95kw空空冷卻器用軸流風機設計說明

.PAGE.95KW空空冷卻器用軸流風機設計摘要本次設計的內(nèi)容是對軸流式通風機總體方案和通風機總體結構設計,機械傳動部分設計,對軸流風機工作原理,主要工況參數(shù)的意義的掌握。具體內(nèi)容包括：通風方式的選擇,總體結構方案的確定,軸的設計和校核計算,葉輪的設計和校核計算,導葉的設計計算,疏流罩、擴散器和集流器的設計和選擇,殼體的設計,通風機消聲裝置的設計,電機的選擇和固定方式的設計,聯(lián)軸器、鍵和法蘭等零件的選型校核。關鍵詞：軸流風機

局部通風設備

機械設計Empty95KWaxialfansusedforcoolingdesignAbstract：Thisdesign'scontentistotheaxialfansflowtypeventilatoroverallconceptandtheventilatorgrossstructuredesign,mechanicaldrivepartdesign,toaxial-flowfanprincipleofwork,mainoperatingmodeparametersignificancegrasping.Theactualcontentincludes:Ventilatesthewaythechoice,thegrossstructureplandetermination,theaxisdesignandtheexaminationcomputation,impeller'sdesignexaminesandexaminesthecomputation,guidevane'sdesigncalculation,sparseclasscover,diffuserandcurrentcollectordesignandchoice,shell'sdesign,ventilatormufflerdesign,electricalmachinery'schoiceandfixedwaydesign,componentsandsoonshaftcoupling,keyandflangeshapingexaminations.Keywords：AxialfansLocalventilationequipmentMechanicaldesign目錄摘要IAbstractII1緒論11.1選題的意義11.2主要設計內(nèi)容11.3國內(nèi)外同類設備發(fā)展狀況21.4軸流通風機的工作原理31.5軸流通風機主要工作參數(shù)31.5.1風量31.5.2風壓41.5.3功率41.5.4效率41.5.5轉速51.5.6無因次的流量系數(shù)52軸流通風機總體結構方案設計72.1通風方式的確定72.1.1壓入式通風72.1.2抽出式通風82.2結構方案型式82.2.1葉輪102.2.2外殼 92.2.3軸 92.3通風機結構形式的確定 102.3.1確定通風機的轉速n 102.3.2確定通風機的級型式 102.3.3確定通風機各級風壓比 102.3.4葉頂圓周速度ut和葉輪直徑D的選擇計算 102.4計算電動機功率并選擇電機型號 113主要部件的設計計算 133.1葉輪參數(shù)的設計計算 133.1.1流量系數(shù)和全壓系數(shù)的確定 133.1.2輪轂比和輪轂直徑的確定 143.1.3葉片翼型參數(shù)的計算 153.2葉片翼型的選擇 193.2.1LS翼型坐標 193.2.2葉片的繪制 204結構部件的設計計算 214.1軸流通風機軸向間隙的確定 214.2軸流通風機徑向間隙的確定 224.3軸承的選擇264.4風筒的選擇 244.4.1風筒選用要求 244.4.2局部通風機的風筒選型275主要零部件強度計算285.1葉輪強度計算285.2軸的校核 266通風機的安裝維護和保養(yǎng) 276.1通風機安裝方法 276.2通風機的拆卸 276.3通風機的維護 286.3.1葉輪的檢修 286.3.2主軸的檢修 296.3.3轉子的檢查 296.3.4機殼漏氣的檢修 306.3.5軸承的檢修 30結論 31致謝 32參考文獻 33..1緒論1.1選題的意義軸流通風機廣泛用于工廠、礦井、隧道、冷卻塔、車輛、船舶和建筑的通風、排塵和冷卻,主要由葉輪和機殼組成。當今現(xiàn)代社會,由于產(chǎn)業(yè)集中化,密集化,人們在一般工廠及大型建筑物室內(nèi)工作的機會越來越多,然而在這樣一個封閉的工作壞境下,必然有很多大型設備產(chǎn)生一些不利呼吸的氣體,以及人的集中度高,導致二氧化碳的密度也有很大的提升,這使得封閉壞境內(nèi)空氣質量有很大的下降,對人們的工作和生活必定有著較大不良的影響,小則有損工作的心情,導致生產(chǎn)生活的質量下降,大則對人們的身心健康也有較大的影響,所以在這類工作壞境中,將外界自然空氣流通至工作壞境是相當重要的,這就使得我們對軸流風機的研究有著相當重要的意義。1.2主要設計內(nèi)容本次設計的內(nèi)容及工作量是確定軸流式通風機總體方案設計,總體結構及其組成,掌握軸流風機工作原理,主要工況參數(shù)的意義。完成主要機械部分設計。軸流式通風機過流部件由集流器,葉輪,導葉,擴散器等幾部分組成。具體設計內(nèi)容包括：擬定總體結構方案的確定,軸的設計計算,葉輪的設計計算,導葉的設計計算,疏流罩的設計計算,擴散器的設計計算,集流器的設計計算,殼體的設計,聯(lián)軸器、法蘭等零件的選型校核。保證設計參數(shù)流量達到Q=18000M3/h,全壓達到H=550Pa,進氣壓力P0=101.325KPa,氣體溫度20℃,介質為空氣,主軸轉速1450r/min。此外還包括設計說明書的編寫,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；葉輪零件圖1張；導葉零件圖1張；殼體零件圖1張；軸零件圖1張。1.3國內(nèi)外同類設備發(fā)展狀況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)代離心風機基本相同。1862年,英國的圭貝爾發(fā)明離心風機,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。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；旋軸流風機、子午加速軸流風機、斜流風機和橫流風機也都獲得了發(fā)展。未來風機發(fā)展將進一步提高風機的氣動效率、裝置效率和使用效率,以降低電能消耗；用動葉可調(diào)的軸流風機代替大型離心風機；降低風機噪聲；提高排煙、排塵風機葉輪和機殼的耐磨性；實現(xiàn)變轉速調(diào)節(jié)和自動化調(diào)節(jié)。隨著科學技術的不斷發(fā)展,人們對風機使用的要求也愈來愈高,就目前國外風機技術發(fā)展趨勢而言,將朝著風機容量不斷增大、高效化、高速小型化和低噪音方向發(fā)展。高速小型化。各類風機采用三元流動葉輪后,在提高效率的同時,壓力也可提高。所以在同等條件下,葉輪外徑可減少10％～30％,這樣就取得縮小體積和減輕重量的明顯效果。提高轉速也是風機小型化的重要途徑之一。低噪聲化。風機的噪聲是工業(yè)生產(chǎn)中噪聲污染源最主要來源之一。風機大型化和高速化使噪聲問題更加突出。對低頻噪聲,風機主要通過改進風機結構設計,降低本體噪聲,若達不到要求,可采取加裝消聲器等措施。綜上所述,這些技術既是國外風機未來發(fā)展趨勢,也是國內(nèi)風機行業(yè)在技術方面的努力方向。1.4軸流通風機的工作原理軸流風機又叫局部通風機,是工礦企業(yè)常用的一種風機,安不同于一般的風機它的電機和風葉都在一個圓筒里,外形就是一個筒形,用于局部通風,安裝方便,通風換氣效果明顯,使用安全,可以接風筒把風送到指定的區(qū)域。軸流,就是與風葉的軸同方向的氣流<即風的流向和軸平行>,如電風扇,空調(diào)外機風扇就是軸流方式。風流從集風器沿軸向進入,通過原動機驅動葉輪旋轉,使風流獲得能量后流入導葉。由于導葉是靜止的,其作用是改變風流方向．并使風流的部分動能轉換為壓能。最后,風流通過擴散風筒進一步降低流速,將軸向風流的動能轉換為靜壓能沿軸向排出。1.5軸流通風機主要工作參數(shù)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主要的風機設計指標。風量風量指通風機在單位時間內(nèi)所輸送的氣體體積。風機說明書中的風量與風壓,一般均指標準氣態(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。風量單位常用的有m3/s,m3/min,m3/h。風壓風機風壓系指全壓H,單位為Pa,它是單位體積的氣體流過風機葉輪時所獲得的能量增量。它等于風機的靜壓與動壓之和。一般通風機在較高效率范圍內(nèi)工作時,其動壓約占全壓的10～20%左右。功率功率是指單位時間內(nèi)所做的功,單位kW〔千瓦。風機的功率可分為:全壓有效功率─指單位時間內(nèi)通過風機的空氣所獲得的實際能量,它是風機的輸出功率,也稱為空氣功率。靜壓有效功率─指單位時間內(nèi)通過風機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─電動機傳遞給風機轉軸上的功率。也就是風機的輸入功率。電機功率─考慮了傳動機械效率和電機容量安全系數(shù)后,電動機的功率。效率效率:表明風機將輸入功率轉化為輸出功率的程度。分為全壓效率<也稱為空氣效率或總效率>和靜壓效率。轉速轉速系指風機葉輪每分鐘的轉數(shù),單位為rad/min。風機轉速改變時,風機的流量、風壓和軸功率都將隨之改變。無因次的流量系數(shù)風機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。這些無因次性能參數(shù)<也稱無因次系數(shù)>的換算公式是由相似理論推導出來的。同一類型的風機相似<包括幾何相似,運動相似和動力相似>,因此,同一類型風機的無因次性能參數(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；——風機的葉輪外徑,m；——葉輪周邊切線速度,m/s；——風機的風壓,Pa；——風機的風量,m3/s。根據(jù)相似理論及上式無因次系數(shù)式,可得同類型風機性能的換算關系式為:式中—分別為所要換算的兩臺風機的風量,m3/s；—分別為所要換算的兩臺風機的風壓,Pa；—分別為所要換算的兩臺風機的功率,kW；—分別為所要換算的兩臺風機的葉輪直經(jīng),m；—分別為所要換算的兩臺風機的轉速,rad/min；—分別為所要換算的兩臺風機工作的空氣密度,kg/m3。上式可用于同類型風機中任意兩臺風機之間的性能參數(shù)換算,也可用于同臺風機不同轉速,不同空氣密度條件下的性能變化的分析。2軸流通風機總體結構方案設計2.1通風方式的確定局部通風機是井下局部地點通風所用的通風設備。局部通風機通風是利用局部通風機作動力,用風筒導風把新鮮風流送入掘進工作面。局部通風機通風按其工作方式不同分為壓入式、抽出式二種。壓入式通風壓入式通風是把局部通風機和啟動裝置安裝在離掘巷道口10m外的進風側,局部通風機把新鮮風流經(jīng)風筒壓送到掘進工作面,污風沿巷道排出。工作面爆破后,煙塵充滿迎頭形成炮煙拋擲區(qū)。風流由風筒射出后,按紊動射流的特性使炮煙被卷吸到射出的風流中,二者摻混共同向前移動。用于以排出瓦斯為主的煤巷、半煤巖巷掘進通風。其機構如圖3-2所示壓入式通風的優(yōu)點:〔1局部通風機和啟動裝置都位于新鮮風流中,不易引起瓦斯和煤塵爆炸,安全性好；〔2風筒出口風流的有效射程長,排煙能力強,工作面通風時間短；〔3可用柔性風筒,其成本低、重量輕,便于運輸,而抽出式通風的風筒承受負壓作用,必須使用剛性或帶剛性骨架的可伸縮風筒,成本高,重量大,運輸不便。壓入式通風的缺點:〔1污風沿巷道排出,污染范圍大；〔2炮煙從掘進巷道排出的速度慢,需要的通風時間長。適用于以排出瓦斯為主的煤巷、半煤巖巷掘進通風。圖3-2壓入式通風從以上比較可以看出,兩種通風方式各有利弊。但壓入式通風安全可靠性較好、經(jīng)濟性好、通風距離遠等優(yōu)點。故在煤礦中得到廣泛應用?？紤]到本風機應用環(huán)境為礦井掘進段,瓦斯含量較高并且電動機的散熱等都要依靠流動的空氣,通風機中的消聲材料應避免灰塵大的地方,應在上風端等等因素考慮,故采用壓入式。抽出式通風出式通風是把局部通風機安裝在離巷道口10m以外的回風側。新鮮風流沿巷道流入,污風通過鐵風筒由局部通風機排出。在瓦斯礦井中一般不使用抽出式通風。抽出式通風的優(yōu)點很多：〔1污風經(jīng)風筒排出,掘進巷道中為新鮮風流,勞動衛(wèi)生條件好；〔2放炮時人員只需撤到安全距離即可,往返時間短；〔3而且所需排煙的巷道長度為工作面至風筒吸入口的長度,故排煙時間短,有利于提高掘進速度圖3-1抽出式通風抽出式通風的缺點是〔1風筒吸入口的有效吸程短,風筒吸風口距工作面距離過遠則通風效果不好,〔2過近則放炮時易崩壞風筒；〔3因污風由局部通風機抽出,一旦局部通風機產(chǎn)生火花,將有引起瓦斯、煤塵爆炸的危險,安全性差。在瓦斯礦井中一般不使用抽出式通風。2.2結構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。將風機葉輪、導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。已知設計參數(shù)：流量Q=18000m3/h、全壓達到H=550Pa、進氣P0=101.325KPa、氣體溫度20℃、介質為空氣、主軸轉速1450r/min,以電機直接驅動,二級普通軸流的條件下,設計所需風機。一般的礦用軸流式風機主要氣動部件有葉輪,前導葉,中導葉,后導葉,外殼,集流器,疏流罩以及出口處的擴散器組成軸流通風機采用如圖2-3所示。葉輪葉輪是風機的主要部件,決定著風機性能的主要因素是風機翼型,葉輪外徑,外徑對輪轂直徑的比值和葉輪轉速。適用于礦用風機的翼型有對稱翼型,CLARK-Y翼型,LS翼型和RAF-6E等。葉輪外徑和風機軸轉速決定圓周速度,直接影響到風機全壓。輪轂比與風機比轉數(shù)有關。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>也相應增大,風機的風壓系數(shù)提高；反之。輪轂比小,多數(shù)取0.6,風壓系數(shù)也較低。葉輪葉片安裝角直接影響旋繞速度的增量,影響風機全壓。通常,可在10～45°范圍內(nèi)調(diào)整。外殼風機外殼呈圓筒形,重要的是葉輪外緣與外殼內(nèi)表面的徑向間隙應盡可能地減小。通常徑向間隙和葉片展長在0.01～0.06之間。軸軸是傳遞機械能的重要零件,原動機的扭矩通過它傳給葉輪。軸是風機轉子的主要零件,軸上裝有葉輪、軸套、軸承等零件。軸靠兩端軸承支承,在通風機中作高速回轉,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)質處理。2.3通風機結構形式的確定確定通風機的轉速n目前軸流通風機多由電動機直接驅動。對于異步電機,起轉速可選為580、720、960、1450、及2950r/min。軸流通風機提高轉速可以減少葉輪直徑及機器尺寸,并有利于提高通風機的效率。但是轉速的提高也受到一定的限制。如果提高轉速使通風機的比轉速增加,有可能得不到合理的通風機級數(shù),而且增加了圓周速度,從而使通風機噪音增加。風機本設計中,采用異步電動機直接驅動方式,轉速為n=1450r/min。確定通風機的級型式在一級軸流風機中,常用的級型式有R〔葉輪級的軸流風機、R+S級〔葉輪級+中導流級、以及P+R+S<前導流級+葉輪級+中導流級>。考慮到設計要求及工作環(huán)境,所以本設計采用R級。確定通風機各級風壓比風機的風壓比是決定各級葉輪和導葉的主要參數(shù)之一?？紤]到如果采用風壓比為1：1,那么只需要單電機驅動,可以降低所設計通風機成本,還可以減小風機的體積。葉頂圓周速度ut和葉輪直徑D的選擇計算圓周速度是軸流通風機設計中的重要參數(shù)之一。實踐表明,提高軸流通風機的圓周速度,可以提高風機的全壓。實驗證實,葉輪葉頂圓周速度=m/s比較合適。但是圓周速度的提高,風機的噪音也將隨之提高,因為通風機的旋轉的噪音與成正比,而渦流噪音與成正比[13]。葉輪直徑是軸流通風機的一個重要結構參數(shù),其大小直接影響通風機的性能和結構。常用的一種方法是根據(jù)大量試驗研究現(xiàn)有通風機的統(tǒng)計資料。人們發(fā)現(xiàn)葉輪直徑與全壓、流量、及轉速之間存在一定的關系,即與通風機的比轉速存在一定的關系。分別計算各種預選方案中通風機的計算比轉數(shù),由比轉數(shù)查得對應軸流風機的全壓系數(shù)及全壓效率。初步計算出通風機的葉輪直徑Ｄ,然后圓整為標準直徑,在求出其葉頂圓周速度。具體計算結果列與表2-1。由表計算結果看出,當通風機轉速n=1450r/min,=2838。所以選擇轉速n=1450r/min,可以滿足要求。表2-1初步計算結果n/<r/min>1450備注/Pa275253級型式R由級型式的范圍計算D/m圓整D/m按文獻[12]/〔m/s2.4計算電動機功率并選擇電機型號按下式計算電動機功率為kW=〔56.4~59.1kW式中─電動機功率儲備系數(shù),對于軸流風機,一般。根據(jù)計算功率和風機使用環(huán)境的要求,選擇電機型號HTF-Ⅰ-6.5,其機構如圖2-4所示HTF-Ⅰ-6.5三相異步電動機技術數(shù)據(jù)：額定功率=95kW滿載時\額定電流=8.8A滿載時\額定轉速=1450r/min滿載時\效率=90%滿載時\功率因數(shù)\cosφ=0.89堵轉電流/額定電流=7A重量=147kg圖2-HTF-Ⅰ-6.5 -4電機示意圖3主要部件的設計計算3.1葉輪參數(shù)的設計計算流量系數(shù)和全壓系數(shù)的確定葉輪是通風最主要的部件,其主要作用是把原動機的能量傳遞給流體。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行的葉片集合尺寸的計算。為此,把整個葉片分成若干個計算截面,然后通過計算得出個基元截面所采用翼型的葉片寬度及安裝角。一級軸流風機的風壓比為1：1,設計計算步驟如下：計算流量系數(shù)：＝＝＝0.535計算全壓系數(shù)：===0.254輪轂比和輪轂直徑的確定輪轂比由文獻[13],當通風機的比轉數(shù)=281時,可選用=0.35。按表3-1,可見,當=0.16時,=0.35~0.45,取=0.35是合適的。由此得到葉輪輪轂直徑為：d=D=0.350.56m=0.196m表3-1不同全壓系數(shù)時所推薦采用的輪轂比≤0.202.~0.4＞0.40.35~0.450.5~0.60.6~0.7葉片翼型參數(shù)的計算確定計算截面將整個葉片分成5個計算截面,其中相對平均半徑為各計算截面葉片環(huán)的氣流參數(shù)和空氣動力負荷系數(shù)計算葉片各參數(shù)計算結果列于3-3。從表中可以看出,各計算截面的葉柵稠度均未超過1.0,所以按孤立翼型設計是合適的。表3-3葉輪氣流參數(shù)和幾何尺寸計算表項目及公式單位計算截面?zhèn)渥?2345m0.0980.1640.2090.2470.28D=0.56mm0.350.5860.7460.8821.0m為葉輪半徑m/s14.8824.9031.7437.5142.52n=1450r/minm/s36.2421.6616.9914.3812.68等環(huán)量設計時沿程葉高為常數(shù)m53.81等環(huán)量設計時沿葉高為常數(shù)m/s53.9155.6258.6261.7663.21在R+S級中,<°>43.6435.2830.3436.9724.571.3440.7790.5800.4660.4010.1000.0940.0890.0840.080選用1.200———0.9根據(jù)1/u最大原則選擇1.12———0.446m0.6860.7640.8080.8100.785中間各截面的bZ插計算1.1140.7410.6150.5220.4461.2061.0510.9430.8930.899<°>8.707.736.906.165.50<°>52.3443.0137.2433.1330.07mm83.4278.4274.3370.2566.83Z=6mm8.347.376.625.95.35根據(jù)文獻[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,通過插值計算得出。葉根幾葉頂?shù)娜~片總寬度bZ由計算得到,而中間各截面的bZ可按直線規(guī)律變化,通過插值計算得出。對于葉片數(shù)目的選擇計算,由表3-4,當=0.35時,。又因為故選取葉片數(shù)目Z=6。表3-4葉片數(shù)目與輪轂比之間的關系0.30.40.50.60.7通過計算可以得出、、、、等曲線,將這些曲線繪制于圖3-1中,可以看到各曲線光滑,證明計算正確無誤。圖3-1葉片參數(shù)坐標3.2葉片翼型的選擇從目前資料來看,可用于孤立翼型設計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法于一般方法不同,國內(nèi)目前應用較少,故不考慮選擇。本設計選定LS翼型。LS翼型坐標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機。其結構形式如圖3-2所示,其坐標如表3-5所示。圖3-2LS翼型結構圖表3-5LS翼型斷面坐標值距前緣點距離5102030405060708090上表面坐標59.278.696.110099.196.187.374.757.236.9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0.350.5860.7640.8821.00mm66.053.545.038.433.5mm51.057.359.258.857.8各計算截面翼型的重心坐標、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3-7LS翼型各參數(shù)投影項目單位相對半徑0.350.5860.7640.8821.00mm50.956.759.960.158.2mm3.53.12.82.52.2mm29.423.820.017.114.9mm22.725.526.326.225.7mm36.729.725.021.318.6mm28.331.832.832.632.14結構部件的設計計算4.1軸流通風機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)邊緣間的軸向距離,如圖所示4-6所示圖4-6軸流通風機間隙在二軸流通風機的級中,通常有三個軸向間隙,即一級葉片和中導葉的距離,中導葉和二級葉片的距離,及二級葉片和中導葉。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機的氣動性能,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機噪音道和葉片振動有不利的影響。研究結果表明,軸流通風機級的最佳軸向間隙[13]所以mm=41.71mm4.2軸流通風機徑向間隙的確定在軸流通風機的設計中,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殼內(nèi)壁不相碰的前提下,應盡可能地小些。通常取,而我國目前對一般軸流通風機生產(chǎn)制造技術中,要求葉片頂端與機殼的徑向間隙應均勻,其單側徑向間隙應在葉輪直徑的范圍內(nèi)。所以mm=mm取mm。4.3軸承的選擇軸承用來支撐轉子零件,并承受轉子零件上的多種載荷。根據(jù)軸承中摩擦性質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。設計要保證軸流風機運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。摩擦系數(shù)小,提高了機械效率,潤滑油消耗少,軸承標準化,易于選擇,安裝簡便。但是其耐沖擊負荷能力差,安裝要求準確,徑向力大,且躁聲高。圖4-7單列圓錐滾子軸承圖選用機械手冊<GB/T297-1994>標準型,其形式如圖4-7所示,其參數(shù)列于表4-1。表4-132213軸承參數(shù)表基本尺寸/mm基本額定載荷/kN極限轉速軸承代號/mmdDTC脂30000型9520071.5555157381800323194.4風筒的選擇風筒選用要求選用風筒要與局部通風機選型一并考慮,其原則是：<1>風筒直徑能保證最大通風長度時,局部通風機供風量能滿足工作面通風的要求；<2>在允許的條件下,盡可能選擇直徑較大的風筒,以降低風阻,減少漏風,節(jié)約通風電耗；局部通風機的風筒選型根據(jù)需要的局部通風機的工作風量Q通、局部通風機全壓H通的值,選擇長期運行效率較高的局部通風機根據(jù)經(jīng)驗選取風筒。5主要零部件強度計算5.1葉輪強度計算軸流通風機的葉輪旋轉式,葉片受離心力和氣流流動引起的壓力,前者引起拉伸,后者導致彎曲。葉片根部的離心力最大,一般來說,葉片根部的拉伸應力也最大。式中—葉片根部的離心拉應力,單位為N/m3—葉片根部所受離心力,單位為N—葉片根部最小截面積,單位為m2由于本設計的葉片均為變截面葉片,所以要按照變截面的離心力算法計算離心力。將葉片近似看成葉片截面弦長和相對厚度從葉根到葉頂線性變化〔葉根大、葉頂小,葉片弦長、相對厚度可以表示為：式中—半徑處的截面弦長,單位為m；—葉根截面弦長,單位為m；—弦長沿徑向變化的系數(shù)；—葉片任意截面所在半徑,單位為m—葉根半徑,單位為m；—半徑處的截面的相對厚度；—葉根截面相對厚度；—相對厚度沿徑向變化的系數(shù)；—葉輪半徑處葉片截面離葉根的距離,單位為m根據(jù)文獻[13],計算葉片所受的離心力式中—葉片長度,單位為m。利用上式可以比較精確的求出葉根的離心力。由于葉片是邊截面的,應根據(jù)文獻[13]的變截面葉片的葉根離心力的計算公式計算離心力。如前所述,可以知道的已知條件為：m,,m,m,m?？梢缘玫?6.0105N通過CAD軟件計算葉根截面面積10-2m250MPa式中為ZL402的拉伸極限強度。所以葉輪選擇ZL402可以滿足條件。5.2軸的校核軸流通風機的主軸承受扭轉、彎曲和拉壓應力,其中拉壓變形產(chǎn)生的拉壓應力遠小于彎曲變形產(chǎn)生的彎曲應力。因為風機為局部通風機,葉輪重量輕,所以彎曲應力較小。故機構在應力計算時可忽略拉壓應力和彎曲應力,只考慮扭轉的效應。軸材料選用45鋼,調(diào)質處理,許用應力N/m2。1.軸的轉矩軸的轉矩N.m式中——通風機軸功率,單位為kW；——葉輪轉速,單位為r/min。2.扭轉應力轉矩為的轉軸直徑為〔單位為m處的扭轉剪切應力〔單位為的計算公式如下：N/m2式中——抗扭截面模量可以看出,所以軸是安全的。6通風機的安裝維護和保養(yǎng)6.1通風機安裝方法風機的安裝是將風機機座上的螺孔與基礎上的預埋螺栓直接聯(lián)接,在調(diào)整平衡。6.2通風機的拆卸通風機的拆卸程序由于結構不同而有很大的差異,一般在通風機的使用說明書中均有說明。通風機在拆卸時應注意以下事項?！?拆卸前,應將拆卸工具和材料準備齊全?！?機殼和轉子時,應注意保持水平位置,防止撞壞機件?！?拆卸滑動軸承前,應先測量軸襯間隙和推力面間隙。拆卸密封前,應先測量密封的間隙。〔6拆卸時,應檢查所拆卸的機件是否有打印的標志。對某些需要打印而沒有打印的機件,必須補打印,便于裝配時還原位置。需要打印的包括不許裝錯位置或方向的機件以及影響通風機平衡度的機件等。如鍵、蓋、軸襯及墊片環(huán)、聯(lián)軸器銷釘、離心式通風機的進氣口。軸流通風機的可拆葉片等。〔7拆卸后應將所拆卸的機件進行清洗,除掉塵垢6.3通風機的維護通風機與其它機械設備一樣,需要正常的維護。通風機的正常維護,是通風機正常運行的保證。通風機的維護貫串在通風機運轉的始終,其主要內(nèi)容就是嚴格按照有關技術規(guī)定要求和操作規(guī)程,進行通風機的運轉,并對運轉中出現(xiàn)的問題進行及時的維修。通風機在運轉中的維護一般比較簡單,維護的工作量也不大,只要加強管理,執(zhí)行操作規(guī)程,同時,還要隨時注意檢查通風機各個部位的地螺栓的松動狀況,注意電動和通風機發(fā)出的不正常聲響,發(fā)現(xiàn)問題,及時處理。通風機的維護,還必須包括通風機前面的除塵設備的維護。除塵設備的正常高效運行,直接影響通風機的運轉和通風機的壽命。葉輪的檢修葉輪是轉子中較易磨損的機件。如果通風機的葉輪如果磨損過多,就將失去轉子的平衡,不僅會引起通風機的劇烈振動,而且還可能發(fā)生事故。因此,對通風機的葉輪不僅要定期檢修,而且有時還要更換新葉輪。對于制成的葉輪,需將葉片的進口和出口處的毛刺除掉,并時行修整,清掃葉道,然后進行靜平衡及動平衡校正。表6-1葉輪檢修數(shù)據(jù)表誤差名稱符號單位偏差不大于葉輪葉片安裝角度允差入口角β1度±1°出口角β2度±1°葉片不垂直度允差δ1毫米0.01B葉輪上任意兩相鄰葉片間弦長允差δ2毫米0.1主軸的檢修主軸是通風機的關鍵部件,因此對主軸的檢修也是較為嚴格的。主軸的檢修主要是檢修主軸的表面損壞。在主軸檢修時,一般應保證主軸的質量。所以最好保證主軸的材質與原主軸一致。在沒有特殊要求時,主軸的材質一般為35或45優(yōu)質碳素鋼,切不可用普通碳素鋼代替。轉子的檢查新制成或檢修的葉輪,在裝入軸前,應作靜平衡校正,以減少轉子的動不平衡度。表6-2轉子裝配后的技術要求誤差部位誤差名稱符號允差不大于〔毫米葉輪的外緣徑向跳動A10.07聯(lián)軸器的外圓A20.05主軸的軸承軸頸A30.01葉輪的外緣兩側端面跳動B10.1聯(lián)軸器的外緣端面B20.05機殼漏氣的檢修對于鋼板機殼的通風機,如果機殼漏氣的情況嚴重,應在中分面上更換密封墊,或加上密封墊。密封墊一般用石棉板或石棉繩,也可以用其它代用材料。如果因為飛灰或葉輪與機殼摩擦而使機殼磨損漏氣時,應首先檢修葉輪,再焊補機殼損壞部分。檢修完畢,應將內(nèi)面的焊接毛刺打去。軸承的檢修滾動軸承的損壞,往往由于質量不好和油脂潤滑不良。如果損壞時,除應更換新軸承外,還應檢查潤滑情況及其它原因。結論本次設計的軸流通風機用于工作面的通風,由于工作面不能得到正常的主扇的完全通風,所以要用局部風機將風壓入工作面,保證工人的安全生產(chǎn)工作環(huán)境。此軸流風機葉輪于殼體上加裝有色金屬防止產(chǎn)生火花。風機的殼體采用消聲材料,可以有效降低其噪音。隨著社會的發(fā)展,對良好工作壞境的需要,對局部風機的需求量還會增加,軸流通風機的設計是符合市場需要的軸流通風機主要由傳動軸、葉輪、導輪、聯(lián)軸器、殼體、電機和軸承客體幾大部分組成。定子部分主要由葉輪、傳動軸、軸承、電機軸和聯(lián)軸器等組成,通過鍵、軸承和聯(lián)軸器把轉子連接起來,電機軸通過聯(lián)軸器將動力傳動到傳動軸,傳動軸再將動力通過鍵傳遞給葉輪,進而將動力傳個流體。轉子采用圓錐滾子軸承,可以分擔軸向產(chǎn)生的不平衡力。葉輪采用鑄鋁,內(nèi)加金屬芯,在保證