KZ25-64-8型軸流式通風機的設計【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 優(yōu)秀設計 本科 畢業(yè) 設計 （ 論文 ） 開題報告 軸流式通風機設計 學 院 名 稱： 專 業(yè) 班 級 ： 學 生 姓 名 ： 學 號 ： 指 導 教 師 ： 填表時間： 20* 年 4 月 1日 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 設計（論文） 題目 軸流式通風機設計 設計（ 論文 ） 類型 （劃“”） 工程設計 應用研究 開發(fā)研究 基礎研究 其它 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 一、 本課題的 研究目的和意義 礦井通風的主要動力是通風機。通風機是礦井的“肺臟”。其日夜不停地運轉，加 之其功率大，因此其能耗很大。據統(tǒng)計，全國部屬煤礦主要通機平均電耗約占礦井電耗的 16%。 風機用電約占全國發(fā)電量的 10%；另據 1988 年原冶金部的規(guī)劃資料，我國金屬礦山的風機用電量占采礦用電的 30% ；鋼鐵工業(yè)的風機用電量占其生產用電的 20% ；煤炭工業(yè)的風機用電量占全國煤炭工業(yè)用電的 17%，由此可見，風機節(jié)能在國民經濟各部門中的地位和作用是舉足輕重的。研究設計一個好的風機對節(jié)能有很重大的意義。 所以合理地選擇和使用通風機，不僅關系到礦井的安全生產和職工的身體健康，而且對礦井的主要技術經濟指標也有一定影響。 本 課題研究 目的是了解通風機在現(xiàn)代工業(yè)中的重要作用， 了解通風機以及原理相似的汽輪機結構原理各部分作用，加深對大型機械實際加工過程以及所采用的典型的加工工藝方法，、工藝路線和實際加工過程所涉及的主要設備 。 了解通風機葉片以及其他各部分構件在實際中的 設計方法，能夠自行設計出合理的通風機結構，通過本次設計掌握整體機械結構設計的方法程序和步驟，掌握新學術論文的寫作格式，為以后的參加工作或深入學習打下基礎。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 二、 本課題的主要研究內容 1、 通風機總體方案設計 主要結構參數(shù)的確定：葉輪外徑轂比 ，葉片數(shù) z 。 選擇電動機：計算風機軸功率 N。注意容量富裕系數(shù)以及風機運行工況變化時功率的變化，按最大值選取。參考同類型風機確定。一般電動機的功率應為風機設計點功率的 2、 動葉片的空氣動力學設計 沿葉片高度劃分 30個以上的基元級（從葉根到葉頂間距逐漸加大），要求對每一個柵面都要進行計算。 要求用一種熟悉的高級語言編寫相應的計算程序，借助于計算機來完成動葉片的空氣動力學設計計算。 3 、 動葉片的強度校核 動葉片在 工作中受力如下： 1）葉片的離心力。 2）由于離心力作用點與支桿中心不重合而產生的離心力附加彎矩。 3）動葉片受到的氣動力（氣流對葉片的作用力）。 4）動葉氣動力合力作用點與葉片支桿中心不重合而產生的氣動力扭矩。一個柵面的氣動力合力一般位于距葉型頭部 25%（可近似認為葉片受到的氣動力合力作用于葉片中間柵面且距離葉型前緣點 25b處）。 動葉片的危險部位： 1）葉片根部。 2）第一鉚釘孔處。在本設計中，只要求對葉片根部進行強度校核，安全系數(shù) n 2。 4 、 動葉片結構和輪轂結構設計 動葉片采用鋼板模壓與支桿鉚接結 構。進行支桿根部結構的設計，要求葉片在輪轂上可以改變角度，以使葉片調節(jié)方便。輪轂采用焊接結構，輪轂上的支桿孔應結合動葉根部結構形狀設計。 根據葉片與輪轂的加工工藝，選擇合適的材料。 5 、 輪轂強度校核 對固定葉片的輪轂均應進行強度校核?？刹捎媒朴嬎?，即不考慮輪轂圓環(huán)表面的影響，認為葉片旋轉產生的離心力全部由輪轂的圓盤來承擔。安全系數(shù) n 2。 6 、 各主風筒的設計 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 風機外殼的設計應依據國標和有關行業(yè)標準進行，標準中對風筒法蘭的的形狀尺寸等有明確的要求。 對于主風機，主風筒一般均采用中間剖分結構。 7 、 集 流器和擴散器的設計 集流器由外集流風筒和流線體形疏流罩構成；擴散器由外筒及流線體形芯筒構成。當電動機位于通風機的出氣側時，應考慮如何消除傳動軸的旋轉影響。 8 、 總體結構設計 指的是將以上各部分按實際的順序組合在一起，組成風機的總裝圖。在總裝圖中風機的外殼上要畫出銘牌示意圖、兩級葉輪轉向和氣流方向箭頭標志。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 三、 文獻綜述 （國內外研究情況及其發(fā)展） 通風機已有悠久的歷史。中國在公元前許多年就已制造出簡單的木制礱谷風車，它的作用原理與現(xiàn)代 離心通風機 基本相同。 1862 年，英國的圭貝爾發(fā)明離心通風機，其葉輪、機殼為同心圓型，機殼用磚制，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。 1880 年，人們設計出用于礦井排送風的蝸形機殼，和后向彎曲葉片的離心通風機，結構已比較完善了。 1892 年法國研制成橫流通風機； 1898 年，愛爾蘭人設計出前向葉片的西羅柯式離心通風機，并為各國所廣泛采用； 19 世紀，軸流通風機已應用于礦井通風和冶金工業(yè)的鼓風，但其壓力僅為 100 300 帕，效率僅為 1525，直到二十世紀 40 年代以后才得到較快的發(fā)展。 1935 年，德國首先采用軸流等壓通風機為鍋爐通風和引風； 1948 年 ,丹麥制成運行中動葉可調的軸流通風機；旋軸流通風機、子午加速軸流通風機、斜流通風機和橫流通風機也都獲得了發(fā)展。 離心通風機工作時，動力機 (主要是電動機 )驅動葉輪在蝸形機殼內旋轉，空氣經吸氣口從葉輪中心處吸入。由于葉片對氣體的動力作用，氣體壓力和速度得以提高，并在離心力作用下沿著葉道甩向機殼，從排氣口排出。因氣體在葉輪內的流動主要是在徑向平面內，故又稱徑流通風機。 離心通風機 主要由葉輪和機殼組成，小型通風機的葉輪直接裝在電動機上中、大型通風機通過聯(lián)軸器或皮帶輪與電動機聯(lián)接。離心通風機一般為單側進氣，用單級葉輪；流量大的可雙側進氣，用兩個背靠背的葉輪，又稱為雙吸式離心通風機。 葉輪是通風機的主要部件，它的幾何形狀、尺寸、葉片數(shù)目和制造精度對性能有很大影響。葉輪經靜平衡或動平衡校正才能保證通風機平穩(wěn)地轉動。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方向傾斜；徑向葉輪的葉片頂部是向徑向的，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 的反向傾斜。 前向葉輪產生的壓力最大，在流量和轉數(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，所產生的壓力最小，所需葉輪直徑最大，買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 而效率一般較高；徑向葉輪介于兩者之間。葉片的型線以直葉片最簡單，機翼型葉片最復雜。 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，以增加葉輪的強度和減少葉片與機殼間的氣體泄漏。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、中壓小型離心通風機的葉輪也有采用鋁合金鑄造的。 軸流式通風機工作時，動力機驅動葉輪在圓 筒形機殼內旋轉，氣體從集流器進入，通過葉輪獲得能量，提高壓力和速度，然后沿軸向排出。軸流通風機的布置形式有立式、臥式和傾斜式三種，小型的葉輪直徑只有 100 毫米左右，大型的可達 20 米以上。 小型低壓軸流通風機由葉輪、機殼和集流器等部件組成，通常安裝在建筑物的墻壁或天花板上；大型高壓軸流通風機由集流器、葉輪、流線體、機殼、擴散筒和傳動部件組成。葉片均勻布置在輪轂上，數(shù)目一般為 2 24。葉片越多，風壓越高；葉片安裝角一般為 10 45，安裝角越大，風量和風壓越大。軸流式通風機的主要零件大都用鋼板焊接或鉚接而成。 斜流通風機又稱混流通風機，在這類通風機中，氣體以與軸線成某一角度的方向進入葉輪，在葉道中獲得能量，并沿傾斜方向流出。通風機的葉輪和機殼的形狀為圓錐形。這種通風機兼有離心式和軸流式的特點，流量范圍和效率均介于兩者之間。 橫流通風機是具有前向多翼葉輪的小型高壓離心通風機。氣體從轉子外緣的一側進入葉輪，然后穿過葉輪內部從另一側排出，氣體在葉輪內兩次受到葉片的力的作用。在相同性能的條件下，它的尺寸小、轉速低。 與其他類型低速通風機相比，橫流通風機具有較高的效率。它的軸向寬度可任意選擇，而不影響氣體的流動狀態(tài)，氣體 在整個轉子寬度上仍保持流動均勻。它的出口截面窄而長，適宜于安裝在各種扁平形的設備中用來冷卻或通風。 通風機的性能參數(shù)主要有流量、壓力、功率，效率和轉速。另外，噪聲和振動的大小也是通風機的主要技術指標。流量也稱風量，以單位時間內流經通風機的氣體體積表示；壓力也稱風壓，是指氣體在通風機內壓力升高值，買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 有靜壓、動壓和全壓之分；功率是指通風機的輸入功率，即軸功率。通風機有效功率與軸功率之比稱為效率。通風機全壓效率可達 90。 通風機未來的發(fā)展將進一步提高通風機的氣動效率、裝置效率和使用效率，以降低電能消耗；用動葉可調 的軸流通風機代替大型離心通風機；降低通風機噪聲；提高排煙、排塵通風機葉輪和機殼的耐磨性；實現(xiàn)變轉速調節(jié)和自動化調節(jié)。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 四、 擬 解決的關鍵問題 1、 風機的葉片數(shù)，葉片的弦長及其沿動葉片高度的分布規(guī)律，葉面與支桿的連接結構，支桿的結構形式，支桿與輪轂的相對關系如何。葉輪的輪轂比，葉片的厚度，葉片的相對扭轉角，葉輪所用的材料，葉輪的整體結構形式以及對旋風機兩級葉輪有何不同；軸流風機導葉的結構形式，葉片數(shù)。導葉片與相鄰動葉片的數(shù)量對應關系。 2、 風機所選用電機的型號，性能和結構形式。電機在風筒中的固定方式。電機軸線 和風機風筒軸線的同心度如何調節(jié)。 3、 風機主風筒的結構形式。主風筒的中分結構形式，內筒直徑與外筒直徑的相對大小。風筒所用的材料厚度，法蘭的厚度。 以及 當對風機葉片角度進行調節(jié)時，應該怎樣操作。 4、 進氣風筒的結構形式，集流器的形狀尺寸，內外風筒的直徑，所選用的材料。通風機是如何考慮消聲的，吸聲材料是如何更換的，從結構設計上如何實現(xiàn)材料的更換，并能保證更換方便。 5、 出風風筒的結構形式，擴散器的結構尺寸，同樣應注意其消聲結構的形式。 6、 通風機的總體長度，風機的支撐情況，風機的轉向、氣流方向標志，銘牌位置。 7、 通風機的防爆性能體現(xiàn)在那些方面。 8、 動葉片支桿的結構形式，葉片和支桿的連接方式，支桿和輪轂各部分材料的選擇，如何防止銹蝕。 9、 葉片在運行中各種力的平衡方式與平衡裝置的結構形式。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 五、 研究思路 和 方法 1、 學習通風機的相關理論知識，了解通風機、汽輪機基本結構和各部分作用 2、根據老師的安排外出參觀實習，了解風機具體加工過程，尤其重視觀察其加工工藝過程以及各單位具體設計方法和加工過程 3、首先采用葉柵設計法設計葉輪和葉片的參數(shù)，需要編寫程序 4、然后進行整流罩、集流器和擴散筒的設計計算 5、進行通風機的強 度檢核 6、繪制葉型圖、支桿圖和葉片圖以及整體結構圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 六、 本課題的進度安排 總體時間安排 ： 1、 根據畢業(yè)實習報告完成畢業(yè)實習，并完成畢業(yè)實習報告 ， 實習報告的內容篇幅應為所發(fā)報告書的 2/3 以上 、 熟悉文獻資料、完成開題報告及初步設計 、 總體方案設計 、 動葉片氣動力設計及強度校核 、 輪轂設計及輪轂強度計算 、 進出風筒設計 、 集流器、流線體、擴散器設計 、 總體結構設計 、 繪制圖紙 （ 圖幅最好不超過 1 號） 0、 整理資料、撰寫說明書和和外文資料翻譯（約 5000 漢字） 1、 提交論文、圖紙和外文資料譯文 2、 畢業(yè)答辯（大會答辯和小組答辯）和成績評定 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 七、 參考文獻 陳慶光 . 通風機和壓縮機 M, 北京 : 清華大學出版社 , 2005, 14 通風機 ， 北 京 : 機械工業(yè)出版社 ， 1981. 通風機手冊，北 京 : 機械工業(yè)出版社 ， 通風機和壓縮機 ，北京 : 清華大學出版社 ， : 安慶豐 . 軸流式通風機實用技術 ，北京 : 機械工業(yè)出版社 ， 2005 材料力學 第四版 ，北京 高 等教育 出版社 ， . 1993, 458. ow a J 1994,116: 298買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 指導教師意見 指導教師（簽名）： 年 月 日 所在系（ 所 ）意見 負責人（簽章）： 年 月 日 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 摘要 研究設計一個好的風機對節(jié)能有很重大的意義。合理的設計、選擇和使用通風機，關系到礦井的安全生產和煤礦職工的身體健康，對礦井的主要技術經濟指標也有一定影響。本設計查閱有關軸流式通風機設計的技術資料，嚴格執(zhí)行相應的國家或國際標準，參照現(xiàn)有的在實際應用的軸流風機設計加工的圖紙，對相應的尺寸、技術要求等取經驗值。采用了目前國內外對于中、高壓軸流式通風機設計中廣泛應用的葉柵設計法進行葉片 葉型的設計。引入了計算機輔助設計，專門編制了相應的計算機應用程序，來自動進行驗算，最后直接得到計算結果。采用扭曲機翼型葉片，氣動效率高，節(jié)能效果極為顯著；葉片安裝角度可調，可根據礦井生產的變化，隨時調節(jié)風機狀況。 關鍵詞： 軸流式通風機；動葉可調；計算機輔助設計；平面葉柵設計法 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 he a of a of a a on s of as as s of to of or to of of of at in of of of to is be to in at 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 目錄 摘要 . I . 錄 . 緒論 . 1 風機綜述 . 1 風機的分類 . 1 風機的主要參數(shù) . 2 風機發(fā)展 . 2 流式通風機 . 4 流通風機原理 . 4 流通風機基本結構 . 4 業(yè)設計綜述 . 5 計任務 . 5 要問題及解決方法 . 6 計成果及風機優(yōu)點 . 7 2 方案選擇 . 8 . 8 案的確定 . 10 3 設計計算 . 12 計計算過程 . 12 要結構參數(shù)的設計計算 . 12 型參數(shù)的設計計算 . 14 用程序設計 . 18 序介紹 . 18 序主函數(shù) . 18 序運行截圖 . 18 4 強度校核 . 20 葉片結構設計 . 20 桿強度校核 . 21 離心力引起的應力 . 21 氣流載荷力引起的應力 . 24 度校核 . 26 輪結構設計 . 26 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 盤強度校核 . 27 桿及螺母等質量及離心力的計算 . 27 盤強度的校核 . 28 用程序設計 . 29 序介紹 . 29 程序 . 29 序運行截圖 . 29 . 31 5 其他零部件設計 . 32 流器 . 32 流體和擴散筒 . 32 參考文獻 . 34 致謝 . 35 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 緒論 在煤礦井下開采時，不但煤層中所含的有毒有害氣體（如等 ）會大量涌出，而且伴隨著采煤過程還會產生大量易燃易爆的煤塵；同時，由于地熱和機電設備散發(fā)的熱量，石井下的空氣溫度和濕度也隨之升高。這些有毒的氣體、過高的溫度以及容易引起爆炸的煤塵和瓦斯，不但嚴重影響井下工作人員的身體健康，而且對礦井安全也產生了很大的威脅。因此，通風在煤礦生產作業(yè)中具有不可忽視的作用。 礦井通風的主要動力是通風機。通風機是用于輸送氣體的機械，從能量的觀點來看，它是把原動機的機械能轉變?yōu)闅怏w能量的一種機械?？梢哉f它是礦井的“肺臟”。其日夜不停地運轉，加之其功率大，因此其 能耗很大。據統(tǒng)計，全國部屬煤礦主要通機平均電耗約占礦井電耗的 16%。風機用電約占全國發(fā)電量的 10%； 另據 1988 年原冶金部的規(guī)劃資料，我國金屬礦山的風機用電量占采礦用電的 30%；鋼鐵工業(yè)的風機用電量占其生產用電的 20% ；煤炭工業(yè)的風機用電量占全國煤炭工業(yè)用電的 17%。除此之外，輸送氣體的各種風機在冶煉廠的輸送空氣，工廠車間、居民住房、影劇院、賓館以等的通風和降溫方面也有廣泛的應用。由此可見，風機節(jié)能在國民經濟各部門中的地位和作用是舉足輕重的。因此研究設計一個好的風機對節(jié)能有很重大的意義。所以合理的設計、選 擇和使用通風機，不僅關系到礦井的安全生產和煤礦職工的身體健康，而且對礦井的主要技術經濟指標也有一定影響，并且對加快四化建設也有十分重要的意義。 風機綜述 風機的分類 通風機根據其氣體流動方向不同，可以分為離心式、軸流式和混流式等類型。 離心通風機工作時，動力機 (主要是電動機 )驅動葉輪在蝸形機殼內旋轉，空氣經吸氣口從葉輪中心處吸入。由于葉片對氣體的動力作用，氣體壓力和速度得以提高，并在離心力作用下沿著葉道甩向機殼，從排氣口排出。因氣體在葉輪內的流動主要是在徑向平面內，故又稱徑流通風機。 軸流式通風機工作時，動力機驅動葉輪在圓筒形機殼內旋轉，氣體從集流器進入，通過葉輪獲得能量，提高壓力和速度，然后沿軸向排出。軸流通風機的布置形式有立式、臥式和傾斜式三種，小型的葉輪直徑只有 100 毫米左右，大型的可達 20 米以上。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 混流通風機又稱斜流通風機，在這類通風機中，氣體以與軸線成某一角度的方向進入葉輪，在葉道中獲得能量，并沿傾斜方向流出。通風機的葉輪和機殼的形狀為圓錐形。這種通風機兼有離心式和軸流式的特點，流量范圍和效率均介于兩者之間。 風機的主要參數(shù) 通風機的性能參數(shù)主要有流量、壓力、功 率，效率和轉速。另外，噪聲 和振動的大小也是通風機的主要技術指標。流量也稱風量，以單位時間內流經通風機的氣體體積表示；壓力也稱風壓，是指氣體在通風機內壓力升高值，有靜壓、動壓和全壓之分；功率是指通風機的輸入功率，即軸功率。通風機有效功率與軸功率之比稱為效率。通風機全壓效率可達 90。 風機發(fā)展 通風機已有悠久的歷史 ，在國內外的得到了較快的發(fā)展，并取得了還多優(yōu)秀的成果。 中國在公元前許多年就已制造出簡單的木制礱谷風車，它的作用原理與現(xiàn)代 離心通風機 基本相同。 1862 年，英國的圭貝爾發(fā)明離心通風機，其葉輪、機殼為同心圓型，機殼用磚制，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。 1880 年，人們設計出用于礦井排送風的蝸形機殼，和后向彎曲葉片的離心通風機，結構已比較完善了。 1892 年法國研制成橫流通風機； 1898 年，愛爾蘭人設計出前向葉片的西羅柯式離心通風機，并為各國所廣泛采用； 19 世紀，軸流通風機已應用于礦井通風和冶金工業(yè)的鼓風，但其壓力僅為 100 300 帕，效率僅為 15 25，直到二十世紀 40 年代以后才得到較快的發(fā)展。 1935 年，德國首先采用軸流等壓通風機為鍋爐通風和引風； 1948 年 ,丹麥制成運行中動葉可調的軸流通風機；旋軸流通風機、子午加速軸流通風機、斜流通風機和橫流通風機也都獲得了發(fā)展。 在當代經濟發(fā)展過程中，由于風機屬于在發(fā)電、化工等行業(yè)應用范圍較廣的通用機械，對國民經濟具有重大影響，發(fā)達國家以及包括我國在內的發(fā)展中國家對風機產品的制造都很重視。世界上比較大的風機制造國主要有日本、德國、意大利、瑞士、美國等。比較大的風機制造商主要有日本的日立制作 所、荏原制作所、三菱重工業(yè)株式會社、川嶼重工業(yè)株式會社等；英國主要有詹姆斯豪登公司；德國有德馬格德拉瓦透平機械公司和 司；瑞士主要有蘇爾壽公司等。 風機方面，我國國情不同于工業(yè)發(fā)達國家，中小型風機是勞動力密集型產品，附買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 加值較低，先進的工業(yè)國家不會再在技術和工藝方面大量投資，但仍在提高產品質量、降低成本、便于維護、環(huán)保四個方面注重對產品的改進。國外先進發(fā)達國家主要對技術含量高的離心、軸流壓縮機等大型風機較為關注。一些著名廠商，如瑞士蘇爾壽公司不但生產風機，還生產汽輪機、鍋爐、大型柴油機等用于大型項目的 設備。對于風機產品，國外公司在質量上注重于提高機械效率及延長使用壽命，向節(jié)約資源和節(jié)省能量方向發(fā)展；在成本上則加強新材料的研制，降低物耗，并注重整個系統(tǒng)總成本的降低；在維護上從部件的通用化、維護換件簡易化向自動化、無需維修、節(jié)省人力方向發(fā)展；在環(huán)保方面，注重于謀求安全可靠、向低噪聲、低振動等防公害技術方向發(fā)展。 近幾年我國風機生產企業(yè)通過加大科研投入，加強科研攻關和技術改造，采用新技術、新工藝、新材料努力開發(fā)適銷對路產品，同時采用引進技術、與國外合作等方式發(fā)展高新技術產品，使我國風機行業(yè)企業(yè)在產品的標準化、 系列化、通用化、大型化、高效、節(jié)能、低噪聲等方面有了長足進步，出現(xiàn)了一大批處于國際先進水平的產品，縮短了與發(fā)達國家的差距。但就行業(yè)整體而言，一些歷史長、包袱重的國有企業(yè)受資金、體制等因素困撓，技術水平較低。 當前世界先進工業(yè)國家大型風機產品開發(fā)的主要特點是： 1) 以節(jié)能、節(jié)約資源為核心，提高單件效率和耐久性，進而提高整個系統(tǒng)的效率； 2) 加強系統(tǒng)的自動化、事故警報系統(tǒng)的研制，節(jié)省維護、監(jiān)控方面的人力； 3) 為提高競爭能力，力求包括附屬部件在內的產品標準化和組合化； 4) 振動技術的研究； 5) 不斷針對新 的需要，開發(fā)新的產品； 6) 在工藝上引進柔性制造系統(tǒng)，最大限度地提高產品生產的自動化程度。 風機產品大多根據用戶需要有不同特性要求，多屬小批量生產，特別是一些大型風機產品甚至是單件小批生產，對工藝要求復雜。目前國內生產自動化程度很低，而國外通過研制和采用柔性制造系統(tǒng)，提高了生產的自動化程度。以美國為例，中小風機的生產已全部通過自動線完成，從工藝角度提高了產品質量，降低了產品成本。 通風機未來的發(fā)展將進一步提高通風機的氣動效率、裝置效率和使用效率，以降低電能消耗；用動葉可調的軸流通風機代替大型離心通風機；降低通風 機噪聲；提高排煙、排塵通風機葉輪和機殼的耐磨性；實現(xiàn)變轉速調節(jié)和自動化調節(jié)。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 流式通風機 流通風機原理 軸流式通風機原理是依靠葉輪旋轉，葉片產生升力來輸送流體，把機械能轉化為流體能量。由于流體進入和離開葉輪都是軸向的 ,故稱為軸流式風機。軸流風機屬于高比轉數(shù)，其特點是流量大，風壓低。軸流式風機風壓一般在 450 4500 間，主要用于礦井、隧道、船艦倉室的通風；紡織廠通風、工業(yè)作業(yè)場所的通風、降溫；化工氣體排送；熱電廠鍋爐的通風、引風；熱電站、冶金、化工等冷卻塔通風冷卻 。 流通風機基本結構 圖示 1 是軸流通風機的典型結構簡圖。氣體從集風器 1 進入。通過葉輪 2 使氣流獲得能量，然后流入導葉 8，導葉將一部分偏轉的氣流動能變?yōu)殪o壓能，最后，氣流通過擴散筒 4 將一部分軸向氣流動能轉變?yōu)殪o壓能，然后從擴散筒流出，輸入管路。葉輪和導葉組成級、軸流式通風機因壓力較低，一般情況下都采用單級。 低壓軸流式通風機的壓力在 490下，高壓軸流式通風機的壓力一般也在 4900此，相對于離心式通風機而言，軸流式通風機具有流量大、體積小，壓頭低的特點。 除上述的典型結構外，軸流通 風機的型式和構造是多種多樣的，小的軸流風機，其葉輪直徑只有 100 多毫米，大的直徑可有 20 多米。目前最大的軸流通風機的流量可達 1500萬 m3/h。小型低壓軸流通風機由葉輪、機殼和集流器等部件組成，通常安裝在建筑物的墻壁或天花板上；大型高壓軸流通風機由集流器、葉輪、流線體、機殼、擴散筒和傳動部件買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 組成。葉片均勻布置在輪轂上，數(shù)目一般為 2 24。葉片越多，風壓越高；葉片安裝角一般為 10 45，安裝角越大，風量和風壓越大。軸流式通風機的主要零件大都用鋼板焊接或鉚接而成。風機布置形式有立式、臥式和傾斜式三種。軸流通 風機很多是電機直聯(lián)傳動的，也可通過其他裝置進行變速傳動。為了便于安裝和維護，軸流風機廣泛采用滾動軸承。 由于葉輪強度和噪聲等原因，軸流風機葉輪外徑的圓周速度一速高時，將產生比離心風機大的噪聲。 現(xiàn)代軸流通風機的動葉或導葉常做成可調節(jié)的，即其安裝角可調。這樣不僅大大擴大了運行工況范圍，而且顯著提高了變工況下的效率，因此，其使用范圍和經濟性均比離心式風機好。尤其是近年來，動葉可調機構被成功地采用，使得軸流風機在大型電站（ 80 萬千瓦以上）、大型隧道、礦井等通風、引風裝置中獲得日益廣泛的應用。此外，軸流風機還廣泛應 用于廠房、建筑物的通風換氣、空氣調節(jié)、冷卻塔通風、鍋爐鼓風引風、化工、風洞風源等方面。 目前單級軸流通風機的全壓效率可達 90%以上，帶有擴散筒的單級風機的靜壓效率可達到 80%。一般軸流風機的壓力系數(shù)較低， P 1，一般 =右。這種級的效率 =常 用于要求體積盡可能小的場合。 2、 葉輪后置后導葉 如圖 2示這種方案在軸流通風機中應用最廣，氣體軸向進入葉輪，從葉輪流出的氣體絕對速度尚有一定的旋轉，如圖 2示，經過后導葉擴壓整流后，使氣體軸向流出。 其反應度 1，一般為 =右。這種級主要應用于壓頭較高的通風機，而效率也較高可達到 =計制造良好的甚 至可達 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 圖 種形式通風機的速度三角形 3、葉輪前后均設置導葉 如圖 2示，此方案前導葉使氣流在葉輪進口產生旋繞， 后導葉使葉輪出口氣流整流后排出。這種方案其實是第一、二種方案的綜合，其性能也是介于兩者之間。其布置往往使葉輪進出口氣流的絕對速度大小相等，而旋轉方向相反，故而反應度 =1，這種風機的效率 = 4、 兩級軸流式通風機 如圖 2示該方案一般是一個葉輪和一個導葉組成一級，也可以在第一級前設置導葉。在某些情況下，為了使風壓較高，而徑向尺寸較小，也可以采用兩個葉輪中間加一個導葉的方法，這可以看作兩極軸流式通風機的改造形式?？傮w來說兩級風機效率較高，其中每一級葉輪單獨工作時產生的風壓之和都 低于兩級葉輪同時工作時風壓的一半，這樣通風機的壽命較高。 本設計，在通風機方案選擇過程中，主要是對以上四種形式進行考慮，根據經濟性、可靠性等方面進行取舍。 圖 2示了兩種通風機級的特性對比。壓力系數(shù) 量系數(shù) _的特性對比?？傮w上來說，這四種方案各有特點，其適用范圍也在 一定程度上有重疊。由于軸流是通風機具體結構方案的選擇問題比較復雜， 在實際設計過程中，一般情況下需要根據制造廠商的現(xiàn)有生產技術具體情況以及通風機用戶的特定的要求，參照相似條件下已有的典型產品的實際結構選擇適當?shù)慕Y構，并在該結構的基礎上予以改進。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 圖 種通風機特性比較 12在進行方案選擇的時候，也可以大致參考風機的比轉數(shù) 壓力系 數(shù) 方法大體如下： 當 115 180）時，可以采用葉輪加后導葉的結構； 當 80 115）時，可以采用前導葉加葉輪加后導葉的結構 。 案的確定 通過查閱相關技術資料，參照與該設計題目所給條件相似的已經投入生產和使用的我國現(xiàn)有的典型軸流式風機的具體結構形式，綜合以上所述結構的優(yōu)點，經過思考以及與小組同學的討論，最終決定采用電動機和葉輪直接聯(lián)接的動葉可調式兩級軸流式通風機。同時為了減少通風機的尺寸、降低成本，在對整體效果影響不大，并且可以滿足設計要求的情況下，前級葉輪不設置導葉。除此之外，軸流式風機其他基本結構，如 集流器、流線體、擴散器等都予以保留，并且按照國家相應的標準加以設計。 采用這種方案，相比于其他幾種形式，具有以下幾個優(yōu)點： 1) 兩級軸流式通風機的形式，可以使每一級葉輪所承受的風壓低于整個風機全壓的一半，改善了葉輪的工作條件，這就大大提高了整個風機的壽命，并且效率較高，對于礦用產品而言，可以顯著的降低總體成本； 2) 采用動葉可調的形式，能夠改變葉片的安裝角，這就使該風機可以根據礦井的具體情況，調節(jié)通風機的運行工況，使通風機的適應范圍更廣； 3) 采用電動機與葉輪直接聯(lián)接的形式，相對于其他的結構形式，可以使通風機的整體穩(wěn)定 型更好，安裝更方便。同時降低了裝置的局部阻力，能夠避免了傳動裝置買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 損壞事故，消除了傳動裝置的能量損耗，在另一個方面上提高了風機裝置效率。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 設計計算 通風機的核心部件是葉片，可以說這是體現(xiàn)通風機性能優(yōu)劣的最為重要的結構。因此對于本設計而言，其設計計算的主體就是對葉片葉型的相關參數(shù)、對整個葉片的氣動力特性進行計算、分析和優(yōu)化。在設計葉型的結構形式時，采用了在當代軸流式通風機葉型設計過程中得到廣泛應用，并且技術已經相對較為成熟的平面葉柵設計法。 前面概述中已經提到，在設計計算過程中，由于必須初步 滿足圓周速度 、輪盤強度、效率等因素的要求，以提高風機的可靠性能，需要對整個計算過程進行多次迭代驗算?？芍止び嬎惚厝粫速M大量時間，降低了設計效率。因此，對于該計算過程，引入了計算機輔助設計，即應用 言編制了相應的應用程序，實現(xiàn)了該部分計算的自動化，極大地降低了該部分設計的難度，這也是本設計的一個突出亮點。 該設計題目給定基本原始數(shù)據：流量 Q=104 m3/s 全壓 P =3960 計計算過程 要結構參數(shù)的 設計計算 該部分主要是根據第二章中選擇確定的整體方案，通過選定合適的電動機型號，確定通風機實際的比轉數(shù)，由此計算出滿足要求的葉輪外徑。通過查閱國家有關標準，查取合乎標準的葉輪外徑 轂直徑 及輪轂比 。最后通過驗算外圓周速度 確定以上計算結果的合理性。具體過程如下： 1) 選擇電動機及轉速 預取風機效率 動裝置效率 m 據下式可以得到通風機實際軸功率 0 （ 可以求得 所需電動機功率可以根據下式進行求解，得 N=538.1 0N 其中 k 為富裕量系數(shù)，一般取 k=設計取 k=文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828