軸流式通風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)word格式

1、中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 姓 名：顧昊 學(xué) 號：22080948專 業(yè)： 機(jī)械工程及自動化 設(shè)計(jì)題目： 軸流式通風(fēng)機(jī) 專 題：指導(dǎo)老師： 楊雪峰 職 稱：講師年 月 徐州中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書專業(yè)年級 機(jī)自08-1班 學(xué)號 22080948 學(xué)生姓名 顧昊 任務(wù)下達(dá)日期： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)日期： 年 月 日至 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：軸流式通風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)專題題目：JBT62軸流式通風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容和要求：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。指導(dǎo)教師簽字：鄭重聲

2、明本人所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)，是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果。所有數(shù)據(jù)、圖片資料真實(shí)可靠。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計(jì)的研究成果不包含他人享有著作權(quán)的內(nèi)容。對本論文所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個人和集體，均已在文中以明確的方式標(biāo)明。本論文屬于原創(chuàng)。本畢業(yè)設(shè)計(jì)的知識產(chǎn)權(quán)歸屬與培養(yǎng)單位。本人簽名： 日期： 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師評閱書指導(dǎo)教師評語（基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；獨(dú)立解決實(shí)際問題的能力；研究內(nèi)容的理論依據(jù)和技術(shù)方法；取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)；工作態(tài)度及工作量；總體評價及建議成績；存在問題；是否同意答辯等）：成 績： 指導(dǎo)教師簽字：年 月 日中國礦業(yè)

3、大學(xué)徐海學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)評閱教師評閱書評閱教師評語（選題的意義；基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力；工作量的大??；取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)；寫作的規(guī)范程度；總體評價及建議成績；存在問題；是否同意答辯等）：成 績： 評閱教師簽字：年 月 日中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯及綜合成績答辯情況提出問題回答問題正確基本正確有一般性錯誤有原則性錯誤沒有回答答辯委員會評語及建議成績：答辯委員會主任簽字：年 月 日學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組綜合評定成績：學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組負(fù)責(zé)人：年 月 日摘 要在礦井掘進(jìn)巷道時，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

4、對掘進(jìn)工作面進(jìn)行通風(fēng)。目前對掘進(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)械傳動部分設(shè)計(jì)，對軸流風(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)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, breat

5、hes the fresh air for the supplies staff, the noxious gas which the dilution tunneling working surface's gas and produces, the mine dust, the creation good working condition, must carry on to the tunneling working surface ventilates. At present carries on the well ventilated major installation t

6、o the tunneling working surface is the JBT series axial flow type ventilator.This design's content is to the JBT62 axial fans flow type ventilator overall concept and the ventilator gross structure design, mechanical drive part design, to axial-flow fan principle of work, main operating mode par

7、ameter significance grasping. The actual content includes: Ventilates the way the choice, the gross structure plan determination, the axis design and the examination computation, impeller's design examines and examines the computation, guide vane's design calculation, sparse class cover, dif

8、fuser and current collector design and choice, shell's design, ventilator muffler design, electrical machinery's choice and fixed way design, components and so on shaft coupling, key and flange shaping examinations.Keywords Axial fans Local ventilation equipment Mechanical design1 緒論1.1選題的意義

9、1.2通風(fēng)機(jī)的發(fā)展歷史1.3通風(fēng)機(jī)的分類1.3.1按氣體流動方向分類按氣體流動方向的不同，通風(fēng)機(jī)主要分為離心式、軸流式、斜流式和橫流式等類型。 1）離心式通風(fēng)機(jī) 離心通風(fēng)機(jī)工作時，電動機(jī)驅(qū)動葉輪在蝸形機(jī)殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)，空氣經(jīng)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(jī)殼，從排氣口排出。因氣體在葉輪內(nèi)的流動主要是在徑向平面內(nèi)，故又稱徑流通風(fēng)機(jī)。 離心通風(fēng)機(jī)主要由葉輪和機(jī)殼組成，小型通風(fēng)機(jī)的葉輪直接裝在電動機(jī)上中、大型通風(fēng)機(jī)通過聯(lián)軸器或皮帶輪與電動機(jī)聯(lián)接。離心通風(fēng)機(jī)一般為單側(cè)進(jìn)氣，用單級葉輪；流量大的可雙側(cè)進(jìn)氣，用兩個背靠背的葉輪，又稱為雙吸式

10、離心通風(fēng)機(jī)。 葉輪是通風(fēng)機(jī)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(jīng)靜平衡和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，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。葉片的型線以直葉片最簡單，機(jī)翼型葉片最復(fù)雜。 為了使葉片表面有合適的速度

11、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。 2）軸流式通風(fēng)機(jī) 軸流式通風(fēng)機(jī)工作時，動力機(jī)驅(qū)動葉輪在圓筒形機(jī)殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)，氣體從集流器進(jìn)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(fēng)機(jī)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(dá)20米以上。 小型低壓軸流通風(fēng)機(jī)由葉輪、機(jī)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(fēng)機(jī)由集流器、葉輪、流線體、機(jī)殼、擴(kuò)

12、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224。葉片越多，風(fēng)壓越高；葉片安裝角一般為10°45°，安裝角越大，風(fēng)量和風(fēng)壓越大。軸流式通風(fēng)機(jī)的主要零件大都用鋼板焊接或鉚接而成。 3）斜流式通風(fēng)機(jī) 斜流通風(fēng)機(jī)又稱混流通風(fēng)機(jī)，在這類通風(fēng)機(jī)中，氣體以與軸線成某一角度的方向進(jìn)入葉輪，在葉道中獲得能量，并沿傾斜方向流出。通風(fēng)機(jī)的葉輪和機(jī)殼的形狀為圓錐形。這種通風(fēng)機(jī)兼有離心式和軸流式的特點(diǎn)，流量范圍和效率均介于兩者之間。 4）橫流式通風(fēng)機(jī)  橫流通風(fēng)機(jī)是具有前向多翼葉輪的小型高壓離心通風(fēng)機(jī)。氣體從轉(zhuǎn)子外緣的一側(cè)進(jìn)入葉輪，然后穿過葉輪內(nèi)部從另一側(cè)排出，氣體在葉輪內(nèi)兩次

13、受到葉片的力的作用。在相同性能的條件下，它的尺寸小、轉(zhuǎn)速低。 與其他類型低速通風(fēng)機(jī)相比，橫流通風(fēng)機(jī)具有較高的效率。它的軸向?qū)挾瓤扇我膺x擇，而不影響氣體的流動狀態(tài)，氣體在整個轉(zhuǎn)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(shè)備中用來冷卻或通風(fēng)。 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。另外，噪聲和振動的大小也是通風(fēng)機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)。流量也稱風(fēng)量，以單位時間內(nèi)流經(jīng)通風(fēng)機(jī)的氣體體積表示；壓力也稱風(fēng)壓，是指氣體在通風(fēng)機(jī)內(nèi)壓力升高值，有靜壓、動壓和全壓之分；功率是指通風(fēng)機(jī)的輸入功率，即軸功率。通風(fēng)機(jī)有效功率與軸功率之比稱為效率。通風(fēng)機(jī)全壓效率可達(dá)90%。 通風(fēng)機(jī)未來的發(fā)

14、展將進(jìn)一步提高通風(fēng)機(jī)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(diào)的軸流通風(fēng)機(jī)代替大型離心通風(fēng)機(jī)；降低通風(fēng)機(jī)噪聲；提高排煙、排塵通風(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)和自動化調(diào)節(jié)。 1.3.2按壓力分類1.低壓離心通風(fēng)機(jī)：風(fēng)機(jī)進(jìn)口為標(biāo)準(zhǔn)大氣條件，通風(fēng)機(jī)全壓PtF1kPa的離心通風(fēng)機(jī)。 2.中壓離心通風(fēng)機(jī)：風(fēng)機(jī)進(jìn)口為標(biāo)準(zhǔn)大氣條件，通風(fēng)機(jī)全壓為1kPa<PtF<3kPa的離心通風(fēng)機(jī)。 3.高壓離心通風(fēng)機(jī)：風(fēng)機(jī)進(jìn)口為標(biāo)準(zhǔn)大氣條件，通風(fēng)機(jī)全壓為3kPa<PtF<15kPa的離心通風(fēng)機(jī)。 4.低壓軸流通風(fēng)機(jī)：風(fēng)機(jī)進(jìn)口為標(biāo)準(zhǔn)大氣條件，通風(fēng)機(jī)全壓為PtF0.5kPa的軸

15、流通風(fēng)機(jī)。 5.高壓軸流通風(fēng)機(jī)：風(fēng)機(jī)進(jìn)口為標(biāo)準(zhǔn)大氣條件，通風(fēng)機(jī)全壓為0.5kPa<PtF<15kPa的軸流通風(fēng)機(jī)。 1.3.3按比例大小分類比轉(zhuǎn)速是指要達(dá)到單位流量和壓力所需的轉(zhuǎn)速。 低比轉(zhuǎn)速通風(fēng)機(jī)（ns=1130）2.中比轉(zhuǎn)速通風(fēng)機(jī)（ns=3060）3.高比轉(zhuǎn)速通風(fēng)機(jī)（ns=6081） 按用途分類按通風(fēng)機(jī)的用途分類，可分為引風(fēng)機(jī)（Y）、紡織風(fēng)機(jī)(FZ)、消防排煙風(fēng)機(jī)等。通風(fēng)機(jī)的用途一般以漢語拼音字頭代表。1.4通風(fēng)機(jī)的發(fā)展趨勢1.進(jìn)一步提高通風(fēng)機(jī)的氣動效率、裝置效率和使用效率，以降低電能消耗2.用動葉可調(diào)的軸流通風(fēng)機(jī)代替大型離心通風(fēng)機(jī)3.降低通風(fēng)機(jī)噪音4.提高排煙、排塵通風(fēng)機(jī)葉輪

16、和機(jī)殼的耐磨性5.實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)變速調(diào)節(jié)和自動化調(diào)價1.5通風(fēng)機(jī)的應(yīng)用 通風(fēng)機(jī)廣泛的應(yīng)用于各個工業(yè)部門，一般講，離心式通風(fēng)機(jī)適用于小流量、高壓力的場所，而軸流式通風(fēng)機(jī)則常用于大流量、低壓力的情況。1.5.1通風(fēng)換氣用通風(fēng)機(jī) 這類通風(fēng)機(jī)一般是供工廠及各種建筑物通風(fēng)換氣及采暖通風(fēng)用，要求壓力不高，但噪聲要求要低，可采用離心式或軸流式通風(fēng)機(jī)。 1.5.2工業(yè)爐（化鐵爐、鍛工爐、冶金爐等）用通風(fēng)機(jī) 此種通風(fēng)機(jī)要求壓力較高，一般為294014700N/m2，即高壓離心通風(fēng)機(jī)的范圍。因壓力高、葉輪圓周速度大，故設(shè)計(jì)時葉輪要有足夠的強(qiáng)度。 1.5.3礦井用通風(fēng)機(jī) 它有兩種：一種是主通風(fēng)機(jī)（又稱主扇），用來向井下輸送

17、新鮮空氣，其流量較大，采用軸流式較合適，也有用離心式的；另一種是局部通風(fēng)機(jī)（又稱局扇），用于礦井工作面的通風(fēng)，其流量、壓力均小，多采用防爆軸流式通風(fēng)機(jī)。 1.5.4煤粉通風(fēng)機(jī) 輸送熱電站鍋爐燃燒系統(tǒng)的煤粉，多采用離心式風(fēng)機(jī)。煤粉通風(fēng)機(jī)根據(jù)用途不同可分兩種：一種是儲倉式煤粉通風(fēng)機(jī)，它是將儲倉內(nèi)的煤粉由其側(cè)面吹到爐膛內(nèi)，煤粉不直接通過風(fēng)機(jī)，要求通風(fēng)機(jī)的排氣壓力高；另一種是直吹式煤粉通風(fēng)機(jī)，它直接把煤粉送給爐膛。由于煤粉對葉輪及體殼磨損嚴(yán)重，故應(yīng)采用耐磨材料。1.6通風(fēng)機(jī)的性能通風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)主要有流量、壓力、功率、效率和轉(zhuǎn)速。另外，噪聲和振動的大小也是通風(fēng)機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)。1.6.1風(fēng)量Q單位時間

18、內(nèi)通過通風(fēng)機(jī)輸送氣體的體積量，稱為風(fēng)量。其單位為/s、/min或/h.1.6.2風(fēng)壓H單位體積的空氣流經(jīng)通風(fēng)機(jī)后所獲得的全部能量，稱為風(fēng)壓，也叫做風(fēng)壓。其單位為Pa。通風(fēng)機(jī)的全壓H有靜壓兩部分組成，即靜壓用于克服礦井通風(fēng)阻力，而動壓為擴(kuò)散器出口（抽出式通風(fēng)時）或出風(fēng)井出口（壓入式通風(fēng)時）的能量損失。1.6.3功率N電動機(jī)傳遞給通風(fēng)機(jī)軸的功率，即通風(fēng)機(jī)的輸入功率，又稱軸功率。其單位為KW。當(dāng)通風(fēng)機(jī)工作時，單位時間內(nèi)空氣自通風(fēng)機(jī)所獲得的實(shí)際能量，即通風(fēng)機(jī)的輸出功率，稱為有效功率，用表示上式風(fēng)壓是用全壓表示的，故也叫全壓輸出功率。如果用靜壓表示式中 Q-通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，；H、-通風(fēng)機(jī)的全壓，靜壓，Pa

19、。1.6.4效率（全效率）全效率是指通風(fēng)機(jī)的有效功率與軸功率的比值如通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓參數(shù)是用靜壓表示，則稱為靜效率1.6.5轉(zhuǎn)速n 指通風(fēng)機(jī)軸每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)，單位為。流量、風(fēng)壓、功率和效率等參數(shù)之間有一定的函數(shù)關(guān)系，當(dāng)其中一個參數(shù)發(fā)生變化時，其他各量也隨著變化。將它們之間的關(guān)系繪成曲線，稱為性能曲線。性能曲線形狀與通風(fēng)機(jī)類型有關(guān)。改變通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和風(fēng)壓，以滿足使用工況變化的要求稱為性能調(diào)節(jié)。常用的調(diào)節(jié)方法有5種。在進(jìn)氣管或排氣管中安置節(jié)流閥或風(fēng)門控制流量。這種方法最簡單，但調(diào)節(jié)效果差。葉輪進(jìn)口前安置1.6.6無因次的流量系數(shù)風(fēng)機(jī)性能也可用無因次的流量系數(shù), 壓力系數(shù)和功率系數(shù)來表示。這些無因次性能參

20、數(shù)(也稱無因次系數(shù))的換算公式是由相似理論推導(dǎo)出來的。同一類型的風(fēng)機(jī)相似(包括幾何相似, 運(yùn)動相似和動力相似), 因此, 同一類型風(fēng)機(jī)的無因次性能參數(shù)相等。即式中 、分別為流量系數(shù)、壓力系數(shù)、功率系數(shù)，無因次；空氣密度，kg/ m3；風(fēng)機(jī)的葉輪外徑，m；葉輪周邊切線速度，m/s；風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓，Pa；風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，m3/s。根據(jù)相似理論及上式無因次系數(shù)式，可得同類型風(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風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，m3/s；分別為所要換算的兩臺風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓，Pa；分別為所要換算的兩臺風(fēng)機(jī)的功率，kW；分別為所要換算的兩臺風(fēng)機(jī)的葉輪直經(jīng)，m；分別為所要換算的兩臺風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，rad/min；分別

21、為所要換算的兩臺風(fēng)機(jī)工作的空氣密度，kg/ m3。上式可用于同類型風(fēng)機(jī)中任意兩臺風(fēng)機(jī)之間的性能參數(shù)換算，也可用于同臺風(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。1.7軸流通風(fēng)機(jī)原理 軸流式通風(fēng)機(jī)原理是依靠葉輪旋轉(zhuǎn)，葉片產(chǎn)生升力來輸送流體，把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為流體能量。由于流體進(jìn)入和離開葉輪都是軸向的,故稱為軸流式風(fēng)機(jī)。軸流風(fēng)機(jī)屬于高比轉(zhuǎn)數(shù)，其特點(diǎn)是流量大，風(fēng)壓低。軸流式風(fēng)機(jī)風(fēng)壓一般在450 Pa4500 Pa 之間，主要用于礦井、隧道、船艦倉室的通風(fēng)；紡織廠通風(fēng)、工業(yè)作業(yè)場所的通風(fēng)、降溫；化工氣體排送；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。1.7.2 軸流通風(fēng)機(jī)基本結(jié)構(gòu)

22、1.7.3主要問題及解決方法本次設(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)說明書的編寫，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

23、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。1.7.4設(shè)計(jì)成果及風(fēng)機(jī)優(yōu)點(diǎn)2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)是利用局部通風(fēng)機(jī)作動力，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、混合式三種。壓入式通風(fēng)壓入式通風(fēng)是把局部通風(fēng)機(jī)和啟動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，煙塵充滿迎頭形成炮煙拋擲區(qū)。風(fēng)流由風(fēng)筒射出后，按紊動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。用于以排出瓦斯為主的

24、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，排煙能力強(qiáng)，工作面通風(fēng)時間短；可用柔性風(fēng)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)時間長。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)時間長。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

25、 壓入式通風(fēng)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，勞動衛(wèi)生條件好；放炮時人員只需撤到安全距離即可，往返時間短；而且所需排煙的巷道長度為工作面至風(fēng)筒吸入口的長度，故排煙時間短，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)口距工作面距離過遠(yuǎn)則通風(fēng)效果不好，過近則放炮時易崩壞風(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

26、使用抽出式通風(fēng)。圖2-2 抽出式通風(fēng)2.1.3混合式通風(fēng)安裝兩臺局部通風(fēng)機(jī)，一臺作壓入式，一臺作抽出式。新鮮風(fēng)流由壓入式風(fēng)機(jī)和風(fēng)筒壓入，氫氣工作面后由抽出式風(fēng)機(jī)和風(fēng)筒排出。這種通風(fēng)方式綜合了抽出式和壓入式的有點(diǎn)，避免了各自的缺點(diǎn)。但它有引起瓦斯、煤塵爆炸的危險(xiǎn)，及有電耗打與管理復(fù)雜的缺點(diǎn)。以上三種通風(fēng)方式中，為了避免產(chǎn)生循環(huán)風(fēng)流，應(yīng)當(dāng)滿足：（1） 風(fēng)機(jī)的風(fēng)量不得超過風(fēng)機(jī)所在的巷道風(fēng)量的70%；（2） 壓入式風(fēng)機(jī)應(yīng)置于貫穿風(fēng)流巷道的上風(fēng)側(cè)，抽出式風(fēng)機(jī)置于下風(fēng)側(cè)，風(fēng)機(jī)距掘進(jìn)巷道口不得小于10m；（3） 混合式通風(fēng)除應(yīng)滿足上述要求外，還應(yīng)使抽出式風(fēng)機(jī)風(fēng)量大于壓入式風(fēng)機(jī)風(fēng)量的20%-30%，且抽出式風(fēng)

27、筒入口與壓入式風(fēng)機(jī)入口之間的重疊距離應(yīng)大于10m。綜上所述，三種通風(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。考慮到本風(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。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一段一段地分割開為多個部分。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，二級普通軸流的條件下，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)鈩硬考腥~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

28、2-3所示。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)的翼型有對稱翼型，CLARK-Y翼型，LS翼型和RAF-6E等。葉輪外徑和風(fēng)機(jī)軸轉(zhuǎn)速決定圓周速度，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)。一般說來,輪轂比大時,軸向速度Ca增大，葉片數(shù)目z和葉片相對寬度b/l(b為弦長，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)方案簡圖1-軸；2-殼體；3-中導(dǎo)輪；4-后導(dǎo)輪；

29、5-擴(kuò)散器；6-葉片；7-葉輪；8集流器；9-流線體導(dǎo)葉中導(dǎo)葉和后導(dǎo)葉后在多級軸流式風(fēng)機(jī)葉輪級后設(shè)置。它的作用是將前級葉輪的流出氣流方向，轉(zhuǎn)為軸向流入后級葉輪。后導(dǎo)葉的作用是將最后一級葉輪的出流方向轉(zhuǎn)為接近軸向流出。剩余的旋繞速度使氣流不僅沿軸向，而且是沿螺線方向在擴(kuò)散器中流動，有利于改善擴(kuò)散器的工作。進(jìn)風(fēng)口(集流器和整流罩)集流器是強(qiáng)力風(fēng)機(jī)上的一個關(guān)鍵部件，它是用2mm厚的A3鋼板，通過剪板、焊接、翻邊制成。 由于其直徑較大，板厚較薄，在翻邊時容易起皺和出現(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)機(jī)的環(huán)行入口

30、信道，并在葉輪入口處,形成均勻的速度場。目前，礦用通風(fēng)機(jī)集流器型線為圓弧形，疏流罩的型面為球面或橢球。擴(kuò)散器軸流通風(fēng)機(jī)級的出口動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，通風(fēng)機(jī)級的出口氣流軸向速度相當(dāng)大，與之相對應(yīng)的動壓約占通風(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)。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。通常 徑向間隙和葉片展長在0.01

31、0.06之間。軸軸是傳遞機(jī)械能的重要零件,原動機(jī)的扭矩通過它傳給葉輪。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。軸靠兩端軸承支承，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)多由電動機(jī)直接驅(qū)動。對于異步電機(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，有可能得不到合理的通風(fēng)機(jī)級數(shù)，而且增加了圓周速度，從而使通

32、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，故采用異步電動機(jī)直接驅(qū)動方式，預(yù)選轉(zhuǎn)速分別n=1450r/min和n=2950r/min。確定通風(fēng)機(jī)的級型式在二級軸流風(fēng)機(jī)中，常用的級型式有R+R（葉輪級+葉輪級）的對旋軸流風(fēng)機(jī)、R+S+R+S級（葉輪級+中導(dǎo)流級+葉輪級+后導(dǎo)流級）、以及P+R+S+R+S(前導(dǎo)流級+葉輪級+中導(dǎo)流級+葉輪級+后導(dǎo)流級)。考慮到掘進(jìn)段工作空間相對狹小，所以本設(shè)計(jì)采用R+S+R+S級，可以減少風(fēng)機(jī)的軸向尺寸。確定通風(fēng)機(jī)各級風(fēng)壓比風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓比是決定各級葉輪和導(dǎo)葉的主要參數(shù)之一?？紤]到如果采用風(fēng)壓比為1：1，那么只需要單電機(jī)驅(qū)動，可以降低所設(shè)計(jì)通風(fēng)機(jī)成本，

33、還可以減小風(fēng)機(jī)的體積，有利于在相對狹小的掘進(jìn)工作面使用。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。葉輪直徑是軸流通風(fēng)機(jī)的一個重要結(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)

34、數(shù)查得對應(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,優(yōu)先采用離心風(fēng)機(jī)，所以不能滿足要求。所以選擇轉(zhuǎn)速n=2950r/min，可以滿足要求。表2-1 不同方案的計(jì)算結(jié)果n/(r/min)14502950備注/Pa1550155077157級型式R+S+R+SR+S+R+S0.35由級型式的范圍0.85計(jì)算D/m0.556圓整D/m0.56按文獻(xiàn)12/（m/s）86.502.4計(jì)算電動機(jī)功率并選擇電機(jī)型號按下式計(jì)算電動機(jī)功率為kW

35、 kW式中電動機(jī)功率儲備系數(shù)，對于軸流風(fēng)機(jī)，一般。本題K取1.10P=22.59424.706kw。所以根據(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YB200L1-2,其機(jī)構(gòu)如圖2-4所示YB20L1-2隔爆型三相異步電動機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)：額定功率=30kW滿載時額定電流=56.9A滿載時額定轉(zhuǎn)速=2950r/min滿載時效率=90%滿載時功率因數(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3 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)算流量系數(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

36、作用是把原動機(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。葉片的空氣動力計(jì)算，是在滿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，把整個葉片分成若干個計(jì)算截面，然后通過計(jì)算得出個基元截面所采用翼型的葉片寬度及安裝角。根據(jù)上述參數(shù)，引入如下幾個無量綱系數(shù)及其關(guān)系表達(dá)式。（1） 流量系數(shù)：=流量系數(shù)代表不同型號風(fēng)機(jī)在相同葉輪直徑和相同轉(zhuǎn)速下風(fēng)量的相對值。（2） 壓力系數(shù)：壓力系數(shù)代表不同型號風(fēng)機(jī)在相同葉輪直徑和相同轉(zhuǎn)速下風(fēng)壓的相對值。（3） 直徑系數(shù)： 直徑系數(shù)代表不同型號風(fēng)機(jī)在相同風(fēng)量和相同風(fēng)壓下葉輪直徑的相對值。（4） 轉(zhuǎn)速系數(shù)：轉(zhuǎn)速系數(shù)代表不同型號

37、風(fēng)機(jī)在相同風(fēng)量和相同風(fēng)壓下轉(zhuǎn)速的相對值。（5） 直徑系數(shù)、轉(zhuǎn)速系數(shù)與壓力系數(shù)、流量系數(shù)的關(guān)系流量系數(shù)、壓力系數(shù)、直徑系數(shù)和轉(zhuǎn)速系數(shù)這四個無量綱系數(shù)由以上的式子可得：可見，上述四個無量綱系數(shù)的最佳結(jié)合就成為每兩個最佳無量綱系數(shù)、或、之間的排列問題。若已知最佳的、可以方便的計(jì)算一臺一定風(fēng)量風(fēng)壓的通風(fēng)機(jī)的最佳葉輪直徑和最佳轉(zhuǎn)速。由以上公式可得最佳直徑和最佳轉(zhuǎn)速的表達(dá)式 在軸流式通風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)中，通常是在給定風(fēng)量和風(fēng)壓的情況下求最佳的葉輪直徑和最佳轉(zhuǎn)速，所以，無量綱系數(shù)對葉輪的最佳設(shè)計(jì)具有重要的意思。二級軸流風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓比為1：1，所以第一級葉輪和第二級葉輪參數(shù)相同。故不需要分別計(jì)算。以第一級葉輪計(jì)算為例

38、，設(shè)計(jì)計(jì)算步驟如下：流量系數(shù)：0.263全壓系數(shù)：=0.345輪轂比和輪轂直徑的確定輪轂比的計(jì)算公式為=式中：為輪轂直徑，為外徑。輪轂比是一個重要的參數(shù)，對于風(fēng)機(jī)的全壓、流量和效率都有影響由文獻(xiàn)可推導(dǎo)出：由上式可以看出，輪轂比和全壓成正比，與成反比。當(dāng)風(fēng)機(jī)生壓或壓力系數(shù)較高時，應(yīng)取較大的，但是過大，葉片過短，流速損失大，效率降低，使風(fēng)機(jī)性能惡化，當(dāng)較大時，可以選較小一些的。太小，葉片過長，會引起葉片根部氣流發(fā)生分離。輪轂比由文獻(xiàn)13 ，當(dāng)通風(fēng)機(jī)的比轉(zhuǎn)數(shù)=157時，可選用=0.6。按表3-1, 可見，當(dāng)=0.345時，=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.

39、56m=0.336m表3-1 不同全壓系數(shù)時所推薦采用的輪轂比0.202.0.40.40.350.450.50.60.60.7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3-2，可以計(jì)算出二級R+S+R+S級型式通風(fēng)機(jī)葉輪的計(jì)算函數(shù)為：表3-2 不同通風(fēng)機(jī)級型式的與計(jì)算公式

40、級型式函數(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產(chǎn)生氣流分離。對于導(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產(chǎn)生氣流分離。葉片翼型參數(shù)的計(jì)算1. 確定計(jì)算截面將整個葉片分成5個計(jì)算截面，其中相對平均半徑為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)算截面的葉柵稠度均未超過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)

41、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)時沿程葉高為常數(shù)m35.53等環(huán)量設(shè)計(jì)時沿葉高為常數(shù)m/s51.4861.5270.3478.3485.45在R+S級中，(°)43.6435.2830.3426.9724.571.1380.7920.6050.5010.4110.1000.0940.0890.0840.080選用1.2000.9根據(jù)1/u最

42、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中對翼型相對厚度懂得選取原則，在葉根及頂截面分別選0為0.1和0.8，中間各截面的可按直線規(guī)律變化，通過插值計(jì)算得出。葉根幾葉頂?shù)娜~片總寬度bZ由計(jì)算得到，

43、而中間各截面的bZ可按直線規(guī)律變化，通過插值計(jì)算得出。對于葉片數(shù)目的選擇計(jì)算，由表3-4，當(dāng)=0.6時，。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通過計(jì)算可以得出、等曲線，將這些曲線繪制于圖3-1中，可以看到各曲線光滑，證明計(jì)算是正確的。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的繪制方

44、法于一般方法不同，國內(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LS螺旋槳翼型，后來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)5.9278.696.110099.196.187.374.757.236.9葉片的繪制弦長在葉柵額線及葉柵軸向方向的投影列于下表3-6。表3-6 弦長的投影的投影單位相對半徑0.600.7210.820.9181.00mm66.053.545.038.433.5mm51.05

45、7.359.258.857.8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)算導(dǎo)輪參數(shù)的計(jì)算計(jì)算參數(shù)的確定：在葉片設(shè)計(jì)時，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)

46、流器葉片氣流參數(shù)和空氣動力負(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(°)63.6967.6570.2272.0873.481.181.010.900.820.761.250.72m1.0481.0481.0481.0481.0480.990.830.720.650.601.191.231.251.261.27(

47、6;) 6.38.69.711.812.1(°)66.9976.2579.9283.8885.48mm95.2795.2795.2795.2795.27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)，以避免氣流通過時產(chǎn)生同期擾動。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

48、 圓弧板翼型圓弧板翼型是由葛廷根大學(xué)研究出來的。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。葉片的繪制弦長在葉柵額線及葉柵軸向方向的投影列于表3-9。表3-9 弦長的投影的投影單位相對半徑0.600.7210.820.9181.00mm93.8093.8093.8093.8093.80mm39.8422.9516.6710.067.424 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，能在軸流通風(fēng)機(jī)級的入口前面建立起均勻的速度場。但是考慮到掘進(jìn)通風(fēng)時，經(jīng)常需要多個風(fēng)機(jī)并聯(lián)工

49、作，并聯(lián)通常采用法蘭連接，設(shè)計(jì)集流器會導(dǎo)致兩臺風(fēng)機(jī)的連接困難，況且掘進(jìn)通風(fēng)對風(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流線罩的設(shè)計(jì)流線罩的有無，以及它的形狀，對軸流風(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。流線罩的作用是，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。實(shí)驗(yàn)表明，設(shè)計(jì)良好的流線罩可使軸流通風(fēng)機(jī)的流量增加10%左右。流線罩通常為半球形或流線型。流線形流線罩是一種理想的形狀，但其軸向長度比較大，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

50、，本設(shè)計(jì)采用半球形流線罩，半球形流線罩的型線半徑等于輪轂半徑，設(shè)計(jì)中取m。其結(jié)構(gòu)如圖4-1所示。圖4-1 流線罩結(jié)構(gòu)簡圖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4-2 殼體為圓筒，芯筒為流線體圖4-3 殼體和芯筒都為流線體圖4-4 殼體為流線體，芯筒為圓筒圖4-5 殼體和芯筒圓筒都為流線體從工藝考慮，流線型外殼加工不方便，增加成本；從工作環(huán)境考慮，采礦掘進(jìn)面工作空間相對狹小，不適用流線體外殼。所以采用如圖4-2的形式。4.4軸流通風(fēng)機(jī)軸向間隙的確定在無特殊說明時，軸向間隙是指在平均半徑處相鄰兩葉片環(huán)邊緣間的

51、軸向距離，如圖所示4-6所示圖4-6 軸流通風(fēng)機(jī)間隙在二軸流通風(fēng)機(jī)的級中，通常有三個軸向間隙，即一級葉片和中導(dǎo)葉的距離，中導(dǎo)葉和二級葉片的距離，及二級葉片和中導(dǎo)葉。由于從前面葉柵流出的氣流，在軸向間隙中其速度場是不均勻的，這將影響后面葉柵的工作及軸流通風(fēng)機(jī)的氣動性能，并引起葉片的振動。增加軸向間隙雖然可以使進(jìn)入后面葉柵的氣流趨于均勻，但是由于軸向尺寸的增大，會增加葉道內(nèi)氣流的摩擦損失；過小的軸向間隙對通風(fēng)機(jī)噪音道和葉片振動有不利的影響。研究結(jié)果表明，軸流通風(fēng)機(jī)級的最佳軸向間隙13所以mm=41.71mm4.5軸流通風(fēng)機(jī)徑向間隙的確定在軸流通風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)中，葉輪和殼體有一定的間隙。如圖所示4-6。相對徑向間隙的決定原則是，在保證葉片頂端與機(jī)殼內(nèi)壁不相碰的前提下，應(yīng)盡可能地小些。通常取，而我國目前對一般軸流通風(fēng)機(jī)生產(chǎn)制造技術(shù)中，要求葉片頂端與機(jī)殼的徑向間隙應(yīng)均勻，其單側(cè)徑向間隙應(yīng)在葉輪直徑的范圍內(nèi)。所以 mm= mm取mm。4.6軸承的選擇軸承用來支撐轉(zhuǎn)子零件，并承受轉(zhuǎn)子零件上的多種載荷。根據(jù)軸承中摩擦性質(zhì)的不同可分為滑動軸承和滾動軸承。每一種又可分為向心軸承和推力軸承。設(shè)計(jì)要保證軸流風(fēng)機(jī)運(yùn)行時的周向載荷和軸向載荷，所以采用圓錐滾子軸承。滾動軸承有如下特點(diǎn)。摩擦系數(shù)小，提高了機(jī)械效率，潤滑油消耗少，軸承