一種后傾多翼風(fēng)機(jī)的設(shè)計論文[帶圖紙].doc

大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書1大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計題目：一種后傾多翼風(fēng)機(jī)的設(shè)計學(xué)院：專業(yè)：機(jī)械設(shè)計制造及其自動化學(xué)號：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：職稱：二0一三年六月大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書2摘要離心風(fēng)機(jī)是市場上常見的一種通風(fēng)機(jī)，它是依靠輸入的機(jī)械能，提高氣體壓力并排送氣體的機(jī)械，是一種從動的流體機(jī)械。離心風(fēng)機(jī)廣泛用于工廠、礦井、隧道、冷卻塔、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，在社會各工業(yè)中具有十分重要的作用。本文根據(jù)離心風(fēng)機(jī)的發(fā)展，簡單地闡述了它的研究現(xiàn)狀；通過從離心風(fēng)機(jī)的工作原理、構(gòu)造和改進(jìn)方式詳細(xì)地介紹了其發(fā)展的狀況；分析了離心風(fēng)機(jī)目前存在的問題，針對這些問題，提出了其未來的發(fā)展趨勢；最后對離心風(fēng)機(jī)的設(shè)計進(jìn)行了總結(jié)和設(shè)想，并對其發(fā)展報以美好的祝愿。關(guān)鍵詞：離心風(fēng)機(jī)發(fā)展趨勢設(shè)計大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書3AbstractCentrifugalfaniscommononthemarketforaventilator,itisafollowerofthefluidmachine.Itreliesontheinputofmechanicalenergy,andcanimprovegaspressuretosendthegassidebysidemechanical.Centrifugalfansarewidelyusedinfactories,mines,tunnels,coolingtowers,vehicles,ships,andbuildingventilation,dustexhaustandcooling；boilersandindustrialfurnaces,ventilationandthewind；air-conditioningequipmentandhouseholdappliances,coolingandventilation；graindryingandsending；inflatablewindtunnelwindsource,hovercraftpropulsionandsoon.Soitplaysaveryimportantroleintheindustrialsociety.Thepapersimplydescribedthecurrentstatusofcentrifugalfanaccordingtothedevelopmentofit.Thepaperalsointroducedindetailthedevelopmentofthecentrifugalfanthroughtheworkingprincipleandimprovementwayofit.Inaddition,itanalyzedtheproblemsatpresentofthecentrifugalfanandputforwarditsdevelopmenttrendinthefuturetosolvetheseproblemsfinally,ithadasummaryandputforwardthehypothesisofthecentrifugalfanwithgoodwishes.KeyWord:Centrifugalfan,Developmenttrend,Design大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書4目錄第一章緒論61.1引言61.2國內(nèi)外離心風(fēng)機(jī)的研究現(xiàn)狀71.2.1國內(nèi)離心風(fēng)機(jī)研究與發(fā)展概況71.2.2國外離心風(fēng)機(jī)研究與發(fā)展概況81.3離心風(fēng)機(jī)存在的問題及發(fā)展趨勢91.4本文研究的目的9第二章離心風(fēng)機(jī)的基本理論112.1離心風(fēng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)112.1.1離心風(fēng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)112.1.2離心風(fēng)機(jī)的工作原理132.2離心風(fēng)機(jī)的基本理論特性142.2.1離心風(fēng)機(jī)的主要特性參數(shù)142.2.2離心風(fēng)機(jī)的基本方程式152.2.3離心風(fēng)機(jī)的理論特性曲線152.2.4離心風(fēng)機(jī)的損耗和效率17第三章H450后傾多翼離心風(fēng)機(jī)的總體設(shè)計193.1離心風(fēng)機(jī)設(shè)計的要求193.2離心風(fēng)機(jī)的主要組成部分設(shè)計203.2.1葉輪設(shè)計203.2.2集風(fēng)器213.2.3蝸殼設(shè)計213.2.4主軸設(shè)計273.2.5電動機(jī)的選擇273.3離心風(fēng)機(jī)設(shè)計時幾個重要方案27第四章校核計算294.1葉輪的強(qiáng)度計算294.2主軸的計算30大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書54.3主軸的轉(zhuǎn)速324.4軸承的壽命32第五章風(fēng)機(jī)噪聲的控制34第六章設(shè)計總結(jié)和展望35致謝36參考文獻(xiàn)37附錄39大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書6第一章緒論1.1引言如今社會工業(yè)正在新興發(fā)展中，對通風(fēng)機(jī)的需求越來越多。而我國對通風(fēng)機(jī)的研究技術(shù)上與國外發(fā)達(dá)國家還有一定的差距，因此利用有限的技術(shù)生產(chǎn)出高效率的通風(fēng)機(jī)是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。這就需要對通風(fēng)機(jī)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，其中多翼離心風(fēng)機(jī)就是市場上常見的一種通風(fēng)機(jī)。在我國，多翼離心風(fēng)機(jī)廣泛用于工廠、礦井、隧道、冷卻塔、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，為社會上的很多行業(yè)加工作出了很大的貢獻(xiàn)1。離心風(fēng)機(jī)具有體積小、噪聲低、壓力系數(shù)高及流量系數(shù)大的優(yōu)點(diǎn)，因而在抽油煙機(jī)、空調(diào)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，但其最大的缺點(diǎn)是風(fēng)機(jī)的效率較低。因此，如何提高風(fēng)機(jī)的效率是一個迫切需要解決的問題。至今還有許多國家一直致力于對多翼離心風(fēng)機(jī)各部分機(jī)構(gòu)的研制，進(jìn)一步提高離心風(fēng)機(jī)的效率，從而獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益。WDLH450離心風(fēng)機(jī)通風(fēng)機(jī)是依靠輸入的機(jī)械能，提高氣體壓力并排送氣體的機(jī)械，它是一種從動的流體機(jī)械。離心風(fēng)機(jī)的工作原理與透平壓縮機(jī)基本相同，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的流體處理。葉輪通過靜平衡或動平衡的校正后才可以保證通風(fēng)機(jī)平穩(wěn)地運(yùn)行。按葉片的出口方向分類，葉輪可分為前向、徑向和后向三種型式2。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，而徑向葉輪又可以分為直葉片式和曲線型兩種；后向葉輪的葉片頂部向大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書7葉輪旋轉(zhuǎn)的反方向傾斜。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，但效率一般都比較低；后向葉輪則和前向葉輪相反，所產(chǎn)生的壓力最小，所需葉輪直徑最大，效率一般都比較高；而徑向葉輪介于前向和后向兩者之間。葉片的型線一般分為直葉片、機(jī)翼型葉片和曲線型葉片。直葉片比較簡單，而機(jī)翼型葉片比較復(fù)雜。為了讓葉片表面分布著均勻合適的速度，現(xiàn)在一般都采用曲線型葉片，比如等厚度的圓弧葉片。葉輪一般附有蓋盤，蓋盤的作用就是提高葉輪強(qiáng)度，并減少葉片與機(jī)殼之間的氣體泄漏。葉片與蓋盤的一般采用鉚接和焊接兩種聯(lián)接方式。焊接葉輪的流道較光滑，質(zhì)量比較輕。通風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)主要有流量、壓力、功率，效率和轉(zhuǎn)速。而噪聲和振動的大小也是檢驗(yàn)通風(fēng)機(jī)效率的主要技術(shù)指標(biāo)。流量是指單位時間內(nèi)氣體流經(jīng)通風(fēng)機(jī)的體積；壓力是指氣體在通風(fēng)機(jī)內(nèi)壓力的升高值，壓力分為動壓、靜壓、和全壓三種；功率是指通風(fēng)機(jī)的輸入功率，通風(fēng)機(jī)的有效功率與輸入功率的比值稱為效率。通風(fēng)機(jī)未來的發(fā)展將進(jìn)一步提高通風(fēng)機(jī)的裝置效率、氣動效率、和使用效率，進(jìn)而降低風(fēng)機(jī)的消耗。通過對應(yīng)用葉輪、擴(kuò)壓器及蝸殼等元件的研究，以及進(jìn)一步提高制造精度；另外更多采用三元流動葉輪，效率平均提高2%5%，從而降低了風(fēng)機(jī)的消耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。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。1.2國內(nèi)外離心風(fēng)機(jī)的研究現(xiàn)狀1.2.1國內(nèi)離心風(fēng)機(jī)研究與發(fā)展概況離心風(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重要作用。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。古代木制風(fēng)車大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書8中國早在公元前許多年就已制造出簡單的木制礱谷風(fēng)車，它的作用原理與現(xiàn)代離心風(fēng)機(jī)基本相同。但是到1952年9月1號第一機(jī)械工業(yè)部才正式成立，這是我國對離心風(fēng)機(jī)研究的開端，也是我國在風(fēng)機(jī)行業(yè)上的消化吸收階段，在此階段能生產(chǎn)出一般的離心風(fēng)機(jī)，到了20世紀(jì)60年代左右，我國可以獨(dú)立設(shè)計和行業(yè)聯(lián)合設(shè)計，先后自行設(shè)計了11個系列109個規(guī)格的離心風(fēng)機(jī)，大部分已經(jīng)成為國家推廣的高效節(jié)能產(chǎn)品。到20世紀(jì)80年代我國引進(jìn)吸收并且加強(qiáng)創(chuàng)新，使得中國離心風(fēng)機(jī)工業(yè)發(fā)生了巨大的變化。先進(jìn)技術(shù)得到了消化，形成了一定的生產(chǎn)能力。進(jìn)入20世紀(jì)90年代通過對風(fēng)機(jī)引進(jìn)技術(shù)的研究、消化吸收，風(fēng)機(jī)制造業(yè)不斷地發(fā)展壯大。擔(dān)負(fù)著為石油、化工、礦山、冶金、煤炭、電力、紡織及環(huán)保等工程提供配套離心風(fēng)機(jī)的任務(wù)。2002年，中國的防爆離心風(fēng)機(jī)在化工、油、械等領(lǐng)域廣泛被采用，長林東防爆離心風(fēng)機(jī)也得到了發(fā)展。離心風(fēng)機(jī)是石材加工企業(yè)常用的輔助生產(chǎn)設(shè)備，主要用于通風(fēng)與除塵裝置中，比如石材切割和打磨工序中旋風(fēng)除塵器及布袋除塵器等均需要利用離心風(fēng)機(jī)對生產(chǎn)場地進(jìn)行除塵處理，確保著生產(chǎn)環(huán)境潔凈，保護(hù)生產(chǎn)者身心健康?；旧峡梢詽M足我國重大裝備配套的需求。1.2.2國外離心風(fēng)機(jī)研究與發(fā)展概況在公元7世紀(jì)的時候，在西亞敘利亞一帶地區(qū)的國家建造了第一批風(fēng)車，它們看上去并不像現(xiàn)在所見到的風(fēng)車，而是有著豎式軸，軸垂直排列著翼，與旋轉(zhuǎn)木馬裝置上排列的木馬很相似。而到了大概12世紀(jì)的時候，在西歐出現(xiàn)了第一批風(fēng)車，它們和現(xiàn)代的風(fēng)車基本差不多，主要用于磨碎谷物。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，和后向彎曲葉片的離心式風(fēng)機(jī)，結(jié)構(gòu)已經(jīng)比較完善了。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)，并被各國廣泛采用。1935年，德國首先采用軸流等壓風(fēng)機(jī)為鍋爐通風(fēng)和引風(fēng)。1948年，丹麥制成運(yùn)行中動葉可調(diào)的軸流風(fēng)機(jī)。至此，各種各樣的風(fēng)機(jī)已經(jīng)能夠獲得較大的發(fā)展3?，F(xiàn)在國外的工業(yè)發(fā)達(dá)國家不會再在技術(shù)和工藝方面大量投資，主要注重改進(jìn)產(chǎn)品成本、產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品維護(hù)和產(chǎn)品環(huán)保四個方面。對于離心風(fēng)機(jī)產(chǎn)品，國外發(fā)達(dá)國家在質(zhì)量上注重于提高機(jī)械效率，從而延長風(fēng)機(jī)使用壽命，向節(jié)約能量和節(jié)省資源的方向發(fā)展。在成本上加強(qiáng)研制新材料，降低物耗，降低了整個系統(tǒng)總成本；在維護(hù)上逐漸向自動化方向發(fā)展，這樣節(jié)省了維修勞動力；在環(huán)保方面，則注重于謀求可靠、向低噪聲、低振動等技術(shù)方向發(fā)展4。大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書91.3離心風(fēng)機(jī)存在的問題及發(fā)展趨勢近些年，盡管國內(nèi)外對離心風(fēng)機(jī)行業(yè)的研制在不停的進(jìn)行，但是從目前的情況來看，離心風(fēng)機(jī)仍存在著一些問題，急需改善。(1)產(chǎn)品外觀質(zhì)量普遍不高，實(shí)際表面處理上與理論有差距(2)離心風(fēng)機(jī)產(chǎn)品過于追求高效率，使得產(chǎn)品加工難度加大(3)離心風(fēng)機(jī)工作過程功率消耗大，噪聲大，振動也大(4)離心風(fēng)機(jī)出力不足，風(fēng)力偏小(5)離心風(fēng)機(jī)制造廠生產(chǎn)能力不配套從離心風(fēng)機(jī)存在的問題來看，其未來的發(fā)展趨勢就是將這些問題逐一解決。葉輪是離心風(fēng)機(jī)的核心部件，其本身結(jié)構(gòu)設(shè)計得合理與否，直接影響到風(fēng)機(jī)氣流平穩(wěn)度、噪聲及能耗。所以在設(shè)計離心風(fēng)機(jī)上改進(jìn)離心風(fēng)機(jī)是尤為重要的，多葉片離心葉輪具有體積小、噪音低、壓力系數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)；長短葉片相間的葉輪，在設(shè)計上解決了葉輪進(jìn)口排擠的問題并改善了葉輪流道的擴(kuò)散情況，具有高揚(yáng)程、小流量、高效穩(wěn)定的特點(diǎn)，同時擁有結(jié)構(gòu)緊湊、維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)。綜合以上2種葉輪的優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在發(fā)展為更多采用一種大小葉片交錯組合的多翼離心風(fēng)機(jī)，為進(jìn)一步提高葉輪氣流平穩(wěn)度，在葉片二側(cè)嵌有一平面表盤和錐形表盤，這種風(fēng)機(jī)可廣泛應(yīng)用于體積要求小、傳動效率高、噪音低的場合。通過對離心風(fēng)機(jī)葉輪的改進(jìn)，可以提高離心風(fēng)機(jī)的工作效率，同時減少了功率消耗，降低了噪聲振動等等。大大改善了離心風(fēng)機(jī)的工作情況，從而促使了風(fēng)機(jī)行業(yè)的發(fā)展5。1.4本文研究的目的本文首先對現(xiàn)有的后傾離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行測繪,根據(jù)測繪結(jié)果分別設(shè)計后傾離心的各個組成部分，包括蝸殼、蝸舌、葉輪、進(jìn)氣裝置等零部件。同時，在保持現(xiàn)有后傾離心風(fēng)機(jī)基本型式不變的基礎(chǔ)上重新設(shè)計，使其