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文檔簡介
1、<p><b> 畢業(yè)設(shè)計(論文)</b></p><p> 題 目 通用No7C/4-72型離心通風機設(shè)計 </p><p> 學院名稱 機械工程學院 </p><p> 指導(dǎo)教師 李啟成 </p><p> 職
2、稱 教授 </p><p> 班 級 熱能與動力工程1201班 </p><p> 學 號 20124140136 </p><p> 學生姓名 仲啟鑫 </p><p> 2016年
3、6月4日</p><p> 通用No7C/4-72型離心通風機設(shè)計</p><p> 摘 要: 4-72型離心通風機具有通風效果好、適用性強、噪音低、維護方便等優(yōu)點。本次設(shè)計根據(jù)通風機設(shè)計的理論基礎(chǔ),對離心通風機的主要參數(shù)進行研究和分析,設(shè)計一臺用于工廠及大型建筑物室內(nèi)通風換氣的4-72型離心通風機。本文完成了4-72型離心通風機的葉輪、軸盤、軸、帶輪、蝸殼等重要零部件的設(shè)計,重點是離
4、心通風機葉輪的設(shè)計計算和軸的設(shè)計計算。并進行葉輪、軸、鍵的強度校核和軸承壽命的校核等。本設(shè)計嚴格執(zhí)行最新國家標準及行業(yè)標準,參照在現(xiàn)有應(yīng)用的離心通風機的基礎(chǔ)上,完成通用No7C/4-72型離心通風機的設(shè)計。離心通風機廣泛應(yīng)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。</p><p> 關(guān)鍵詞:離心通風機;葉輪;蝸殼;強度校核</p><p> Universal
5、 No7C/4-72 Type Centrifugal Fan </p><p> Abstract: 4-72 type centrifugal fan ventilation effect is good, strong applicability, low noise, easy maintenance, etc. This design based on the extension design bas
6、is, on the basis of the main parameters according to the centrifugal fan, study and analysis, and design a used in factories and large buildings indoor and ventilated take a breath of 4-72 type centrifugal fan. This pape
7、r completed the 4-72 type centrifugal fan impeller, shaft, shaft, belt wheel, the design of the volute and other im</p><p> Keywords: Centrifugal fan;Impeller;Volute;Strength check</p><p><b
8、> 目 錄</b></p><p> 中文摘要..................................................i</p><p> 英文摘要..................................................ii</p><p><b> 1 緒論..1&l
9、t;/b></p><p> 1.1 離心通風機概述..1</p><p> 1.2 通風機分類..1</p><p> 1.3 通用4-72型離心通風機..4</p><p> 2 4-72型離心通風機的結(jié)構(gòu)形式...5</p><p> 2.1 離心通風機的結(jié)構(gòu)形式.5</p>
10、<p> 2.2 離心通風機的主要零部件.8</p><p> 3 離心通風機的特性參數(shù)11</p><p> 3.1 通風機的流量11</p><p> 3.2 通風機的壓強11</p><p> 3.3 通風機的轉(zhuǎn)速11</p><p> 3.4 通風機的軸功率12</p
11、><p> 3.5 通風機的效率12</p><p> 4 4-72型離心通風機主要零部件設(shè)計計算13</p><p> 4.1離心通風機的設(shè)計要求13</p><p> 4.2 離心通風機設(shè)計主要參數(shù)13</p><p> 4.3 葉輪的設(shè)計計算14</p><p> 4.4
12、 蝸殼的設(shè)計計算23</p><p> 4.5 電動機的選擇25</p><p> 4.6 V帶輪設(shè)計計算26</p><p> 4.7 軸的設(shè)計計算29</p><p> 4.8 軸承選型30</p><p> 5 通用No7C/4-72型離心通風機主要零件的強度校核32</p>
13、<p> 5.1 葉輪的強度校核32</p><p> 5.2 軸的強度校核35</p><p> 5.3 鍵的強度校核37</p><p> 5.4 軸承壽命的校核37</p><p> 6 通風機的安裝和維護38</p><p> 6.1 通風機安裝方法38</p>
14、;<p> 6.2 通風機的維護38</p><p><b> 結(jié)論40</b></p><p><b> 參考文獻41</b></p><p><b> 謝辭42</b></p><p><b> 附錄43</b><
15、;/p><p><b> 1 英文原文43</b></p><p><b> 2 中文翻譯53</b></p><p><b> 1 緒論</b></p><p> 1.1 離心通風機概述</p><p> 風機顧名思義是抽風或送風的機械設(shè)備。
16、風機的工作原理是輸入電功率,通過過電機帶動風機葉輪旋轉(zhuǎn),達到對氣體產(chǎn)生吸風或抽風效果,風機由進風口、葉輪、外殼、電機等元件組成。電機將電功率轉(zhuǎn)成機械功率帶動葉輪旋轉(zhuǎn);進風口導(dǎo)引氣體流暢的進入葉輪;葉輪將旋轉(zhuǎn)時的動能移轉(zhuǎn)給氣體;機殼收集葉輪吹出的氣體,控制氣體的流向。</p><p> 通風機的歷史是很悠久的,通風機的發(fā)展在國內(nèi)外來說都是很迅速的,并且所取得的成果也是十分豐碩。1862年,第一臺離心通風機由英國的
17、圭貝爾發(fā)明,這一臺離心通風機的葉輪、機殼為同心圓型,磚制的機殼也是一大特色,而其葉輪是木制的并采用后直葉片的形式,所以這臺離心通風機僅有40%得效率;1880年,蝸形機殼被設(shè)計出來,離心通風機的葉片也變成了后向彎曲葉片,結(jié)構(gòu)相對來說是完善了不少;1898年,前向葉片的西羅柯式離心通風機被設(shè)計出來,這類通風機在國際上也被廣泛采用。</p><p> 我國的離心式通風機歷史要從建國后開始說起,1949年新中國建立后
18、由于經(jīng)濟發(fā)展的同時,風機作為技術(shù)型的代表,也初步得到發(fā)展。在50年代初期,我國也在前蘇聯(lián)的技術(shù)資金援助下,我國開始了離心式通風機的制造與生產(chǎn),但是由于在研制和生產(chǎn)初期我國的離心通風機產(chǎn)品存在很多缺點,比如機型少,效率低等。60年代我國將重點放在風機效率的提升上才有了很大進步。近年來我國加大了對離心風機的科研投入,并且也認識到國內(nèi)外風機技術(shù)的差距,我們不斷引進和學習國外先進技術(shù),通過不懈的努力,縮短了我們與發(fā)達國家的差距。</p&g
19、t;<p><b> 1.2 通風機分類</b></p><p> 通風機按氣體流動方向的不同主要分為離心式、軸流式、混流式和橫流式等類型。</p><p> 1.2.1 離心式通風機</p><p> 如圖1.1所示,離心式風機是一款常見的抽風機產(chǎn)品,由于其使用效率高,廣泛用于工礦廠房和民用建筑、大型公共建筑、發(fā)電廠等場
20、所,還可以作為空氣處理設(shè)施、熱風循環(huán)設(shè)施的配套設(shè)備。目前市場上常用的有4-72-A式和4-72-C式兩類別離心式風機。</p><p> 離心通風機工作時,空氣經(jīng)吸氣口從葉輪中心處吸入。這樣流動氣體的壓力以及速度都會得到提高,并且在離心力的作用下沿著葉道甩向機殼,再從排氣口排出。因為氣體在葉輪內(nèi)的流動主要是在徑向平面內(nèi)的,所以又可以稱為徑流式通風機。</p><p> 圖1.1 離心
21、式風機示結(jié)構(gòu)意圖</p><p> 1-吸氣口;2-葉輪前盤;3-葉片;4-葉輪后盤;</p><p> 5-機殼;6-排氣口;7-節(jié)流板;8-支架</p><p> 1.2.2 軸流式通風機</p><p> 如圖1.2所示,軸流通風機的布置形式有立式、臥式和傾斜式這三種,小型的葉輪直徑只有100毫米左右,大型的則可達20米以上。小
22、型的低壓軸流通風</p><p> 機是由葉輪、機殼和集流器這些部件組成的,這些類型的通風機一般安裝在建筑物的墻壁或天花板上;而大型高壓軸流式通風機則是由集流器、葉輪、流線體、機殼、擴散筒和傳動部件組成。</p><p> 1-工作輪;2-葉片;3-軸;4-外殼;5-進風口;6-前流線體;7-整流器;8-擴散器</p><p> 圖1.2 軸流式通風機結(jié)構(gòu)示
23、意圖</p><p> 1.2.3 混流式通風機</p><p> 如圖1.3所示,混流通風機又稱為斜流通風機,在混流通風機中,氣體以與軸線成某一角度的方向進入葉輪,這樣在葉道中獲得能量后,接下來沿傾斜方向流出?;炝魍L機的葉輪和機殼通常會是圓錐形。而且混流通風機兼有離心式通風機和軸流式通風機的特點。</p><p> 圖1.3 混流式通風機示意圖</
24、p><p> 1.2.4 橫流式通風機</p><p> 如圖1.4所示,橫流式通風機一般是小型的高壓離心通風機,而橫流式通風機與離心通風機的區(qū)別在于是否具有前向多翼葉輪。橫流式通風機的優(yōu)勢在于與其他類型通風機相比在相同性能的條件下,它的尺寸小、轉(zhuǎn)速低。正是基于這樣的優(yōu)勢,橫流式通風機與其它類型的風機相比效率會相對較高。而且橫流式通風機另外一特點是它的軸向?qū)挾热我膺x擇都不會影響氣體的流動狀
25、態(tài)。而且橫流通風機的出口截面是窄而長得,所以橫流式通風機適宜于安裝在各種扁平形的設(shè)備中。</p><p> 1-葉輪;2-蝸殼;3-蝸舌</p><p> 圖1.4 橫流式風機示意圖</p><p> 1.3 通用4-72型離心通風機</p><p> 4-72型離心式風機是一款常見的抽風機產(chǎn)品,由于其使用效率高,廣泛用于工礦廠房和
26、民用建筑、大型公共建筑、發(fā)電廠等場所,還可以作為空氣處理設(shè)施、熱風循環(huán)設(shè)施的配套設(shè)備。分為4-72-A式和4-72-C式兩類。</p><p> 圖1.5 4-72-A式 圖1.6 4-72-C式</p><p> 2 4-72型離心通風機的結(jié)構(gòu)形式</p><p> 2.1 離心通風機的結(jié)構(gòu)形式<
27、/p><p> 4-72型離心通風機的結(jié)構(gòu)比較簡單,多數(shù)部件如葉輪和蝸殼一般都用鋼材料,如下圖2.1是比較常見的4-72型離心通風機的簡圖。</p><p> 圖2.l 4-72型離心式通風機結(jié)構(gòu)示意圖</p><p> 1-V帶帶輪 2、3-軸承座 4-主軸 5-軸盤 6-后盤 7-蝸殼 8-葉片</p><p> 9-前
28、盤 10-進風口 11-出風口 12-底座</p><p> 2.1.1 旋轉(zhuǎn)方式不同的結(jié)構(gòu)形式</p><p> 4-72型離心風機分左旋和右旋兩種型式,從電機(皮帶輪)側(cè)正視,葉輪按順時針方向旋轉(zhuǎn)為右旋(如圖2.2),逆時針旋轉(zhuǎn)為左旋(如圖2.3)。</p><p> 圖2.2 左旋 圖2.3
29、 右旋</p><p> 2.1.2 進氣方式不同的結(jié)構(gòu)形式</p><p> 離心通風機的進氣方式分為單側(cè)進氣(又稱單吸)和雙側(cè)進氣(又稱雙吸)兩種。</p><p> 在特殊情況下,離心通風機的進風口裝有進氣室,按葉輪“左”或“右”的回轉(zhuǎn)方向,各有五種不同的進口角度位置,如圖2.4所示。</p><p> 圖2.4 進氣室角度
30、位置示意圖</p><p> 2.1.3 離心通風機出風口位置不同的結(jié)構(gòu)形式</p><p> 根據(jù)使用的要求,離心通風機蝸殼出風口方向,規(guī)定了如圖2.5所示的8個基本出風口位置。</p><p> 圖2.5 出風口角度位置示意圖</p><p> 如基本角度位置不夠,可以采用表 2.1所列的補充角度。</p><
31、;p> 表2.1 補充角度</p><p> 2.1.4 傳動方式不同的結(jié)構(gòu)形式</p><p> 離心通風機的傳動方式也是需要根據(jù)實際的使用情況來確定最合適的。當然要確定傳動方式,這些都需要根據(jù)經(jīng)驗和工作要求來定。</p><p> 目前,我國離心通風機的傳動方式有如圖2.6所示幾種形式。</p><p> 圖2.6 離
32、心通風機傳動結(jié)構(gòu)形式</p><p> 2.2 離心通風機的主要零部件</p><p><b> 2.2.1 葉輪</b></p><p> 葉輪可以說是通風機最重要的部分,可以說葉輪的形狀和尺寸的確定基本上可以確定通風機的特性。離心通風機的葉輪一般由前盤、后盤、葉片和軸盤等組成。</p><p> 葉輪前盤的型
33、式又分為平前盤、錐形前盤和弧形前盤這幾種,如圖2.7a、b、c所示。</p><p> 圖2.7 葉輪結(jié)構(gòu)形式示意圖</p><p> ?。╝)平直前盤 (b)錐形前盤 </p><p> ?。╟)弧形前盤 (d)雙吸葉輪 </p><p> 葉輪上的主要零件是葉片。離心通風機葉輪的葉片,一般有6-64個.而葉輪的結(jié)構(gòu)形式又基本上可
34、以由葉片的出口安裝角和葉片形狀決定。(葉輪的形式主要有如圖2.7所示幾種)</p><p> (1)葉片出口角不同</p><p> 離心通風機的葉輪,根據(jù)葉片出口角的不同,可分為如圖2.8所示的前向、徑向和后向三種。葉片出口角β2A大于90的叫作前向葉片,等于90的叫作徑向葉片,小于90的叫作后向葉片。</p><p> 圖2.8 前向、徑向和后向葉
35、輪</p><p><b> ?。?)葉片形狀不同</b></p><p> 離心通風機葉片形狀有如圖2.9所示的平板形、圓弧形和中空機翼形等幾種。</p><p> 目前,前向葉輪一般都采用圓弧形葉片。在后向葉輪中,對于大型通風機多采用機冀形葉片,而對于中、小型通風機,則以采用圓弧形和平板形葉片為宜。我國生產(chǎn)的4-72型和4-73型離心通
36、風機均采用中空機翼形葉片。</p><p> 圖2.9 葉片形狀</p><p> a)平板葉片 b)圓弧窄葉片 c)圓弧葉片 d)機翼型葉片</p><p><b> 2.2.2 機殼</b></p><p> 離心通風機的機殼由蝸殼、進風口和風舌等零部件組成。</p><p>
37、<b> ?。?)蝸殼</b></p><p> 蝸殼的作用是收集從葉輪出來的氣體,并引導(dǎo)到蝸殼的出口、經(jīng)過出風口.把氣體輸送到管道中或排到大氣中去。</p><p><b> ?。?)進風口</b></p><p> 進風口又叫做集風器,它是為了保證氣流能均勻地充滿葉輪的進口,使氣流流動損失最小。離心通風機的進風口有
38、錐形、筒錐形、筒形、筒弧形、弧形、弧筒形、弧錐形等多種。</p><p><b> 2.2.3 進氣箱</b></p><p> 進氣箱一般只使用在大型的或雙吸的離心通風機上。其主要作用可使軸承裝于通風機的機殼外邊,便于安裝和檢修,對改善鍋爐引風機的軸承工作條件更為有利。</p><p><b> 2.2.4 前導(dǎo)器</b
39、></p><p> 一般在大型離心通風機或要求特殊性能調(diào)節(jié)的通風機的進氣口或進風口的流道內(nèi)裝置前導(dǎo)器。他是用改變前導(dǎo)器葉片角度的方法,來擴大通風機性能、使用范圍從而提高調(diào)節(jié)的經(jīng)濟性,前導(dǎo)器的兩種形式分別是軸向式和徑向式。</p><p><b> 2.2.5 擴散器</b></p><p> 擴散器裝于通風機機殼出口處,其作用是降
40、低出口氣流速度,使部分動壓轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓。根據(jù)出口管路的需要,擴散器有圓形截面和方形截面兩種。</p><p> 3 離心通風機的特性參數(shù)</p><p> 流量、壓力、功率、效率和轉(zhuǎn)速是表示通風機特性的參數(shù),通常稱為通風機特性參數(shù)。</p><p> 3.1 通風機的流量</p><p> 流量(體積流量或質(zhì)量流量)是指單位時間內(nèi)通過
41、風機出口斷面的氣體量(體積或質(zhì)量)。當用體積流量時,用Q表示,單位為立方米每秒(m3/s),當用質(zhì)量流量時,用表示,單位為千克每秒(kg/s)或千克每小時(kg/h),質(zhì)量流量和體積流量的關(guān)系為</p><p><b> (3-1)</b></p><p> 其中ρ為氣體密度,單位為kg/m3。</p><p> 將單位時間內(nèi)通過風機進口
42、斷面的體積流量稱為理論流量,用Qth表示。而實際被利用的流量小于通過葉輪輸送的理論流量,該理論流量為 </p><p> 于是,風機的容積效率為 </p><p><b> (3-2)</b></p><p> 3.2 通風機的壓強</p><p> 壓強是指風機的壓強升,即進出口斷面單位體積氣體的能量差,
43、用壓強差表示,單位為帕(Pa)。風機的壓強升又分全壓升、理論壓強、靜壓升為和動壓升。</p><p> 風機在工作過程中會有流動損失,我們用表示。所以風機實際產(chǎn)生的全壓升是比理論全壓升要小的,即</p><p><b> ?。?-3)</b></p><p><b> 風機的流動效率為</b></p>&
44、lt;p><b> ?。?-4)</b></p><p> 3.3 通風機的轉(zhuǎn)速</p><p> 轉(zhuǎn)速n是風機的轉(zhuǎn)速與風機的流量、壓強和效率是直接相關(guān)的。轉(zhuǎn)速n的單位為轉(zhuǎn)每分(r/min)。</p><p> 3.4 通風機的軸功率</p><p> 軸功率我們用P表示,單位為瓦(W)或千瓦(KW)。&l
45、t;/p><p> 從壓強升的定義可以得出單位體積的氣體經(jīng)過風機后具有的能量為,若理論流量為(m3/s),則單位時間內(nèi)氣體獲得的能量稱為氣體功率即內(nèi)功率,用PJ表示,有</p><p><b> (3-5)</b></p><p> 考慮流動損失和容積損失q后,實際氣體的有效功率為</p><p><b>
46、 (3-6)</b></p><p> 3.5 通風機的效率</p><p> 效率是反映所設(shè)計、制造的風機性能優(yōu)劣的指標。實際氣體功率是氣體經(jīng)過葉輪后獲得的能量,風機的軸功率是原動機輸入的功率,所以風機的有效效率為</p><p><b> (3-7)</b></p><p> 所以風機的有效效率(
47、總效率) 為</p><p><b> (3-8)</b></p><p> ?。ㄆ渲斜硎救莘e效率、表示流動效率、表示機械效率)</p><p> 4 4-72型離心通風機主要零部件設(shè)計計算</p><p> 4.1離心通風機的設(shè)計要求</p><p> 對于通風機設(shè)計的要求是:
48、0; </p><p> (1)滿足所需流量和壓力的工況點應(yīng)在最高效率點附近;</p><p> (2)最高效率要高,效率曲線平坦;</p><p> (3)壓力曲線的穩(wěn)定工作區(qū)間要寬;</p><p> ?。?)結(jié)構(gòu)簡單,工藝性能好; </p><p> ?。?)足夠的強度,剛度
49、,工作安全可靠; </p><p><b> ?。?)噪音低; </b></p><p> ?。?)調(diào)節(jié)性能好; </p><p> ?。?)尺寸盡量小,重量盡量輕; </p><p> ?。?)維護方便。
50、160;</p><p> 4.2 離心通風機設(shè)計主要參數(shù)</p><p> 4-72型離心通風機設(shè)計主要參數(shù):</p><p> 1、型 號:4-72型</p><p> 2、機 號:No7C</p><p> 3、進氣壓力:P0=101.325KPa</p><p>&
51、lt;b> 4、氣體溫度:</b></p><p> 5、介 質(zhì):空氣</p><p><b> 6、全 壓:</b></p><p><b> 7、流 量:</b></p><p><b> 8、主軸轉(zhuǎn)速:</b></p&g
52、t;<p> 根據(jù)4-72型離心通風機主要參數(shù)可知:其中“4”表示壓力系數(shù)為0.4;“72”表示轉(zhuǎn)速為72r/min;“7”為機號,就是風機葉輪的外徑700mm;“C”是傳動方式,表示皮帶輪傳動;從主軸轉(zhuǎn)速:n=1800r/min、全壓:P=2406Pa、流量:Q=12521m3/h,可查出進口法蘭:D1=600;D2=650;聯(lián)結(jié)螺栓:M=8;N=16.出口法蘭:A1=398;A2=486;A3=448;A4=536;
53、聯(lián)結(jié)螺栓M=6,N=16.通風機外形:長×高×寬=878×1395×1198(mm),規(guī)格型號Y-160L-4,功率15kW。</p><p> 4.3 葉輪的設(shè)計計算</p><p> 葉輪是通風機的最主要的部件,其中葉片是向流體傳遞能量的唯一零件。通風機能否獲得所需能量和壓力,和葉輪的設(shè)計有極大的關(guān)系。</p><p>
54、; 4.3.1 葉片型式及葉輪外徑的確定</p><p> 圖4.1 葉輪各參數(shù)示意圖</p><p> :葉輪外徑;:葉輪進口直徑;:葉片進口直徑;:出口寬度;:進口寬度;</p><p> :葉片出口安裝角;:葉片進口安裝角;:葉片數(shù)</p><p> 通風機的全壓與葉輪外徑、轉(zhuǎn)速n、葉片出口安裝角之間的關(guān)系,可有以下幾個方程
55、來確定:</p><p><b> ?。?-1)</b></p><p><b> (4-2)</b></p><p> , (4-3)</p><p> (式中 表示 葉輪出口的無因次子午速度)</p><p><b> 1)全壓
56、系數(shù)</b></p><p> 由表4.1可以看出,前向葉片的全壓系數(shù)較高,徑向次之,后向較低。在其他幾何參數(shù)相同的情況下,彎曲葉片的全壓系數(shù)比平板葉片的高;機翼型葉片的全壓系數(shù)比彎曲葉片的高。</p><p> 表4.1 全壓系數(shù)選擇范圍</p><p> 查表選葉片出口角=50°,選擇后彎機翼葉片。根據(jù)角度,取全壓系數(shù)為0.9。<
57、;/p><p><b> 2)通風機的效率</b></p><p> 前向葉片雖然壓力系數(shù)高,但效率較低。后向葉片雖然壓力高系數(shù)較低,但是效率高。目前強后向翼型葉片的離心通風機,其效率可達0.9~0.92.近年來,前向通風機的全壓效率也有所提高,可達0.84~0.86.通風機的內(nèi)部效率。(可按表4.2、4.3選擇)</p><p> 表4.2
58、 葉輪型式與全壓效率的范圍</p><p> 表4.3 傳動方式和機械效率</p><p><b> 3)葉輪徑向尺寸</b></p><p> 不同類型的離心通風機。在轉(zhuǎn)速n,全壓P相同時,有全壓系數(shù)的不同,葉輪直徑也將不同。前向葉片的葉輪直徑要小些,徑向次之,后向葉片直徑最大。</p><p><b&g
59、t; 風機的比轉(zhuǎn)速</b></p><p><b> (4-4)</b></p><p><b> 估算全壓系數(shù)</b></p><p><b> ?。?-5)</b></p><p> 估算葉輪外緣圓周速度:</p><p><
60、;b> ?。?-6)</b></p><p> 估算葉輪外緣出口直徑:</p><p><b> ?。?-7)</b></p><p><b> 按優(yōu)先數(shù)系取</b></p><p> 當時葉片出口圓周速度u2為:</p><p> 4)計算風機的其
61、它參數(shù)</p><p><b> 全壓系數(shù):</b></p><p><b> ?。?-8)</b></p><p><b> 流量系數(shù):</b></p><p><b> ?。?-9)</b></p><p><b>
62、; 比直徑:</b></p><p><b> ?。?-10)</b></p><p><b> 轉(zhuǎn)速系數(shù):</b></p><p><b> ?。?-11)</b></p><p> 4.3.2 葉輪入口直徑的確定</p><p>
63、 在決定葉輪入口集合參數(shù)以前,先分析入口的氣體流動情況。</p><p><b> 對于葉輪入口直徑:</b></p><p><b> ?。?-12) </b></p><p> (d為軸直徑,對懸臂式葉輪d=0,表示葉輪進口速度,可按表4.4選擇)</p><p> 表4.4 葉輪進口
64、速度范圍</p><p> 本課題設(shè)計的風機全壓為2406pa,屬于中高壓風機,故選擇。</p><p><b> 則葉輪入口直徑:</b></p><p><b> ?。?-13)</b></p><p><b> (4-14)</b></p><p
65、><b> 葉片進口直徑:</b></p><p><b> (4-15)</b></p><p><b> ?。?-16)</b></p><p> 因流量系數(shù),故選用擴散形進氣,即采用最佳收斂性系數(shù)并參考公得</p><p><b> (4-17)&
66、lt;/b></p><p> 取 </p><p> 4.3.3 葉片入口寬度的確定</p><p> 葉片入口寬度是根據(jù)所需要的流量來決定的。通風機設(shè)計中,常把葉片入口的軸向?qū)挾龋ㄒ妶D4-1)作為葉片入口寬度。這種做法對于低比轉(zhuǎn)速的窄葉輪,兩者相差不
67、大,但對于高比轉(zhuǎn)速的寬葉輪,差別較大。</p><p> 圖4.2 葉片入口寬度</p><p><b> 選擇徑向進氣</b></p><p><b> ?。?-18)</b></p><p> 選擇葉片入口前進氣速度</p><p><b> ?。?-1
68、9)</b></p><p><b> 確定葉片入口寬度</b></p><p><b> ?。?-20)</b></p><p> 4.3.4 葉片入口角度的確定</p><p> 和決定葉片入口直徑一樣,葉片入口角度也是根據(jù)最小的原則來確定,以保證葉道內(nèi)流力損失最小??砂慈~片入
69、口氣流角來計算葉片入口安裝角</p><p><b> 計算入口前氣流角:</b></p><p><b> ?。?-21)</b></p><p> 則 </p><p> 確定葉片入口幾何角:</p><p>&
70、lt;b> (4-22)</b></p><p><b> 選沖角,則</b></p><p><b> ?。?-23)</b></p><p> 4.3.5 葉片始端形狀</p><p> 從前圖4.1可知,靠近葉片前段A點的氣流速度,比靠近后盤B點的速度大。當時,A的氣
71、流角比B的氣流角大,氣流沖角將不相等,沖擊打的地方?jīng)_擊損失大,降低了通風機的效率。隨著葉輪寬度級氣流轉(zhuǎn)彎時速度不均勻程度的增加,氣流速度沿葉片寬度的變化越大,影響也越厲害。葉片可以分為 </p
72、><p> 主部和始端兩部分。如果把始端設(shè)計成某種形狀,以保證沿葉片寬度的氣流沖角變化不大,就會減少簽署的葉片入口沖擊損失。最常用的就是采用斜切的始端。本課題設(shè)計的通風機葉片也采用斜切始端。對于弧形前盤葉片,斜切始端可提高效率。</p><p> 圖4.3 葉片入口的始端 a)無始端的葉
73、片 b)、c) 有始端的葉片 1--葉片的主部 2--葉片的端</p><p> 4.3.6 葉片數(shù)目的確定</p><p> 葉片數(shù)目Z對通風機性能有很大的影響。</p><p> 按經(jīng)驗公式計算,對機翼形葉片均偏大,參圖4.5。</p><p> 表4.5 葉片型式和推薦葉片數(shù)</p><p&
74、gt; 根據(jù)一般后彎葉片選擇,取 Z=12</p><p><b> 葉片盡快阻塞系數(shù)</b></p><p><b> ?。?-24)</b></p><p> 其中選用優(yōu)質(zhì)薄板葉片。</p><p> 氣流進入葉片后的徑向分速和氣流角</p><p><b&
75、gt; (4-25)</b></p><p><b> ?。?-26)</b></p><p><b> ?。?-27)</b></p><p><b> ?。?-28)</b></p><p> 選擇葉片出口后徑向分速 </p><p&
76、gt; 選擇近似雙曲線規(guī)律的圓弧前蓋,故選用 </p><p><b> ?。?-29)</b></p><p> 4.3.7 葉片出口寬度的確定</p><p><b> ?。?-30)</b></p><p><b> (4-31)</b></p>&l
77、t;p><b> ?。?-32)</b></p><p><b> 葉片出口阻塞系數(shù)</b></p><p><b> ?。?-33)</b></p><p><b> 葉片出口前徑向分速</b></p><p><b> ?。?-34
78、)</b></p><p> 無限葉片數(shù)氣流出口圓周分速</p><p><b> ?。?-35)</b></p><p><b> 估算滑差系數(shù)K</b></p><p><b> ?。?-36)</b></p><p> 有限葉片氣
79、流出口圓周分速</p><p><b> ?。?-37)</b></p><p><b> 校核全壓系數(shù)</b></p><p><b> ?。?-38) </b></p><p> 其中,; </p>
80、<p><b> ?。?-39)</b></p><p> 它說明本風機原選用之有余量,其誤差為</p><p><b> ?。?-40)</b></p><p> 葉輪出口前、后的氣流速度和角度</p><p><b> 出口前:</b></p>
81、;<p><b> (4-41)</b></p><p><b> ?。?-42)</b></p><p><b> ?。?-43)</b></p><p><b> (4-44)</b></p><p><b> 出口后:&
82、lt;/b></p><p><b> ?。?-45)</b></p><p><b> ?。?-46)</b></p><p><b> (4-47)</b></p><p><b> ?。?-48)</b></p><p&g
83、t;<b> 校核 </b></p><p><b> ?。?-49)</b></p><p><b> (4-50)</b></p><p> 確定葉片圓弧半徑和中心圓半徑</p><p><b> ?。?-51)</b></p>&
84、lt;p><b> ?。?-52)</b></p><p> 4.4 蝸殼的設(shè)計計算</p><p> 機殼的任務(wù)是將離開葉輪的氣體導(dǎo)向機殼出口,并將一部分動能轉(zhuǎn)變成靜壓。</p><p> 圖4.4 離心通風機蝸殼</p><p> 4.4.1 選擇蝸殼寬度</p><p>
85、根據(jù)統(tǒng)計,我國優(yōu)良的通風機的機殼寬度B=(2~4)。也可以按下列公式計算選擇B值。</p><p><b> ?。?-53)</b></p><p><b> ?。ㄈ。?lt;/b></p><p> 4.4.2 采用平均速度計算蝸殼型線</p><p> 圖4.5 離心通風機蝸殼內(nèi)壁型線</
86、p><p><b> ?。?-54)</b></p><p><b> ?。ㄈ。?lt;/b></p><p> 可以用近似作圖法得到蝸殼內(nèi)壁型線。</p><p> 4.4.3 確定蝸殼張開度</p><p> 不論通風機的風量大于或小于計算流量,螺旋部分內(nèi)的速度幾乎不變<
87、;/p><p> 機殼尺寸與張開度A有關(guān),A的計算如下式:</p><p><b> ?。?-55)</b></p><p> 4.4.4 確定蝸殼繪制半徑</p><p><b> (4-56)</b></p><p> 4.4.5 蝸殼出口長度</p>
88、<p> 取 </p><p><b> 故</b></p><p><b> 蝸殼出口速度</b></p><p><b> (4-57)</b></p><p><b> 取
89、</b></p><p><b> 取</b></p><p> 4.5 電動機的選擇</p><p> (1)風機靜壓按下式近似計算</p><p><b> (4-58)</b></p><p> (2)壓縮性系數(shù),進口為大氣</p>
90、<p><b> (4-59)</b></p><p><b> ?。ㄆ渲校?lt;/b></p><p> (3)通風機所需軸功率</p><p><b> ?。?-60)</b></p><p><b> 其中;。</b></p&g
91、t;<p> (4)選擇電動機功率</p><p><b> (4-61)</b></p><p> 可選用7.5的電動機。 </p><p> 根據(jù)《機械設(shè)計實用手冊》要求,選YF132S2-2型電動機。</p><p> 4.6 V帶輪設(shè)計計算</p>
92、;<p> V帶與帶輪傳動具有中心距范圍廣;變換轉(zhuǎn)速方便,結(jié)構(gòu)簡單,傳動平穩(wěn)。能緩沖等優(yōu)點,在通風機中被廣泛采用。</p><p> 4.6.1 確定計算功率</p><p><b> ?。?-62)</b></p><p> 其中工作情況系數(shù)?。?lt;/p><p> 4.6.2 選擇V帶的帶型<
93、;/p><p> 根據(jù),并參考機械設(shè)計實用手冊[14]選用B型。</p><p> 表4.7 V帶截面基本尺寸</p><p> 圖4.3 V帶截面圖 </p><p> 4.6.3 確定帶輪的基準直徑并驗算帶速</p><p> 初選小帶輪的基準直徑。查機械設(shè)計實用手冊[
94、14],取小帶輪的基準直徑。</p><p><b> 驗算帶速</b></p><p><b> ?。?-63) </b></p><p><b> 因為,故帶速合適。</b></p><p> 計算大帶輪的基準直徑</p><p><b&
95、gt; (4-64)</b></p><p> 根據(jù)機械設(shè)計實用手冊[14],圓整為。</p><p> 4.6.4 確定V帶的中心距和基準長度</p><p> 根據(jù)資料,初定中心距。</p><p><b> 計算所需的基準長度</b></p><p><b>
96、 ?。?-65)</b></p><p> 根據(jù)機械設(shè)計實用手冊[14],選帶的基準長度。</p><p><b> 計算實際中心距</b></p><p><b> (4-66)</b></p><p> 中心距的變化范圍為。</p><p> 4.6
97、.5 驗算小帶輪上的包角</p><p><b> ?。?-67)</b></p><p> 4.6.6 計算帶的根數(shù)z</p><p> 計算單根V帶的額定功率</p><p> 由和,查機械設(shè)計實用手冊[14]得。</p><p> 根據(jù),和B型帶,查機械設(shè)計實用手冊[14]得。<
98、;/p><p> 查機械設(shè)計實用手冊[14]得,,于是</p><p><b> ?。?-68)</b></p><p><b> 計算V帶的根數(shù)z</b></p><p><b> (4-69)</b></p><p> 圓整取3根。
99、 </p><p> 4.6.7 計算單根V帶的初拉力的最小值</p><p> 查機械設(shè)計實用手冊[14]得B型帶的單位長度質(zhì)量,所以</p><p><b> ?。?-70)</b></p><p><b> 應(yīng)使帶的實際拉力。</b><
100、/p><p> 4.6.8 計算壓軸力</p><p><b> 壓軸力的最小值</b></p><p><b> ?。?-71)</b></p><p> 4.6.9 大帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p><b> 取</b></p>&
101、lt;p><b> 取</b></p><p><b> 取</b></p><p> 4.7 軸的設(shè)計計算</p><p> 4.7.1 軸的材料選擇</p><p> 按照一般軸用材料選取材料40Cr</p><p> 4.7.2 軸的直徑計算<
102、/p><p><b> ?。?-72)</b></p><p> 在軸的兩端有兩個鍵槽,故應(yīng)該增大。取</p><p> 4.7.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p> 按照軸上的零件布置要求,設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)如圖。</p><p><b> 圖4.6 軸結(jié)構(gòu)圖</b></
103、p><p><b> 1)軸各段直徑設(shè)計</b></p><p> 軸Ⅰ段和軸Ⅴ段按照最小直徑來設(shè)計,則</p><p> 在軸的Ⅰ-Ⅱ和Ⅳ-Ⅴ段分別有軸的定位要求,則</p><p> 在軸的Ⅱ-Ⅲ和Ⅲ-Ⅳ段分別要給軸承定位,則</p><p><b> 軸各段長度設(shè)計</
104、b></p><p> 在軸Ⅰ段的長度是按照軸盤中心孔的長度,則</p><p> 在軸Ⅴ段的長度是按照V帶的中心孔的長度,則</p><p> 在軸Ⅱ段和軸Ⅳ段的長度是按照軸上零件的按照尺寸,及零件的組裝和拆卸要求,得</p><p><b> ,</b></p><p> 軸Ⅲ
105、段的長度是按照軸的軸承的位置要求,以及軸的零件位置確定,得</p><p><b> 軸上鍵的設(shè)計</b></p><p> 在大帶輪與軸連接處用鍵C10×8×40</p><p> 在軸盤有軸連接用鍵C10×8×50</p><p><b> 4.8 軸承選型&
106、lt;/b></p><p> 1) 由已知條件可知,軸承只受軸向力</p><p><b> (4-73)</b></p><p> 按照機械設(shè)計實用手冊[14],,取,則</p><p><b> ?。?-74)</b></p><p> 2) 軸承應(yīng)有的基
107、本額定動載荷值</p><p><b> ?。?-75)</b></p><p><b> 對于球軸承,</b></p><p> 按照通風機一般年限10年,則</p><p><b> 則:</b></p><p><b> ?。?-7
108、6)</b></p><p> 根據(jù)基本額定動載荷選用6408型深溝球軸承。</p><p> 5 通用No7C/4-72型離心通風機主要零件的強度校核</p><p> 5.1 葉輪的強度校核</p><p> 5.1.1 葉片的強度校核</p><p> 葉片材料選取Q235,已知條件:&l
109、t;/p><p> 葉片為等厚度圓弧形,弧的半徑</p><p><b> 葉片質(zhì)心處的厚度</b></p><p> ,,,葉片與輪盤連接為焊接</p><p><b> 輪盤內(nèi)孔直徑</b></p><p><b> 輪盤外徑</b></
110、p><p><b> 輪盤厚度為</b></p><p><b> 轉(zhuǎn)速</b></p><p><b> 計算葉片的應(yīng)力</b></p><p> 圖5.1 葉片的應(yīng)力示意圖</p><p> 葉片的離心力分解為和兩個分力。所引起的最大彎曲應(yīng)力
111、為</p><p><b> ?。?-1)</b></p><p><b> 旋轉(zhuǎn)角速度</b></p><p><b> 材料的密度</b></p><p><b> 則</b></p><p> ?。?-2)
112、 </p><p> 考慮引起的彎曲應(yīng)力后,葉片的最大彎曲應(yīng)力為</p><p><b> (5-3)</b></p><p> 故葉片材料選Q235合格。</p><p> 5.1.2 輪盤的強度校核</p><p> 輪盤的材料選Q235</p><p>
113、 輪盤的外徑,圓周速度為</p><p><b> ?。?-4)</b></p><p> 輪盤的內(nèi)徑為,輪盤的最大應(yīng)力為</p><p><b> ?。?-5)</b></p><p><b> 輪盤的厚度為,則</b></p><p><b
114、> ?。?-6)</b></p><p><b> ?。?-7)</b></p><p><b> ?。?-8)</b></p><p> 取葉片負荷分配系數(shù),則葉片的附加應(yīng)力為</p><p><b> ?。?-9)</b></p><
115、p><b> 輪盤的總應(yīng)力為</b></p><p><b> ?。?-10)</b></p><p> 故輪盤的材料選Q235合格。</p><p> 5.1.3 輪蓋的強度校核</p><p><b> 輪蓋材料選Q235</b></p><
116、;p> 輪蓋的內(nèi)徑,則輪蓋的最大應(yīng)力為</p><p><b> (5-11)</b></p><p><b> 輪蓋的厚度為,則</b></p><p><b> ?。?-12)</b></p><p> 取葉片的負荷分配系數(shù),則葉片的附加應(yīng)力為</p&g
117、t;<p><b> ?。?-13)</b></p><p><b> 輪蓋的總應(yīng)力為</b></p><p><b> ?。?-14)</b></p><p> 故輪蓋材料選Q235合格。</p><p> 5.1.4 軸盤材料的選擇</p>
118、<p><b> 軸盤直徑,則</b></p><p><b> ?。?-15)</b></p><p><b> 因為,選Q235。</b></p><p> 5.2 軸的強度校核</p><p> 離心和軸流通風機的主軸在運轉(zhuǎn)過程中;同時承受彎矩和轉(zhuǎn)矩,
119、因而在強度計算時,先分別求出主軸承受的最大彎矩和轉(zhuǎn)矩,然后求出二者所引起的合成應(yīng)力。</p><p> 1)各零件的質(zhì)量以及各軸段的質(zhì)量的估算</p><p><b> 葉輪的質(zhì)量估算:</b></p><p><b> 軸盤的質(zhì)量估算:</b></p><p><b> 帶輪的質(zhì)
120、量估算:</b></p><p><b> 軸各段的質(zhì)量估算:</b></p><p> 圖5.1離心力通風機傳動方式示意圖</p><p> 圖5.2軸的受力分析</p><p> 2) 力作用點間各段的距離</p><p><b> ?。?;;</b>
121、;</p><p><b> 3) 軸的校核計算</b></p><p><b> (5-16)</b></p><p><b> ?。?-17)</b></p><p><b> ?。?-18)</b></p><p><
122、;b> ?。?-19)</b></p><p> 由以上可得出,最大彎矩為</p><p><b> 軸的轉(zhuǎn)矩為</b></p><p><b> 軸上的最大復(fù)合應(yīng)力</b></p><p><b> ?。?-20)</b></p><
123、;p> 由于,故軸選用合格。</p><p> 5.3 鍵的強度校核</p><p> 鍵是標準零件,用來實現(xiàn)軸與輪廓之間的周向固定以傳遞轉(zhuǎn)矩。</p><p><b> 1)鍵的基本尺寸</b></p><p> 根據(jù)軸的直徑和輪廓長度選用鍵35×40(GB/T 1095-1979),其機構(gòu)
124、如圖5-3所示</p><p> 圖5-3 鍵結(jié)構(gòu)簡圖</p><p> 2) 校核大帶輪處的鍵,則</p><p><b> ?。?-21)</b></p><p><b> 故合格。</b></p><p> 3) 校核軸盤處的鍵,則</p><
125、;p><b> ?。?-22)</b></p><p><b> 故鍵合格。</b></p><p> 5.4 軸承壽命的校核</p><p> 根據(jù)壽命驗算公式,得</p><p> 285010h>87600h (5-23)</p><p><
126、b> 故該軸承合適。</b></p><p> 6 通風機的安裝和維護</p><p> 6.1 通風機安裝方法</p><p> 離心式通風機主要由四部分組成,分別是葉輪、機殼、進風口以及傳動裝置。葉輪采用鋼板制作而成,經(jīng)過動靜平衡校正,可以達到運轉(zhuǎn)平穩(wěn)的工作目的。機殼一般分為兩種,一種機殼是一個整體,不可以拆開,而另一種機殼呈三開成式
127、。進風口需要裝在風機的側(cè)面,可以使氣體順利的進入葉輪。而傳動部分一般是由主軸以及帶輪等部分所組成。</p><p> 安裝風機之前首先應(yīng)該檢查零部件是否都完好無損,同時檢查部件的種類是否齊全。在安裝風機之前還需要徹底清洗軸承以及軸承箱等部分。在安裝風機的時候首先應(yīng)該將機殼的下部分以及進風口的大部分等放在原基礎(chǔ)上,同時調(diào)整好各個部分,將將機殼地腳板焊好。然后把軸承底座放在基礎(chǔ)上,調(diào)差軸向水平偏差以及軸承對的橫向水
128、平偏差。之后將軸承箱放在軸承底座上,使用銷釘將軸承箱以及軸承底座固定好。</p><p> 在安裝軸承之前應(yīng)該檢查和清理軸承箱的內(nèi)部,同時要清理軸襯的表面,尤其應(yīng)該重點檢查清理瓦面。之后在雙頭螺栓的螺紋上面涂上一層凡士林,同時將軸承箱以及軸襯定位銷等部分的雜物清理干凈。還需要使用一些顏料涂在軸襯的表面,并將軸襯放在軸承底座上,在軸承座中轉(zhuǎn)動軸襯,并將軸襯取出,檢查其接觸情況。在完成以上安裝步驟之后,調(diào)整軸承箱的
129、水平,并安裝轉(zhuǎn)子組。</p><p> 6.2 通風機的維護</p><p> 通風機的正常維護也是很重要的,是為了保證通風機的正常運行。通風機維護的主要內(nèi)容就是嚴格按照有關(guān)技術(shù)規(guī)定要求和操作規(guī)程,進行通風機的運轉(zhuǎn),并對運轉(zhuǎn)中出現(xiàn)的問題進行及時的維修。通風機在運轉(zhuǎn)中的維護只要加強管理,執(zhí)行操作規(guī)程即可。但是也要隨時注意檢查通風機各個部位的地螺栓是否松動,同時也要注意電動和通風機是否發(fā)出
130、不正常聲響,如果發(fā)現(xiàn)問題,就要及時處理,不可麻痹大意。通風機的維護,還包括其他設(shè)備的維護,如通風機前面的除塵設(shè)</p><p> 備的維護。除塵設(shè)備的正常高效運行,對通風機的運轉(zhuǎn)和通風機的壽命有直接的影響。</p><p> 6.2.1 葉輪的檢修</p><p> 葉輪是轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子的平衡,不僅會引起通風機
131、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。</p><p> 6.2.2 機殼漏氣的檢修</p><p> 對于鋼板機殼的通風機,如果機殼嚴重漏氣,就應(yīng)該在中分面上的密封墊更換,或加上密封墊。密封墊一般用的是石棉板或石棉繩這些材料,也可以
132、用其它材料代用。如果是葉輪或飛灰與機殼摩擦而使得機殼磨損漏氣,我們應(yīng)首先對葉輪進行檢修,再焊補機殼損壞部分。檢修完畢之后,還要記得把內(nèi)面的焊接毛刺打磨掉。</p><p> 6.2.3 密封與潤滑</p><p> 軸承的轉(zhuǎn)速主要受到軸承內(nèi)部的摩擦發(fā)熱引起的溫升的限制,當轉(zhuǎn)速超過某一界限后,軸承會因燒傷等而不能繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。 </p><p> 軸承的極
133、限轉(zhuǎn)速是指不產(chǎn)生導(dǎo)致燒傷的摩擦發(fā)熱并可連續(xù)旋轉(zhuǎn)的界限值。因此,軸承的極限轉(zhuǎn)速取決于軸承的類型、尺寸和精度以及潤滑方式、潤滑劑的質(zhì)和量、保持架的材料和型式、負荷條件等各種因素。 </p><p> 各類軸承采用脂潤滑及油潤滑(油浴潤滑)時的極限轉(zhuǎn)速分別載于各軸承尺寸表,其數(shù)值表示標準設(shè)計的軸承在一般負荷條件(C/P>=13,Fa/Fr<=0.25左右)下旋轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)速的界限值。另外,潤滑劑根據(jù)其
134、種類和牌號的不同,也可能雖優(yōu)于其他性能但不適用于高速旋轉(zhuǎn)。</p><p> 由于軸承的滑動線速度極限值dn為,則滾動軸承的潤滑方式為脂潤滑,脂潤滑因潤滑脂不易流失,容易密封。軸承箱密封按照標準采用密封環(huán)和O型密封圈密封,并輔以隙縫密封。</p><p> 在軸與蝸殼處采用隙縫密封。</p><p><b> 結(jié)論</b></p&g
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