軸流式通風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)（機(jī)械CAD圖紙）

1、本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告 題 目： jbt62軸流式通風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 院 （系）： 班 級(jí)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 教師職稱(chēng)： 科畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告題 目jbt62軸流式通風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)源工程實(shí)際1、研究目的和意義在礦井生產(chǎn)過(guò)程中，為了準(zhǔn)備新水平，新采區(qū)和采煤工作面，都必須掘進(jìn)大量的巷道。在掘進(jìn)巷道時(shí)，為了供給工作人員呼吸新鮮空氣，稀釋掘進(jìn)工作面的瓦斯及產(chǎn)生的有害氣體，礦塵，并創(chuàng)造良好的氣候條件，必須對(duì)掘進(jìn)工作面進(jìn)行通風(fēng)。2、國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況當(dāng)前世界先進(jìn)工業(yè)國(guó)家風(fēng)機(jī)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的主要特點(diǎn)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(jìn)而提高整個(gè)系統(tǒng)的效率。2.加強(qiáng)系統(tǒng)的自動(dòng)化、事故警報(bào)系統(tǒng)

2、的研制，節(jié)省維護(hù)、監(jiān)控方面的人力。3.為提高競(jìng)爭(zhēng)能力，力求包括附屬部件在內(nèi)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化和組合化。4.進(jìn)一步加強(qiáng)了對(duì)低噪聲、低振動(dòng)技術(shù)的研究。5.不斷針對(duì)新的需要，開(kāi)發(fā)新的產(chǎn)品。6.在工藝上引進(jìn)柔性制造系統(tǒng)，最大限度地提高產(chǎn)品生產(chǎn)的自動(dòng)化程度12。風(fēng)機(jī)產(chǎn)品大多根據(jù)用戶(hù)需要有不同特性要求，多屬小批量生產(chǎn)，特別是一些大型風(fēng)機(jī)產(chǎn)品甚至是單件小批生產(chǎn)，對(duì)工藝要求復(fù)雜。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)自動(dòng)化程度很低，而國(guó)外通過(guò)研制和采用柔性制造系統(tǒng)，提高了生產(chǎn)的自動(dòng)化程度。以美國(guó)為例，中小風(fēng)機(jī)的生產(chǎn)已全部通過(guò)自動(dòng)線(xiàn)完成，從工藝角度提高了產(chǎn)品質(zhì)量，降低了產(chǎn)品成本8。從產(chǎn)品品種看，發(fā)達(dá)國(guó)家中小型通風(fēng)機(jī)的生產(chǎn)數(shù)量和我國(guó)大致相當(dāng)甚至

3、低于我國(guó)，但離心、軸流風(fēng)機(jī)的產(chǎn)量約為我國(guó)的2倍從85-94年的情況看，離心及軸流風(fēng)機(jī)產(chǎn)量我國(guó)為537臺(tái)，日本為2364臺(tái)，日本是我國(guó)的5倍多，離心風(fēng)機(jī)我國(guó)為9980臺(tái)，而日本高達(dá)176911臺(tái)，是我國(guó)的17.7倍。與95年情況對(duì)比，我國(guó)與之的差距在縮小13。3、研究/設(shè)計(jì)的目標(biāo)設(shè)計(jì)流量q=5.6m3/s ，全壓h=3100pa，效率85%。適合煤礦掘進(jìn)工作面用的軸流風(fēng)機(jī)。設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：jbt62軸流式通風(fēng)機(jī)總體方案設(shè)計(jì)，葉輪的設(shè)計(jì)，殼體、集流器、疏流罩、擴(kuò)散器 、校核計(jì)算、外文翻譯等。4、設(shè)計(jì)方案（研究/設(shè)計(jì)方法、理論分析、計(jì)算、實(shí)驗(yàn)方法和步驟等）為了適應(yīng)掘進(jìn)工作面和巷道狹窄的工況條件，應(yīng)采

4、用結(jié)構(gòu)緊湊的軸流風(fēng)機(jī)，為了便于拆卸、安裝、應(yīng)設(shè)計(jì)成多段殼體。風(fēng)機(jī)采用一個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)二級(jí)葉輪的驅(qū)動(dòng)方式，可以減小風(fēng)機(jī)的體積，節(jié)約成本。步驟如下：1 電動(dòng)機(jī)的選型，根據(jù)風(fēng)量和全壓計(jì)算出電動(dòng)機(jī)功率選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)。2 風(fēng)機(jī)主要結(jié)構(gòu)形式的確定，根據(jù)工況和通風(fēng)要求選定風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)。3 風(fēng)機(jī)葉輪、導(dǎo)輪的設(shè)計(jì)，采用相似原理設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)葉輪。4 風(fēng)機(jī)集流器、擴(kuò)散器、軸的設(shè)計(jì)，根據(jù)工作條件和強(qiáng)度要求設(shè)計(jì)主要部件。5 主要零部件的強(qiáng)度校核，確定設(shè)計(jì)的合理性。風(fēng)機(jī)機(jī)構(gòu)圖如下：方案簡(jiǎn)圖1-軸；2-殼體；3-中導(dǎo)輪；4-后導(dǎo)輪；5-擴(kuò)散器；6-葉片；7-葉輪；8集流器；9-流線(xiàn)題5、方案的可行性分析風(fēng)機(jī)采用多段殼體設(shè)計(jì)，滿(mǎn)足了采

5、掘面狹小的工作條件，同時(shí)便于運(yùn)輸和安裝，適合采掘工作面的變化，安裝了消聲裝置，降低了對(duì)環(huán)境噪聲的污染，采用防爆電機(jī)，提高了設(shè)備的安全性。6、該設(shè)計(jì)的創(chuàng)新之處風(fēng)機(jī)是一個(gè)較強(qiáng)的噪聲源。風(fēng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的噪聲常常成為影響工人健康和干擾環(huán)境的禍源。特別是鄰近生活區(qū)的風(fēng)機(jī)，其進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口所輻射的空氣動(dòng)力性噪聲，更是污染環(huán)境的主要因素，形成公害，風(fēng)機(jī)噪音是近年來(lái)我國(guó)工業(yè)部門(mén)治理噪聲污染的主要對(duì)象之一6。本設(shè)計(jì)在風(fēng)機(jī)上安裝了消聲裝置，有效的降低了風(fēng)機(jī)的噪音，可以減少噪聲對(duì)人們的聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)、神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、消化系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)的嚴(yán)重危害。7、設(shè)計(jì)產(chǎn)品的主要用途和應(yīng)用領(lǐng)域 軸流式風(fēng)機(jī)風(fēng)壓一般在450n/

6、平方米4500n/平方米之間，是主要用來(lái)抽吸、輸送、提高流體能量的一種機(jī)械，主要應(yīng)用在礦井、隧道、船艦倉(cāng)室的通風(fēng)；紡織廠通風(fēng)、工業(yè)作業(yè)場(chǎng)所的通風(fēng)、降溫；化工廠高溫腐蝕氣體的排放；熱電廠鍋爐的通風(fēng)、引風(fēng)；熱電站、冶金、化工等冷卻塔通風(fēng)冷卻；地下工程、地下發(fā)電廠通風(fēng)；車(chē)間空調(diào)和原子防護(hù)設(shè)備的通風(fēng)等方面。風(fēng)機(jī)的應(yīng)用非常廣泛，簡(jiǎn)言之主要是用于輔助充分燃燒、通風(fēng)、輸送，幾乎涉及國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域13。8、時(shí)間進(jìn)程 第 1 周 在學(xué)校圖書(shū)館查找資料 第 2 周 在鶴崗南山礦實(shí)習(xí) 第 3 周 在鶴崗南山礦實(shí)習(xí)第 4 周 整理資料，完成實(shí)習(xí)總結(jié)第 5 周 籌備資料，完成開(kāi)題報(bào)告第 6 周 對(duì)軸流式通風(fēng)機(jī)進(jìn)行總體

7、方案設(shè)計(jì)第 7 周 主要零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)第 8 周 主要零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)第 9 周 對(duì)所設(shè)計(jì)個(gè)部分零件進(jìn)行校核第 10 周 畫(huà)軸流式通風(fēng)機(jī)總體裝配圖第 11 周 畫(huà)軸流式通風(fēng)機(jī)總體裝配圖第 12 周 畫(huà)軸流式通風(fēng)機(jī)各部分零件圖第 13 周 畫(huà)軸流式通風(fēng)機(jī)各部分零件圖第 14 周 進(jìn)行外文參考文獻(xiàn)的翻譯第 15 周 整理說(shuō)明書(shū)和圖紙第 16 周 打印說(shuō)明書(shū)和圖紙第 17 周 準(zhǔn)備答辯9、參考文獻(xiàn)1 黃清,陳煥新. 用matlab處理通風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)數(shù)據(jù).風(fēng)機(jī)技術(shù) , 2005,(02) . 2 盛賽斌. 軸流式風(fēng)機(jī)防堵轉(zhuǎn)控制系統(tǒng). 華東電力 , 1997,(06) 3 付懷波, 王秉恒. 提高對(duì)旋軸流

8、式風(fēng)機(jī)軸承壽命的探討. 防爆電機(jī) , 2004,(03) 4 楊紅軍. 風(fēng)機(jī)緊固件的失效和控制措施. 風(fēng)機(jī)技術(shù) , 2005,(02) 5 劉敏. 礦用軸流通風(fēng)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試技術(shù)的研究. 流體機(jī)械 , 1996,(12) 6 張弛. 煤礦軸流式風(fēng)機(jī)風(fēng)井噪聲控制方案探討. 噪聲與振動(dòng)控制 , 1999,(04) 7 吳華淼. 動(dòng)葉角度可調(diào)軸流式風(fēng)機(jī)平衡重塊的平衡原理. 華東電力 , 1982,(07) 8 趙艷志, 杜付.風(fēng)機(jī)應(yīng)用與節(jié)能分析. 發(fā)電設(shè)備 , 2006,(01) 9 苗繼軍. 變頻器在軸流式風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用. 山西煤炭 , 2006,(01) 10呂文燦. 軸流式風(fēng)機(jī)空間流型分析與研究.工

9、程熱物理學(xué)報(bào) , 1993,(02) 11 陳佐一,葉大均. 葉輪機(jī)械內(nèi)部真實(shí)流動(dòng)研究的某些進(jìn)展.中國(guó)科學(xué)基金 , 1996,(02) 12 趙日春, 楊佳仁. 礦井通風(fēng)機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)改造. 風(fēng)機(jī)技術(shù) , 1997,(04)13 昌澤舟.軸流式通風(fēng)機(jī)實(shí)用技術(shù).機(jī)械工業(yè)出版社，200514 j.p.van doormal,g.g.raithby. enhancement of the simplemethod for predicting incompressible fluid flows.numericalheat transfer, 1984, (7) :147-163 15 korakia

10、nitis, t.p. on the prediction of unsteady forces on gas-turbine blades .part 2:viscous-wake-interaction and axial-gap effects. asme paper 88-gt-90, june, 1988 16 marizo piller, enrico nobile, thomas j. dns study of turbulent transport at low prandtl numbers in a channel flow .journal of fluid mechan

11、ics, (458):419-441, 2002 指導(dǎo)教師意見(jiàn)教師簽字：年 月 日開(kāi)題答辯小組意見(jiàn)：組長(zhǎng)簽字： 成員簽字：年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)導(dǎo)小組意見(jiàn): 組長(zhǎng)簽字：年 月 日摘 要在礦井掘進(jìn)巷道時(shí)，為了供給工作人員呼吸新鮮空氣，稀釋掘進(jìn)工作面的瓦斯及產(chǎn)生的有害氣體，礦塵，創(chuàng)造良好工作條件，必須對(duì)掘進(jìn)工作面進(jìn)行通風(fēng)。目前對(duì)掘進(jìn)工作面進(jìn)行通風(fēng)的主要設(shè)備為jbt系列軸流式通風(fēng)機(jī)。本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容是對(duì)jbt62軸流式通風(fēng)機(jī)總體方案和通風(fēng)機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，機(jī)械傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)，對(duì)軸流風(fēng)機(jī)工作原理，主要工況參數(shù)的意義的掌握。具體內(nèi)容包括：通風(fēng)方式的選擇，總體結(jié)構(gòu)方案的確定，軸的設(shè)計(jì)和校核計(jì)算，葉輪的設(shè)計(jì)和校核計(jì)

12、算，導(dǎo)葉的設(shè)計(jì)計(jì)算，疏流罩、擴(kuò)散器和集流器的設(shè)計(jì)和選擇，殼體的設(shè)計(jì)，通風(fēng)機(jī)消聲裝置的設(shè)計(jì)，電機(jī)的選擇和固定方式的設(shè)計(jì)，聯(lián)軸器、鍵和法蘭等零件的選型校核。關(guān)鍵詞 軸流風(fēng)機(jī) 局部通風(fēng)設(shè)備 機(jī)械設(shè)計(jì)abstractwhen mine pit tunneling tunnel, breathes the fresh air for the supplies staff, the noxious gas which the dilution tunneling working surfaces gas and produces, the mine dust, the creation good work

13、ing condition, must carry on to the tunneling working surface ventilates. at present carries on the well ventilated major installation to the tunneling working surface is the jbt series axial flow type ventilator.this designs content is to the jbt62 axial fans flow type ventilator overall concept an

14、d the ventilator gross structure design, mechanical drive part design, to axial-flow fan principle of work, main operating mode parameter significance grasping. the actual content includes: ventilates the way the choice, the gross structure plan determination, the axis design and the examination com

15、putation, impellers design examines and examines the computation, guide vanes design calculation, sparse class cover, diffuser and current collector design and choice, shells design, ventilator muffler design, electrical machinerys choice and fixed way design, components and so on shaft coupling, ke

16、y and flange shaping examinations.keywords axial fans local ventilation equipment mechanical design目錄摘 要iabstractii第1章 緒論11.1選題的意義11.2主要設(shè)計(jì)內(nèi)容11.3國(guó)內(nèi)外同類(lèi)設(shè)備發(fā)展?fàn)顩r21.4軸流通風(fēng)機(jī)的工作原理21.5軸流通風(fēng)機(jī)主要工作參數(shù)31.5.1風(fēng)量31.5.2風(fēng)壓31.5.3功率31.5.4效率41.5.5轉(zhuǎn)速41.5.6無(wú)因次的流量系數(shù)4第2章 軸流通風(fēng)機(jī)總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)62.1通風(fēng)方式的確定62.1.1壓入式通風(fēng)62.1.2抽出式通風(fēng)72.2結(jié)構(gòu)方案型式8

17、2.2.1葉輪92.2.2導(dǎo)葉92.2.3進(jìn)風(fēng)口(集流器和整流罩)102.2.4擴(kuò)散器102.2.5外殼102.2.6軸112.3通風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)形式的確定112.3.1確定通風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n112.3.2確定通風(fēng)機(jī)的級(jí)型式112.3.3確定通風(fēng)機(jī)各級(jí)風(fēng)壓比112.3.4葉頂圓周速度ut和葉輪直徑d 的選擇計(jì)算122.4計(jì)算電動(dòng)機(jī)功率并選擇電機(jī)型號(hào)13第3章 主要部件的設(shè)計(jì)計(jì)算153.1葉輪參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算153.1.1流量系數(shù)和全壓系數(shù)的確定153.1.2輪轂比和輪轂直徑的確定153.1.3輪轂比檢驗(yàn)163.1.4葉片翼型參數(shù)的計(jì)算183.2葉片翼型的選擇213.2.1 ls翼型坐標(biāo)223.2.2葉片的

18、繪制223.3導(dǎo)輪參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算233.3.1導(dǎo)輪參數(shù)的計(jì)算233.3.2導(dǎo)流器葉片幾何尺寸的計(jì)算253.4導(dǎo)葉翼型的選擇253.4.1 圓弧板翼型253.4.2葉片的繪制26第4章 結(jié)構(gòu)部件的設(shè)計(jì)計(jì)算274.1集流器的設(shè)計(jì)274.2流線(xiàn)罩的設(shè)計(jì)274.3擴(kuò)散器的設(shè)計(jì)284.4軸流通風(fēng)機(jī)軸向間隙的確定304.5軸流通風(fēng)機(jī)徑向間隙的確定314.6軸承的選擇324.7聯(lián)軸器的選擇334.8風(fēng)筒的選擇344.8.1風(fēng)筒選用要求344.8.2局部通風(fēng)機(jī)的風(fēng)筒選型344.9噪音的處理34第5章 主要零部件強(qiáng)度計(jì)算365.1葉輪強(qiáng)度計(jì)算365.2鍵的校核385.2.1 鍵的基本尺寸385.2.2 鍵的校核

19、385.3軸的校核39第6章 通風(fēng)機(jī)的安裝維護(hù)和保養(yǎng)416.1通風(fēng)機(jī)安裝方法416.2通風(fēng)機(jī)的拆卸416.3通風(fēng)機(jī)的維護(hù)416.3.1葉輪的檢修426.3.2主軸的檢修426.3.3轉(zhuǎn)子的檢查436.3.4機(jī)殼漏氣的檢修436.3.5軸承的檢修43結(jié)論45致謝46參考文獻(xiàn)47附錄149附錄252第1章 緒論1.1選題的意義瓦斯事故歷來(lái)是煤礦的主要安全事故，因此礦井要防止瓦斯事故的發(fā)生。中國(guó)礦山安全條例與安全規(guī)程規(guī)定：向井下供給新鮮風(fēng)量一般每人不得少于4m3/min，在采掘工作面進(jìn)風(fēng)風(fēng)流中氧氣按體積計(jì)算不得低于，二氧化碳不得超過(guò)。礦井新建、擴(kuò)建或生產(chǎn)時(shí)，都要掘進(jìn)巷道，在掘進(jìn)過(guò)程中，為了供給工作人

20、員呼吸新鮮空氣，稀釋和排出自煤(巖)體涌出的有害氣體、爆破產(chǎn)生的炮煙和礦塵，以及創(chuàng)造良好的氣候條件，必須對(duì)掘進(jìn)工作面進(jìn)行通風(fēng)。礦井采掘面通風(fēng)可以保證人身安全和礦井的安全生產(chǎn)，因此礦井通風(fēng)有著非常重要的意義。1.2主要設(shè)計(jì)內(nèi)容本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容及工作量是確定jbt62軸流式通風(fēng)機(jī)總體方案設(shè)計(jì)，總體結(jié)構(gòu)及其組成，掌握軸流風(fēng)機(jī)工作原理，主要工況參數(shù)的意義。完成主要機(jī)械部分設(shè)計(jì)。jbt62軸流式通風(fēng)機(jī)過(guò)流部件由集流器，葉輪，導(dǎo)葉，擴(kuò)散器等幾部分組成。具體設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：擬定總體結(jié)構(gòu)方案的確定，軸的設(shè)計(jì)計(jì)算，葉輪的設(shè)計(jì)計(jì)算，導(dǎo)葉的設(shè)計(jì)計(jì)算，疏流罩的設(shè)計(jì)計(jì)算，擴(kuò)散器的設(shè)計(jì)計(jì)算，集流器的設(shè)計(jì)計(jì)算，殼體的設(shè)計(jì)，聯(lián)軸

21、器、法蘭等零件的選型校核。保證設(shè)計(jì)參數(shù)流量達(dá)到q=5.6m3/s、全壓達(dá)到h=3100pa、效率在以上。此外還包括設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)，外文資料的翻譯工作。圖紙的繪制工作。包括：總體裝配圖 1張；葉輪零件圖 1張；導(dǎo)葉零件圖1張；殼體零件圖1張；軸零件圖1張。1.3國(guó)內(nèi)外同類(lèi)設(shè)備發(fā)展?fàn)顩r風(fēng)機(jī)已有悠久的歷史。中國(guó)在公元前許多年就已制造出簡(jiǎn)單的木制礱谷風(fēng)車(chē)，它的作用原理與現(xiàn)代離心風(fēng)機(jī)基本相同。1862年，英國(guó)的圭貝爾發(fā)明離心風(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)。1935年，德國(guó)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

22、中動(dòng)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)和橫流風(fēng)機(jī)也都獲得了發(fā)展。未來(lái)風(fēng)機(jī)發(fā)展將進(jìn)一步提高風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)效率、裝置效率和使用效率，以降低電能消耗；用動(dòng)葉可調(diào)的軸流風(fēng)機(jī)代替大型離心風(fēng)機(jī)；降低風(fēng)機(jī)噪聲；提高排煙、排塵風(fēng)機(jī)葉輪和機(jī)殼的耐磨性；實(shí)現(xiàn)變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)和自動(dòng)化調(diào)節(jié)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)風(fēng)機(jī)使用的要求也愈來(lái)愈高，就目前國(guó)外風(fēng)機(jī)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)而言，將朝著風(fēng)機(jī)容量不斷增大、高效化、高速小型化和低噪音方向發(fā)展。高速小型化。各類(lèi)風(fēng)機(jī)采用三元流動(dòng)葉輪后，在提高效率的同時(shí)，壓力也可提高。所以在同等條件下，葉輪外徑可減少1030，這樣就取得縮小體積和減輕重量的明顯效果。提高轉(zhuǎn)速也是風(fēng)機(jī)小

23、型化的重要途徑之一。 低噪聲化。風(fēng)機(jī)的噪聲是工業(yè)生產(chǎn)中噪聲污染源最主要來(lái)源之一。風(fēng)機(jī)大型化和高速化使噪聲問(wèn)題更加突出。對(duì)低頻噪聲，風(fēng)機(jī)主要通過(guò)改進(jìn)風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，降低本體噪聲，若達(dá)不到要求，可采取加裝消聲器等措施。綜上所述，這些技術(shù)既是國(guó)外風(fēng)機(jī)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，也是國(guó)內(nèi)風(fēng)機(jī)行業(yè)在技術(shù)方面的努力方向。1.4軸流通風(fēng)機(jī)的工作原理軸流風(fēng)機(jī)又叫局部通風(fēng)機(jī)，是工礦企業(yè)常用的一種風(fēng)機(jī)，安不同于一般的風(fēng)機(jī)它的電機(jī)和風(fēng)葉都在一個(gè)圓筒里，外形就是一個(gè)筒形，用于局部通風(fēng)，安裝方便，通風(fēng)換氣效果明顯，使用安全，可以接風(fēng)筒把風(fēng)送到指定的區(qū)域。軸流，就是與風(fēng)葉的軸同方向的氣流(即風(fēng)的流向和軸平行)，如電風(fēng)扇,空調(diào)外機(jī)風(fēng)扇就是

24、軸流方式。風(fēng)流從集風(fēng)器沿軸向進(jìn)入，通過(guò)原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，使風(fēng)流獲得能量后流入導(dǎo)葉。由于導(dǎo)葉是靜止的，其作用是改變風(fēng)流方向并使風(fēng)流的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)換為壓能。最后，風(fēng)流通過(guò)擴(kuò)散風(fēng)筒進(jìn)一步降低流速，將軸向風(fēng)流的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為靜壓能沿軸向排出。1.5軸流通風(fēng)機(jī)主要工作參數(shù)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。另外，噪聲和振動(dòng)的大小也是主要的風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)指標(biāo)。1.5.1風(fēng)量風(fēng)量指通風(fēng)機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)所輸送的氣體體積。風(fēng)機(jī)說(shuō)明書(shū)中的風(fēng)量與風(fēng)壓, 一般均指標(biāo)準(zhǔn)氣態(tài)下(即大氣壓力為760mmhg, 溫度為, 濕度為, 密度為1.2kg/m3)的數(shù)值。風(fēng)量單位常用的有m3/s, m3/min, m3/h。1.5

25、.2風(fēng)壓風(fēng)機(jī)風(fēng)壓系指全壓h, 單位為pa, 它是單位體積的氣體流過(guò)風(fēng)機(jī)葉輪時(shí)所獲得的能量增量。它等于風(fēng)機(jī)的靜壓與動(dòng)壓之和。一般通風(fēng)機(jī)在較高效率范圍內(nèi)工作時(shí), 其動(dòng)壓約占全壓的1020% 左右。1.5.3功率功率是指單位時(shí)間內(nèi)所做的功, 單位 kw（千瓦）。風(fēng)機(jī)的功率可分為:全壓有效功率指單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)風(fēng)機(jī)的空氣所獲得的實(shí)際能量, 它是風(fēng)機(jī)的輸出功率, 也稱(chēng)為空氣功率。靜壓有效功率指單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)風(fēng)機(jī)的空氣所獲得的靜壓能量。它是全壓有效功率的一部分。軸功率電動(dòng)機(jī)傳遞給風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的功率。也就是風(fēng)機(jī)的輸入功率。電機(jī)功率考慮了傳動(dòng)機(jī)械效率和電機(jī)容量安全系數(shù)后, 電動(dòng)機(jī)的功率。1.5.4效率效率: 表明

26、風(fēng)機(jī)將輸入功率轉(zhuǎn)化為輸出功率的程度。分為全壓效率(也稱(chēng)為空氣效率或總效率)和靜壓效率。1.5.5轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速系指風(fēng)機(jī)葉輪每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù), 單位為rad/min。風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速改變時(shí), 風(fēng)機(jī)的流量、風(fēng)壓和軸功率都將隨之改變。1.5.6無(wú)因次的流量系數(shù)風(fēng)機(jī)性能也可用無(wú)因次的流量系數(shù), 壓力系數(shù)和功率系數(shù)來(lái)表示。這些無(wú)因次性能參數(shù)(也稱(chēng)無(wú)因次系數(shù))的換算公式是由相似理論推導(dǎo)出來(lái)的。同一類(lèi)型的風(fēng)機(jī)相似(包括幾何相似, 運(yùn)動(dòng)相似和動(dòng)力相似), 因此, 同一類(lèi)型風(fēng)機(jī)的無(wú)因次性能參數(shù)相等。即式中 、分別為流量系數(shù)、壓力系數(shù)、功率系數(shù)，無(wú)因次；空氣密度，kg/ m3；風(fēng)機(jī)的葉輪外徑，m；葉輪周邊切線(xiàn)速度，m/s；風(fēng)機(jī)的風(fēng)

27、壓，pa；風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，m3/s。根據(jù)相似理論及上式無(wú)因次系數(shù)式，可得同類(lèi)型風(fēng)機(jī)性能的換算關(guān)系式為:式中分別為所要換算的兩臺(tái)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，m3/s；分別為所要換算的兩臺(tái)風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓，pa；分別為所要換算的兩臺(tái)風(fēng)機(jī)的功率，kw；分別為所要換算的兩臺(tái)風(fēng)機(jī)的葉輪直經(jīng)，m；分別為所要換算的兩臺(tái)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，rad/min；分別為所要換算的兩臺(tái)風(fēng)機(jī)工作的空氣密度，kg/ m3。上式可用于同類(lèi)型風(fēng)機(jī)中任意兩臺(tái)風(fēng)機(jī)之間的性能參數(shù)換算，也可用于同臺(tái)風(fēng)機(jī)不同轉(zhuǎn)速, 不同空氣密度條件下的性能變化的分析。第2章 軸流通風(fēng)機(jī)總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)2.1通風(fēng)方式的確定局部通風(fēng)機(jī)是井下局部地點(diǎn)通風(fēng)所用的通風(fēng)設(shè)備。局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)是利用局

28、部通風(fēng)機(jī)作動(dòng)力，用風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng)把新鮮風(fēng)流送入掘進(jìn)工作面。局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)按其工作方式不同分為壓入式、抽出式二種。2.1.1壓入式通風(fēng)壓入式通風(fēng)是把局部通風(fēng)機(jī)和啟動(dòng)裝置安裝在離掘巷道口10m外的進(jìn)風(fēng)側(cè)，局部通風(fēng)機(jī)把新鮮風(fēng)流經(jīng)風(fēng)筒壓送到掘進(jìn)工作面，污風(fēng)沿巷道排出。工作面爆破后，煙塵充滿(mǎn)迎頭形成炮煙拋擲區(qū)。風(fēng)流由風(fēng)筒射出后，按紊動(dòng)射流的特性使炮煙被卷吸到射出的風(fēng)流中，二者摻混共同向前移動(dòng)。用于以排出瓦斯為主的煤巷、半煤巖巷掘進(jìn)通風(fēng)。其機(jī)構(gòu)如圖2-1所示壓入式通風(fēng)的優(yōu)點(diǎn)是局部通風(fēng)機(jī)和啟動(dòng)裝置都位于新鮮風(fēng)流中，不易引起瓦斯和煤塵爆炸，安全性好；風(fēng)筒出口風(fēng)流的有效射程長(zhǎng)，排煙能力強(qiáng)，工作面通風(fēng)時(shí)間短；可用柔性風(fēng)

29、筒，其成本低、重量輕，便于運(yùn)輸，而抽出式通風(fēng)的風(fēng)筒承受負(fù)壓作用，必須使用剛性或帶剛性骨架的可伸縮風(fēng)筒，成本高，重量大，運(yùn)輸不便。缺點(diǎn)是污風(fēng)沿巷道排出，污染范圍大；炮煙從掘進(jìn)巷道排出的速度慢，需要的通風(fēng)時(shí)間長(zhǎng)。適用于以排出瓦斯為主的煤巷、半煤巖巷掘進(jìn)通風(fēng)。壓入式通風(fēng)的缺點(diǎn)是污風(fēng)沿巷道排出，污染范圍大；炮煙從掘進(jìn)巷道排出的速度慢，需要的通風(fēng)時(shí)間長(zhǎng)。適用于以排出瓦斯為主的煤巷、半煤巖巷掘進(jìn)通風(fēng)。圖2-1 壓入式通風(fēng)2.1.2抽出式通風(fēng)抽出式通風(fēng)是把局部通風(fēng)機(jī)安裝在離巷道口10m以外的回風(fēng)側(cè)。新鮮風(fēng)流沿巷道流入，污風(fēng)通過(guò)鐵風(fēng)筒由局部通風(fēng)機(jī)排出。其機(jī)構(gòu)如圖2-2所示在瓦斯礦井中一般不使用抽出式通風(fēng)。抽出

30、式通風(fēng)的優(yōu)點(diǎn)是污風(fēng)經(jīng)風(fēng)筒排出，掘進(jìn)巷道中為新鮮風(fēng)流，勞動(dòng)衛(wèi)生條件好；放炮時(shí)人員只需撤到安全距離即可，往返時(shí)間短；而且所需排煙的巷道長(zhǎng)度為工作面至風(fēng)筒吸入口的長(zhǎng)度，故排煙時(shí)間短，有利于提高掘進(jìn)速度。抽出式通風(fēng)的缺點(diǎn)是風(fēng)筒吸入口的有效吸程短，風(fēng)筒吸風(fēng)口距工作面距離過(guò)遠(yuǎn)則通風(fēng)效果不好，過(guò)近則放炮時(shí)易崩壞風(fēng)筒；因污風(fēng)由局部通風(fēng)機(jī)抽出，一旦局部通風(fēng)機(jī)產(chǎn)生火花，將有引起瓦斯、煤塵爆炸的危險(xiǎn)，安全性差。在瓦斯礦井中一般不使用抽出式通風(fēng)。圖2-2 抽出式通風(fēng)從以上比較可以看出，兩種通風(fēng)方式各有利弊。但壓入式通風(fēng)安全可靠性較好，故在煤礦中得到廣泛應(yīng)用?？紤]到本風(fēng)機(jī)應(yīng)用環(huán)境為礦井掘進(jìn)段，瓦斯含量較高故采用壓入式。

31、2.2結(jié)構(gòu)方案型式采用多段式殼體，即用徑向剖分面將殼體垂直于軸線(xiàn)一段一段地分割開(kāi)為多個(gè)部分。將風(fēng)機(jī)葉輪、導(dǎo)葉軸等分別裝各段殼體，然后用螺栓將這些零件緊固在一起。已知設(shè)計(jì)參數(shù)q=5.6m3/s、全壓達(dá)到h=3100pa、效率在以上，以電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，二級(jí)普通軸流的條件下，設(shè)計(jì)所需風(fēng)機(jī)。一般的礦用軸流式風(fēng)機(jī)主要?dú)鈩?dòng)部件有葉輪，前導(dǎo)葉，中導(dǎo)葉，后導(dǎo)葉，外殼，集流器，疏流罩以及出口處的擴(kuò)散器組成軸流通風(fēng)機(jī)采用如圖2-3所示。2.2.1葉輪葉輪是風(fēng)機(jī)的主要部件，決定著風(fēng)機(jī)性能的主要因素是風(fēng)機(jī)翼型，葉輪外徑，外徑對(duì)輪轂直徑的比值和葉輪轉(zhuǎn)速。適用于礦用風(fēng)機(jī)的翼型有對(duì)稱(chēng)翼型，clark-y翼型，ls翼型和raf

32、-6e等。葉輪外徑和風(fēng)機(jī)軸轉(zhuǎn)速?zèng)Q定圓周速度，直接影響到風(fēng)機(jī)全壓。輪轂比與風(fēng)機(jī)比轉(zhuǎn)數(shù)有關(guān)。一般說(shuō)來(lái),輪轂比大時(shí),軸向速度ca增大，葉片數(shù)目z和葉片相對(duì)寬度b/l(b為弦長(zhǎng)，l為葉展)也相應(yīng)增大,風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓系數(shù)提高；反之。輪轂比小,多數(shù)取0.6，風(fēng)壓系數(shù)也較低。葉輪葉片安裝角直接影響旋繞速度的增量，影響風(fēng)機(jī)全壓。通常，可在1045范圍內(nèi)調(diào)整。圖2-3 風(fēng)機(jī)方案簡(jiǎn)圖1-軸；2-殼體；3-中導(dǎo)輪；4-后導(dǎo)輪；5-擴(kuò)散器；6-葉片；7-葉輪；8集流器；9-流線(xiàn)體2.2.2導(dǎo)葉中導(dǎo)葉和后導(dǎo)葉后在多級(jí)軸流式風(fēng)機(jī)葉輪級(jí)后設(shè)置。它的作用是將前級(jí)葉輪的流出氣流方向，轉(zhuǎn)為軸向流入后級(jí)葉輪。后導(dǎo)葉的作用是將最后一級(jí)葉

33、輪的出流方向轉(zhuǎn)為接近軸向流出。剩余的旋繞速度使氣流不僅沿軸向，而且是沿螺線(xiàn)方向在擴(kuò)散器中流動(dòng)，有利于改善擴(kuò)散器的工作。1導(dǎo)葉的形式 導(dǎo)葉多采用圓弧形葉片?，F(xiàn)在也有采用機(jī)翼形葉片，中，后導(dǎo)葉還可以采用扭曲機(jī)翼形葉片。2導(dǎo)葉的數(shù)目(前導(dǎo)葉，中導(dǎo)葉，后導(dǎo)葉)應(yīng)與葉輪葉片數(shù)互為質(zhì)數(shù)，以避免氣流通過(guò)時(shí)產(chǎn)生同期擾動(dòng)。2.2.3進(jìn)風(fēng)口(集流器和整流罩)集流器是強(qiáng)力風(fēng)機(jī)上的一個(gè)關(guān)鍵部件，它是用2mm厚的a3鋼板，通過(guò)剪板、焊接、翻邊制成。 由于其直徑較大，板厚較薄，在翻邊時(shí)容易起皺和出現(xiàn)裂紋，這是不允許的。 以前生產(chǎn)廠家做了一付工裝，焊成喇叭口，將圓弧部分在工裝上用手工一點(diǎn)一點(diǎn)敲成的。作用是使氣流順利地進(jìn)入風(fēng)

34、機(jī)的環(huán)行入口信道，并在葉輪入口處,形成均勻的速度場(chǎng)。目前，礦用通風(fēng)機(jī)集流器型線(xiàn)為圓弧形，疏流罩的型面為球面或橢球。2.2.4擴(kuò)散器軸流通風(fēng)機(jī)級(jí)的出口動(dòng)壓在全壓中所占的比例比離心通風(fēng)機(jī)大的多，這是因?yàn)檩S流風(fēng)機(jī)工作時(shí)，通風(fēng)機(jī)級(jí)的出口氣流軸向速度相當(dāng)大，與之相對(duì)應(yīng)的動(dòng)壓約占通風(fēng)機(jī)全壓的。為了減少軸流風(fēng)機(jī)出口流速，提高靜壓，同時(shí)由于井下的空氣潮濕有毒,所以作為擴(kuò)散器口消聲器的吸聲材料應(yīng)具有防潮，防腐和阻燃性質(zhì)。此外由于通風(fēng)機(jī)的出口處安裝擴(kuò)散器還可以顯著降低通風(fēng)機(jī)的排氣噪音。一般由錐形筒芯和筒殼組成,裝在風(fēng)機(jī)出口側(cè)。2.2.5外殼風(fēng)機(jī)外殼呈圓筒形,重要的是葉輪外緣與外殼內(nèi)表面的徑向間隙應(yīng)盡可能地減小。通

35、常 徑向間隙和葉片展長(zhǎng)在0.010.06之間。2.2.6軸軸是傳遞機(jī)械能的重要零件,原動(dòng)機(jī)的扭矩通過(guò)它傳給葉輪。軸是風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子的主要零件，軸上裝有葉輪、軸套、軸承等零件。軸靠?jī)啥溯S承支承，在通風(fēng)機(jī)中作高速回轉(zhuǎn)，因而軸要承載能力大、耐磨、耐腐蝕。軸的材料一般選用碳素鋼或合金鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。2.3通風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)形式的確定2.3.1確定通風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n目前軸流通風(fēng)機(jī)多由電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。對(duì)于異步電機(jī)，起轉(zhuǎn)速可選為580、720、960、1450、及2950r/min。軸流通風(fēng)機(jī)提高轉(zhuǎn)速可以減少葉輪直徑及機(jī)器尺寸，并有利于提高通風(fēng)機(jī)的效率。但是轉(zhuǎn)速的提高也受到一定的限制。如果提高轉(zhuǎn)速使通風(fēng)機(jī)的比轉(zhuǎn)速增加，有可能

36、得不到合理的通風(fēng)機(jī)級(jí)數(shù)，而且增加了圓周速度，從而使通風(fēng)機(jī)噪音增加。風(fēng)機(jī)本設(shè)計(jì)中，考慮到交流電在礦井應(yīng)用比較廣泛，故采用異步電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)方式，預(yù)選轉(zhuǎn)速分別n=1450r/min和n=2950r/min。2.3.2確定通風(fēng)機(jī)的級(jí)型式在二級(jí)軸流風(fēng)機(jī)中，常用的級(jí)型式有r+r（葉輪級(jí)+葉輪級(jí)）的對(duì)旋軸流風(fēng)機(jī)、r+s+r+s級(jí)（葉輪級(jí)+中導(dǎo)流級(jí)+葉輪級(jí)+后導(dǎo)流級(jí)）、以及p+r+s+r+s(前導(dǎo)流級(jí)+葉輪級(jí)+中導(dǎo)流級(jí)+葉輪級(jí)+后導(dǎo)流級(jí))?？紤]到掘進(jìn)段工作空間相對(duì)狹小，所以本設(shè)計(jì)采用r+s+r+s級(jí)，可以減少風(fēng)機(jī)的軸向尺寸。2.3.3確定通風(fēng)機(jī)各級(jí)風(fēng)壓比風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓比是決定各級(jí)葉輪和導(dǎo)葉的主要參數(shù)之一?？紤]到

37、如果采用風(fēng)壓比為1：1，那么只需要單電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可以降低所設(shè)計(jì)通風(fēng)機(jī)成本，還可以減小風(fēng)機(jī)的體積，有利于在相對(duì)狹小的掘進(jìn)工作面使用。2.3.4葉頂圓周速度ut和葉輪直徑d 的選擇計(jì)算圓周速度是軸流通風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)中的重要參數(shù)之一。實(shí)踐表明，提高軸流通風(fēng)機(jī)的圓周速度，可以提高風(fēng)機(jī)的全壓。實(shí)驗(yàn)證實(shí)，葉輪葉頂圓周速度=m/s比較合適。但是圓周速度的提高，風(fēng)機(jī)的噪音也將隨之提高，因?yàn)橥L(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)的噪音與成正比，而渦流噪音與成正比 13。葉輪直徑是軸流通風(fēng)機(jī)的一個(gè)重要結(jié)構(gòu)參數(shù)，其大小直接影響通風(fēng)機(jī)的性能和結(jié)構(gòu)。常用的一種方法是根據(jù)大量試驗(yàn)研究現(xiàn)有通風(fēng)機(jī)的統(tǒng)計(jì)資料。人們發(fā)現(xiàn)葉輪直徑與全壓、流量、及轉(zhuǎn)速之間存在一定的

38、關(guān)系，即與通風(fēng)機(jī)的比轉(zhuǎn)速存在一定的關(guān)系。分別計(jì)算各種預(yù)選方案中通風(fēng)機(jī)的計(jì)算比轉(zhuǎn)數(shù)，由比轉(zhuǎn)數(shù)查得對(duì)應(yīng)軸流風(fēng)機(jī)的全壓系數(shù)及全壓效率。初步計(jì)算出不同方案通風(fēng)機(jī)的葉輪直徑，然后圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑，在求出其葉頂圓周速度。具體計(jì)算結(jié)果列與表2-1。由表計(jì)算結(jié)果看出，當(dāng)通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=1450r/min，=77,一般當(dāng)100時(shí),優(yōu)先采用離心風(fēng)機(jī)，所以不能滿(mǎn)足要求。所以選擇轉(zhuǎn)速n=2950r/min，可以滿(mǎn)足要求。表2-1 不同方案的計(jì)算結(jié)果n/(r/min)14502950備注/pa1550155077157級(jí)型式r+s+r+sr+s+r+s0.35由級(jí)型式的范圍0.85計(jì)算d/m0.556圓整d/m0.56按文

39、獻(xiàn)12/（m/s）86.502.4計(jì)算電動(dòng)機(jī)功率并選擇電機(jī)型號(hào)按下式計(jì)算電動(dòng)機(jī)功率為kw kw式中電動(dòng)機(jī)功率儲(chǔ)備系數(shù)，對(duì)于軸流風(fēng)機(jī)，一般。根據(jù)計(jì)算功率和風(fēng)機(jī)使用環(huán)境的要求，選擇電機(jī)型號(hào)yb200l1-2,其機(jī)構(gòu)如圖2-4所示yb20l1-2隔爆型三相異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)：額定功率=30kw滿(mǎn)載時(shí)額定電流=56.9a滿(mǎn)載時(shí)額定轉(zhuǎn)速=2950r/min滿(mǎn)載時(shí)效率=90%滿(mǎn)載時(shí)功率因數(shù)cos=0.89堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩=2n.m堵轉(zhuǎn)電流/額定電流=7a最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩=2.2n.m重量=290kg圖2-4 yb200l1-2電機(jī)示意圖第3章 主要部件的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1葉輪參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1.1流量系

40、數(shù)和全壓系數(shù)的確定葉輪是通風(fēng)最主要的部件，其主要作用是把原動(dòng)機(jī)的能量傳遞給流體。葉輪常用鑄鋁合金、鋼板焊接或其他材料制成。葉片的空氣動(dòng)力計(jì)算，是在滿(mǎn)足流量和全壓的條件下，為獲得高效率低噪音而進(jìn)行的葉片集合尺寸的計(jì)算。為此，把整個(gè)葉片分成若干個(gè)計(jì)算截面，然后通過(guò)計(jì)算得出個(gè)基元截面所采用翼型的葉片寬度及安裝角。二級(jí)軸流風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓比為1：1，所以第一級(jí)葉輪和第二級(jí)葉輪參數(shù)相同。故不需要分別計(jì)算。以第一級(jí)葉輪計(jì)算為例，設(shè)計(jì)計(jì)算步驟如下：計(jì)算流量系數(shù)：0.263計(jì)算全壓系數(shù)：=0.3453.1.2輪轂比和輪轂直徑的確定輪轂比由文獻(xiàn)13 ，當(dāng)通風(fēng)機(jī)的比轉(zhuǎn)數(shù)=157時(shí)，可選用=0.6。按表3-1, 可見(jiàn)，當(dāng)

41、=0.345時(shí)，=0.50.6，取=0.6是合適的。由此得到葉輪輪轂直徑為：d=d=0.60.56m=0.336m表3-1 不同全壓系數(shù)時(shí)所推薦采用的輪轂比0.202.0.40.40.350.450.50.60.60.73.1.3輪轂比檢驗(yàn)為了判斷葉輪葉片根部和后導(dǎo)流器根部是否會(huì)發(fā)生氣流分離，應(yīng)驗(yàn)算是否所取的輪轂比；求得通風(fēng)機(jī)的軸向速度為：=m/s= 35.53m/s則得到通風(fēng)機(jī)的無(wú)因次軸向速度為：= /=35.53/0.85=0.411由表2-1的計(jì)算結(jié)果得到通風(fēng)機(jī)的全壓效率=0.85，則通風(fēng)機(jī)的理論全壓系數(shù)為：=0.345/.86=0.406最佳計(jì)算參數(shù)，由文獻(xiàn)13 ，查得=0.2。根據(jù)表

42、3-2，可以計(jì)算出二級(jí)r+s+r+s級(jí)型式通風(fēng)機(jī)葉輪的計(jì)算函數(shù)為：表3-2 不同通風(fēng)機(jī)級(jí)型式的與計(jì)算公式級(jí)型式函數(shù)rr+sp+rp+r+s；可以計(jì)算葉輪的最小允許輪轂比為：=1/=1/2.531=0.395由于所決定的輪轂比=0.6，所以在葉輪葉片根部不會(huì)產(chǎn)生氣流分離。對(duì)于導(dǎo)流器，可計(jì)算函數(shù)為：=可以得到導(dǎo)流器的最小允許輪轂比為：由于所決定的輪轂比=0.5，所以在后導(dǎo)流器葉片根部也不會(huì)產(chǎn)生氣流分離。3.1.4葉片翼型參數(shù)的計(jì)算1. 確定計(jì)算截面將整個(gè)葉片分成5個(gè)計(jì)算截面，其中相對(duì)平均半徑為2. 各計(jì)算截面葉片環(huán)的氣流參數(shù)和空氣動(dòng)力負(fù)荷系數(shù)計(jì)算葉片各參數(shù)計(jì)算結(jié)果列于3-3。從表中可以看出，各計(jì)算

43、截面的葉柵稠度均未超過(guò)1.0，所以按孤立翼型設(shè)計(jì)是合適的。表3-3 葉輪氣流參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算表項(xiàng)目及公式單位計(jì)算截面?zhèn)渥?2345m0.1680.2020.2310.2570.28d=0.56m0.60.7210.820.9181.0m為葉輪半徑m/s51.9062.4072.3679.3986.50n=2950r/minm/s29.2824.3521.2919.1517.57等環(huán)量設(shè)計(jì)時(shí)沿程葉高為常數(shù)m35.53等環(huán)量設(shè)計(jì)時(shí)沿葉高為常數(shù)m/s51.4861.5270.3478.3485.45在r+s級(jí)中，()43.6435.2830.3426.9724.571.1380.7920.6050

44、.5010.4110.1000.0940.0890.0840.080選用1.2000.9根據(jù)1/u最大原則選擇0.9480.456m1.0010.9410.8920.8430.802中間各截面的bz插計(jì)算0.9840.7410.6150.5220.4551.2001.0680.9840.9600.902()8.707.736.906.165.50()52.3443.0137.2433.1330.07mm83.4278.4274.3370.2566.83z=12mm8.347.376.625.905.35根據(jù)文獻(xiàn)13中對(duì)翼型相對(duì)厚度懂得選取原則，在葉根及頂截面分別選0為0.1和0.8，中間各截面

45、的可按直線(xiàn)規(guī)律變化，通過(guò)插值計(jì)算得出。葉根幾葉頂?shù)娜~片總寬度bz由計(jì)算得到，而中間各截面的bz可按直線(xiàn)規(guī)律變化，通過(guò)插值計(jì)算得出。對(duì)于葉片數(shù)目的選擇計(jì)算，由表3-4，當(dāng)=0.6時(shí)，。又因?yàn)楣蔬x取葉片數(shù)目z=12。表3-4 葉片數(shù)目與輪轂比之間的關(guān)系0.30.40.50.60.7通過(guò)計(jì)算可以得出、等曲線(xiàn)，將這些曲線(xiàn)繪制于圖3-1中，可以看到各曲線(xiàn)光滑，證明計(jì)算正確無(wú)誤。圖3-1 葉片參數(shù)坐標(biāo)3.2葉片翼型的選擇從目前資料來(lái)看，可用于孤立翼型設(shè)計(jì)方法的翼型主要有三種：一是平底或接近平底的翼型，國(guó)內(nèi)外常用的有clark-y翼型，ls翼型和raf-6e翼型等；二是等厚圓弧板翼型；三是nasa-65系列

46、中的某些翼型13。由于nasa-65系列自成體系，其翼型及葉片中弧線(xiàn)的繪制方法于一般方法不同，國(guó)內(nèi)目前應(yīng)用較少，故不考慮選擇。本設(shè)計(jì)選定ls翼型。3.2.1 ls翼型坐標(biāo)ls翼型的原始翼型為英國(guó)ls螺旋槳翼型，后來(lái)稍加修改用于軸流通風(fēng)機(jī)。其結(jié)構(gòu)形式如圖3-2所示，其坐標(biāo)如表3-5所示。圖3-2 ls翼型結(jié)構(gòu)圖表3-5 ls翼型斷面坐標(biāo)值距前緣點(diǎn)距離5102030405060708090上表面坐標(biāo)5.9278.696.110099.196.187.374.757.236.93.2.2葉片的繪制弦長(zhǎng)在葉柵額線(xiàn)及葉柵軸向方向的投影列于下表3-6。表3-6 弦長(zhǎng)的投影的投影單位相對(duì)半徑0.600.72

47、10.820.9181.00mm66.053.545.038.433.5mm51.057.359.258.857.8各計(jì)算截面翼型的重心坐標(biāo)、重心距翼型前后邊緣的距離在葉柵額線(xiàn)及葉柵軸向方向的投影列于表3-7。表3-7 ls翼型各參數(shù)投影項(xiàng)目單位相對(duì)半徑0.600.7210.820.9181.00mm37.134.933.131.329.7mm3.53.12.82.52.2mm29.423.820.017.114.9mm22.725.526.326.225.7mm36.729.725.021.318.6mm28.331.832.832.632.13.3導(dǎo)輪參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算3.3.1導(dǎo)輪參數(shù)的計(jì)算

48、計(jì)算參數(shù)的確定：在葉片設(shè)計(jì)時(shí)，已經(jīng)得出；風(fēng)機(jī)的理論全壓系數(shù)=0.406，由文獻(xiàn)13得=0.2。導(dǎo)流器葉片氣流參數(shù)和空氣動(dòng)力負(fù)荷系數(shù)的計(jì)算結(jié)果列于表3-8。表3-8導(dǎo)向氣流參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算表項(xiàng)目及公式單位計(jì)算截面12345m0.1680.2020.2310.2570.28m/s29.2824.3521.2919.1517.57m35.53m/s5.864.874.263.833.51m/s39.638.437.837.337.1()63.6967.6570.2272.0873.481.181.010.900.820.761.250.72m1.0481.0481.0481.0481.0480.9

49、90.830.720.650.601.191.231.251.261.27() 6.38.69.711.812.1()66.9976.2579.9283.8885.48mm95.2795.2795.2795.2795.273.3.2導(dǎo)流器葉片幾何尺寸的計(jì)算導(dǎo)流器葉片數(shù)目的確定：選取后導(dǎo)流器葉片的展弦比稍大于葉輪葉片的展弦比，在前面葉輪計(jì)算中，已經(jīng)得到，可取?？傻煤髮?dǎo)流器葉片數(shù)目：又由于導(dǎo)葉的數(shù)目(前導(dǎo)葉，中導(dǎo)葉，后導(dǎo)葉)應(yīng)與葉輪葉片數(shù)互為質(zhì)數(shù)，以避免氣流通過(guò)時(shí)產(chǎn)生同期擾動(dòng)。所以選定導(dǎo)葉數(shù)目為11。3.4導(dǎo)葉翼型的選擇導(dǎo)葉的翼型多采用圓弧形葉片。也可以采用機(jī)翼形葉片，中，后導(dǎo)葉還采用扭曲機(jī)翼形葉

50、片?？紤]到圓弧形翼型加工方便，有利于降低成本，故選用此翼型。3.4.1 圓弧板翼型圓弧板翼型是由葛廷根大學(xué)研究出來(lái)的。該翼型的特點(diǎn)是制造方便，但是效率要差一些，目前在通風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)中仍然得到較多應(yīng)用。3.4.2葉片的繪制弦長(zhǎng)在葉柵額線(xiàn)及葉柵軸向方向的投影列于表3-9。表3-9 弦長(zhǎng)的投影的投影單位相對(duì)半徑0.600.7210.820.9181.00mm93.8093.8093.8093.8093.80mm39.8422.9516.6710.067.42第4章 結(jié)構(gòu)部件的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1集流器的設(shè)計(jì)集流器與流線(xiàn)罩一起，組成了光滑的漸縮形流道。其作用是使氣流在其中得到加速，以便在損失很小的條件下，能在軸

51、流通風(fēng)機(jī)級(jí)的入口前面建立起均勻的速度場(chǎng)。但是考慮到掘進(jìn)通風(fēng)時(shí)，經(jīng)常需要多個(gè)風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作，并聯(lián)通常采用法蘭連接，設(shè)計(jì)集流器會(huì)導(dǎo)致兩臺(tái)風(fēng)機(jī)的連接困難，況且掘進(jìn)通風(fēng)對(duì)風(fēng)機(jī)的要求不是特別嚴(yán)格。綜合考慮，本設(shè)計(jì)不安裝集流器。4.2流線(xiàn)罩的設(shè)計(jì)流線(xiàn)罩的有無(wú)，以及它的形狀，對(duì)軸流風(fēng)機(jī)性能是有影響的，尤其是當(dāng)通風(fēng)機(jī)輪轂比較大時(shí)。流線(xiàn)罩的作用是，使氣流順利地進(jìn)入風(fēng)機(jī)的環(huán)形入口通道，并在葉輪入口處，形成均勻的速度場(chǎng)。實(shí)驗(yàn)表明，設(shè)計(jì)良好的流線(xiàn)罩可使軸流通風(fēng)機(jī)的流量增加10%左右。流線(xiàn)罩通常為半球形或流線(xiàn)型。流線(xiàn)形流線(xiàn)罩是一種理想的形狀，但其軸向長(zhǎng)度比較大，且加工難度大。因此，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，其形狀多采用圓弧或多圓弧代替。目前礦用軸流通風(fēng)機(jī)流線(xiàn)罩的行面為球面或橢球面?？紤]到成本和縮小風(fēng)機(jī)的體積方面考慮，本設(shè)計(jì)采用半球形流線(xiàn)罩，半球形流線(xiàn)罩的型線(xiàn)半徑等于輪轂半徑，設(shè)計(jì)中取m。其結(jié)構(gòu)如圖4-1所示。圖4-1 流線(xiàn)罩結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖4.3擴(kuò)散器的設(shè)計(jì)軸流通風(fēng)機(jī)擴(kuò)散器的結(jié)構(gòu)型式隨外殼和芯筒的型式不同而異，常用的擴(kuò)散器型式如圖4-2、4-3、4-4、4-5所示圖