一种颗粒阻尼减振端盖及采用该端盖的主发电机制造技术

本发明专利技术为一种颗粒阻尼减振端盖及采用该端盖的主发电机，解决了目前内燃机车用柴油发电机组中的主发电机易受柴油机振动传导，进而影响轴承寿命和正常运行的技术问题。一种颗粒阻尼减振端盖，端盖内侧固定有环绕其中心轴承孔并沿轴承孔径向分布的多个加强筋板，加强筋板将端盖内侧分割成多个空间，多个空间相互间隔作为进风口和空位；每个空位内部均通过垂直交错的横板和竖板分割成多个矩形小空腔，所述矩形空腔水平方向间距相同且内部均装填有一个颗粒阻尼包，所述颗粒阻尼包为直径与矩形空腔水平方向间距相同的圆柱形布袋，内部装填有填充量占布袋高度的80%的球形钢珠；每个空位朝端盖内的一侧活动安装有与空位形状相匹配的盖板。

A Particle Damping Vibration Absorbing End Cover and the Main Generator Using the End Cover

【技术实现步骤摘要】
一种颗粒阻尼减振端盖及采用该端盖的主发电机
本专利技术涉及内燃机车用柴油发电机组的减震技术，具体为一种颗粒阻尼减振端盖及采用该端盖的主发电机。
技术介绍
近年来，随着铁路行业不断发展，内燃机车朝着大功率集成化方向发展。柴油发电机组作为内燃机车的核心部件，随着功率和转速的提高，其振动也随之增加。在集成化的柴油发电机组中，主发电机作为电能输出装置，耐受振动的能力远小于柴油机。因此，降低主发电机的振动成为目前内燃机车面临的难题。目前内燃机车用柴油发电机组多为集成结构，主发电机为单轴承支撑，驱动端定、转子分别与柴油机耦合联接，如图11所示。因此柴油机的振动很容易传导至主发电机，特别是单轴承支撑端振动尤为明显，严重影响发电机的轴承寿命和正常运行。柴油发电机组集成化，如何降低发电机振动，保证机组稳定运行是现阶段需要解决的主要问题。常见发电机端盖的结构图内侧，如图12、13所示。发电机端盖包括端盖法兰，端盖法兰上环绕中心轴承孔布置有加强筋板，加强筋板将端盖内侧分割成多个空间，包括设有侧板（设在端盖朝外的一侧）的空位以及进风口。
技术实现思路
本专利技术为解决目前内燃机车用柴油发电机组中的主发电机易受柴油机振动传导进而影响轴承寿命和正常运行的技术问题，提供一种颗粒阻尼减振端盖及采用该端盖的主发电机。本专利技术所述的一种颗粒阻尼减振端盖是采用如下技术方案实现的：一种颗粒阻尼减振端盖，端盖内侧固定有环绕其中心轴承孔并沿轴承孔径向分布的多个加强筋板，加强筋板将端盖内侧分割成多个空间，多个空间相互间隔作为进风口和空位；每个空位内部均通过垂直交错的横板和竖板分割成多个矩形小空腔，所述矩形空腔水平方向间距相同且内部均装填有一个颗粒阻尼包，所述颗粒阻尼包为直径与矩形空腔水平方向间距相同的圆柱形布袋，内部装填有填充量占布袋高度的80±5%的球形钢珠；每个空位在朝端盖外的一侧固定有侧板，朝端盖内的一侧活动安装有与空位形状相匹配的盖板。本专利技术充分利用了端盖内侧的空间，使每个空位都被横板和竖板分割成了多个矩形小空腔；每个矩形空腔内都放置有一个颗粒阻尼包，颗粒阻尼包内部装填的球形钢珠能够起到消耗振动能量的作用。进一步的，颗粒阻尼包采用工业尼龙牛津布以及高强拉力耐磨线缝制而成。高强拉力耐磨线采用PE编织线或大力马线。工业尼龙牛津布具有抗拉、抗折、耐刮磨、抗撕裂等优良机械性能，PE编织线或大力马线结实耐用，大大提高颗粒尼龙布的使用寿命。颗粒阻尼包分别与侧板、竖板、盖板接触局域占其直径的1/3，四个角留有空隙。这种结构可以保证发电机振动较大时，钢珠能够自由蠕动，相互摩擦，以实现振动能量耗散。优选的，球形钢珠填充量占布袋高度的85%。该装填量是经过科学计算与实验得到的，能够起到最优的降振效果。组成空位的两个加强筋板以及端盖外圈朝内的一侧均开有螺孔，所述盖板通过螺栓与加强筋板以及端盖实现连接。盖板为活动连接，便于安装组装颗粒阻尼包。优选的，所述加强筋板为六个，空位为三个，均环绕端盖中心轴承孔等间距分布；矩形空腔的高度和间距都相等。本专利技术所述的一种颗粒阻尼减振主发电机，包括定子铁心装配、轴承、励磁机系统、转轴、支架、磁轭以及安装在非动力输入端的端盖；端盖采用颗粒阻尼减振端盖。本专利技术是针对集成化的柴油发电机组，为降低其振动，研制出的一种新型主发电机。将发电机端盖设计为阻尼减振结构，在机组运行中，通过该端盖可自动吸收振动能量，减缓振动，起到降低发电机组振动的作用。其主要解决的技术问题是发电机阻尼减振端盖的设计，安装固定、关键材料的选用等。本专利技术的有益技术效果：1.该主发电机，设计了一种具有柔性约束特性的颗粒耗能结构，被包裹起来的颗粒作为一个整体在振动过程中与主结构进行碰撞，产生较大的动量交换。且由于柔性边界的约束，加剧了颗粒之间的碰撞摩擦作用，从而消耗更多振动能量。2.当激励能量大于一定水平时，利用颗粒阻尼包减振功能的动态调节，能达到满意的减振效果。将该技术应用于内燃机车柴油发电机组的电机端盖上，实现了减小电机振动的目的，满足了机组的运行要求。3.该发电机的成功研制，也可推广至牵引电机或其它工业领域，具有广阔的应用价值。附图说明图1本专利技术所述端盖内侧未放置颗粒阻尼包的结构示意图。图2为图1的A-A剖视图。图3颗粒阻尼包的主视结构示意图。图4为图3的A向视图。图5放置颗粒阻尼包后的端盖内侧结构示意图。图6为图5的A-A剖视图。图7为阻尼端盖加工示意图。图8盖板安装后的阻尼减振端盖示意图。图9为图8的A-A剖视图。图10颗粒阻尼包与各板接触状态示意图（图9的B-B剖视图）。图11柴油发电机组成结构示意图。图12现有发电机端盖内侧结构图。图13为图12的侧剖视图。1-柴油机定子，2-柴油机转子，3-定子铁心装配，4-端盖，5-轴承，6-励磁机系统，7-转轴，8-支架，9-磁轭，10-加强筋板，11-侧板，12-端盖法兰，13-进风口，14-横板，15-竖板，16-工业尼龙牛津布，17-球形钢珠，18-颗粒阻尼包，19-螺孔，20-盖板，21-螺栓。具体实施方式在发电机端盖内侧六个加强筋板10之间的三个空位，设计用挡板隔出的多个空腔（大部分为矩形，边缘处也有其他形状），将横板14和竖板15点焊在端盖的侧板11和加强筋板10之间。各板的间距和高度相等，方向也均设计为竖直方向。如图1、2所示。选用具备抗拉、抗折、耐刮磨、抗撕裂等优良机械性能的工业尼龙牛津布16，再使用高强拉力耐磨线（PE编织线或大力马线），缝制成圆柱形布袋，布袋直径与竖板15的间距保持相同。将球形钢珠17颗粒装在布袋内，填充量约占高度空间的85%，然后缝制封口，制成颗粒阻尼包18。如图3、4所示。将颗粒阻尼包18放置在端盖内侧用隔板形成的长方体空腔内，全部竖直方向放置，共三处。阻尼包圆周与各竖板15及侧板11紧挨，底部与横板14接触。如图5、6所示。在端盖法兰12的端面与加强筋板10上，分别加工螺孔19。如图7所示。设计适形的盖板20，再用螺栓21紧固在端盖上。这样既实现了颗粒阻尼包18的密封固定，又可拆卸更换，便于检修。如图8、9所示。颗粒阻尼包18在端盖4中与各板接触状态B-B剖视如图10所示。阻尼包分别与底板11、竖板15、盖板20接触局域占其直径约1/3，四个角留有空隙，目的是在发电机振动较大时，钢珠能够自由蠕动，相互摩擦，以实现振动能量耗散。本专利技术的技术关键点：具有柔性约束的颗粒结构，将其可以实现能量耗散的特性，首次应用于发电机减振；利用主发电机的有限空间，合理设计颗粒阻尼包减振端盖，既满足电机的运行性能，又能达到满意的减振目的。本专利技术的保护点：1、在主发电机端盖上设计用隔板组成的多个等大小的空腔体；2、选用抗拉耐磨等性能优良的工业尼龙牛津布，并用高强度拉力耐磨线缝制成圆筒型布袋；3、将钢珠颗粒装入圆筒形布袋中，高度方向填充其空间的80%，使钢珠在布袋中能够自由蠕动摩擦，然后缝制封口，制成颗粒阻尼包；4、颗粒阻尼包填充放置在主发电机端盖上设计的各空腔体内；5、设计适形的盖板将放置颗粒阻尼包的端盖腔体区域覆盖，并用螺栓紧固密封；6、颗粒阻尼包与电机端盖空腔体各板接触其直径约1/3长度，四周空间不接触，便于阻尼包中的钢珠能够自由蠕动摩擦，实现振动能量耗散。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种颗粒阻尼减振端盖，端盖内侧固定有环绕其中心轴承孔并沿轴承孔径向分布的多个加强筋板（10），加强筋板（10）将端盖内侧分割成多个空间，多个空间相互间隔作为进风口（13）和空位；其特征在于，每个空位内部均通过垂直交错的横板（14）和竖板（15）分割成多个矩形空腔，所述矩形空腔水平方向间距相同且内部均装填有一个颗粒阻尼包（18），所述颗粒阻尼包（18）为直径与矩形空腔水平方向间距相同的圆柱形布袋，内部装填有填充量占布袋高度的80±5%的球形钢珠（17）；每个空位在朝端盖外的一侧固定有侧板（11），朝端盖内的一侧活动安装有与空位形状相匹配的盖板（20）。

【技术特征摘要】
1.一种颗粒阻尼减振端盖，端盖内侧固定有环绕其中心轴承孔并沿轴承孔径向分布的多个加强筋板（10），加强筋板（10）将端盖内侧分割成多个空间，多个空间相互间隔作为进风口（13）和空位；其特征在于，每个空位内部均通过垂直交错的横板（14）和竖板（15）分割成多个矩形空腔，所述矩形空腔水平方向间距相同且内部均装填有一个颗粒阻尼包（18），所述颗粒阻尼包（18）为直径与矩形空腔水平方向间距相同的圆柱形布袋，内部装填有填充量占布袋高度的80±5%的球形钢珠（17）；每个空位在朝端盖外的一侧固定有侧板（11），朝端盖内的一侧活动安装有与空位形状相匹配的盖板（20）。2.如权利要求1所述的一种颗粒阻尼减振端盖，其特征在于，颗粒阻尼包（18）采用工业尼龙牛津布（16）以及高强拉力耐磨线缝制而成。3.如权利要求2所述的一种颗粒阻尼减振端盖，其特征在于，高强拉力耐磨线采用PE编织线或大力马线。4.如权利要求1~3任一项所述的一种颗粒阻尼减振端盖，其特征在于，颗粒阻尼包（18）分别与侧板（11）、竖板（15）、盖板（20）接触区域占其直径的1/3，四个角留有空隙。5.如权利要求1~3任一项所述的一种颗粒阻尼减振端盖，其特征在于，球形钢珠（17）填充量占布袋高度的85%。6.如权利要求1~3任一项所述的一种颗粒...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑守海，许勇，魏小文，任延生，魏超，张卫，景万鹏，杜杰，
申请(专利权)人：中车永济电机有限公司，
类型：发明
国别省市：山西,14