CN106704246A - 一种高速列车双离心叶轮风机的机架结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高速列车双离心叶轮风机的机架结构，包括中心结构件(1)与固定包围在中心结构件外部的外框(2)；外框(2)包括端部箱型板(21)、顶板(23)、上箱型板(24)与下箱型板(25)，端部箱型板、上箱型板与下箱型板均包括内层板(7)、外层板(8)及垂直设置在内层板与外层板之间的横隔板(9)，中心结构件还包括沿电机侧腹板高度方向设置并支撑在上箱型板(24)与下箱型板(25)之间的中部箱型支撑梁(14)。本发明的高速列车双离心叶轮风机的机架结构，显著提升了风机机架结构的刚性，可以显著减小风机的振动，使得双离心叶轮风机振动能够可满足实际工程应用的要求。

Description

一种高速列车双离心叶轮风机的机架结构

技术领域

本发明涉及一种双离心叶轮风机的机架结构，主要应用于轨道高速列车通风冷却系统。

背景技术

影响风机振动的因素很多，其中风机机架结构的刚性不够是影响风机振动的主要因素之一。高速列车双离心叶轮风机由于具有2套叶轮结构系统，使得风机横向跨度较大，因此对机架的刚性要求很高。随着国家对节能降耗的要求不断提高，轨道交通高速列车的轻量化设计要求也不断的提高，因此对风机结构系统的轻量化设计也有了严格的要求。在限重的条件下，目前对该类风机的结构刚度设计存在着很大的冲突与影响，在振动测试试验中难于满足工程应用的要求，目前主要通过在线动平衡的方式强制把动平衡的激振负载降低(即通过测试风机启动一定时间后电机相对转动轴心线发生的偏移，再根据电机的偏移情况调节电机转动轴心线两侧机架的重量)，该方法在批量生产的应用中，耗时高且效率低，工人的工作强度高，且在实际工程应用中，由于积灰、安装等因素的存在，动平衡破坏使得风机振动超标的可能性大，从而造成风机在实际应用过程中的可靠性降低。

中国专利201520745234.9公开了一种风机减振台座，用于风机和电机的公用支撑平台，包括由不同长度槽钢拼装焊接而成的框体和设置在框体下方的减振器，该方案主要通过弹簧减振器减振，并不能减轻电机本身的振动。相反可使风机及弹簧减振安装系统固有频率降低，风机及电机的振动增大。

中国专利201120013877.6公开了一种电力机车用无蜗壳离心风机，该方案中，风机腔体由单层板材拼接组焊而成，机架结构采用的是传统的设计方法，刚度较低，风机振动大，难于满足实际工程的应用要求。

发明内容

本发明目的在于提供一种高速列车双离心叶轮风机的机架结构，以解决背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种高速列车双离心叶轮风机的机架结构，包括中心结构件1与固定包围在中心结构件外部的外框2。

所述中心结构件包括槽型内隔板以及相互平行设置的电机侧腹板11与进风侧腹板12，电机侧腹板与进风侧腹板的板面均与电机输出轴轴心线垂直，电机侧腹板上设有两个电机安装孔111，进风侧腹板上设有两个进风口121，两个电机安装孔分别与两个进风口沿电机输出轴轴向方向对齐，电机一3与电机二4分别固定安装在电机侧腹板的两个电机安装孔处，电机侧腹板与进风侧腹板之间固定夹设有将电机一与电机二隔开的所述槽型内隔板13，电机一与电机二的输出轴沿轴向穿过电机安装孔伸向电机侧腹板内侧后与分别与风机叶轮5连接，风机的进风道6固定在进风侧腹板的进风口处。

所述外框2包括端部箱型板21、顶板23、上箱型板24与下箱型板25，端部箱型板固定设置在中心结构件两侧且与电机侧腹板及进风侧腹板垂直固连，所述顶板固定设置在中心结构件顶部，顶板、电机侧腹板、进风侧腹板、槽型内隔板及端部箱型板共同围成两个顶部封闭底部开口的用于容纳风机的内腔10，风机的出风口朝向内腔的底部开口处，所述上箱型板位于电机上方并与电机侧腹板外侧顶部固连，所述下箱型板位于电机下方并与电机侧腹板外侧底部固连；在两个电机的连线方向上，上箱型板与下箱型板的两端分别与端部箱型板固连。

所述端部箱型板、上箱型板与下箱型板均包括内层板7、外层板8及垂直设置在内层板与外层板之间的横隔板9，其中内层板位于内侧并与电机侧腹板固连，且端部箱型板的内层板还与进风侧腹板固连；所述中心结构件还包括电机侧腹板外侧与端部箱型板的内层板之间固连的小加强筋板16。

所述外框还包括用于吊装机架的机架安装座22，机架安装座设置在中心结构件两侧并与端部箱型板的外层板固定连接。

所述中心结构件还包括设置在电机侧腹板外侧的且位于电机一与电机二之间的中部箱型支撑梁14，中部箱型支撑梁的长度方向沿电机侧腹板高度方向设置并支撑在上箱型板24与下箱型板25之间。

所述中部箱型支撑梁14包括封板141及板面与电机侧腹板垂直的至少两块大加强筋板142，各大加强筋板沿电机输出轴轴向方向一端分别与电机侧腹板垂直固连，另一端均与所述封板垂直固连，大加强筋板上端及封板上端与上箱型板的内层板固连，大加强筋板下端及封板下端与下箱型板的内层板固连。

优选的，所述槽型内隔板的板面位于封板的中垂面内。

优选的，所述大加强筋板上端宽、下端窄，与大加强筋板垂直固连的所述封板相对电机侧腹板倾斜，可有效增强风机纵向刚度。所述上箱型板的内层板板面相对其外层板板面向下倾斜，其中内层板与电机侧腹板固连的一端为低端，可有效增强风机横向刚度。与上箱型板内层板固连的大加强筋板上端也设置为与上箱型板的内层板板面匹配的斜边。

中心结构件两侧各设置有一个或多个所述机架安装座22，每个机架安装座上设置有一个或多个用于连接外部支架的安装位221，每个机架安装座上有一个安装位与下箱型板沿电机输出轴径向方向对齐。

进一步的，每一个所述安装位上均设有弹簧减振器222。

进一步的，所述电机侧腹板上端设有向电机腹板外侧折弯的折弯边一112，所述顶板与折弯边一固连；所述进风侧腹板上端设有向进风侧腹板外侧折弯的折弯边二122，所述顶板与折弯边二固连。

进一步的，所述进风侧腹板下端设有向进风侧腹板外侧折弯的L型折弯边三123，L型折弯边三由进风侧腹板下端两次折弯90度构成，所述顶板靠近进风侧腹板的一端设有向下折弯的折弯边四231，所述中心结构件还包括进风侧腹板外侧垂直固连的将两个进风口隔开的L型外隔板15，L型外隔板上端与顶板固连，L型外隔板下端与L型折弯边三固连。

进一步的，所述上箱型板由所述顶板延伸折弯构成，其中上箱型板的外层板由顶板板面朝电机侧腹板外侧方向延伸构成，上箱型板的内层板由延伸后的顶板末端两次折弯构成。

进一步的，所述下箱型板由电机侧腹板下端向电机腹板外侧多次折弯构成，其中下箱型板的外层板由电机侧腹板下端向电机腹板外侧折弯90度构成，下箱型板的内层板由外层板两次折弯90度构成。

有益效果：本发明的高速列车双离心叶轮风机的机架结构，通过箱型结构的外框、上箱型板、下箱型板及中部箱型支撑梁显著提升了风机机架结构的刚性，使得风机的动刚度大于它的工作频率，可以显著减小风机的振动，使得双离心叶轮风机振动能够可满足《JB/T8689-2014通风机振动测试标准》的实际工程应用的要求。另外，本发明中的机架结构设置左右分布的双离心叶轮风机，使得机架左右两边所受载荷分布更均衡，对增强机架的刚度与抗振性，也起了较大的作用。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的双离心叶轮风机总体安装仰视图；

图2是本发明优选实施例的风机机架主视图；

图3是本发明优选实施例的风机机架左视图；

图4是本发明优选实施例的风机机架三维视图；

图5是本发明优选实施例的风机机架三维剖视图。

图中：1-中心结构件，10-内腔，11-电机侧腹板，111-电机安装孔，112-折弯边一，12-进风侧腹板，121-进风口，122-折弯边二，123-L型折弯边三，13-槽型内隔板，14-中部箱型支撑梁，141-封板，142-大加强筋板，15-L型外隔板，16-小加强筋板，17-网板，2-外框，21-端部箱型板，22-机架安装座，221-安装位，222-弹簧减振器，23-顶板，231-折弯边四，24-上箱型板，25-下箱型板，3-电机一，4-电机二，5-风机叶轮，6-进风道，7-内层板，8-外层板，9-横隔板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参见图1～图5的一种高速列车双离心叶轮风机的机架结构，包括中心结构件1与固定包围在中心结构件外部的外框2；

所述中心结构件包括槽型内隔板以及相互平行设置的电机侧腹板11与进风侧腹板12，电机侧腹板与进风侧腹板的板面均与电机输出轴轴心线垂直，电机侧腹板上对称设有两个电机安装孔111，进风侧腹板上对称设有两个进风口121，两个电机安装孔分别与两个进风口沿电机输出轴轴向方向对齐，电机一3与电机二4分别固定安装在电机侧腹板的两个电机安装孔处，电机侧腹板与进风侧腹板之间固定夹设有将电机一与电机二隔开的所述槽型内隔板13，且槽型内隔板的板面与电机输出轴轴心线平行，本实施例中，槽型内隔板位于电机一与电机二的轴对称平面内，电机一与电机二的输出轴沿轴向穿过电机安装孔伸向电机侧腹板内侧后与分别与风机叶轮5连接，风机的进风道6固定在进风侧腹板的进风口处；

所述外框2包括端部箱型板21、顶板23、上箱型板24与下箱型板25，端部箱型板固定设置在中心结构件左右两侧且与电机侧腹板及进风侧腹板垂直固连，所述顶板固定设置在中心结构件顶部，顶板、电机侧腹板、进风侧腹板、槽型内隔板及端部箱型板共同围成的两个顶部封闭底部开口的用于容纳风机的内腔10，风机的出风口对准内腔的底部开口处，所述上箱型板位于电机上方并与电机侧腹板外侧顶部固连，所述下箱型板位于电机下方并与电机侧腹板外侧底部固连；在两个电机的连线方向上，即沿电机转轴径向方向，上箱型板与下箱型板沿电机转轴径向方向的两端分别与端部箱型板固连；

所述端部箱型板、上箱型板与下箱型板均包括内层板7、外层板8及垂直设置在内层板与外层板之间的横隔板9，其中外层板位于外侧，内层板位于内侧并与电机侧腹板固连，且端部箱型板的内层板还与进风侧腹板固连；所述中心结构件还包括，电机侧腹板外侧与端部箱型板的内层板之间固连的小加强筋板16；端部箱型板、上箱型板、下箱型板在电机侧腹板外侧围成一个可增加机架整体刚度的带双层板面的支撑框；支撑框与中心结构件共同对风机起支撑与减振作用；

所述外框还包括用于吊装机架的机架安装座22，机架安装座设置在中心结构件两侧并与端部箱型板的外层板固定连接；

所述中心结构件还包括设置在电机侧腹板外侧的且位于电机一与电机二之间的中部箱型支撑梁14，中部箱型支撑梁的长度方向沿电机侧腹板高度方向设置并支撑在上箱型板24与下箱型板25之间。

所述中部箱型支撑梁14包括封板141及板面与电机侧腹板垂直的至少两块大加强筋板142，各大加强筋板沿电机输出轴轴向方向一端分别与电机侧腹板垂直固连，另一端均与所述封板垂直固连，大加强筋板上端及封板上端与上箱型板的内层板固连，大加强筋板下端及封板下端与下箱型板的内层板固连。

本实施例中，槽型内隔板的板面位于封板的中垂面内。

本实施例中，大加强筋板上端宽、下端窄，与大加强筋板垂直固连的所述封板相对电机侧腹板有倾斜角，所述上箱型板的内层板板面相对其外层板板面向下倾斜，其中内层板与电机侧腹板固连的一端为低端，与上箱型板内层板固连的大加强筋板上端也设置为与上箱型板的内层板板面匹配的斜边。

本实施例中，中心结构件两侧共设置有左右两个机架安装座22，每个机架安装座上设置有用于连接外部支架的两个安装位221，每个机架安装座上有一个安装位与下箱型板沿电机输出轴径向方向对齐，另一个安装位与进风侧腹板沿电机输出轴径向方向对齐。

本实施例中，每一个所述安装位上均设有弹簧减振器222。

所述电机侧腹板上端设有向电机腹板外侧折弯的折弯边一112，所述顶板底面与折弯边一顶面贴合固连；所述进风侧腹板上端设有向进风侧腹板外侧折弯的折弯边二122，所述顶板与折弯边二固连。

所述进风侧腹板下端设有向进风侧腹板外侧折弯的L型折弯边三123，L型折弯边三由进风侧腹板下端两次折弯90度构成，所述顶板靠近进风侧腹板的一端设有向下折弯的折弯边四231，所述中心结构件还包括进风侧腹板外侧垂直固连的将两个进风口隔开的L型外隔板15，L型外隔板上端与顶板固连，L型外隔板下端与L型折弯边三固连。

本实施例中，上箱型板由所述顶板延伸折弯构成，其中上箱型板的外层板由顶板板面朝电机侧腹板外侧方向延伸构成，上箱型板的内层板由延伸后的顶板末端两次折弯构成。

本实施例中，下箱型板由电机侧腹板下端向电机腹板外侧多次折弯构成，其中下箱型板的外层板由电机侧腹板下端向电机腹板外侧折弯90度构成，下箱型板的内层板由外层板两次折弯90度构成。

本实施例中，内腔10的底部开口处设有用于防尘的网板17，主要是阻止小颗粒固体沙尘等进入风机内部，从而提高风机的寿命。

本实施例中，两板件之间的固连均采用焊接的方式，顶板板厚为3mm，各内层板板厚为2mm，外层板板厚为4mm，横隔板板厚为2mm，电机侧腹板板厚为6mm，进风侧腹板板厚为4mm，槽型内隔板的板厚为4mm，L型外隔板的板厚为4mm；整个机架沿电机转轴轴向方向的尺寸为767mm，沿电机转轴径向方向的尺寸为1960mm。

机架组拼焊接完成后，将电机及风机分别安装至电机安装孔及进风口，并吊装至测试台，启动电机进行测试，电机旋转一定时间后测试电机轴承安装座处的振动速度，按照标准JB/T8689-2014的要求，本实施例的电机轴承安装座处(即电机侧腹板附近)三个方向(横向、垂直、轴向)的振动速度均小于4.6mm/s。

本发明另针对风机机架设置有对比例一、对比例二、对比例三、对比例四及对比例五，对比例一～对比例五的结构与本实施例的结构差异如表1所示，用相同的风机与电机进行测试，测试条件也与本实施例相同，对比例一～对比例五与本实施例的的技术效果对比如表1所示。

表1

表1中振动的横向指图2中的左右方向，垂直指图2中的上下方向，轴向指图2中的指内或指外方向，从表1可以看出，本实施例的风机三个方向的振动速度均低于对比例一～对比例五，本实施例的电机轴承安装座处(即电机侧腹板处)三个方向的振动速度均小于JB/T8689-2014所要求的4.6mm/s的要求；且本实施例的风机固有频率比对比例一～对比例五提高8％～22％，刚性大大提高，从而大大提高了风机及机架的抗振性能。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高速列车双离心叶轮风机的机架结构，其特征在于，包括中心结构件(1)与固定包围在中心结构件外部的外框(2)；

所述中心结构件包括槽型内隔板(13)以及相互平行设置的电机侧腹板(11)与进风侧腹板(12)，电机侧腹板与进风侧腹板的板面均与电机输出轴轴心线垂直，电机侧腹板上设有两个电机安装孔(111)，进风侧腹板上设有两个进风口(121)，两个电机安装孔分别与两个进风口沿电机输出轴轴向方向对齐，电机一(3)与电机二(4)分别固定安装在电机侧腹板的两个电机安装孔处，电机侧腹板与进风侧腹板之间固定夹设有将电机一与电机二隔开的所述槽型内隔板(13)，电机一与电机二的输出轴沿轴向穿过电机安装孔伸向电机侧腹板内侧后与分别与风机叶轮(5)连接，风机的进风道(6)固定在进风侧腹板的进风口处；

所述外框(2)包括端部箱型板(21)、顶板(23)、上箱型板(24)与下箱型板(25)，端部箱型板固定设置在中心结构件两侧且与电机侧腹板及进风侧腹板垂直固连，所述顶板固定设置在中心结构件顶部，顶板、电机侧腹板、进风侧腹板、槽型内隔板及端部箱型板共同围成两个顶部封闭底部开口的用于容纳风机的内腔(10)，风机的出风口朝向内腔的底部开口处，所述上箱型板位于电机上方并与电机侧腹板外侧顶部固连，所述下箱型板位于电机下方并与电机侧腹板外侧底部固连；在两个电机的连线方向上，上箱型板与下箱型板的两端分别与端部箱型板固连；

所述端部箱型板、上箱型板与下箱型板均包括内层板(7)、外层板(8)及垂直设置在内层板与外层板之间的横隔板(9)，其中内层板位于内侧并与电机侧腹板固连，且端部箱型板的内层板还与进风侧腹板固连；所述中心结构件还包括电机侧腹板外侧与端部箱型板的内层板之间固连的小加强筋板(16)；

所述外框还包括用于吊装机架的机架安装座(22)，机架安装座设置在中心结构件两侧并与端部箱型板的外层板固定连接；

所述中心结构件还包括设置在电机侧腹板外侧的且位于电机一与电机二之间的中部箱型支撑梁(14)，中部箱型支撑梁的长度方向沿电机侧腹板高度方向设置并支撑在上箱型板(24)与下箱型板(25)之间。

2.根据权利要求1所述的一种高速列车双离心叶轮风机的机架结构，其特征在于，所述中部箱型支撑梁(14)包括封板(141)及板面与电机侧腹板垂直的至少两块大加强筋板(142)，各大加强筋板沿电机输出轴轴向方向一端分别与电机侧腹板垂直固连，另一端均与所述封板垂直固连，大加强筋板上端及封板上端与上箱型板的内层板固连，大加强筋板下端及封板下端与下箱型板的内层板固连。

3.根据权利要求2所述的一种高速列车双离心叶轮风机的机架结构，其特征在于，槽型内隔板的板面位于封板的中垂面内。

4.根据权利要求2所述的一种高速列车双离心叶轮风机的机架结构，其特征在于，所述大加强筋板上端宽、下端窄，与大加强筋板垂直固连的所述封板相对电机侧腹板倾斜，所述上箱型板的内层板板面相对其外层板板面向下倾斜，其中内层板与电机侧腹板固连的一端为低端，与上箱型板内层板固连的大加强筋板上端也设置为与上箱型板的内层板板面匹配的斜边。

5.根据权利要求1所述的一种高速列车双离心叶轮风机的机架结构，其特征在于，中心结构件两侧各设置有一个或多个机架安装座(22)，每个机架安装座上设置有一个或多个用于连接外部支架的安装位(221)，每个机架安装座上有一个安装位与下箱型板沿电机输出轴径向方向对齐。

6.根据权利要求5所述的一种高速列车双离心叶轮风机的机架结构，其特征在于，每一个所述安装位上均设有弹簧减振器(222)。

7.根据权利要求1所述的一种高速列车双离心叶轮风机的机架结构，其特征在于，所述电机侧腹板上端设有向电机腹板外侧折弯的折弯边一(112)，所述顶板与折弯边一固连；所述进风侧腹板上端设有向进风侧腹板外侧折弯的折弯边二(122)，所述顶板与折弯边二固连。

8.根据权利要求1所述的一种高速列车双离心叶轮风机的机架结构，其特征在于，所述进风侧腹板下端设有向进风侧腹板外侧折弯的L型折弯边三(123)，L型折弯边三由进风侧腹板下端两次折弯90度构成，所述顶板靠近进风侧腹板的一端设有向下折弯的折弯边四(231)，所述中心结构件还包括进风侧腹板外侧垂直固连的将两个进风口隔开的L型外隔板(15)，L型外隔板上端与顶板固连，L型外隔板下端与L型折弯边三固连。

9.根据权利要求1～8中任意一项所述的一种高速列车双离心叶轮风机的机架结构，其特征在于，所述上箱型板由所述顶板延伸折弯构成，其中上箱型板的外层板由顶板板面朝电机侧腹板外侧方向延伸构成，上箱型板的内层板由延伸后的顶板末端两次折弯构成。

10.根据权利要求1～8中任意一项所述的一种高速列车双离心叶轮风机的机架结构，其特征在于，所述下箱型板由电机侧腹板下端向电机腹板外侧多次折弯构成，其中下箱型板的外层板由电机侧腹板下端向电机腹板外侧折弯90度构成，下箱型板的内层板由外层板两次折弯90度构成。