述散热器质量：

28、g＝p×3g；

29、其中，g为所述散热器质量，p为所述柴油发电机组的散热器的实际质量，g为重力加速度。

30、进一步地，所述立柱沿第一方向延伸，过所述立柱取一截面，所述第一方向垂直于所述截面，所述立柱在所述截面为第一矩形，所述第一矩形包括相邻的第一边长和第二边长；

31、所述立柱包括沿所述第一方向延伸的镂空区，所述镂空区在所述截面为第二矩形，所述第二矩形包括相邻的第三边长和第四边长；

32、所述第一边长与所述第三边长平行，所述第一边长至所述第三边长的最短垂直距离等于所述第二边长至所述第四边长的最短垂直距离；

33、所述尺寸包括所述第一边长的长度、所述第二边长的长度、所述第一边长至所述第三边长的最短垂直距离。

34、较现有技术相比，本发明具有以下优点：

35、本发明提供的柴油发电机组动力箱钢结构设计方法，根据散热器质量、比例极限、钢结构主体材料有效横截面积和初始数量进行运算，判断是否符合第一要求；再根据待确定数量、比例极限、惯性积和散热器质量进行运算，判断是否符合第二要求，通过第一要求和第二要求后能够明确立柱的材料、立柱的尺寸、最终高度和最终数量，在此基础上设计的动力箱钢结构在机车突发情况时，在3倍加速度下也能满足机车动力间稳定运行的需求，并且还能使动力箱钢结构的设计过程更加简单、明确及可靠。

36、综上，应用本发明的技术方案能够有效避免现有技术对动力箱钢结构设计时需要多次设计和反复修改的问题。

技术特征：

1.一种柴油发电机组动力箱钢结构设计方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的柴油发电机组动力箱钢结构设计方法，其特征在于，所述判断所述初始数量是否满足所述初始数量大于等于4且小于等于10，还包括：

3.根据权利要求1所述的柴油发电机组动力箱钢结构设计方法，其特征在于，所述判断是否符合第一要求，还包括：

4.根据权利要求1所述的柴油发电机组动力箱钢结构设计方法，其特征在于，所述判断是否符合第二要求，还包括：

5.根据权利要求1所述的柴油发电机组动力箱钢结构设计方法，其特征在于，所述根据所述散热器质量、所述比例极限、所述钢结构主体材料有效横截面积和所述初始数量进行运算，判断是否符合第一要求，按照以下方式进行计算：

6.根据权利要求1所述的柴油发电机组动力箱钢结构设计方法，其特征在于，所述根据所述待确定数量、所述比例极限、所述惯性积和所述散热器质量进行运算，判断是否符合第二要求，按照以下方式进行计算：

7.根据权利要求1所述的柴油发电机组动力箱钢结构设计方法，其特征在于，所述获取柴油发电机组的散热器质量，包括：

8.根据权利要求1所述的柴油发电机组动力箱钢结构设计方法，其特征在于，所述立柱沿第一方向延伸，过所述立柱取一截面，所述第一方向垂直于所述截面，所述立柱在所述截面为第一矩形，所述第一矩形包括相邻的第一边长和第二边长；

技术总结
本发明提供一种柴油发电机组动力箱钢结构设计方法，包括：根据散热器质量、比例极限、钢结构主体材料有效横截面积和初始数量进行运算，判断是否符合第一要求；再根据待确定数量、比例极限、惯性积和散热器质量进行运算，判断是否符合第二要求，通过第一要求和第二要求后能够明确立柱的材料、立柱的尺寸、最终高度和最终数量，在此基础上设计的动力箱钢结构在机车突发情况时，在3倍加速度下也能满足机车动力间稳定运行的需求，并且还能使动力箱钢结构的设计过程更加简单、明确及可靠。

技术研发人员：姜旭龙,鞠爽,朱泉良,张允富
受保护的技术使用者：中车大连机车车辆有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14