电动轮自卸车用高效通风机

566 编辑：中冶有色技术网来源：中国船舶重工集团公司第七0三研究所

2024-05-17 13:59:17

权利要求书： 1.一种电动轮自卸车用高效通风机，其特征在于：包括进气蜗壳、叶轮和排气蜗壳，在进气蜗壳上端设置有一进口，在进气蜗壳下部设置有一个朝前的出风口，在排气蜗壳的上部设置有一个朝后的出风口，在排气蜗壳上端设置有一朝上的出风口。

2.根据权利要求1所述的一种电动轮自卸车用高效通风机，其特征在于：叶轮尾座风机转子为悬臂结构，采用的是径向出口式叶轮，叶轮装配在衬套上，衬套通过键安装在电机轴上。

3.根据权利要求1或2所述的一种电动轮自卸车用高效通风机，其特征在于：进气蜗壳和排气蜗壳结构是薄壁结构，选用ZL101材料。

说明书：一种电动轮自卸车用高效通风机技术领域[0001] 本实用新型涉及一种电动轮自卸车使用的一种通风机，尤其涉及一种大流量紧凑自卸车用通风机。

背景技术[0002] 电动轮自卸车自1963年问世以来，成为大型露天矿开采运输的关键设备，承担着世界上40％的煤和80％的铁矿的开采运输任务。随着经济的发展，超大吨位电动轮自卸车

的需求与日俱增。此前，我国已形成154吨及以下矿用自卸车系列的生产能力，但220吨及以

上级别矿用自卸车，只有美国、白俄罗斯、日本等少数几个国家具有生产能力，我国矿山所

需220吨及以上级别矿用自卸车完全依赖进口。

[0003] 电动轮自卸车集机、电、液等集成技术与高新技术于一体，世界上仅美国、白俄罗斯、日本等少数国家具有生产能力。它的研制不仅可以打破我国220吨电动轮自卸车完全依

赖进口的局面，而且对我国矿山重大技术装备和能源生产安全提供了进一步的保障。

[0004] 电动轮自卸车的动力系统为电传动系统，由柴油机带发电机发出电能，经变频器变换后输出给装在后驱动轮轮毂中的左右两台牵引电机，电机直接驱动后轮带动车运行。

车上所有动力来源来自柴油机。动力传动型式是：柴油机输出轴连接发电机输入轴，发电机

输出轴上带有通风机，然后再通过万向轴输出驱动液压泵。

[0005] 通风机是电传动系统的一个配套设备，用于向一台发电机、两台电动机和一台变频器提供冷却空气。通风机风路为一进三出型式，即一个总进风口，入口在车平台顶部，三

路出风口，分别冷却发电机的出风口，冷却变频器(位于车体平台上)的出风口和冷却后轮

两个牵引电机的出风口。其中风机为离心式，主要由叶轮和蜗壳等部件组成。

[0006] 电动轮自卸车广泛应用于矿山、水利工程等施工现场，当前，电动轮自卸车的电传动系统大都采用GE的设备，国内电动轮自卸车也是采用GE的成套设备。

[0007] 近十几年来，随着我国国民经济各行各业基础设施建设的发展，特别是矿山、水利、铁路等基建行业的迅猛发展，对电动轮式自卸车有着极大的市场需求，而此类车辆的关

键动力设备—电传动系统却是被国外几个大公司所垄断，使我国在此类设备上承受巨大的

成本压力和设备维修保障方面的问题。

[0008] 针对该产品的特点和,使用要求，采用理论分析、数值模拟和试验研究相结合的办法，最后通过试验调试，发明出同时满足三个出风口压力和流量要求的通风机。

发明内容[0009] 本实用新型是为解决国内电动轮自卸车用通风机，针对该产品的特点和设计使用要求采用一种新型结构形式，它具备大流量，结构紧凑，使用方便、操作简单、适应性宽、易

于大规模推广应用的特点。

[0010] 本实用新型的目的是这样实现的：包括进气蜗壳、叶轮和排气蜗壳，在进气蜗壳上端设置有一进口，在进气蜗壳下部设置有一个朝前的出风口，在排气蜗壳的上部设置有一

个朝后的出风口，在排气蜗壳上端设置有一朝上的出风口。

[0011] 本实用新型还包括这样一些结构特征：[0012] 1.叶轮尾座风机转子为悬臂结构，采用的是径向出口式叶轮，叶轮装配在衬套上，衬套通过键安装在电机轴上。

[0013] 2.进气蜗壳和排气蜗壳结构是薄壁结构，选用ZL101材料。[0014] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：1、传统的电动轮自卸车用高效通风机是电传动系统的一个配套设备，用于向一台发电机、两台电动机和一台变频器提供冷却

空气。通风机风路为一进三出型式，即一个总进风口，入口在车平台顶部，三路出风口，分别

冷却发电机的出风口，冷却变频器(位于车体平台上)的出风口和冷却后轮两个牵引电机的

出风口。其中风机为离心式，主要由叶轮和蜗壳等部件组成。针对该产品的特点和设计使用

要求，采用理论分析、数值模拟和试验研究相结合的办法，最后通过试验调试，发明出同时

满足三个出风口压力和流量要求的通风机。针对该产品的特点和设计使用要求采用一种新

型结构形式，它具备大流量，结构紧凑，使用方便、操作简单、适应性宽、易于大规模推广应

用的特点。

[0015] 2、电动轮自卸车用通风机设计参数如下：[0016] 输送介质：空气；[0017] 额定进口温度：27℃，温度变化范围：?40℃～+40℃；[0018] 额定转速：2000r/min，转速变化范围：1350～2100r/min，允许超速到2300r/min；[0019] 风量：额定工况下风量不小于25000m3/h，其中通往牵引电机的冷却风量不小于3 3

13680m/h，通往发电机的冷却风量不小于10800m/h；

[0020] 风机全压：2000Pa；[0021] 风机外形尺寸：Φ1200mm×450mm；[0022] 3、通风机转子为悬臂结构，采用的是径向出口式叶轮。叶轮装配在衬套上，衬套通过键安装到电机轴上。叶轮入口直径220mm，叶轮出口直径800mm，叶片数为19个。

[0023] 4、轮盘和叶片选用ZL104材料；通风机出口采用的是对数螺旋线径向出口式排气蜗壳，进气蜗壳和排气蜗壳结构都是复杂的薄壁结构，铸造性能较差，壳体选用ZL101材料。

[0024] 5、本实用新型可应用于电动轮自卸车使用的一种通风机，同时也可应用于具有特殊要求的压气机通风机领域，其应用领域主要包括军事、能源、电力、交通、环保等方面。

附图说明[0025] 图1是传动系统安装框图；[0026] 图2是本实用新型的结构示意图；[0027] 图3是本实用新型的尺寸示意图；[0028] 图4是本实用新型的叶片的尺寸示意图。具体实施方式[0029] 下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。[0030] 结合图2?3，本实用新型的风机的主要结构如下：[0031] 本风机为单级离心式通风机，由三部分组成，分别为进气蜗壳1、叶轮2和排气蜗壳3。具有一个垂直朝下的进气口4和一前一后两个出风口5、6、上端出风口7。由于受到轴向尺

寸限制，进风口较为狭长，长宽比较大。在进气蜗壳下部布置了一个朝前的出风口5，给发电

机提供冷却用风。在排气蜗壳上部布置了一个朝后的出风口6，为牵引电机提供冷却风。在

排气蜗壳上端设置有一个朝上的出风口7，为变频器提供冷却风。风机转子为悬臂结构，采

用的是径向出口式叶轮。叶轮装配在衬套上，衬套通过键安装到电机轴上。本实用新型设置

了三个出口，且很据三个出口的风量设计，不同的风量、不同的位置实现流量的设计匹配，

那么按照设计要求匹配流量，然后整个风机根据排气蜗壳，进行了特殊的结构设计；根据不

同的流量要求，进行面积换算，根据风量风压，得到不同的流量，这个流量满足设计要求。

[0032] 结合图4，叶轮主要结构参数如下：叶轮进口轮毂半径R1H为140mm、叶轮进口半径R1T为255mm、叶轮出口半径R2为400mm、叶片数为19片、叶轮叶片出口宽度B2为70mm，间隙Tip

为4mm，叶轮轴向长度180mm。

[0033] 本风机的叶轮设计为径向出口式离心叶轮，叶轮内流动比较均匀，没有出现大的涡旋和回流，叶轮出口的压力满足要求。

[0034] 离心压气机(通风机)出口采用的是对数螺旋线径向出口式排气蜗壳，气流沿周向均匀的减速扩压，最后沿径向流出，流动比较均匀平缓且损失较小。本风机出于结构方式考

虑，采用了一前一后的两个轴向出口，气流在圆周方向上基本没有扩压。

[0035] 由于本风机转速较低，圆周速度较小，且风机转子为悬臂结构，转子质量应尽量小，因此轮盘和叶片选用ZL104材料。此材料的最大许用应力δb＝145Mpa，叶轮具有较高的

强度安全裕度，叶轮结构方案能满足强度使用要求。由于叶轮的工作转速为2000r/min

(33.3Hz)，所以该叶轮的结构方案还拥有较高的振动安全裕度。

[0036] 由于风机的进气蜗壳和排气蜗壳结构都是复杂的薄壁结构，铸造性能较差，且其质量应尽量小，因此壳体选用ZL101材料。