DGF3.55A外轉(zhuǎn)子離心風(fēng)機(jī)的設(shè)計【19張CAD圖紙+PDF圖】

喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 南京林業(yè)大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計 題 目：DGF3.55A外轉(zhuǎn)子離心風(fēng)機(jī)的設(shè)計 學(xué) 院： 南 方 學(xué) 院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 學(xué) 號： N090301109 學(xué)生姓名： 姜 培 華 指導(dǎo)教師： 蔣 雪 松 職 稱： 講 師 二0一三年五月 南 京 林 業(yè) 大 學(xué) 2013屆本科畢業(yè)設(shè)計(論文)材料目錄 學(xué)院 班級 學(xué)號 學(xué)生 姓名 成績 指導(dǎo)教師姓名 導(dǎo)師團(tuán) 成員姓名 機(jī)電院 N0903011 N000301109 姜培華 蔣雪松 畢業(yè)設(shè)計 (論文)題目 DGF3.55A外轉(zhuǎn)子離心風(fēng)機(jī)的設(shè)計 序 材料名稱 份數(shù) 備注 1 畢業(yè)設(shè)計(論文)正文 1 2 畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書 1 3 畢業(yè)設(shè)計圖紙 19 4 開題報告(含綜述或參考文獻(xiàn)翻譯) 1 5 中期檢查表 1 6 指導(dǎo)教師評閱意見表 1 7 同行教師評閱意見表 1 8 答辯記錄表 1 畢業(yè)設(shè)計（論文）電子文檔 1 檔案編號 備 注 摘要 當(dāng)今時代能源緊缺，然而風(fēng)機(jī)又是耗能大戶。所以，提高風(fēng)機(jī)的運行效率己成為風(fēng)機(jī)行業(yè)不可推卸的責(zé)任，也是風(fēng)機(jī)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。由此，本文提出離心式風(fēng)機(jī)個性化設(shè)計。 所謂離心式風(fēng)機(jī)個性化設(shè)計就是針對一個特定用戶提出的氣動性能參數(shù)及使用條件，設(shè)計者應(yīng)設(shè)計出一種專用的離心式風(fēng)機(jī)，除了滿足用戶的使用條件外，還應(yīng)保證用戶需求的性能參數(shù)(即正常運行工況)處于風(fēng)機(jī)氣動性能曲線的最高效率點，至少應(yīng)處于高效區(qū)域內(nèi)，以達(dá)到最佳節(jié)能目的[34]。 外轉(zhuǎn)子離心風(fēng)機(jī)屬于風(fēng)量適中、風(fēng)壓偏高類型，同時外轉(zhuǎn)子離心風(fēng)機(jī)體積小、占用空間小、噪聲低、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、經(jīng)久耐用。主要適用于吊頂空調(diào)、立柜式空調(diào)以及凈化、通風(fēng)等場合[1]。 關(guān)鍵字：外轉(zhuǎn)子；離心式；離心式風(fēng)機(jī) Abstract In modern times, the energy shortage, but the fan is a large energy consumption.Therefore, improving the efficiency of the fan's unshirkable responsibility has become a fan industry, is also a air blower technology development inevitable trend.Hence, the personalized design of centrifugal fan is presented. So-called personalized centrifugal fan is designed for a particular user's aerodynamic performance parameters and conditions of use, the designer should design a special centrifugal fan, in addition to meet the user's use condition, also should guarantee the performance parameters of user requirements (i.e., normal operating conditions) is in the highest efficiency point of the fan aerodynamic performance curve, at least in high efficient area, in order to achieve the best energy-saving purpose[34]. Outer rotor centrifugal fan belongs to moderate volume, high wind pressure type, and at the same time the outer rotor centrifugal fan is small size, small footprint, low noise, smooth operation, durable. It is mainly suitable for ceiling air conditioning, cabinet air conditioning and cleaning, ventilation, etc[1]. Key word: Outer rotor；Centrifugal；Centrifugal fan. 目錄 第一章 緒論·······················································1 1.1 引言···················································1 1.2 國內(nèi)外離心風(fēng)機(jī)的研究現(xiàn)狀·······························2 1.3 離心風(fēng)機(jī)概述及DGF3.55A外轉(zhuǎn)子離心風(fēng)機(jī)的特點············5 1.3.1 離心風(fēng)機(jī)的基本概述·······························5 1.3.2 DGF3.55A外轉(zhuǎn)子離心風(fēng)機(jī)的特點·····················6 1.3.3 外轉(zhuǎn)子電機(jī)的概念·································6 1.4 本文研究的目的和意義···································7 第二章 離心風(fēng)機(jī)的基本原理·········································8 2.1 離心風(fēng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)·····································8 2.1.1 離心風(fēng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)·······························8 2.1.2 離心風(fēng)機(jī)的工作原理·······························9 2.2 離心風(fēng)機(jī)的基本理論特性································10 2.2.1 離心風(fēng)機(jī)的特性參數(shù)······························10 2.2.2 離心通風(fēng)機(jī)的基本方程式··························12 2.2.3 離心通風(fēng)機(jī)的理論特性曲線························12 2.2.4 離心風(fēng)機(jī)的損失和效率····························14 第三章 相似設(shè)計理論··············································15 3.1 相似理論··············································15 3.1.1 概述············································15 3.1.2 相似原理········································15 3.2 通風(fēng)機(jī)的無因此特性曲線································16 3.3 通風(fēng)機(jī)的相似設(shè)計步驟··································17 3.4 校核理論··············································18 第四章 DGF3.55A外轉(zhuǎn)子離心風(fēng)機(jī)的總體設(shè)計··························19 4.1 相似設(shè)計數(shù)據(jù)分析和計算································19 4.1.1 概述············································19 4.1.2 風(fēng)機(jī)尺寸換算和結(jié)構(gòu)設(shè)計··························20 4.1.3 設(shè)計風(fēng)機(jī)空氣動力略圖····························22 4.1.4 風(fēng)機(jī)各部分材料的選擇····························23 4.1.5 外轉(zhuǎn)子電機(jī)的選擇································25 4.2 校核計算··············································25 4.2.1 葉輪的強(qiáng)度計算··································25 4.2.2 鉚釘?shù)膹?qiáng)度計算··································26 4.2.3 軸承的壽命······································26 4.2.4 風(fēng)機(jī)平衡校核····································27 4.3 離心風(fēng)機(jī)設(shè)計時幾個重要方案的選擇······················27 第五章 性能分析···················································28 第六章 DGF3.55A外轉(zhuǎn)子離心風(fēng)機(jī)整體及零件Pro/E圖··················29 致謝·······························································30 參考文獻(xiàn)···························································31 附錄·······························································33 8 第一章 緒論 1.1引言 離心通風(fēng)機(jī)是一種依靠輸入的機(jī)械能，提高氣體壓力并排送氣體的機(jī)械，即一種從動的流體機(jī)械。離心式通風(fēng)機(jī)廣泛用于工廠、礦井、隧道、車輛、船舶和建筑物的通風(fēng)、排塵和冷卻；鍋爐和工業(yè)爐窯的通風(fēng)和引風(fēng)；空氣調(diào)節(jié)設(shè)備和家用電器設(shè)備中的冷卻和通風(fēng)；谷物的烘干和選送；風(fēng)洞風(fēng)源和氣墊船的充氣和推進(jìn)等。離心風(fēng)機(jī)的工作原理與透平壓縮機(jī)基本相同，只是由于氣體流速較低，壓力變化不大，一般不需要考慮氣體比容的變化，即把氣體作為不可壓縮流體處理[1]。 葉輪經(jīng)靜平衡或動平衡校正才能保證通風(fēng)機(jī)平穩(wěn)地轉(zhuǎn)動。按葉片出口方向的不同，葉輪分為前向、徑向和后向三種型式。前向葉輪的葉片頂部向葉輪旋轉(zhuǎn)方向傾斜；徑向葉輪的葉片頂部是向徑向的，其又分直葉片式和曲線型葉片；后向葉輪的葉片頂部向葉輪旋轉(zhuǎn)的反向傾斜。前向葉輪產(chǎn)生的壓力最大，在流量和轉(zhuǎn)數(shù)一定時，所需葉輪直徑最小，但效率一般較低；后向葉輪相反，所產(chǎn)生的壓力最小，所需葉輪直徑最大，而效率一般較高；徑向葉輪介于兩者之間。 圖1-1 通風(fēng)機(jī) 為了使葉片表面有合適的速度分布，一般采用曲線型葉片，如等厚度圓弧葉片。葉輪通常都有蓋盤，以增加葉輪的強(qiáng)度和減少葉片與機(jī)殼間的氣體泄漏。葉片與蓋盤的聯(lián)接采用焊接或鉚接。焊接葉輪的重量較輕，流道光滑。低、中壓小型離心通風(fēng)機(jī)的葉輪也有采用鋁合金鑄造的[33]。 離心式風(fēng)機(jī)實質(zhì)是一種變流量恒壓裝置。當(dāng)轉(zhuǎn)速一定時，離心式風(fēng)機(jī)的壓力-流量理論曲線應(yīng)是一條直線。由于內(nèi)部損失，實際特性曲線是彎曲的。離心式風(fēng)機(jī)中所產(chǎn)生的壓力受到進(jìn)氣溫度或密度變化的較大影響。對一個給定的進(jìn)氣量，最高進(jìn)氣溫度(空氣密度最低)時產(chǎn)生的壓力最低。對于一條給定的壓力與流量特性曲線，就有一條功率與流量特性曲線。 離心式風(fēng)機(jī)的工作原理與透平壓縮機(jī)基本相同，只是由于氣體流速較低，壓力變 化不大，一般不需要考慮氣體比容的變化，即把氣體作為不可壓縮流體處理[7]。 風(fēng)機(jī)已有悠久的歷史。中國在公元前許多年就已制造出簡單的木制礱谷風(fēng)車，它的工作原理與現(xiàn)代離心式風(fēng)機(jī)基本相同。 圖1-2 通風(fēng)機(jī) 1862年，英國的圭貝爾發(fā)明離心式風(fēng)機(jī)，其葉輪、機(jī)殼為同心圓型，機(jī)殼用磚制，木制葉輪采用后向直葉片，效率僅為40%左右，主要用于礦山通風(fēng)。 1880年，人們設(shè)計出用于礦井排送風(fēng)的蝸形機(jī)殼，以及后向彎曲葉片的離心式風(fēng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)已算是比較完善了。 1892年法國研制成橫流風(fēng)機(jī)。 1898年，愛爾蘭人設(shè)計出前向葉片的西羅柯式離心式風(fēng)機(jī)，并為各國廣泛采用。 19世紀(jì)，軸流風(fēng)機(jī)已應(yīng)用于礦井通風(fēng)和冶金工業(yè)的鼓風(fēng)，但其壓力僅為100～300帕，效率僅為15～25%，直到二十世紀(jì)40年代以后才得到較快的發(fā)展。 1935年，德國首先采用軸流風(fēng)機(jī)為鍋爐通風(fēng)和引風(fēng)。 1948年，丹麥制成運行中動葉可調(diào)的軸流風(fēng)機(jī)；旋軸流風(fēng)機(jī)、子午加速軸流風(fēng)機(jī)、斜流風(fēng)機(jī)以及橫流風(fēng)機(jī)。 2002年，中國的防爆離心式風(fēng)機(jī)，在化工、石油、機(jī)械等領(lǐng)域廣泛采用[4]。 隨著離心式風(fēng)機(jī)的應(yīng)用范圍越來越廣，各種不足和問題也都開始逐一被發(fā)現(xiàn)并改進(jìn)。但是單一的發(fā)現(xiàn)問題后再改進(jìn)已經(jīng)無法滿足市場快速發(fā)展的需求。離心式風(fēng)機(jī)的發(fā)展必須以滿足市場需求為前提，加以創(chuàng)新，研發(fā)出新式的離心式風(fēng)機(jī)，如此才能推動市場的發(fā)展。 離心式風(fēng)機(jī)是一臺構(gòu)造復(fù)雜的設(shè)備，主要有進(jìn)風(fēng)口、風(fēng)閥、葉輪、電機(jī)、出風(fēng)口等組成。在不同的狀態(tài)下，離心式風(fēng)機(jī)的用途也不相同。因此，不同的部分運行狀況不同時，離心式風(fēng)機(jī)的效果會受到影響[6]。 1.2 國內(nèi)外離心風(fēng)機(jī)的研究現(xiàn)狀 離心風(fēng)機(jī)是工業(yè)生產(chǎn)不可或缺的通用機(jī)械之一，并且對日常生活也起著至關(guān)重要的作用，且離心風(fēng)機(jī)行業(yè)規(guī)模約占整個風(fēng)機(jī)行業(yè)的一半左右。 我國的離心式風(fēng)機(jī)設(shè)計起步較早，從20世紀(jì)50年代開始，起初主要是消化吸收國外的先進(jìn)風(fēng)機(jī)設(shè)計制造技術(shù)，生產(chǎn)一般離心風(fēng)機(jī)；20世紀(jì)60、70年代，我國開始獨立進(jìn)行風(fēng)機(jī)設(shè)計，設(shè)計生產(chǎn)的風(fēng)機(jī)共11個系列，包括109種規(guī)格，其中很大一部分作為節(jié)能高效產(chǎn)品得到國家大力扶持、推廣；20世紀(jì)80、90年代，我國離心風(fēng)機(jī)工業(yè)發(fā)生了巨大變化，不斷地積累風(fēng)機(jī)生產(chǎn)的經(jīng)驗，不斷地消化國外技術(shù)，使風(fēng)機(jī)行業(yè)不斷發(fā)展壯大，一批風(fēng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)得到巨大發(fā)展，為能源、化工、紡織以及環(huán)保等重要行業(yè)的生產(chǎn)提供離心風(fēng)機(jī)。如今已經(jīng)基本上能夠設(shè)計生產(chǎn)與重大裝備相匹配的風(fēng)機(jī)。從2000年開始，我國不斷加快工業(yè)化進(jìn)程，給離心風(fēng)機(jī)行業(yè)的快速發(fā)展創(chuàng)造了機(jī)會，2000年～2007年該行業(yè)收入總額以年增長率20%左右持續(xù)增長，離心風(fēng)機(jī)銷售市場規(guī)模在2007年達(dá)到大約230億元[3]。 圖1-3 風(fēng)機(jī)部件 雖然我國的離心風(fēng)機(jī)行業(yè)獲得了巨大的發(fā)展，但與國外的先進(jìn)企業(yè)技術(shù)相比，仍然存在著較大的差距，主要表現(xiàn)在以下幾個方面： 1）我們國內(nèi)的絕大多數(shù)風(fēng)機(jī)企業(yè)只生產(chǎn)中、小型風(fēng)機(jī)，設(shè)計生產(chǎn)大型設(shè)備用風(fēng)機(jī)的能力較弱，無法與國外公司競爭。 2）中、小型離心風(fēng)機(jī)產(chǎn)品普遍存在的不足是外觀質(zhì)量不好，產(chǎn)品表面處理工藝與國外有較大差距，很難進(jìn)入國際市場。 3）設(shè)計的離心式通風(fēng)機(jī)，由于過分提高風(fēng)機(jī)運行效率，使產(chǎn)品不容易加工制造，增加生產(chǎn)成本。 4）部分離心風(fēng)機(jī)基本系列不全，技術(shù)水平比較落后，效率較低，噪聲較高。 5）制造工藝上存在較大差距，國外已經(jīng)使用了釬焊、開槽焊等先進(jìn)工藝制造葉輪，而在國內(nèi)還沒有采用這些工藝。在葉輪焊接方面，國外采用焊接質(zhì)量更好的數(shù)控自動焊接工藝，而國內(nèi)還是普遍使用手工弧焊的落后工藝。 隨著工業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)步，為滿足相關(guān)行業(yè)對配套離心風(fēng)機(jī)的需求，國內(nèi)外離心風(fēng)機(jī)技術(shù)將朝以下幾個方面發(fā)展： 1）大型化。其容量還會進(jìn)一步的增大。隨著能源、化工和礦工等行業(yè)生成設(shè)備的不斷增大，與其相配套的風(fēng)機(jī)的容量也必須增大。 2）高效化。進(jìn)一步完善三元流動理論，將三元流動理論應(yīng)用到離心風(fēng)機(jī)的葉輪設(shè)計中，提高離心風(fēng)機(jī)的性能。通過增大離心風(fēng)機(jī)的節(jié)能范圍，可以提高離心風(fēng)機(jī)在其負(fù)荷不斷變化的情況下的效率。 圖1-4 離心通風(fēng)機(jī) 3）高速小型化。采用三元流動葉輪的各類風(fēng)機(jī)，不僅提高了效率，而且也增加了風(fēng)機(jī)全壓，所以相同條件下，葉輪直徑可以減少10%～30%，使風(fēng)機(jī)體積減小和重量減輕。在提高轉(zhuǎn)速的同時也可以極大地減小風(fēng)機(jī)尺寸。保證高速旋轉(zhuǎn)的一批技術(shù)成果的不斷涌現(xiàn)，極大地促進(jìn)了風(fēng)機(jī)高速小型化的發(fā)展。 4）低噪聲化。工業(yè)生產(chǎn)的日常生活中廣泛使用的風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的噪聲嚴(yán)重影響著人們的日常生活。風(fēng)機(jī)大容量化及高速化將會加重噪聲問題，降低噪聲即成為風(fēng)機(jī)設(shè)計中需要重點研究的問題。 5）節(jié)能化。離心風(fēng)機(jī)的節(jié)能潛力很大，開發(fā)節(jié)能型離心風(fēng)機(jī)產(chǎn)品，并從各個方面考慮降低離心風(fēng)機(jī)的能耗，更有助于降低國家能源的消耗[8]。 國內(nèi)離心風(fēng)機(jī)廠家主要產(chǎn)品有大型工業(yè)鼓風(fēng)機(jī)、通風(fēng)機(jī)、煤氣鼓風(fēng)機(jī)、焦?fàn)t鼓風(fēng)機(jī)、多級高壓離心鼓風(fēng)機(jī)、單級高速離心鼓風(fēng)機(jī)等五十多個系列，四百多種規(guī)格的節(jié)能離心風(fēng)機(jī)產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于鋼鐵冶煉、火力發(fā)電、新型干法水泥、石油化工、污水處理、余熱回收、煤氣回收及核電等領(lǐng)域。 未來隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)，工業(yè)行業(yè)正大力開展節(jié)能降耗工程，進(jìn)行產(chǎn)業(yè)升級和整合重組，所以工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)備需要大量更新，離心風(fēng)機(jī)作為工業(yè)的重要配套設(shè)備，將更多的應(yīng)用于電力、水泥、石油、化工、煤炭、礦山和環(huán)保等領(lǐng)域，在新的經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢下，將繼續(xù)保持較快的增長速度。同時國內(nèi)離心風(fēng)機(jī)企業(yè)在如燒結(jié)主抽離心風(fēng)機(jī)、污水處理離心風(fēng)機(jī)、焦化循環(huán)離心風(fēng)機(jī)等產(chǎn)品研制與開發(fā)制造上發(fā)展緩慢，與國外競爭顯得勢單力薄，市場開拓緩慢[5]。 1.3 離心風(fēng)機(jī)概述及DGF3.55A外轉(zhuǎn)子離心風(fēng)機(jī)的特點 1.3.1 離心風(fēng)機(jī)的概述 風(fēng)機(jī)在工作中，氣流由風(fēng)機(jī)軸向進(jìn)入葉片空間，然后在葉輪的驅(qū)動下一方面隨葉輪旋轉(zhuǎn)；另一方面在慣性力的作用下提高能量，沿半徑方向離開葉輪，靠產(chǎn)生的離心力來做功的風(fēng)機(jī)稱為離心式風(fēng)機(jī)。 圖1-5 帶傳動離心式通風(fēng)機(jī) 離心式風(fēng)機(jī)是根據(jù)動能轉(zhuǎn)換為勢能的原理，利用高速旋轉(zhuǎn)的葉輪將氣體加速，然后減速、改變流向，使動能轉(zhuǎn)換成勢能（壓力）。在單級離心式風(fēng)機(jī)中，氣體從軸向進(jìn)入葉輪，氣體流經(jīng)葉輪時改變成徑向，然后進(jìn)入擴(kuò)壓器。在擴(kuò)壓器中，氣體改變了流動方向造成減速，這種減速作用將動能轉(zhuǎn)換成壓力能。壓力增高主要發(fā)生在葉輪中，其次發(fā)生在擴(kuò)壓過程中。在多級離心式風(fēng)機(jī)中，用回流器使氣流進(jìn)入下個葉輪，產(chǎn)生更高的壓力。通風(fēng)機(jī)廣泛地應(yīng)用于各個工業(yè)部門，是各企業(yè)普遍使用的設(shè)備，鍋爐通風(fēng)、輕煙除塵、通風(fēng)冷卻都離不開通風(fēng)機(jī)。在電站、礦井以及環(huán)保工程通風(fēng)機(jī)更是不可缺少的重要設(shè)備，在采暖通風(fēng)以及特殊用途，如高溫通風(fēng)、防暴通風(fēng)、強(qiáng)腐蝕條件下通風(fēng)，由于其用途不同，要求其必須具有相應(yīng)的結(jié)構(gòu)特點和性能，并且要求高效率、低噪音、大型化和調(diào)節(jié)自動化，這一切都要求我們對通風(fēng)機(jī)有較高的認(rèn)識和設(shè)計能力，我們以學(xué)習(xí)的態(tài)度來完成本次設(shè)計[27]。 通風(fēng)機(jī)的種類繁多，按作用原理可分為容積式、透平式、噴射式。其中容積式有分為往復(fù)式（用曲軸連桿機(jī)構(gòu)使活塞在氣缸內(nèi)做往復(fù)運動，以減小氣體所占的容積，從而使壓力上升）、回轉(zhuǎn)式（主要是羅茨式風(fēng)機(jī)）、透平式又分成離心式（氣體進(jìn)入旋轉(zhuǎn)葉片通道，在離心力作用下，氣體被壓縮并拋向葉輪外）、軸流式（氣體軸向進(jìn)入旋轉(zhuǎn)葉片通道，由于葉片與氣體相互作用，氣體被壓縮并軸向排出）、混流式（氣體與主軸成某一角度的方向進(jìn)入旋轉(zhuǎn)葉道）、橫流式（氣體橫貫旋轉(zhuǎn)葉道而受到葉片作用而升高壓力）[2]。 1.3.2 DGF3.55A外轉(zhuǎn)子離心風(fēng)機(jī)的特點 圖1-6 外轉(zhuǎn)子離心風(fēng)機(jī) 外轉(zhuǎn)子離心風(fēng)機(jī)屬于風(fēng)量適中、風(fēng)壓偏高類型，且風(fēng)機(jī)體積小、占用空間小、噪聲低、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、經(jīng)久耐用。主要適用于吊頂空調(diào)、立柜式空調(diào)以及凈化、通風(fēng)等場合。 DGF3.55A系列外轉(zhuǎn)子離心風(fēng)機(jī)主要特點： 1）效率高于普通外轉(zhuǎn)子風(fēng)機(jī)； 2）驅(qū)動電機(jī)與風(fēng)機(jī)連為一體，無傳動損耗，運行成本較其它傳動型式經(jīng)濟(jì)； 3）噪聲低于普通外轉(zhuǎn)子風(fēng)機(jī)； 4）徹底克服普通外轉(zhuǎn)子風(fēng)機(jī)在大流量時，極易產(chǎn)生振喘的弊病； 5）性能曲線較普通外轉(zhuǎn)子風(fēng)機(jī)平坦，風(fēng)機(jī)可用工況范圍寬[35]。 1.3.3 外轉(zhuǎn)子電機(jī)的概念 當(dāng)電機(jī)帶動外轉(zhuǎn)子(即外磁鋼)總成旋轉(zhuǎn)時,通過磁場的作用磁力線穿過隔離套帶動內(nèi)轉(zhuǎn)子(即內(nèi)磁鋼)總成和葉輪同步旋轉(zhuǎn),介質(zhì)完全封閉在靜止的隔離套內(nèi),從而達(dá)到無泄漏抽送介質(zhì)的目的,解決了機(jī)械傳動泵的軸封泄漏,是全密封、無泄漏、無污染的新型電機(jī)。 1.端蓋 2.轉(zhuǎn)子 3.定子 4. 機(jī)軸 5.軸承 圖1-6 外轉(zhuǎn)子電機(jī)結(jié)構(gòu)圖 外轉(zhuǎn)子電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點及裝配工藝如下：該電機(jī)轉(zhuǎn)子部分采用鋁殼整體鑄造，把轉(zhuǎn)子疊壓片通過鑄鋁模與外殼澆鑄成一體，既保證了轉(zhuǎn)子的強(qiáng)度，其鋁外殼又有利于電機(jī)的散熱；在電機(jī)的裝配過程中，先把電機(jī)機(jī)軸通過轉(zhuǎn)子底部的軸套孔壓入轉(zhuǎn)子內(nèi)部，為了保證機(jī)軸與轉(zhuǎn)子內(nèi)腔的同心度和垂直度專門制造了壓軸的胎具，確保其同心度在0.05mm以內(nèi)；然后再把端蓋壓入嵌線定子，為保證端蓋壓入后它的上下兩個軸承箱與定子外圓的同心度和垂直度，也是制造了專用的壓裝胎具；在電機(jī)的裝配過程中，特別是軸承的安裝，為了不使軸承的內(nèi)外圈受偏心力造成軸承損壞，分別制作了軸承壓裝套。端蓋壓入嵌線定子后，通過其上下軸承箱內(nèi)的軸承與轉(zhuǎn)子內(nèi)的機(jī)軸配裝在一起，這樣電機(jī)就裝好了[10]。 1.4 本文研究的目的 當(dāng)今時代能源緊缺，而風(fēng)機(jī)是耗能大戶。故提高風(fēng)機(jī)的運行效率己成為風(fēng)機(jī)行業(yè)不可推卸的責(zé)任，也是風(fēng)機(jī)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。由此，提出離心式風(fēng)機(jī)個性化設(shè)計。所謂離心式風(fēng)機(jī)個性化設(shè)計就是針對一個特定用戶提出的氣動性能參數(shù)及使用條件，設(shè)計者應(yīng)設(shè)計出一種專用的離心式風(fēng)機(jī)，除了滿足用戶的使用條件外，還應(yīng)保證用戶需求的性能參數(shù)(即正常運行工況)處于風(fēng)機(jī)氣動性能曲線的最高效率點，至少應(yīng)處于高效區(qū)域內(nèi)，以達(dá)到最佳節(jié)能目的[34]。 隨著離心式風(fēng)機(jī)的應(yīng)用范圍越來越廣，各種不足和問題也都開始逐一被發(fā)現(xiàn)并改進(jìn)。但是單一的發(fā)現(xiàn)問題后再改進(jìn)已經(jīng)無法滿足市場快速發(fā)展的需求。離心式風(fēng)機(jī)的發(fā)展必須以滿足市場需求為前提，加以創(chuàng)新，研發(fā)出新式的離心式風(fēng)機(jī)才能推動市場的發(fā)展。雖然功能各異，但是總體上離心式風(fēng)機(jī)的發(fā)展正朝著低能耗、低噪音、高效率的方向發(fā)展。 然而外轉(zhuǎn)子離心風(fēng)機(jī)屬風(fēng)量適中，風(fēng)壓偏高類型，風(fēng)機(jī)體積小、占用空間小、噪聲低、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、經(jīng)久耐用。主要適用于吊頂空調(diào)、立柜式空調(diào)以及凈化、通風(fēng)等場合[1]。 圖1-7 DGF3.55系列外轉(zhuǎn)子離心風(fēng)機(jī) 第二章 離心風(fēng)機(jī)的基本原理 2.1離心風(fēng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 2.1.1 離心風(fēng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 由于本次設(shè)計的是離心式通風(fēng)機(jī)，故以介紹離心式為主。離心式通風(fēng)機(jī)的主要部件一般由葉輪、蝸殼、導(dǎo)流器、集流器、進(jìn)氣箱以及擴(kuò)散器等組成。如圖： 圖2-1 離心通風(fēng)機(jī) 1-葉輪 2-蝸殼 3-集流器 （一） 葉輪 葉輪是風(fēng)機(jī)的主要部件，它的尺寸和形狀對風(fēng)機(jī)的通風(fēng)機(jī)性能有著重大影響，其作用是轉(zhuǎn)化能量、產(chǎn)生能量。葉輪分為封閉式和開式兩種。封閉式葉輪一般由前盤、后盤、葉片、輪轂等組成。而葉片又有前彎式、徑向式、后彎式。根據(jù)葉片形狀又分為平板型、圓弧形、機(jī)翼形等。葉片出口角度不同又可分為前向、徑向、后向。 （二）蝸殼 風(fēng)機(jī)的蝸殼由蝸舌和進(jìn)風(fēng)口等組成。其中螺形室是由蝸板和左右兩塊側(cè)板（鋼、塑料板、玻璃鋼等為材料）焊接而成，其作用是收集從葉輪甩出的氣流，并將高速氣流的速度降低，使其靜壓力增加，以此來克服外界的阻力并將氣流送出。螺形室的輪廓線是阿基米德螺旋線或是對數(shù)螺旋線，其出口附近的“舌頭”結(jié)構(gòu)稱為蝸舌，作用是防止部分氣流在蝸殼內(nèi)循環(huán)流動。蝸舌有深舌、平舌、線舌三種。蝸舌處流體的流動比較復(fù)雜。它的幾何形狀由蝸舌尖部的圓弧半徑r以及距葉輪的距離t決定，對風(fēng)機(jī)性能和噪音影響較大[14]。 （三）導(dǎo)流器 導(dǎo)流器又稱為進(jìn)口風(fēng)量調(diào)節(jié)器。在風(fēng)機(jī)的集流器之前，一般裝置有導(dǎo)流器，運行時通過改變導(dǎo)流器葉片的角度來改變風(fēng)機(jī)性能，擴(kuò)大工作范圍和提高調(diào)節(jié)的經(jīng)濟(jì)性。 （四）集流器與進(jìn)氣箱 集流器的作用是在損失最小的情況下引導(dǎo)氣流均勻地充滿葉輪進(jìn)口。集流器的形狀與葉輪入口的間隙大小對風(fēng)機(jī)的性能均有影響。其基本形狀有圓筒形、圓錐形和錐弧形等。 （五）擴(kuò)散器 擴(kuò)散器又稱為擴(kuò)壓器。因蝸殼出口斷面的氣流速度很大，所以在蝸殼末端裝有擴(kuò)散器。其作用是降低氣流速度，使部分動能轉(zhuǎn)化成為壓能，另外蝸殼出口到擴(kuò)散器出口截面流速分布不均勻并向葉輪旋轉(zhuǎn)方向偏斜。因此，擴(kuò)散器一般要做成向葉輪一邊擴(kuò)大，其擴(kuò)散角通常為6°—8°[9]。 2.1.2 離心風(fēng)機(jī)的工作原理 離心式通風(fēng)機(jī)的工作主要依靠離心力完成。氣體在離心風(fēng)機(jī)中的流動是軸向的，后轉(zhuǎn)彎垂直于通風(fēng)機(jī)軸的徑向，當(dāng)氣體通過旋轉(zhuǎn)葉輪的葉道間，由于葉片的作用氣體獲得能量，即氣體壓力提高和動能增加。當(dāng)氣體獲得能量足以克服其阻力時則可將氣體輸送到遠(yuǎn)處或高處[15]。 離心通風(fēng)機(jī)的理論公式即離心通風(fēng)機(jī)的基本方程式是利用流體力學(xué)的動量矩原理推算而得，其表達(dá)為： （2-1） －――――――――――――――――――離心通風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的理論壓頭 、――――――――――――――葉輪進(jìn)出口的圓周速度 、――――――――――――――氣流質(zhì)點在葉輪進(jìn)出口處的絕對速度 －――――――――――――――――――重力加速度 、――――――――――――葉輪進(jìn)出口處圓周速度與絕對速度的夾角 ―――――――――――――――――――氣體的重度 氣體在離心式通風(fēng)機(jī)內(nèi)的流動如下圖：葉輪安裝在蝸殼1內(nèi)，當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時，氣體從進(jìn)氣口軸向吸入，然后氣體約轉(zhuǎn)折90度流經(jīng)葉片構(gòu)成的流道，而蝸殼將甩出的氣體集中，再導(dǎo)流，從風(fēng)機(jī)出口6排出，其原理是：氣體在離心式風(fēng)機(jī)中的流動先為軸向，而后轉(zhuǎn)變?yōu)榇怪庇陲L(fēng)機(jī)的徑向運動，當(dāng)氣體通過旋轉(zhuǎn)葉輪葉片流道，由于葉片的作用，氣體獲得能量，即氣體的壓力提高和動能增加[11]。 1-蝸殼 2-葉輪 3-輪轂 4-主軸 5-集風(fēng)器 6-蝸殼出口 7-軸箱 8-機(jī)架 9-聯(lián)軸器 圖2-2 氣體流動狀態(tài)示意圖 2.2 離心風(fēng)機(jī)的基本理論特性 2.2.1 離心風(fēng)機(jī)的特性參數(shù) （一） 通風(fēng)機(jī)進(jìn)口標(biāo)準(zhǔn)狀況 它是指通風(fēng)機(jī)進(jìn)口處空氣的壓力為一個大氣壓。溫度為20 ℃，相對溫度為 50％的氣體狀況。 （二）氣體密度 氣體密度由氣體狀態(tài)方程決定： （2-2） （三）流量 流量是指單位時間內(nèi)流過通風(fēng)機(jī)入口的氣體體積或稱為容積流量，其單位為m3/h、m3/min、m3/s，用Q來表示。 （四）通風(fēng)機(jī)的全壓P 氣流在某一點或某一截面上的總壓等于該點或截面上的靜壓和動壓之和。而通風(fēng)機(jī)的全壓則定義為通風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口截面上的總壓之： （2-3） 注：、、、、、通風(fēng)機(jī)進(jìn)、出口截面的靜壓、密度、速度 （五）通風(fēng)機(jī)的動壓Pdf 通風(fēng)機(jī)出口截面上氣體的動能表示壓力： （2—4）[26] （六）通風(fēng)機(jī)的靜壓Psf 用通風(fēng)機(jī)的全壓減去動壓，即： （2-5） （七）通風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 指葉輪每秒鐘旋轉(zhuǎn)的速度，一般稱為角速度，用表示。 （八）通風(fēng)機(jī)的功率 1、通風(fēng)機(jī)的有效功率 即在單位時間內(nèi)獲得有效能量： （2-6） 2、通風(fēng)機(jī)的內(nèi)部功率 等于有效功率加上通風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動損失功率： （2-7） 3、通風(fēng)機(jī)的軸功率 等于通風(fēng)機(jī)內(nèi)部功率加上軸承和傳動裝置的機(jī)械損失（輸入功率）： （2-8） （九）通風(fēng)機(jī)效率 1、通風(fēng)機(jī)的全壓內(nèi)效率sn 等于通風(fēng)機(jī)全壓有效功率與內(nèi)部功率的比值： （2-9） 2、通風(fēng)機(jī)的靜壓有效功率sf.in 等于通風(fēng)機(jī)靜壓有效功率與通風(fēng)機(jī)內(nèi)部功率之比值： （2-10） 3、通風(fēng)機(jī)的全壓效率if 等于全壓有效功率與輸出功率之比： （2-11） 4、通風(fēng)機(jī)靜壓效率sf 等于靜壓有效功率與軸功率之比： （2-12）[13] 2.2.2 離心通風(fēng)機(jī)的基本方程式 假設(shè)把它當(dāng)做一元流體來討論，但是氣體在通風(fēng)機(jī)內(nèi)的流動是非常復(fù)雜的，為了簡便起見，流速原理分析，基本假設(shè)有： （1）氣體流動時沒有任何能量損失； （2）葉輪葉片無限多，葉片厚度無限?。? （3）氣體做穩(wěn)定流動； （4）不考慮氣體的壓縮性（壓縮機(jī)除外）。 而現(xiàn)實中有些情況與上述條件是有差異的。所以，我們對那些與實際情況不符合的地方可以加以修正[16]。 根據(jù)第一條假定，原動機(jī)到通風(fēng)機(jī)軸上的外力矩等于葉輪傳給氣體的力矩有： （2—13） 又因為 （2—14） 得到 （2—15） 根據(jù)動量定理，單位時間內(nèi)經(jīng)由葉片流出的氣體動量對軸心的動量矩與葉片入口前流入氣體動量對軸心的動量矩之差，等于加給氣體的外力矩： 即 （2—16） 注： -------------氣體的重度 、------葉片無限多時葉片出入口氣流切向分速度 、----------葉片入、出口的半徑 所以 （2—17） （2—18） 當(dāng)氣流徑向進(jìn)入時，有： （2—19） （1—20）[12] 2.2.3 離心通風(fēng)機(jī)的理論特性曲線 1、理論特性曲線 通風(fēng)機(jī)在一定的吸氣狀態(tài)和一定轉(zhuǎn)速下，工作時通風(fēng)機(jī)的理論全壓和理論流量之間關(guān)系曲線叫做通風(fēng)機(jī)的理論全壓特性曲線。 （2—21） 圖2-3 理論全壓特性曲線 2、理論功率特性曲線 通風(fēng)機(jī)在一定轉(zhuǎn)速工作下，不考慮任何損失時軸功率與理論流量之間的關(guān)系成為： （2—22） 把（1—9）代入（1—10）中得： （2—23） 由特性曲線可以看出，后向葉片功率增加較慢，前向葉片功率增加較快，徑向葉片處于兩者之間。所以，后向葉片的超載能力大[19]。如下圖： 圖2-4 理論功率特性曲線 2.2.4 離心風(fēng)機(jī)的損失和效率 一般情況下通風(fēng)機(jī)的損失包括流動損失、容積損失、摩擦損失和外部機(jī)械損失。其中流動損失引起通風(fēng)機(jī)壓力下降，容積損失引起流量減小，摩擦損失和外部機(jī)械損失則引起外部功率的消耗[17]。 1、流動損失和流動效率 流動損失產(chǎn)生的原因在于氣體的粘性，包括氣體摩擦損失和渦流損失兩類，流動效率是實際全壓和理論全壓之比。 2、容積損失和容積效率 由于存在間隙而引起泄漏所造成的損失就叫容積損失。容積效率為實際流量與吸入葉輪流量之比。 3、輪盤摩擦損失 葉輪旋轉(zhuǎn)時，葉輪的輪盤外表面積和輪蓋與周圍氣體產(chǎn)生摩擦而引起的損失叫做輪盤摩擦損失[14]。 第三章 相似設(shè)計理論 3.1 相似理論 3.1.1 概述 所謂相似設(shè)計理論，即根據(jù)實驗研究出來的性能良好、運行可靠的模型來設(shè)計與模型相似的通風(fēng)機(jī)。通風(fēng)機(jī)的相似設(shè)計，在通風(fēng)設(shè)計中具有重要地位。在掌握較多空氣的動力學(xué)略圖和無因次性能曲線的情況下，遇見具體產(chǎn)品設(shè)計時，只要在這些空氣動力學(xué)略圖中進(jìn)行選擇后即可做產(chǎn)品的結(jié)果設(shè)計，而無需在空氣性能上做更多的研討[24]。 3.1.2 相似原理 現(xiàn)象相似條件，在幾何相似的兩體系中。進(jìn)行同一性質(zhì)的過程，而且體系中各對應(yīng)點上表示現(xiàn)象特性的同類量的比值等于常數(shù)，即成比例關(guān)系時，則此兩體系為互相相似的現(xiàn)象，對于兩通風(fēng)機(jī)來說必須具備下列條件，才能稱為相似現(xiàn)象[18]。 1、幾何相似 相似現(xiàn)象只有發(fā)生在幾何相似的體系內(nèi)，所有幾何相似時相似的先決條件，是指模型和原型各對應(yīng)點的幾何尺寸對應(yīng)邊成比例，對應(yīng)角相等，葉片數(shù)相等。 注：下式中帶“ˊ”指模型尺寸，不帶“ˊ”指設(shè)計尺寸 （3-1） （3-2） （3-3） 2、運動相似 原型與模型各對應(yīng)點的同類量速度方向相同，大小比值等于常z數(shù)時，叫做運動相似。就通風(fēng)機(jī)葉輪的流動過程而言，運動相似是指 （3-4） （3-5） （3-6） （3-7） 即對應(yīng)點速度三角形相似，且對應(yīng)點兩速度三角形大小相差的倍數(shù)相等。 3、動力相似 原型與模型內(nèi)容對應(yīng)點的同類力方向相同，而大小比值等于常數(shù)時叫動力相似。就通風(fēng)機(jī)內(nèi)流動而言，作用在基元流體上主要力有慣性力I、粘性力R和總壓力動力相似指： （3-8） （3-9） （3-10） （3-11） 根據(jù)理論力學(xué)和流體力學(xué)原理，上式可得 （雷諾數(shù)） （3-12） ---------------------------運動粘性系數(shù) ---------------------------特征常數(shù) ---------------------------特征速度 Re是一個無因次項，因為它是用來表示動力相似的，所以稱為相似準(zhǔn)則數(shù)。要驗查所有點是否滿足上述各種關(guān)系式，來判斷兩通風(fēng)機(jī)是否相似是很困難的，實際上幾何相似的通風(fēng)機(jī)中，只要能保持葉片入口速度三角形相似，且對應(yīng)點的慣性力和粘性力比值相等，則流動過程必然相似。因此，兩通風(fēng)機(jī)流動過程相似條件為：1、幾何相似 2、流量系數(shù)相等 3、Re相等[10]。 3.2 通風(fēng)機(jī)的無因此特性曲線 在Re不變的情況下，P-Q和N-Q關(guān)系曲線為無因次特性曲線。這組曲線適用于轉(zhuǎn)速不等，尺寸不同的同一類通風(fēng)機(jī)，所以又叫同類型特性曲線。無因次特性曲線可直接由試驗求得，或由單體特性曲線換算得到。 圖3-1 通風(fēng)機(jī)無因次特性曲線 要保持尺寸不同的所有同一類型的通風(fēng)機(jī)的Re都相等，不是隨便可以辦到的，不過只要Re大于它的臨界值，即通風(fēng)機(jī)的流動狀態(tài)處在阻力平方區(qū)時，或是兩通風(fēng)機(jī)的Re值相差不超過2-3倍時可以忽略Re的影響，同一無因次特性曲線它們都適用[20]。 同系列通風(fēng)機(jī)愛不同轉(zhuǎn)速，尺寸和氣體密度條件下的特征： 1、轉(zhuǎn)速不同的通風(fēng)機(jī)的特性 （3-13） （3-14） （3-15） 2、尺寸不同的通風(fēng)機(jī)的特性 （3-16） （3-17） （3-18） 3、密度不同的通風(fēng)機(jī)的特性 （3-19） （3-20） 4、比轉(zhuǎn)速直徑系數(shù)和周速系數(shù) 只靠流量系數(shù)Q和全壓系P表示通風(fēng)機(jī)的特性是不夠的。因為它們不能反映通風(fēng)機(jī)的尺寸和轉(zhuǎn)速，所以需要討論另外一些系數(shù)。 （1）比轉(zhuǎn)數(shù) （3-21） 兩通風(fēng)機(jī)在相似情況下工作時，它們的比轉(zhuǎn)數(shù)相等，在不同的工況下對應(yīng)不同的比轉(zhuǎn)數(shù)。通常把通風(fēng)機(jī)最高效率點的比轉(zhuǎn)數(shù)作為該系列通風(fēng)機(jī)的比轉(zhuǎn)數(shù) （2）直徑系數(shù) 其標(biāo)志通風(fēng)機(jī)葉輪直徑大小 （3-22） 表示所討論的葉輪直徑比Q=1 P=1/2的標(biāo)準(zhǔn)葉輪增大倍數(shù)。 （3）周速系數(shù) 圓周速度和出口速度的比值叫做周數(shù)系數(shù)，用表示 （3-23） 周速系數(shù)表示通風(fēng)機(jī)在一定全壓條件下葉輪周速的大小[22]。 3.3 通風(fēng)機(jī)的相似設(shè)計步驟 1、根據(jù)給定的流量、壓力、氣體狀態(tài)等一系列參數(shù)將它換算為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)口狀態(tài)（）的流量和全壓。 2、比轉(zhuǎn)數(shù)的確定 首先選取轉(zhuǎn)速如通風(fēng)機(jī)和電動機(jī)為直連轉(zhuǎn)動，那么通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速只能根據(jù)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速選取。由選取的轉(zhuǎn)速及換算好的流量全壓來計算比轉(zhuǎn)數(shù)最后找出比轉(zhuǎn)數(shù)ns接近式相等的模型機(jī)器。 3、確定比轉(zhuǎn)數(shù)后，根據(jù)模型的無因次特性曲線，找出最高效率點壓力系數(shù)流量系數(shù)全壓效率值. 4、由值根據(jù)式 （3-24） 確定、及圓周速度 5、確定幾何比例常數(shù) 由圓周速度及轉(zhuǎn)速可得葉輪外徑 （3-25） 　?。?-26） 已知D2后也可根據(jù)系列風(fēng)機(jī)的空氣動力學(xué)略圖，確定新風(fēng)機(jī)的尺寸。 6、通風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，并驗算零部件的強(qiáng)度[28]。 3.4 校核理論 離心通風(fēng)機(jī)的零件，應(yīng)具備有足夠的強(qiáng)度和剛度，以保證通風(fēng)機(jī)的運行安全和使用壽命。因此，設(shè)計者必須在經(jīng)濟(jì)合算的基礎(chǔ)上合理確定離心通風(fēng)機(jī)的尺寸和材料。離心通風(fēng)機(jī)大部分零件的強(qiáng)度計算都是近似的。 通風(fēng)機(jī)的校核包括： a、葉輪的強(qiáng)度計算 b、主軸的強(qiáng)度計算 c、主軸的臨界速度 d、滾動軸承的校核 但是，這次的設(shè)計特殊，因為是外轉(zhuǎn)子離心風(fēng)機(jī)，所以在校核過程中還必須有轉(zhuǎn)子的平衡校核[25]。 第四章 DGF3.55A外轉(zhuǎn)子離心風(fēng)機(jī)的總體設(shè)計 4.1 相似設(shè)計數(shù)據(jù)分析和計算 4.1.1 概述 本次設(shè)計是以DGF3.55B外轉(zhuǎn)子離心風(fēng)機(jī)為模型機(jī)，用相似理論和相似設(shè)計方法，設(shè)計所需的通風(fēng)機(jī)。 需設(shè)計DGF3.55A外轉(zhuǎn)子離心風(fēng)機(jī)的基本參數(shù)： 流量Q：3800-----4800m3/h 壓力P：460------445pa 功率：76％左右 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速：選為933r/min 已知DGF3.55B外轉(zhuǎn)子離心風(fēng)機(jī)的基本參數(shù) 流量Q：4900-------5800m3/h 壓力P：480--------450pa 功率：76％左右 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速：選為933r/min 基本計算 由DGF3.55B基本參數(shù)值做無因次曲線 DGF3.55B參數(shù)值表 表4-1 DGF3.55B參數(shù)值 1 2 3 4 5 Q(m3/h) 4871 5070 5267 5503 5772 P (pa) 478 477 476 463 452 (％) 73.9 73.5 73.2 69 66.7 由 （4-1） （4-2） 得、無因次參數(shù)、數(shù)值表 表4-2 設(shè)計風(fēng)機(jī)參數(shù)值 1 2 3 4 5 Q’ 0.00410 0.00417 0.00434 0.00453 0.00475 P’ 0.00277 0.00276 0.00275 0.00268 0.00262 我們以DGF3.55B為模型機(jī)設(shè)計新通風(fēng)機(jī)則可以認(rèn)為要設(shè)計通風(fēng)機(jī)和模型機(jī)有相同的無因次曲線。我們也認(rèn)為兩通風(fēng)機(jī)遵守比例定律，其在無因次曲線上，對應(yīng)點成比例。則 (模型機(jī)) （設(shè)計風(fēng)機(jī)） 兩風(fēng)機(jī)、是相同的，根據(jù)比例定律 得 （4-3） 已知 （4-4） 根據(jù)DGF3.55B風(fēng)機(jī)系列，選D2=359mm以滿足設(shè)計要求 （4-5） 4.1.2 風(fēng)機(jī)尺寸換算和結(jié)構(gòu)設(shè)計 1、葉輪 已知模型機(jī)葉輪主要尺寸為 表4-3 模型機(jī)主要尺寸 D2’ D1’ B2’ B1’ 2’ 390 285 100 137 45° 按相似原理得出設(shè)計風(fēng)機(jī)葉輪主要尺寸 表4-4 設(shè)計風(fēng)機(jī)主要尺寸 D2 D1 B2 B1 2 359 257 90 123 45° 葉輪其他部分尺寸按同比例放大或縮小，對應(yīng)角相等。 注： 1）原模型機(jī)采用幾個中空機(jī)翼形葉片，則設(shè)計風(fēng)機(jī)就采用幾個中空機(jī)翼形葉片； 2）葉片始端形狀采用模型風(fēng)機(jī)的樣式，斜切始端，可以減小葉片入口沖擊提高通風(fēng)機(jī)效率，前盤采用弧形，后盤采用平板形。 3）葉片和前、后盤連接采用焊接，后盤和軸盤采用鉚接，具體尺寸見圖； 4）葉輪和集風(fēng)口得配合其徑向間隙由相關(guān)尺寸公差保證（說見圖中標(biāo)準(zhǔn)）。軸向間隙5-8mm，因為此處間隙對風(fēng)機(jī)的性能影響很大，所以要特別保證間隙精度。 2、集風(fēng)器 采用矩形集風(fēng)器，作用是將氣體導(dǎo)向葉輪，集風(fēng)器開關(guān)和集風(fēng)器與葉輪間隙大小對通風(fēng)機(jī)性能有很大的影響。 其主要尺寸，也是依照相似原理由模型機(jī)尺寸換算得到，說見圖中標(biāo)準(zhǔn)。 注： （1）集風(fēng)器和葉輪配合注意兩點：一是集風(fēng)器出口和葉輪入口的間隙，采用軸向間隙和徑向間隙，二是集風(fēng)器出口中形狀和葉輪入口附近前盤形狀相匹配，這樣可以最大限度減少流動損失使氣體流動連續(xù)，即減速規(guī)律相一致； （2）為了保證強(qiáng)度，增加了相應(yīng)部分材料的壁厚，具體尺寸詳見圖； （3）特別要保證集風(fēng)器喉部和出口尺寸精度[31]。 3、蝸殼 蝸殼設(shè)計主要是蝸殼形線如何取得，在此仍采用和模型機(jī)一樣的畫法，正方形畫法。相似原理計算得到機(jī)殼最大張開度A可得 （4-6） 則蝸殼內(nèi)壁形線 （4-7） （4-8） （4-9） （4-10） 以Ra 、Rb 、Rc 、Rd為半徑，以a為邊長的正方形四個頂點為圓心順次在頂點所在的象限的下一象限作圓弧和坐標(biāo)軸相交，最后連成的曲線即為蝸殼的形線。如圖： 圖4-1 通風(fēng)機(jī)蝸殼型線 注： 1）蝸殼形線要保證最大流量滿足設(shè)計要求，所以要對現(xiàn)得形線進(jìn)行驗證： （4-11) B-----------蝸殼寬度 所以是滿足要求的 2）為了保證蝸殼強(qiáng)度，在相應(yīng)部分材料增加了厚度，另外在蝸殼側(cè)板外加有加強(qiáng)角鋼，在蝸殼側(cè)板內(nèi)加油補(bǔ)強(qiáng)角鋼： 3）蝸殼的蝸舌則采用短舌，其半徑為r，根據(jù) （4-12） 取0.005得出r=2mm 4）蝸殼出口截面積FCB 依據(jù)FCB=1.3-1.4 取1.35 得 （4-13） 其中0.346為蝸殼出口高，0.26為蝸殼出口寬，亦是蝸殼的寬。 5、前導(dǎo)器 要實現(xiàn)設(shè)計要求的流量變化范圍，除了保證最大流量以外，還需設(shè)前導(dǎo)器，實現(xiàn)對流量的調(diào)節(jié)控制，但此設(shè)計主要側(cè)重于風(fēng)機(jī)的本身設(shè)計，所以圖中并未詳畫出[32]。 4.1.3 設(shè)計風(fēng)機(jī)空氣動力略圖 在空氣與機(jī)械雜質(zhì)混合的情況下，其密度隨雜質(zhì)的濃度呈正比例增加。通風(fēng)機(jī)的通流部分可用其氣動略圖來表示，按同一種氣動略圖制造不同尺寸和結(jié)構(gòu)的通風(fēng)機(jī)均屬于同一種類型，利用氣動略圖可以設(shè)計通風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)，此時必須知道繪制通風(fēng)機(jī)的基本元件（進(jìn)氣管、葉輪和蝸殼）。 在離心通風(fēng)機(jī)中，蝸殼的寬度B一般是不變的，而且大于葉輪的寬度。蝸殼的外壁大多數(shù)按螺旋性或正方形法則用圓弧來繪出。外殼在最靠近葉輪處轉(zhuǎn)變?yōu)槲伾?，由蝸舌和作為外殼的延長的平面所界定的機(jī)殼部分稱為機(jī)殼出口。機(jī)殼出口長度C和寬度B構(gòu)成通風(fēng)機(jī)的出口截面。在某種情況下，根據(jù)布置的需要，可以在葉輪后面配置帶葉片的或無葉片單位徑向擴(kuò)壓器以及其他形式的機(jī)殼（如有兩個或更多出口的蝸殼，直流式機(jī)殼等）來代替螺旋形機(jī)殼。 為了調(diào)節(jié)通風(fēng)機(jī)的工況可以采用各種形式的導(dǎo)流器，普遍采用的是裝在通風(fēng)機(jī)進(jìn)口的軸向?qū)Я髌?。離心通風(fēng)機(jī)與進(jìn)氣箱、擴(kuò)壓器、導(dǎo)流器或與其中一種元件的組合稱為通風(fēng)機(jī)裝置[27]。如圖表示： 圖4-2 通風(fēng)機(jī)裝置圖 我們實際生活中，我們所接觸的每一種機(jī)械，都要求有較好的性能和材料。而在本次設(shè)計中，為了滿足設(shè)計要求，而且進(jìn)行強(qiáng)度校核，我們在滿足強(qiáng)度、剛度、扭矩等條件下，考慮經(jīng)濟(jì)實用選取最優(yōu)材料。 4.1.4 風(fēng)機(jī)各部分材料的選擇 （1）葉輪組件結(jié)構(gòu)形式的確定 其中包括葉片的形式對通風(fēng)機(jī)性能的影響，葉片形狀和前盤形狀的選擇，從效率和噪音的角度出發(fā)選擇后彎圓弧葉片。 （2）集流器與葉輪進(jìn)口的間隙結(jié)構(gòu)的確定