一種電機端蓋和一種電機

《一種電機端蓋和一種電機》是中車株洲電機有限公司於2013年8月21日申請的發明專利，該專利的申請號為2013103667135，公布號為CN103401342A，授權公布日為2013年11月20日，發明人是羅小蘭、楊振中、鄧日江、唐子謀。

《一種電機端蓋和一種電機》公開了一種電機端蓋和一種設定有該電機端蓋的電機，該電機端蓋包括：設定有用於平衡電機內外氣壓的氣壓平衡通道的端蓋本體上，氣壓平衡通道的通道進口和通道出口分別位於端蓋本體的外側和內側；設定於端蓋本體外側的防砂盒，防砂盒上設定有空氣進口和空氣出口，空氣出口與通道進口相通；設定於防砂盒內部的多個擋砂梁，多個擋砂梁構成用於改變流動空氣的流動方向的彎曲氣路。電機線上運行時，空氣在多個擋砂梁夠成的彎曲氣路中流動，與擋砂梁發生多次撞擊，從而令空氣中的砂塵被有效阻擋下來，避免砂塵進入電機內部，從而起到良好地防砂效果，有效地改善了電機軸承潤滑環境。

2016年12月7日，《一種電機端蓋和一種電機》獲得第十八屆中國專利金獎。

（概述圖為《一種電機端蓋和一種電機》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：一種電機端蓋和一種電機
• 公布號：CN103401342A
• 公布日：2013年11月20日
• 申請號：2013103667135
• 申請日：2013年8月21日
• 申請人：中車株洲電機有限公司
• 地址：湖南省株洲市石峰區田心高科技園內南車株洲電機有限公司
• 發明人：羅小蘭、楊振中、鄧日江、唐子謀
• Int.Cl.：H02K5/10(2006.01)I
• 代理機構：北京集佳智慧財產權代理有限公司
• 代理人：魏曉波
• 類別：發明專利

專利背景

截至2013年8月，隨著牽引電機技術的不斷發展，電機單位體積的負載能力要求越來越大，電機轉速要求越來越高，工作溫度範圍也越來越寬。為獲取更大的功率和更高的速度，現代機車普遍採用交流牽引電機。為滿足交流牽引電機的高轉速要求，尺寸較大的傳動端軸承一般採用油潤滑結構，通過驅動系統齒輪轉動，將潤滑油飛濺到牽引電機集油盒內，然後流入軸承室發揮潤滑作用，並最終通過內油封以及端蓋的回油孔流回齒輪箱。

電機高速旋轉時，在轉子導條的離心作用下，內油封尾部迷宮處會形成負壓區。為平衡負壓，防止電機發生竄油現象，電機需要在端蓋上設定氣壓平衡通道，與內油封的回油腔室相連，但同時外界的砂粒與灰塵等雜質也可能通過氣壓平衡通道侵入電機循環油路系統，污染油潤滑環境，引起電機軸承異常磨損，甚至造成電機固死。2013年8月前，中國國內多種型號的機車均不同程度地出現了上述問題，尚未找到一種很有效的防護措施。

因此，如何在不影響電機氣壓平衡的前提下實現防砂效果，以改善電機軸承潤滑環境，是2013年8月前高速重載機車牽引電機亟需解決的問題。

發明內容

專利目的

《一種電機端蓋和一種電機》公開了一種電機端蓋以及一種設定有該電機端蓋的電機，在不影響電機內外氣壓平衡的前提下，可以達到較好地防砂效果，以改善電機軸承潤滑環境。

技術方案

一種電機端蓋，包括端蓋本體，所述端蓋本體上設定有用於平衡電機內外氣壓的氣壓平衡通道，所述氣壓平衡通道的通道進口位於所述端蓋本體的外側，所述氣壓平衡通道的通道出口位於所述端蓋本體的內側，並且，該電機端蓋還包括：設定於所述端蓋本體外側的防砂盒，所述防砂盒上設定有空氣進口和空氣出口，所述空氣出口與所述通道進口相通；設定於所述防砂盒內部的多個擋砂梁，多個所述擋砂梁構成用於改變流動空氣的流動方向的彎曲氣路，所述流動空氣為從所述空氣進口進入所述防砂盒內且從所述空氣出口進入所述氣壓平衡通道繼而進入所述端蓋本體內側的流動空氣。

優選地，在上述電機端蓋中，所述防砂盒包括：與所述端蓋本體一體式鑄造成型的防砂盒邊沿，所述防砂盒邊沿位於所述端蓋本體的外側；蓋板，所述蓋板覆蓋於所述防砂盒邊沿上構成所述防砂盒。

優選地，在上述電機端蓋中，所述蓋板與所述防砂盒邊沿通過螺釘可拆卸連線。

優選地，在上述電機端蓋中，所述蓋板與所述防砂盒邊沿之間設定有橡膠墊。

優選地，在上述電機端蓋中，所述防砂盒邊沿中與所述氣壓平衡通道的所述通道進口對應的平台部分設定有所述空氣出口，並且，所述平台部分的邊沿寬度為3毫米-7毫米。

優選地，在上述電機端蓋中，電機工作時，所述空氣進口位於所述防砂盒靠近地面的一側，且所述空氣進口的進口朝向垂直地面向下。

優選地，在上述電機端蓋中，所述端蓋本體上還設定有落砂通道，所述落砂通道的一端與多個所述通道進口相接，另一端與所述防砂盒的所述空氣出口相接，並且，電機工作時，所述落砂通道中靠近地面的側壁為錐形漏斗結構，所述錐形漏斗結構的漏斗底部與所述防砂盒內部相接，以便於落入所述落砂通道中的砂塵滑落至所述防砂盒內繼而從所述空氣進口處滑出。

優選地，在上述電機端蓋中，所述擋砂梁一側固定於所述蓋板的內側面上，所述擋砂梁的另一側與所述防砂盒內表面間隙配合。

優選地，在上述電機端蓋中，所述防砂盒內設定有3-5個擋砂梁。

一種電機，該電機設定有上文中所述的電機端蓋。

改善效果

從上述的技術方案可以看出，設定有《一種電機端蓋和一種電機》實施例提供的電機端蓋的電機線上運行時，通過電機端蓋上的氣壓平衡通道平衡電機內外氣壓，此時，流動空氣的流經途徑為：電機外界空間—空氣進口—多個擋砂梁構成的彎曲氣路—空氣出口—通道進口—氣壓平衡通道—通道出口—電機內部冷卻通道—電機出風口—電機外界空間。在上述技術方案中，當空氣在多個擋砂梁夠成的彎曲氣路（或稱氣路迷宮）中流動時，即便有砂塵進入防砂盒內，在經過彎曲氣路時通過與擋砂梁發生多次撞擊，砂塵均可被有效阻擋下來。可見，攜帶著砂粒與塵土的流動空氣無法直接灌入端蓋本體上的氣壓平衡通道內，從而避免砂粒與塵土進入電機內部，起到了良好地防砂效果，有效地改善了電機軸承潤滑環境，保證電機的正常運行，延長其使用壽命。

附圖說明

圖1為《一種電機端蓋和一種電機》實施例提供的防砂盒與端蓋本體之間的裝配結構示意圖；

圖2為該發明實施例提供的防砂盒邊沿的結構示意圖；

圖3為該發明實施例提供的防砂盒邊沿內的多個擋砂梁的布置結構示意圖；

圖4為該發明實施例提供的設定有擋砂梁的蓋板的結構示意圖；

圖5為該發明實施例提供的蓋板、擋砂梁、防砂盒邊沿與端蓋本體之間的裝配結構示意圖；

圖6為該發明實施例提供的防砂盒內的空氣流動方向和砂塵滑落方向的工作示意圖。

其中，1為端蓋本體，2為防砂盒邊沿，3為蓋板，4為擋砂梁，11為氣壓平衡通道，111為通道進口，12為落砂通道，121為錐形漏斗結構，21為平台部分，22為空氣進口。

技術領域

《一種電機端蓋和一種電機》涉及電機設備領域，特別涉及一種電機端蓋以及一種設定有該電機端蓋的電機。

權利要求

1.一種電機端蓋，包括端蓋本體（1），所述端蓋本體（1）上設定有用於平衡電機內外氣壓的氣壓平衡通道（11），所述氣壓平衡通道（11）的通道進口（111）位於所述端蓋本體（1）的外側，所述氣壓平衡通道（11）的通道出口位於所述端蓋本體（1）的內側，其特徵在於，還包括：設定於所述端蓋本體（1）外側的防砂盒，所述防砂盒上設定有空氣進口（22）和空氣出口，所述空氣出口與所述通道進口（111）相通；設定於所述防砂盒內部的多個擋砂梁（4），多個所述擋砂梁（4）構成用於改變流動空氣的流動方向的彎曲氣路，所述流動空氣為從所述空氣進口（22）進入所述防砂盒內且從所述空氣出口進入所述氣壓平衡通道（11）繼而進入所述端蓋本體（1）內側的流動空氣。

2.根據權利要求1所述的電機端蓋，其特徵在於，所述防砂盒包括：與所述端蓋本體（1）一體式鑄造成型的防砂盒邊沿（2），所述防砂盒邊沿（2）位於所述端蓋本體（1）的外側；蓋板（3），所述蓋板（3）覆蓋於所述防砂盒邊沿（2）上構成所述防砂盒。

3.根據權利要求2所述的電機端蓋，其特徵在於，所述蓋板（3）與所述防砂盒邊沿（2）通過螺釘可拆卸連線。

4.根據權利要求3所述的電機端蓋，其特徵在於，所述蓋板（3）與所述防砂盒邊沿（2）之間設定有橡膠墊。

5.根據權利要求2所述的電機端蓋，其特徵在於，所述防砂盒邊沿（2）中與所述氣壓平衡通道（11）的所述通道進口（111）對應的平台部分（21）設定有所述空氣出口，並且，所述平台部分（21）的邊沿寬度為3毫米-7毫米。

6.根據權利要求1所述的電機端蓋，其特徵在於，電機工作時，所述空氣進口（22）位於所述防砂盒靠近地面的一側，且所述空氣進口（22）的進口朝向垂直地面向下。

7.根據權利要求6所述的電機端蓋，其特徵在於，所述端蓋本體（1）上還設定有落砂通道（12），所述落砂通道（12）的一端與多個所述通道進口（111）相接，另一端與所述防砂盒的所述空氣出口相接，並且，電機工作時，所述落砂通道（12）中靠近地面的側壁為錐形漏斗結構（121），所述錐形漏斗結構（121）的漏斗底部與所述防砂盒內部相接，以便於落入所述落砂通道（12）中的砂塵滑落至所述防砂盒內繼而從所述空氣進口（22）處滑出。

8.根據權利要求1所述的電機端蓋，其特徵在於，所述擋砂梁（4）一側固定於所述蓋板（3）的內側面上，所述擋砂梁（4）的另一側與所述防砂盒內表面間隙配合。

9.根據權利要求1-8任一項所述的電機端蓋，其特徵在於，所述防砂盒內設定有3-5個擋砂梁（4）。

10.一種電機，其特徵在於，設定有如權利要求1-9任一項所述的電機端蓋。

實施方式

《一種電機端蓋和一種電機》實施例提供的電機端蓋，包括端蓋本體1、防砂盒和多個擋砂梁4。其中，端蓋本體1上設定有用於平衡電機內外氣壓的氣壓平衡通道11，氣壓平衡通道11的通道進口111位於端蓋本體1的外側，氣壓平衡通道11的通道出口位於端蓋本體1的內側；防砂盒設定於端蓋本體1的外側，防砂盒上設定有空氣進口22和空氣出口，空氣出口與端蓋本體1上的通道進口111相通；擋砂梁4設定於防砂盒的內部，多個擋砂梁4構成彎曲氣路（也可稱為氣路迷宮），用於改變流動空氣的流動方向，流動空氣是指從防砂盒的空氣進口22進入防砂盒內且從防砂盒的空氣出口進入端蓋本體1上的氣壓平衡通道11繼而進入端蓋本體1內側的流動空氣。

在具體實施例中，為了不影響氣壓平衡通道11對電機內外氣壓的平衡效果，防砂盒內的擋砂梁4的設定原則為：令防砂盒內彎曲氣路的通氣面積儘量接近氣壓平衡通道11的總的橫截面面積（或者說接近氣壓平衡通道11的“通道進口111”的總的通氣面積或“通道出口”的總的通氣面積），以不影響氣壓平衡通道11的原有通氣量。並且，為了提高防砂效果，令彎曲氣路的彎折程度儘量大。

當電機線上運行時，通過電機端蓋上的氣壓平衡通道11平衡電機內外氣壓，此時，流動空氣的流經途徑為：電機外界空間—空氣進口22—多個擋砂梁4構成的彎曲氣路—空氣出口—通道進口111—氣壓平衡通道11—通道出口—電機內部冷卻通道—電機出風口—電機外界空間。在上述技術方案中，當空氣在多個擋砂梁4夠成的氣路迷宮中流動時（參閱圖6中大箭頭所述的空氣流動方向），即便有砂塵進入防砂盒內，在經過氣路迷宮時通過與擋砂梁4發生多次撞擊，砂塵均可被有效阻擋下來。可見，攜帶著砂粒與塵土的流動空氣無法直接灌入端蓋本體1上的氣壓平衡通道11內，從而避免砂粒與塵土進入電機內部，起到了良好地防砂效果，有效地改善了電機軸承潤滑環境，保證電機的正常運行，延長其使用壽命。

在一個具體實施例中，防砂盒由防砂盒邊沿2和蓋板3構成，其中，防砂盒邊沿2為位於端蓋本體1的外側且與端蓋本體1一體式鑄造成型的凸起結構（具體參閱圖1和圖2），蓋板3覆蓋於防砂盒邊沿2上，與防砂盒邊沿2通過螺釘可拆卸連線（具體參閱圖4和圖5）。進一步地，防砂盒邊沿2的高度可根據電機通氣面積需要進行調整，鑄造完成後，須在防砂盒邊沿2頂部裝配面加銑一刀，以保證與蓋板3之間的裝配平整度。進一步地，利用角焊縫方式，將3至5塊（優選為4塊）擋砂梁4焊接在蓋板3的內側面，從而，當把該蓋板3裝配到防砂盒邊沿2上時，防砂盒內部便形成了用於防砂的氣路迷宮。

在上述具體實施例中，擋砂梁4一側焊接於蓋板3的內側面，擋砂梁4的另一側與防砂盒內表面間隙配合。因此，擋砂梁4的高度與防砂盒邊沿2的高度應保持接近，只需留出0～0.5毫米的間隙即可，另外應避免擋砂梁4的焊縫與防砂盒邊沿2上的安裝座發生干涉，影響蓋板3與防砂盒邊沿2的裝配效果。

在上述具體實施例中，防砂盒邊沿2中與氣壓平衡通道11的通道進口111對應的平台部分21設定有空氣出口，並且，為避免組裝時蓋板3與端蓋本體1發生干涉，平台部分21的邊沿寬度為3毫米-7毫米（優選為5毫米），以實現蓋板3與防砂盒邊沿2之間的有效密封。此外，電機工作時，防砂盒的空氣進口22位於防砂盒靠近地面的一側，且進口朝向垂直地面向下，令流動空氣進入防砂盒時的流動方向與電機走行風方向相切。

為了進一步最佳化上述技術方案，在具體實施例中，防砂盒邊沿2與蓋板3之間的裝配方式，可增加使用橡膠墊或表面活化劑等中間物料，以改善裝配效果。

但是，該領域技術人員容易理解的是，防砂盒的布置位置應根據端蓋本體上的氣壓平衡通道11的布置位置進行設定，防砂盒的空氣進口的進口方向應根據電機不同防護需求進行設定，擋砂梁4的外形尺寸及固定角度應根據電機不同防護程度與氣壓平衡需求進行設定，並且，防砂盒與擋砂梁的具體材質可根據牽引電機的具體套用環境特點進行選擇。此外，在具體實施例中，對於防砂盒與擋砂梁4的具體設定方式有多種設計方案。例如，擋砂梁4通過焊接或機械緊固的方式固定在端蓋本體1外側面由防砂盒邊沿2包圍的區域內；例如，擋砂梁4通過一體式鑄造成型的方式或通過螺釘固連到蓋板3上；例如，防砂盒邊沿2與蓋板3之間還可以通過卡接或焊接的方式固定連線；例如，防砂盒與擋砂梁4均為固連到端蓋本體1外側的塑膠製件；例如，防砂盒與擋砂梁4裝配形成的氣路迷宮，其迷宮走向可以是水平方向上的，也可以是高度方向上的；等等。因此，《一種電機端蓋和一種電機》對此並不做具體限定。

為了進一步最佳化上述技術方案，如圖1所示，《一種電機端蓋和一種電機》實施例提供的電機端蓋中，端蓋本體1上還設定有落砂通道12，落砂通道12的一端與多個通道進口111相接，另一端與防砂盒的空氣出口相接。並且，電機工作時，落砂通道12中靠近地面的側壁為錐形漏斗結構121，該錐形漏斗結構121的漏斗底部與防砂盒內部相接，並配合擋砂梁4與防砂盒邊沿2之間的間隙形成落砂路徑，以便於落入落砂通道12中的砂塵滑落至防砂盒內進而從防砂盒的空氣進口22處滑出，從而及時排除掉落在落砂通道12腔室內的砂粒。

綜上可見，《一種電機端蓋和一種電機》實施例提供的電機端蓋結構簡單，易於工程化，裝配方式牢固可靠，在電機運行過程中不會因振動、發熱等因素出現斷裂和脫落問題，且能兼具氣壓平衡作用與防砂效果，可較好滿足2013年8月前高速重載機車牽引電機軸承潤滑環境需求。

此外，《一種電機端蓋和一種電機》還提供了一種電機，該電機設定有上述實施例中提供的電機端蓋，從而令電機兼具氣壓平衡作用的同時，其內部也具有良好的防砂效果，改善電機軸承潤滑環境，延長電機的使用壽命。

榮譽表彰

2016年12月7日，《一種電機端蓋和一種電機》獲得第十八屆中國專利金獎。