一種后傾多翼風機的設(shè)計論文[帶圖紙].doc

大學本科畢業(yè)設(shè)計說明書1大學本科畢業(yè)設(shè)計題目：一種后傾多翼風機的設(shè)計學院：專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化學號：學生姓名：指導教師：職稱：二0一三年六月大學本科畢業(yè)設(shè)計說明書2摘要離心風機是市場上常見的一種通風機，它是依靠輸入的機械能，提高氣體壓力并排送氣體的機械，是一種從動的流體機械。離心風機廣泛用于工廠、礦井、隧道、冷卻塔、車輛、船舶和建筑物的通風、排塵和冷卻；鍋爐和工業(yè)爐窯的通風和引風；空氣調(diào)節(jié)設(shè)備和家用電器設(shè)備中的冷卻和通風；谷物的烘干和選送；風洞風源和氣墊船的充氣和推進等，在社會各工業(yè)中具有十分重要的作用。本文根據(jù)離心風機的發(fā)展，簡單地闡述了它的研究現(xiàn)狀；通過從離心風機的工作原理、構(gòu)造和改進方式詳細地介紹了其發(fā)展的狀況；分析了離心風機目前存在的問題，針對這些問題，提出了其未來的發(fā)展趨勢；最后對離心風機的設(shè)計進行了總結(jié)和設(shè)想，并對其發(fā)展報以美好的祝愿。關(guān)鍵詞：離心風機發(fā)展趨勢設(shè)計大學本科畢業(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)外離心風機的研究現(xiàn)狀71.2.1國內(nèi)離心風機研究與發(fā)展概況71.2.2國外離心風機研究與發(fā)展概況81.3離心風機存在的問題及發(fā)展趨勢91.4本文研究的目的9第二章離心風機的基本理論112.1離心風機的基本結(jié)構(gòu)112.1.1離心風機的基本結(jié)構(gòu)112.1.2離心風機的工作原理132.2離心風機的基本理論特性142.2.1離心風機的主要特性參數(shù)142.2.2離心風機的基本方程式152.2.3離心風機的理論特性曲線152.2.4離心風機的損耗和效率17第三章H450后傾多翼離心風機的總體設(shè)計193.1離心風機設(shè)計的要求193.2離心風機的主要組成部分設(shè)計203.2.1葉輪設(shè)計203.2.2集風器213.2.3蝸殼設(shè)計213.2.4主軸設(shè)計273.2.5電動機的選擇273.3離心風機設(shè)計時幾個重要方案27第四章校核計算294.1葉輪的強度計算294.2主軸的計算30大學本科畢業(yè)設(shè)計說明書54.3主軸的轉(zhuǎn)速324.4軸承的壽命32第五章風機噪聲的控制34第六章設(shè)計總結(jié)和展望35致謝36參考文獻37附錄39大學本科畢業(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，對通風機的需求越來越多。而我國對通風機的研究技術(shù)上與國外發(fā)達國家還有一定的差距，因此利用有限的技術(shù)生產(chǎn)出高效率的通風機是一項艱巨的任務(wù)。這就需要對通風機進行優(yōu)化改進，其中多翼離心風機就是市場上常見的一種通風機。在我國，多翼離心風機廣泛用于工廠、礦井、隧道、冷卻塔、車輛、船舶和建筑物的通風、排塵和冷卻；鍋爐和工業(yè)爐窯的通風和引風；空氣調(diào)節(jié)設(shè)備和家用電器設(shè)備中的冷卻和通風；谷物的烘干和選送；風洞風源和氣墊船的充氣和推進等，為社會上的很多行業(yè)加工作出了很大的貢獻1。離心風機具有體積小、噪聲低、壓力系數(shù)高及流量系數(shù)大的優(yōu)點，因而在抽油煙機、空調(diào)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，但其最大的缺點是風機的效率較低。因此，如何提高風機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機各部分機構(gòu)的研制，進一步提高離心風機的效率，從而獲得巨大的經(jīng)濟效益。WDLH450離心風機通風機是依靠輸入的機械能，提高氣體壓力并排送氣體的機械，它是一種從動的流體機械。離心風機的工作原理與透平壓縮機基本相同，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機平穩(wěn)地運行。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、機翼型葉片和曲線型葉片。直葉片比較簡單，而機翼型葉片比較復雜。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度，并減少葉片與機殼之間的氣體泄漏。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。通風機的性能參數(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通風機效率的主要技術(shù)指標。流量是指單位時間內(nèi)氣體流經(jīng)通風機的體積；壓力是指氣體在通風機內(nèi)壓力的升高值，壓力分為動壓、靜壓、和全壓三種；功率是指通風機的輸入功率，通風機的有效功率與輸入功率的比值稱為效率。通風機未來的發(fā)展將進一步提高通風機的裝置效率、氣動效率、和使用效率，進而降低風機的消耗。通過對應(yīng)用葉輪、擴壓器及蝸殼等元件的研究，以及進一步提高制造精度；另外更多采用三元流動葉輪，效率平均提高2%5%，從而降低了風機的消耗，實現(xiàn)節(jié)能的目的。隨著離心式風機的應(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。但是單一的發(fā)現(xiàn)問題后再改進已經(jīng)無法滿足市場快速發(fā)展的需求。離心式風機的發(fā)展必須以滿足市場需求為前提，加以創(chuàng)新，研發(fā)出新式的離心式風機才能推動市場的發(fā)展。1.2國內(nèi)外離心風機的研究現(xiàn)狀1.2.1國內(nèi)離心風機研究與發(fā)展概況離心風機是工業(yè)生產(chǎn)不可或缺的通用機械之一，并且對日常生活也起著重要作用。離心風機行業(yè)規(guī)模約占整個風機行業(yè)的一半左右。古代木制風車大學本科畢業(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車，它的作用原理與現(xiàn)代離心風機基本相同。但是到1952年9月1號第一機械工業(yè)部才正式成立，這是我國對離心風機研究的開端，也是我國在風機行業(yè)上的消化吸收階段，在此階段能生產(chǎn)出一般的離心風機，到了20世紀60年代左右，我國可以獨立設(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)格的離心風機，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80年代我國引進吸收并且加強創(chuàng)新，使得中國離心風機工業(yè)發(fā)生了巨大的變化。先進技術(shù)得到了消化，形成了一定的生產(chǎn)能力。進入20世紀90年代通過對風機引進技術(shù)的研究、消化吸收，風機制造業(yè)不斷地發(fā)展壯大。擔負著為石油、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機的任務(wù)。2002年，中國的防爆離心風機在化工、油、械等領(lǐng)域廣泛被采用，長林東防爆離心風機也得到了發(fā)展。離心風機是石材加工企業(yè)常用的輔助生產(chǎn)設(shè)備，主要用于通風與除塵裝置中，比如石材切割和打磨工序中旋風除塵器及布袋除塵器等均需要利用離心風機對生產(chǎn)場地進行除塵處理，確保著生產(chǎn)環(huán)境潔凈，保護生產(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國外離心風機研究與發(fā)展概況在公元7世紀的時候，在西亞敘利亞一帶地區(qū)的國家建造了第一批風車，它們看上去并不像現(xiàn)在所見到的風車，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世紀的時候，在西歐出現(xiàn)了第一批風車，它們和現(xiàn)代的風車基本差不多，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(shè)計出用于礦井排送風的蝸形機殼，和后向彎曲葉片的離心式風機，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機，并被各國廣泛采用。1935年，德國首先采用軸流等壓風機為鍋爐通風和引風。1948年，丹麥制成運行中動葉可調(diào)的軸流風機。至此，各種各樣的風機已經(jīng)能夠獲得較大的發(fā)展3?，F(xiàn)在國外的工業(yè)發(fā)達國家不會再在技術(shù)和工藝方面大量投資，主要注重改進產(chǎn)品成本、產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品維護和產(chǎn)品環(huán)保四個方面。對于離心風機產(chǎn)品，國外發(fā)達國家在質(zhì)量上注重于提高機械效率，從而延長風機使用壽命，向節(jié)約能量和節(jié)省資源的方向發(fā)展。在成本上加強研制新材料，降低物耗，降低了整個系統(tǒng)總成本；在維護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。大學本科畢業(yè)設(shè)計說明書91.3離心風機存在的問題及發(fā)展趨勢近些年，盡管國內(nèi)外對離心風機行業(yè)的研制在不停的進行，但是從目前的情況來看，離心風機仍存在著一些問題，急需改善。(1)產(chǎn)品外觀質(zhì)量普遍不高，實際表面處理上與理論有差距(2)離心風機產(chǎn)品過于追求高效率，使得產(chǎn)品加工難度加大(3)離心風機工作過程功率消耗大，噪聲大，振動也大(4)離心風機出力不足，風力偏小(5)離心風機制造廠生產(chǎn)能力不配套從離心風機存在的問題來看，其未來的發(fā)展趨勢就是將這些問題逐一解決。葉輪是離心風機的核心部件，其本身結(jié)構(gòu)設(shè)計得合理與否，直接影響到風機氣流平穩(wěn)度、噪聲及能耗。所以在設(shè)計離心風機上改進離心風機是尤為重要的，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；長短葉片相間的葉輪，在設(shè)計上解決了葉輪進口排擠的問題并改善了葉輪流道的擴散情況，具有高揚程、小流量、高效穩(wěn)定的特點，同時擁有結(jié)構(gòu)緊湊、維護方便的優(yōu)點。綜合以上2種葉輪的優(yōu)點，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機，為進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，這種風機可廣泛應(yīng)用于體積要求小、傳動效率高、噪音低的場合。通過對離心風機葉輪的改進，可以提高離心風機的工作效率，同時減少了功率消耗，降低了噪聲振動等等。大大改善了離心風機的工作情況，從而促使了風機行業(yè)的發(fā)展5。1.4本文研究的目的本文首先對現(xiàn)有的后傾離心風機進行測繪,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、進氣裝置等零部件。同時，在保持現(xiàn)有后傾離心風機基本型式不變的基礎(chǔ)上重新設(shè)計，使其