CN114362420A - 风机端盖结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及风机端盖结构，包括钢套本体，所述钢套本体中心具有用于安装轴承的轴承室，所述钢套本体能够与后铸造的端盖本体嵌设在一起。所述钢套本体上的嵌设结构包括至少一个与钢套本体一体成型的齿部，所述齿部位于钢套本体外壁。或者，所述钢套本体上的嵌设结构包括至少一个开设于钢套本体壁身上的通孔。本发明所述风机端盖结构，是在既有风机电机发生较多端盖磨损故障后，根据应用情况对电机端盖进行重新设计的。本发明通过加强筋来提高端盖整体强度，通过轴承室嵌入钢套来增强轴承室耐磨性，降低了动车组运营故障，提高了动车组的可靠性；避免了风机电机端盖在检修过程中大批量更换，节约使用成本。

Description

风机端盖结构

技术领域

本发明涉及动车组牵引变流器用风机电机部件领域，具体是风机端盖结构。

背景技术

动车组牵引变流器用风机电机安装在动车组车下设备仓里，动车组运行时风机转动给变流器内部散热。动车组高速运行工况下，设备仓内各部件存在较强振动，振动工况下长时间运行会影响风机使用寿命，目前风机在四级修时进行解体检修，检修周期为6年（240万公里）。风机检修期间对风机电机端盖轴承室进行测量，更换尺寸超差的端盖。

根据动车组运行故障统计，风机端盖磨损造成的异音、卡滞、接地故障较多，现有电机端盖强度不足以及轴承室耐磨性差是导致故障的主要原因。

目前风机的电机端盖有三种方案：

1）端盖及端盖轴承室均采用铝制材质；

2）端盖采用ZL101A材质的铝制端盖，轴承室采用铝质材质套薄钢片以增加局部耐磨性；

2）端盖采用铸铁材质。

但是上述三种风机端盖方案存在的问题如下：

1）铝制端盖强度较差，风机叶轮、转轴重量及单边磁拉力全部加在铝制端盖上，容易造成端盖轴承室变形，造成轴承室磨损风机异音故障；

2）铝制端盖内嵌入钢圈，长期运行后，钢圈有可能发生轴向和周向窜动；

3）铸铁材质重量较重，不满足目前动车组设计中的减重要求;

5）风机四级修、五级修需对端盖进行更换，不利于检修降成本。

发明内容

本发明为了解决目前风机的电机端盖方案存在的诸多问题，提供了风机端盖结构。

本发明是通过以下技术方案实现的：风机端盖结构，包括钢套本体，所述钢套本体中心具有用于安装轴承的轴承室，所述钢套本体能够与后铸造的端盖本体嵌设在一起。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述钢套本体上的嵌设结构包括至少一个与钢套本体一体成型的齿部，所述齿部位于钢套本体外壁。

作为本发明技术方案的进一步改进，所有齿部位于钢套本体的同一圆周上。

作为本发明技术方案的进一步改进，所有齿部呈放射状均匀布置于钢套本体上。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述钢套本体上的嵌设结构包括至少一个开设于钢套本体壁身上的通孔。

作为本发明技术方案的进一步改进，所有通孔位于钢套本体的同一圆周上。

作为本发明技术方案的进一步改进，所有通孔呈放射状均匀布置于钢套本体上。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述钢套本体的轴承室一端具有与轴承止位配合的内凸环。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述端盖本体的内侧端面的内环部与外环部之间呈放射状一体成型设置有多个加强筋。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述内环部的外圆周身与端盖本体的轴线之间的夹角为15°，且内环部从顶部至底部逐渐加厚。

本发明所述风机端盖结构，是在既有风机电机发生较多端盖磨损故障后，根据应用情况对电机端盖进行重新设计的。本发明通过加强筋来提高端盖整体强度，通过轴承室嵌入钢套来增强轴承室耐磨性，降低了动车组运营故障，提高了动车组的可靠性；避免了风机电机端盖在检修过程中大批量更换，节约使用成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所述钢套本体的一种结构示意图。图中（a）为主视图，（b）为A-A剖视图。

图2为本发明所述钢套板体的另外一种结构示意图。图中（a）为主视图，（b）为剖视图。

图3为本发明所述风机端盖结构的一种结构示意图。

图4为图3的A-A剖视图。

图5为本发明所述风机端盖结构的另外一种结构示意图。

图6为图5的A-A剖视图。

图7为本发明其中一种风机端盖结构与旧方案的有限元仿真对比图。

图8为本发明其中一种风机端盖结构与旧方案通过振动试验台进行试验验证结果对比图。

图9为本发明另外一种风机端盖结构与旧方案通过振动试验台进行试验验证结果对比图。

图中：1-钢套本体，101-齿部，102-通孔，103-内凸环，2-端盖本体，201-内环部，202-外环部，203-加强筋。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1、3和4所示，本发明提供了一种风机端盖结构的具体实施例，包括钢套本体1，所述钢套本体1中心具有用于安装轴承的轴承室，所述钢套本体1能够与后铸造的端盖本体2嵌设在一起。

在本实施例中，所述钢套本体1上的嵌设结构包括8个与钢套本体1一体成型的齿部101，所述齿部101位于钢套本体1外壁。所有齿部101位于钢套本体1的同一圆周上。所有齿部101呈放射状均匀布置于钢套本体1上。

在本实施例中，所述端盖本体2是采用铝制材质制成的，钢套本体1是采用钢制材质制成的。钢套本体1能够提升端盖的强度和耐磨性，解决了铝制端盖轴承室运行时间长后容易磨损超差的问题，同时也解决了铝制端盖轴承室长期振动运行中易变形的问题。

在具体铸造时，端盖本体2的铝水会填满所有齿部101之间的区域，避免钢套本体1在轴向和周向发生窜动，提高端盖整体结构的可靠性。

优选的，在本实施例中，所述钢套本体1表面具有一定的粗糙度，可以更进一步的防止钢套本体1窜动。

本实施例所提供的风机端盖结构能够延长端盖的使用寿命，满足恶劣工况，能够长期可靠运行，解决了风机因轴承室磨损产生异音甚至烧损故障的问题。

具体的，所述钢套本体1的轴承室一端具有与轴承止位配合的内凸环103。

为了提升端盖整体强度，所述端盖本体2的内侧端面的内环部201与外环部202之间呈放射状一体成型设置有多个加强筋203。每个加强筋203的两端分别与内环部201与外环部202之间呈过渡配合的圆角结构。加强筋203在提升端盖端面强度的基础上，能够将内环部201与外环部202连接成一体，避免了风机电机长期运行中轴承室局部发生严重变形。

如图4所示，所述内环部201的外圆周身与端盖本体2的轴线之间的夹角为15°，且内环部201从顶部至底部逐渐加厚。内环部201的外圆周身呈倾斜结构，以此来增强承受外力的能力。具体的，所述内环部201的底部与端盖本体2之间为圆角结构。

实施例2

如图2、5和6所示，本发明提供了另外一种风机端盖结构的具体实施例，包括钢套本体1，所述钢套本体1中心具有用于安装轴承的轴承室，所述钢套本体1能够与后铸造的端盖本体2嵌设在一起。

所述钢套本体1上的嵌设结构包括至少6个开设于钢套本体1壁身上的通孔102。所有通孔102位于钢套本体1的同一圆周上。所有通孔102呈放射状均匀布置于钢套本体1上。

在本实施例中，所述端盖本体2是采用铝制材质制成的，钢套本体1是采用钢制材质制成的。钢套本体1能够提升端盖的强度和耐磨性，解决了铝制端盖轴承室运行时间长后容易磨损超差的问题，同时也解决了铝制端盖轴承室长期振动运行中易变形的问题。

在具体铸造时，端盖本体2的铝水会填满所有通孔102，避免钢套本体1在轴向和周向发生窜动，提高端盖整体结构的可靠性。

优选的，在本实施例中，所述钢套本体1表面具有一定的粗糙度，可以更进一步的防止钢套本体1窜动。

本实施例所提供的风机端盖结构能够延长端盖的使用寿命，满足恶劣工况，能够长期可靠运行，解决了风机因轴承室磨损产生异音甚至烧损故障的问题。

具体的，所述钢套本体1的轴承室一端具有与轴承止位配合的内凸环103。

为了提升端盖整体强度，所述端盖本体2的内侧端面的内环部201与外环部202之间呈放射状一体成型设置有多个加强筋203。每个加强筋203的两端分别与内环部201与外环部202之间呈过渡配合的圆角结构。加强筋203在提升端盖端面强度的基础上，能够将内环部201与外环部202连接成一体，避免了风机电机长期运行中轴承室局部发生严重变形。

如图6所示，所述内环部201的外圆周身与端盖本体2的轴线之间的夹角为15°，且内环部201从顶部至底部逐渐加厚。内环部201的外圆周身呈倾斜结构，以此来增强承受外力的能力。具体的，所述内环部201的底部与端盖本体2之间为圆角结构。

实施例3

对实施例1和旧方案1（端盖及端盖轴承室均采用铝制材质）所述风机端盖结构进行有限元仿真，仿真结果如图7所示，采用强度增强的端盖能够将受力分布在整个端面，局部变形量较没增加强度前小了一个数量级，根据设计经验，满足风机长期运行要求。

下面对实施例1和实施例2所述风机端盖结构进行寿命试验，进一步验证可靠性。

具体的，通过振动试验台进行验证，根据风机在车内安装位置，分别在车体纵向、车体垂向、车体横向3个方向各运行6小时来进行长时寿命试验。在振动过程中，风机通电运行，并且每隔半小时进行高低速切换运行。

表1 风机寿命试验振动工况

载荷工况	车体纵向m/s<sup>2</sup>	车体垂向m/s<sup>2</sup>	车体横向m/s<sup>2</sup>
				r.m.s值	3.96	5.72	2.55

试验完成后对风机端盖进行目测、千分尺测量、三坐标测量，实施例1和2中轴承未在轴承室内发生轴向及周向移动，并且试验前后轴承室尺寸未发生任何变化,满足设计要求。

实施例1、实施例2、旧方案1和旧方案2经过振动试验台进行验证后的实物结果参见图8和图9。其中实施例1和实施例2所述风机端盖经试验之后未发生任何变化，而旧方案1和旧方案2的风机端盖经试验之后能够很明显看出，端盖轴承室内发生磨损，造成轴承室发生变形。

其中，旧方案1和旧方案2的端盖及端盖轴承室均采用铝制材质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.风机端盖结构，其特征在于，包括钢套本体（1），所述钢套本体（1）中心具有用于安装轴承的轴承室，所述钢套本体（1）能够与后铸造的端盖本体（2）嵌设在一起。

2.根据权利要求1所述的风机端盖结构，其特征在于，所述钢套本体（1）上的嵌设结构包括至少一个与钢套本体（1）一体成型的齿部（101），所述齿部（101）位于钢套本体（1）外壁。

3.根据权利要求2所述的风机端盖结构，其特征在于，所有齿部（101）位于钢套本体（1）的同一圆周上。

4.根据权利要求3所述的风机端盖结构，其特征在于，所有齿部（101）呈放射状均匀布置于钢套本体（1）上。

5.根据权利要求1所述的风机端盖结构，其特征在于，所述钢套本体（1）上的嵌设结构包括至少一个开设于钢套本体（1）壁身上的通孔（102）。

6.根据权利要求5所述的风机端盖结构，其特征在于，所有通孔（102）位于钢套本体（1）的同一圆周上。

7.根据权利要求6所述的风机端盖结构，其特征在于，所有通孔（102）呈放射状均匀布置于钢套本体（1）上。

8.根据权利要求1至7任一权利要求所述的风机端盖结构，其特征在于，所述钢套本体（1）的轴承室一端具有与轴承止位配合的内凸环（103）。

9.根据权利要求1至7任一权利要求所述的风机端盖结构，其特征在于，所述端盖本体（2）的内侧端面的内环部（201）与外环部（202）之间呈放射状一体成型设置有多个加强筋（203）。

10.根据权利要求9所述的风机端盖结构，其特征在于，所述内环部（201）的外圆周身与端盖本体（2）的轴线之间的夹角为15°，且内环部（201）从顶部至底部逐渐加厚。

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