轨道交通大排量无油空压机的离心风机装置和安装方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于轨道交通中大排量无油空压机的冷却装置和安装方法，具体地说是一种轨道交通大排量无油空压机的离心风机装置和安装方法。
【背景技术】
[0002]无油空压机在轨道交通中起到了一个至关重要的作用，其通常为轨道车辆提供气动系统，通过气动系统来操作轨道车辆的制动器。当前无油空压机的风冷冷却系统包括冷却风机装置和冷却器两大部件，通过热交换分别对润滑油和压缩空气进行冷却降温。其中无油空压机的冷却风机一般采用轴流风机，轴流风机的风量较大，但是其压头较低，并且由于其结构的限制导致其与无油空压机结合时占用体积较大，不能适应轨道交通领域机车内的狭小复杂的空间；也有部分无油空压机使用离心式冷却风机的，离心风机一般包括蜗壳和叶轮，使用时一般都是将冷却风机安装在电机轴上，虽然其压头较高，并且能够适应轨道交通用无油空压机的整体布局，但是其尺寸偏大、风量较小，无法满足无油空压机的冷却要求。
【发明内容】
[0003]本发明的目的就是提供一种轨道交通大排量无油空压机的离心风机装置和安装方法，以解决现有的轨道交通大排量无油空压机的离心风机装置和安装方法中存在的尺寸偏大、风量较小的问题。
[0004]本发明是这样实现的:
一种轨道交通大排量无油空压机的离心风机装置，包括蜗壳和设置在蜗壳内部的叶轮，所述叶轮包括环形前盘、环形后盘和均匀设置在所述前盘和所述后盘之间的外圆周处的多片叶片，所述前盘和所述后盘顺着气流的方向依次放置，在所述后盘的中心孔处设置有用于连接所述叶轮与电机轴的风机法兰，在所述风机法兰与电机轴之间设置有用于实现所述风机法兰与电机轴之间过盈配合的胀紧套；
所述叶片的外侧延线的切线与圆周方向切线的夹角小于13°。
[0005]所述叶片的材质采用低合金钢Q345E。
[0006]在所述蜗壳内部的排气口处设置有导风板，所述导风板的靠近所述蜗壳排气口处的一端向所述蜗壳的蜗舌倾斜。
[0007]所述叶轮选用多翼式叶轮。
[0008]所述前盘的外边沿与所述后盘的外边沿平齐，且所述前盘的内径大于所述后盘的内径。
[0009]所述风机法兰与所述后盘通过螺栓固定在一起。
[0010]—种轨道交通大排量无油空压机的离心风机安装方法，包括如下步骤:
(I)预先将所述风机法兰通过螺钉安装在叶轮的所述后盘的中心孔处，将风机蜗壳固定在电动机驱动端端面上，叶轮的后盘靠近电动机端； (2)将风机法兰套装在所述电机轴的轴伸上，并用胀紧套将固定装有所述风机法兰的叶轮固定设置在电机轴的轴肩处；
(3)完成后将电机轴和空压机主机的主轴轴对中，即将电机轴的中心轴线和空压机主机的主轴的中心轴线调整为重合状态，满足公差要求后用联轴器联接，最后用轴承端盖将风机固定在空压机主机和电动机之间。
[0011 ] 本发明在风机法兰与电机轴之间设置有用于实现风机法兰与电机轴之间过盈配合的胀紧套，改进了传统的通过销钉实现过盈配合的方法，减小了被连接件的磨损，缩短了冷却风机与无油空压机整体的轴向尺寸，使整体结构更加紧凑，能够满足轨道交通车辆对空压机尺寸的限制。叶轮选用多翼式叶轮，通过其较大的径向尺寸和匹配的内径实现了在有限的轴向尺寸空间内增大冷却风量，并且还能降低其运行时的噪声。叶片的安装角度和材质的结合既可以增大冷却风机的冷却风量，又能够增大冷却风机的压头，保证了无油空压机所需要的风量和轨道交通车辆通风所需要的压力和流量;此外，还为轨道交通车辆中安装空压机的空间提供了正压力，能够有效地防止雨水进入该空间中。本发明中在蜗壳的排气口处设置有导风板，大大增强了空压机系统的刚度和强度，保持了空压机在运转时的绝对动平衡。
[0012]本发明缩短了冷却风机所需安装空间的轴向尺寸，实现了轨道交通中供风装置的一体化设计，大大提升了供风装置的紧凑型，利用有限的空间为轨道交通车辆中的无油空压机提供了足够的冷却风量，完全满足了无油空压机的冷却要求。此外，还提高了轨道交通车辆独立通风所需的风压、降低了冷却风机运转时所产生的噪声。
【附图说明】
[0013]图1是本发明的安装后的结构示意图。
[0014]图2是本发明的叶轮的结构示意图。
[0015]图3是本发明的叶轮的侧视图。
[0016]图4是本发明的蜗壳的结构示意图。
图中:1、空压机主机;2、电动机;3、电机轴;4、蜗壳;4-1、蜗舌;5、叶轮;5-1、前盘;5-2、后盘;5-3、叶片;6、导风板;7、风机法兰;8、扩散器;9、胀紧套。
【具体实施方式】
[0017]如图1?图4所示，一种轨道交通大排量无油空压机的离心风机装置和安装方法，包括蜗壳4和设置在蜗壳4内部的叶轮5。叶轮5选用多翼式叶轮，其结构包括环形前盘5-1、环形后盘5-2和均匀设置在前盘5-1和后盘5-2之间的外圆周处的多片叶片5-3，前盘5-1和后盘5-2同轴设置，多片叶片5-3围成与前盘5-1同轴的环形结构，叶片5-3的外圆周边缘与前盘5-1的外圆周边缘平齐，叶片5-3的内圆周边缘所在圆的直径等于或者大于前盘5-1的内圆周边缘所在圆的直径。叶片5-3设置为前弯式叶片，即叶片5-3的弯向与叶轮5的旋转方向一致，叶片5-3的外侧沿线的切向与圆周方向切线的夹角小于13°，叶片5-3的材质采用低合金钢Q345E。前盘5-1和后盘5-2顺着气流的方向依次放置，前盘5-1的外边沿与后盘5-2的外边沿平齐，且前盘5-1的内径大于后盘5-2的内径，前盘5-1的中心孔为叶轮5的进气端。在后盘5-2的中心孔处设置有用于连接叶轮5与电机轴3的风机法兰7，在风机法兰7与电机轴3之间设置有用于实现风机法兰7与电机轴3之间过盈配合的胀紧套9。胀紧套9通过拉力螺栓在其内环与电机轴3及其外环与风机法兰7之间产生抱紧力，以实现叶轮5与电机轴3的无键连接。本实施例中风机法兰7的轴线处开有台阶孔，风机法兰7与后盘5-2通过螺钉固定在一起。
[0018]蜗壳4的吸气口朝向空压机主机I，其排气口处设置有能够改变蜗壳排气口处冷却气流的方向并将冷却气流的部分动能转化为压力势能的扩散器8，在蜗壳4的排气口处设置有导风板6，导风板6的靠近蜗壳4排气口处的一端向蜗壳4的蜗舌4-1倾斜，蜗舌4-1为圆弧形蜗舌。本实施例中，导风板6的两侧面通过焊接的方式固定在蜗壳的内表面上，导风板6的板面与叶轮5的轴线平行。导风板6的底端与蜗壳4的排气口的底沿平齐，导风板6的顶端低于蜗壳4的进气口的水平中心线所在的水平面。蜗舌蜗壳4的蜗舌4-1设置为圆弧形。在蜗壳4的蜗舌4-1处设置有加强筋，以提高离心风机的强度和稳定性。
[0019]如图1所示，本发明中的离心式冷却风机设置在用于连接空压机主机I的主轴和电动机2的电机轴3之间的联轴器上，充分利用了空压机主机I和电动机2之间的位置，缩短了空压机组整体的轴向尺寸。
[0020]如图1所示，本发明的安装方法包括如下步骤:
(1)预先将风机法兰7通过螺钉安装在叶轮5的后盘5-2的中心孔处，将风机蜗壳4固定在电动机2驱动端端面上，叶轮的后盘5-2靠近电动机端；
(2)将风机法兰7套装在电机轴3的轴伸上，并用胀紧套9将固定装有风机法兰的叶轮固定设置在电机轴的轴肩处；
(3)完成后将电机轴3和空压机主机I的主轴对中，即将电机轴3的中心轴线和空压机主机I的主轴的中心轴线调整为重合状态，满足公差要求后用联轴器联接，最后用轴承端盖将风机固定在空压机主机和电动机之间。
【主权项】
1.一种轨道交通大排量无油空压机的离心风机装置，包括蜗壳和设置在蜗壳内部的叶轮，其特征在于，所述叶轮包括环形前盘、环形后盘和均匀设置在所述前盘和所述后盘之间的外圆周处的多片叶片，所述前盘和所述后盘顺着气流的方向依次放置，在所述后盘的中心孔处设置有用于连接所述叶轮与电机轴的风机法兰，在所述风机法兰与电机轴之间设置有用于实现所述风机法兰与电机轴之间过盈配合的胀紧套； 所述叶片的外侧延线的切线与圆周方向切线的夹角小于13°。2.根据权利要求1所述的轨道交通大排量无油空压机的离心风机装置，其特征在于，所述叶片的材质采用低合金钢Q345E。3.根据权利要求1所述的轨道交通大排量无油空压机的离心风机装置，其特征在于，在所述蜗壳内部的排气口处设置有导风板，所述导风板的靠近所述蜗壳排气口处的一端向所述蜗壳的蜗舌倾斜。4.根据权利要求1所述的轨道交通大排量无油空压机的离心风机装置，其特征在于，所述叶轮选用多翼式叶轮。5.根据权利要求1所述的轨道交通大排量无油空压机的离心风机装置，其特征在于，所述前盘的外边沿与所述后盘的外边沿平齐，且所述前盘的内径大于所述后盘的内径。6.根据权利要求1所述的轨道交通大排量无油空压机的离心风机装置，其特征在于，所述风机法兰与所述后盘通过螺栓固定在一起。7.—种轨道交通大排量无油空压机的离心风机安装方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)预先将风机法兰通过螺钉安装在叶轮的后盘的中心孔处，将风机蜗壳固定在电动机驱动端端面上，叶轮的后盘靠近电动机端； (2)将风机法兰套装在电机轴的轴伸上，并用胀紧套将固定装有风机法兰的叶轮固定设置在电机轴的轴肩处； (3)完成后将电机轴和空压机主机的主轴轴对中，即将电机轴的中心轴线和空压机主机的主轴的中心轴线调整为重合状态，满足公差要求后用联轴器联接，最后用轴承端盖将风机固定在空压机主机和电动机之间。
【专利摘要】本发明提供了一种轨道交通大排量无油空压机的离心风机装置和安装方法，离心风机装置包括蜗壳和设置在蜗壳内部的叶轮，叶轮包括环形前盘、环形后盘和均匀设置在前盘和后盘之间的外圆周处的多片叶片，在后盘的中心孔处设置有用于连接叶轮与电机轴的风机法兰，在风机法兰与电机轴之间设置有胀紧套；叶片的外侧延线的切线与圆周方向切线的夹角小于13°。本发明缩短了冷却风机所需安装空间的轴向尺寸，实现了轨道交通中供风装置的一体化设计，大大提升了供风装置的紧凑型，利用有限的空间为轨道交通车辆中的无油空压机提供了足够的冷却风量，完全满足了无油空压机的冷却要求。
【IPC分类】F04D29/66, F04D29/28, F04D29/02, F04D29/62, F04D29/44
【公开号】CN105673557
【申请号】CN201610215577
【发明人】郭亮
【申请人】石家庄嘉祥精密机械有限公司
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年4月8日