--PAGE36-1 緒論風(fēng)機(jī)概論風(fēng)機(jī)按照產(chǎn)生壓力的高低，分為通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)。我國(guó)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T2977—9215000Pa15000Pa0.2MPa表壓力的機(jī)械稱為壓縮機(jī)]機(jī)。外或在流道內(nèi)，隔爆電動(dòng)機(jī)置于防爆密封腔的抽出式局部風(fēng)機(jī)(以下簡(jiǎn)稱抽出式風(fēng)機(jī))。(1)離心式：原理是利用旋轉(zhuǎn)葉輪產(chǎn)生離心力或升力來輸送流體并提高其壓力。按其能量獲得方式又分為離心式風(fēng)機(jī)和軸流式風(fēng)機(jī)兩相連。缺點(diǎn)是流量變化時(shí)，壓力和效率也隨之變化。軸流式：原理也是依靠葉輪旋轉(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450N/平方米～4500N/0.12kgf/平方厘米的范圍，用于小焦油工業(yè)、化學(xué)工業(yè)方面。羅茨鼓風(fēng)機(jī)還可用于提高主體壓力。風(fēng)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)株式會(huì)社等；英國(guó)的詹姆斯·豪登公司；德國(guó)的德馬格德拉瓦透平機(jī)械公司和KKK公司；瑞士的蘇爾壽公司、美國(guó)的克拉克公司等[20]。當(dāng)前世界先進(jìn)工業(yè)國(guó)家大型風(fēng)機(jī)產(chǎn)品開發(fā)的主要特點(diǎn)[21]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。56以美國(guó)為例，中小風(fēng)機(jī)的生產(chǎn)已全部通過自動(dòng)線完成，從工藝角度提高了產(chǎn)品質(zhì)量，降低了產(chǎn)品成本。上仍占有較大優(yōu)勢(shì)。以日本為例，951.5倍左右(因國(guó)外產(chǎn)品劃分標(biāo)準(zhǔn)與我國(guó)不同，本段數(shù)據(jù)為估算)，中小型通風(fēng)機(jī)的生產(chǎn)數(shù)量和我國(guó)大致210倍左右。同時(shí)，軸流鼓風(fēng)機(jī)在我國(guó)產(chǎn)量較小，基本屬空白，但在日本卻占風(fēng)機(jī)20%左右。從85-94年的情況看，離心及軸流壓縮機(jī)產(chǎn)量我國(guó)為537臺(tái)，日23645998017691117.795年情況對(duì)比，我國(guó)與之的差距在縮小[2]。風(fēng)機(jī)在節(jié)能中的地位和作用據(jù)1990年不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)風(fēng)機(jī)的擁有量約400萬(wàn)臺(tái)，正在使用的約285萬(wàn)臺(tái)。這些風(fēng)機(jī)絕大多數(shù)采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，素有“電老虎”之稱，因而風(fēng)機(jī)的節(jié)能具有十分重要的意義。19821988ft20%17%。25%國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門中的地位和作用是舉足輕重的]設(shè)計(jì)要求操作條件輸送介質(zhì)：煙氣其體組分： CO2N2O2H2O容積百分?jǐn)?shù)：8.042%70.784%2.393%18.781%介質(zhì)特性：腐蝕性平均分子量：27.5氣體密度：正常：0.784/操作狀態(tài)：連續(xù)溫度：正常：130℃額定：170℃進(jìn)口流量：正常：155211額定：239209 m3/h進(jìn)口壓力：正常：94.5 額定：95 KPa.A出口壓力：正常：96.55 額定：96.58 KPa.A靜壓頭： 正常：2.05 額定：3.58 KPa風(fēng)機(jī)性能流量：正常：2587 額定：3987m3/min全壓：正常：2.61 額定：4.53 KPa靜壓：正常：2.08 額定：3.62 效率：82%轉(zhuǎn)速：760 額定：960r/min軸功率：正常：287 額定：385 kW流量調(diào)節(jié)方式：變速流量調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)范圍：30-100%設(shè)計(jì)要求風(fēng)機(jī)的機(jī)械設(shè)計(jì)溫度應(yīng)滿足最高煙氣溫度360℃，軸承為油潤(rùn)滑2 離心通風(fēng)機(jī)的基本理論圖2.1 離心通風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖離心通風(fēng)機(jī)的工作原理（動(dòng)壓頭從葉輪周邊是風(fēng)機(jī)的壓頭（風(fēng)壓）2.1。離心通風(fēng)機(jī)的主要部件2.2是常見的單吸離心通風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。葉輪2.29685組成2.3。

其結(jié)構(gòu)有焊接和鉚接兩種形式。葉片有后彎、前彎和徑向三種，圖2.2 離心通風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖1-V帶輪;2,3-軸承;4-主軸;5-軸; 6–輪;7-蝸;8-葉;9-輪;10-前導(dǎo);11-出風(fēng)口;12-底座入后向式和前向式之間]圖2.3 葉片的類型示意圖蝸殼2.4。蝸殼的作用是收集從截面。圖2.4 蝸殼結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖集流器與進(jìn)氣箱2.210設(shè)計(jì)和制作，以保證葉輪入口的氣流狀態(tài)良好。2.5中的進(jìn)氣箱。它的主要作用是接[1]。前導(dǎo)器道內(nèi)。徑向前導(dǎo)器則安裝進(jìn)氣箱內(nèi)[1]。圖2.5 雙吸離心通風(fēng)機(jī)簡(jiǎn)圖1-進(jìn)氣箱;2-進(jìn)氣彎道擴(kuò)散器減少出口的動(dòng)壓損失。擴(kuò)散器緊接蝸殼的出口，其截面一般為方形或圓形。3 離心通風(fēng)機(jī)的性能流量、壓力、功率、效率和噪聲是表示通風(fēng)機(jī)性能的參數(shù)。通風(fēng)機(jī)的流量通風(fēng)機(jī)的流量一般是指單位時(shí)間內(nèi)流過同夫人那估計(jì)入口截面的氣體體積又體積流量，單位為m3 ，用Q表示。s760mmHg、溫度為20℃、相對(duì)濕度為50密度為1.2kg .法求出其密度。量也即單位時(shí)間內(nèi)流過通風(fēng)機(jī)內(nèi)任一截面的氣體體積。kg/sM表示。通風(fēng)機(jī)的壓力Pt表示，稱為氣體的靜壓。單位體積氣體具有的動(dòng)能可用流動(dòng)速度產(chǎn)生的Pd表示，稱為氣體的動(dòng)壓。截面上氣體的靜壓與動(dòng)壓之和稱為氣體的全壓，也即流過截面的單位氣體具有的總能量[1]Pt表示全壓，可得關(guān)系式Pt=Pt+Pd (3.1)式中，Pt、Pt、Pd的單位均為Pa通風(fēng)機(jī)的全壓是指通風(fēng)機(jī)出口截面上氣體的全壓與通風(fēng)機(jī)入口截面上氣體的全12P的全壓或通風(fēng)機(jī)的壓力[1]，則P=(p

st

+p )-(d2

st1

+p ) (3.2)d1通風(fēng)機(jī)的動(dòng)壓是指通風(fēng)機(jī)出口截面上氣體的動(dòng)壓，即通風(fēng)機(jī)中未被利用的能量，用大寫Pd表示，可寫成Pd=2

C2

(3.3)通風(fēng)機(jī)的全壓與通風(fēng)機(jī)的動(dòng)壓之差，稱為通風(fēng)機(jī)的靜壓，即被人們有效利用的能Pst[]可寫成P =p -Pst d

(3.4)通風(fēng)機(jī)的功率通風(fēng)機(jī)所輸送的氣體在單位時(shí)間內(nèi)從通風(fēng)機(jī)中獲得的能量稱為通風(fēng)機(jī)的有效功NeKw的計(jì)算公式為PQNe=1000

(3.5)式中，P——通風(fēng)機(jī)的壓力，PaQ——通風(fēng)機(jī)的流量，m3sNi內(nèi)部功率等于通風(fēng)機(jī)的有效功率加上通風(fēng)機(jī)內(nèi)部損失掉的所有功率。N機(jī)的軸功率減去通風(fēng)機(jī)軸承內(nèi)機(jī)械損失耗去的功率等于通風(fēng)機(jī)的內(nèi)部功率。通風(fēng)機(jī)的效率通風(fēng)機(jī)的有效功率與軸功率之比稱為通風(fēng)機(jī)的效率或全壓效率，以η表示，可寫成Neη= (3.6)N0.8~~0.90.6~~0.65之間。通風(fēng)機(jī)的噪聲[1]ALAdB(A)。通風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速本來不屬于性能參數(shù)[1]nr/min。4 離心通風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算方案的選擇離心風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)通常給定的條件有：流量、全壓、工作介質(zhì)及其密度(或工作介質(zhì)溫度)，有時(shí)還有結(jié)構(gòu)上的要求和特殊要求(如涉及水冷套、軸潤(rùn)滑)等。操作和維護(hù)方便，拆裝運(yùn)輸簡(jiǎn)單易行等。但是，同時(shí)滿足上述全部要求，一般是不可能的。在氣動(dòng)性能與結(jié)構(gòu)(強(qiáng)度、工藝)之間往往也有矛盾，通常要抓住主要矛盾，忽略次要矛盾協(xié)調(diào)解決的方法。這就需要設(shè)計(jì)者選擇合理的設(shè)計(jì)方案，來解決主要矛盾。 b2

的確定。根據(jù)葉片出b2口角 的不同，可將葉片分成三種型式即后彎葉片 ( <90°)，徑向出口葉片b2 b2( =90°)和前彎葉片( ＞90°)。b2 b2特別是功率大的大型風(fēng)機(jī)多數(shù)用后彎葉片。現(xiàn)代前彎葉片風(fēng)機(jī)效率，比老式產(chǎn)品已有明顯提高，所以在小流量高壓力的場(chǎng)合或低壓大流量場(chǎng)合中仍廣泛使用。徑向出口葉片在我國(guó)已不常用，在某些要求耐磨和耐腐蝕的風(fēng)機(jī)中，常用徑向出口直葉片。合之后再確定。正確確定離心風(fēng)機(jī)葉輪葉片出口角

將為葉輪其它主要幾何尺寸的b2確定奠定基礎(chǔ)，從而對(duì)整臺(tái)離心風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)及性能起關(guān)鍵的作用]經(jīng)過以上的分析及所要求的性能參數(shù)，初步選擇葉片的形式如下簡(jiǎn)圖4.1所示圖4.1 葉片結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖通風(fēng)機(jī)類型的確定根據(jù)公式(4-1)計(jì)算通風(fēng)機(jī)的比轉(zhuǎn)速n =nQ0.5s P0.75

(4.1)s其中，n=960rmin Q=3987m3min=66.45m3 P=4.53kpa=4530pasnQ0.5所以，n =

=960=14.17( )rmins P0.75 45300.75rmin已知 n <1.8-2.7 羅茨風(fēng)機(jī)或其他回轉(zhuǎn)式sn =2.7-12 前向式葉片離心通風(fēng)機(jī)sn =3.6-17.6 后向式葉片離心通風(fēng)機(jī)sn >17.6 單級(jí)雙進(jìn)氣式并聯(lián)離心通風(fēng)機(jī)sn =18-36 軸流式通風(fēng)機(jī)[6]s故，應(yīng)選擇后向式葉片離心通風(fēng)機(jī)葉輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)葉輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要有葉片出口角、輪徑、葉輪入口參數(shù)、葉片數(shù)、葉輪出口寬度、滑移系數(shù)、輪蓋型線等。通風(fēng)機(jī)的有效功率公式如下PQNe=1000

（4.2）s其中，P=4530pa Q=66.45m3 ,將P,Q代入上式得Ne=453066.45=301(kw).s1000所以，N=301=367.1(kw)。故通風(fēng)機(jī)的軸功率為367.1kw0.82

NeNη=0.82，YYK4503-6N=400KW。比轉(zhuǎn)速n 、葉片出口角 與輪徑D 的確定s b2 2n=960

比轉(zhuǎn)速n =5.54nQ0.5=5.54×960=78.51( )rminrmins P0.75 45300.75rminrmin圖4.2比轉(zhuǎn)速與壓力系數(shù)的關(guān)系根據(jù)比轉(zhuǎn)速，由圖4.2比轉(zhuǎn)速與壓力系數(shù)的關(guān)系,預(yù)選Ψ=0.75。由壓力系數(shù)公式=0.3835+2.7966×103 -1.44×105ns2

(4.3)2 b2得， =28.7b2 Pb2力，確定b230Ψ=2(0.3835+2.796630-1.4410578.512)=0.76由圓周速度公式2Pu2P2及煙氣密度=0.702kgm3由葉輪直徑公式

，得u=130.3(m )s2s60uD=D2 D 得 =2.594m. 取整數(shù)，得 D 2 2D 再將 =2.6m代入公式(4.4)得u=130.6(mD 2 2

2 (4.5))確定葉輪入口參數(shù)ν=由于是徑向自由入口則轂徑比 dν=0

=0，其中，d為輪轂直徑，D0D

為葉輪入口直徑，圖4.3 葉輪的幾何參數(shù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖4.3葉輪的幾何參數(shù),采用光滑錐弧形集流器，葉輪入口截面氣流充滿系數(shù) =1.預(yù)選 =0.92 =0.98.0 0 v圖4.4 額定工況下c1m

與c的關(guān)系0根據(jù)圖4.4額定工況下c 與c的關(guān)系大多數(shù)高效率后彎葉片通風(fēng)機(jī)的系數(shù)值較 1m 0 1小,選取

=0.65.將以上各值代入葉輪入口喉部直徑公式133101Q3n )2nD0v

(4.6)D 得, =1.197m,從而確定喉部直徑 D 0 0直徑比對(duì)通風(fēng)機(jī)壓力性能曲線的形狀有較大的影響。根據(jù)沖擊損失的公式D2 D 2 Q 2 2=s

2

22

1)(D2

x知葉道入口的沖擊損失與(D1 D2)成正比D值n 2D愈大，沖擊損失愈大，壓力曲線愈陡。對(duì)于小比轉(zhuǎn)速的通風(fēng)機(jī)，一般D1

=(1-1.1) ,D0DD所以葉片入口處平均直徑D1

=1.11.2=1.32m,葉片入口最大和最小直徑

由公式D1

=(1.01-1.05)D0D

,D1D

=(0.8-0.98)D0D

確定。D所以,D1max

=1.03D0D

=1.031.2=1.236m ,D1minD

=0.89D0D

=0.891.2=1.068m .于是，msDn 1.32msu = 11

= =66.32

=0.85-0.95.所以選取葉道入口60 60 1前截面氣流充滿系數(shù)1

=0.90，將以上各值代入葉片入口處寬度公式(4.7)中Db= 1 D1 4 1 1

2) (4.7)b1

=0.564(m),確定b1

=0.56(m)再將b1

及以上各值代入葉道入口前的氣流子午速度公式(4.8)中QC/ 1m Db

(4.8)11 1 vC/1m

=32.46(ms)圖4.5 速度三角形4.5tan

32.46C/= 1m= =0.489,即葉片入口前的氣流角C/1 u 66.321/=26.06°1確定葉片數(shù)已知葉片數(shù)公式

=30°b1DD

DDZ= 2DD2

11

b12 b2 (4.9)式中，葉柵密度 =0.5+1.7sinb2

=0.5+sin30°=1.35,D1D

=1.32m,D2D

=2.6m, =

=30°得Z=6.49.取葉片數(shù)Z=6b葉輪出口寬度 的確定b2已知葉輪出口寬度公式 D

sin

Zb=b

11

1

(4.10)2 1 2 2

Dsin Z 2 b2 2 2選取葉片厚度 =0.008m,葉道出口截面氣流充滿系數(shù) =0.85,預(yù)選1 2 2b =1.4,于是b1 2

=0.42(m)t葉道出口處的柵距為t2葉道出入口堵塞系數(shù)為

D2=1.36,葉道入口處的柵距為tZ 1

=D1=0.6908Ztiisintiisinbii ti其中，i=1,2，將以上各值分別代入可得10.977 20.989葉片平均長(zhǎng)度公式為l= R2Rsin b22

(4.12)DD將 =1.32m,DD1

=2.6m =30°代入得，l=1.28(m)b2驗(yàn)算葉道的當(dāng)量擴(kuò)散角 ，將上述各值代入公式eqtan

DbDb sin2 2 2b2Dbsin1 1 1Zlb12得，tan

eq=0.0427,所以，2

=4.89°<6°,故符合要求計(jì)算滑移系數(shù)和理論壓力泄漏量公式為Q=2D0

(4.14)P3取=0.005m =0.7 已知P=4530pa ρ=0.702kg D=1.2m P30公式(4.14)得Q=1.223(m3 )s理論流量公式為Q =QT n

+

(4.15)將Q=66.45m3 Q=1.223m3 代入上式得Q =67.67(m3 )n s s T s容積效率公式為 =Qnv Q

(4.16)T將Q =66.45m3 Q =67.67m3 代入上式得 =0.981n s T s v葉片無(wú)限多時(shí)葉道出口子午速度公式為QC = n

(4.17)Db2mDb

2 2C 將各值代入上式得 =19.38(m )C 2m葉片無(wú)限多時(shí)的理論壓力為C P =u21 2mcot C

(4.18)uT2u2

b2P將上述各值代入上式得 =8848(Pa)PT用斯托多拉公式求滑移系數(shù)1

u2u

sinb2

(4.19) Q DZu2 D2

bb 2 b2將各值代入上式求得=0.645通風(fēng)機(jī)的理論壓力為P=P ×=8848×0.645=5707(Pa)T T計(jì)算葉道入口和出口速度Q

msmsT葉道入口前速度 C/ =T1m

Db11 Db

=3.141.320.560.9=32.39( )msc/ ms葉道入口后速度

= 1m1m1

0.977

=33.15( )葉道出口前速度

c= 1m sinb1Q= T

33.15sin30=

=66.3(

msms67.67 =23.48(m )Db2m Db2 2 2 2

3.142.60.420.850.989 sc = 2m

48=

=46.96( )2ms1ms1

sin sin30b2檢查 值， 1=2 46.9622

=1.41 1.4接近，故可以即蝸殼得入口速度，其值如下=Q=DD2m2

67.67msb =2.63.140.42=19.74( )ms2c =u2u2

-C/2m

cot =130.3-19.74×cot30°=96.11(m )sb2sC/ =c2c2c2/2m/2u/

c2u

=0.355×96.11=34.12(ms)C=2tan/

c/= 2m

=

=39.42( )msms//2 c/2u驗(yàn)算通風(fēng)機(jī)的壓力

34.12 2按選取損失系數(shù)的方法，計(jì)算個(gè)部分損失。由于是高效率的后彎葉片通風(fēng)機(jī)，各損失系數(shù)偏小選取。葉輪入口后拐彎處損失，按下式P =Pr r

c/ 2

(4.20)計(jì)算，取r

=0.15則Pr

=0.15×

0.7022

×32.462=55.5(pa)葉道內(nèi)損失，按下式P=b

2 1

(4.21)計(jì)算，取 =0.15則Pb b蝸殼內(nèi)損失，按下式

0.7022

×66.32=231.4(pa)P =Pv

c/22 2

(4.22)計(jì)算，取v

=0.15則Pv

=0.15×

0.7022

×39.422=81.8(pa)所以，總流功損失為PPPP=55.5+231.4+81.8=368.7(pa)h r b vP=PTPh=5707-368.7=5338.3(pa)要求的壓力為4530pa,誤差為5338.34530=17.8％故滿足要求4530效率估算上述計(jì)算中，流量QT

內(nèi)包含泄漏量，計(jì)算出的流動(dòng)損失實(shí)際上是流動(dòng)損失與容積損失之和，故得v

=Ph PT

5338.3=0.935 前面已計(jì)算出容積效率5707

=0.981，所以，流動(dòng)效率h

=0.935=0.9530.981輪盤摩擦損失的功率，按下式 =Niim

NfN

(4.23)i計(jì)算，其中，Nf=D22u23106kw 取=0.85得Nf=0.850.7022.62130.33106=8.92(kw)內(nèi)部功率按下式N N

(PPr

Pb

Pv

)(QQ)

(4.24)i f 1000N=395.1(kw)i內(nèi)部機(jī)械效率為im

=395.18.92=0.977395.1通風(fēng)機(jī)的內(nèi)部效率為 = =0.981×0.953×0.977=0.913i v h im輪蓋型線繪制從葉道入口到葉道出口，葉片的寬度按公式bi=

QTDTi

C/i

(4.25)計(jì)算，其中i=1,2，已知葉道入口前的子午速度C/1m

=32.46m

,葉道剛出口的子午速度為C/ = 67.67 =23.22m 葉道入口前截面氣流充滿系數(shù)

=0.90,葉道2m 0.420.85 s 1剛出口截面氣流充滿系數(shù)2

=0.85DC/和都是im i按線性規(guī)律變化，由式(4.25)D處的葉片寬度b值i i根據(jù)b值可繪出如圖4.6所示的輪蓋型線 AB,輪蓋入口端制成圓弧形，其半徑為iD160mm,葉輪入口直徑 =1.2mD0圖4.6 輪蓋型線繪制葉片型線繪制采用單圓弧葉片，葉片圓弧的半徑按下式R R

2

21 (4.26)b 2(R2

cosb2

Rcos )1 b1計(jì)算，將上述各值代入式 (4.26)得，Rb=1.132(m),葉片圓弧的圓心所在半徑為OM2=R2R22RRcos 1.132221.1321.3cos30=0.423(㎡)b 2 b 2 b2OM=0.65m4.7BC所示圖4.7 葉片型線集流器與蝸殼設(shè)計(jì)集流器設(shè)計(jì)集流器又叫集風(fēng)器，是軸向進(jìn)氣裝置。作用是將氣體平滑地導(dǎo)向葉輪。集流器內(nèi)的流速一般不大，長(zhǎng)度也較短，它本身的流動(dòng)損失不大。所以，集流器的主要任務(wù)式4.8所示。集流器的出口端必須與輪蓋的入口段緊密配合，如圖81197m1200mm。160mm。圖4.8 集流器蝸殼型線繪制先選取蝸殼的寬度B=2.83b =2.830.42=1.189m如按等環(huán)量法設(shè)計(jì)，蝸殼型線2為對(duì)數(shù)螺旋線。蝸殼的張開度 A 按式 A=R計(jì)算。其中，2bm= 2B

/=0.422 1.189

tan26.7=0.1777 A=0.8(l20.1777=1.64m 蝸殼的徑向尺寸顯然太大。如按近似式A=Rm計(jì)算，蝸殼型線為阿基米德螺旋線，張開度為2A=23.141.30.1777=1.451m.由于通風(fēng)機(jī)的比轉(zhuǎn)速較大，近似法得出的張開度與狀態(tài)惡化]所以決定取A=1200mm.用小正方形法畫蝸殼型線，正方形的邊長(zhǎng)為A4a= =300mm.A4a2R Ra2d 2

=1300+3002=1450(mm)RcR23a2=1300+33002=1750(mm)RbR25a2=1300+53002=2050(mm)a R R7a2=1300+73002=2350(mm)a 4.9圖4.9 蝸殼型線由于比轉(zhuǎn)速ns

t[10]。D 取t=0.1 =0.12600=260mm.確定舌頂端的圓弧半徑r=0.05 =0.052600=130mmD 2 2蝸殼出口流速為C

Qn 66.45 34.93( )msex AB 1.6ms速度不大，不需要接擴(kuò)壓管。蝸殼出口內(nèi)側(cè)的傾斜角為8°集流器與蝸殼是靜止部件，不承受動(dòng)載荷，以滿足剛度要求為主。對(duì)材料的力學(xué)性能無(wú)嚴(yán)格要求，決定選用Q235A蝸殼內(nèi)損失計(jì)算按照分別計(jì)算摩擦損失和沖擊損失的方法計(jì)算蝸殼內(nèi)的流動(dòng)損失[11]蝸殼內(nèi)的摩擦損失由下式P vf vf

msC2 amsC

(4.27)計(jì)算，其中蝸殼的平均速度C=1.1Qna

=1.1

66.45 =51.231.21.189

，摩擦系數(shù)AB =1.5(D20.6)=1.50.05(2.6+0.6)=0.2075.vf A 1.20.702P于是， =0.2075Pvf 2

51.232=191.15(Pa)蝸殼內(nèi)的沖擊損失由下式P

C/C/)2 4.2）vs 2 2 ak計(jì)算，其中C/=ka 1

C =1.151.23=56.353msas

，于是P vs

0.70239.4256.35)2=100.6(Pa)2故，蝸殼內(nèi)的流動(dòng)損失為PvPvfPvs=191.15+100.6=291.75(Pa)5 軸、鍵、聯(lián)軸器、軸承的選擇主軸的設(shè)計(jì)軸是組成及其的主要零件之一。一切作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)零件，都必須安裝在軸上才能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力的選擇。因此軸的主要功用是支撐回轉(zhuǎn)零件及傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。按照承受載荷的不同，軸可分為轉(zhuǎn)軸、心軸、和傳動(dòng)軸三類。工作中既承受彎矩稱為傳動(dòng)軸。軸的設(shè)計(jì)和其他零件的設(shè)計(jì)相似，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工作能力計(jì)算兩方面的內(nèi)容。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是根據(jù)軸上零件的安裝、定位及軸的制造工藝等方面的要求，合理計(jì)是軸設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容。振而破壞]圖4.10 主軸負(fù)荷分析4.10a=0.56m,l=2.75m懸臂軸徑d與兩支承間軸徑d 的大小，一方面要滿足強(qiáng)度的要求，另一方面要遠(yuǎn)離1 2臨界轉(zhuǎn)速通風(fēng)機(jī)一般為剛性軸預(yù)選d=150mm, d =250mm.實(shí)際上懸臂軸徑是階1 2段式的。為了簡(jiǎn)化起見，視各直徑均為等直徑的。主軸承受的負(fù)荷如圖4.10所示，主軸承受的負(fù)荷如下：葉輪質(zhì)量m1

=440Kg，重力G1

=4409.81=431.6N兩支承間軸的質(zhì)量Gmg=2 2

0.2522.757.851039.81=10400N懸臂軸的質(zhì)量Gmg=3 3 4

0.1520.567.851039.81=762N計(jì)算彎矩和扭矩A

=G2

1.375G1

0.48G3

=5875.8NA 2.75支承C的反作用力為R GG GR =9602.6NC 1 2 3 AE

=-RE

l=-5875.81.375=-8079.225Nm2B

=-RB

(l-0.18)+ G2

(l-0.48)=-4030Nm2截面C上的彎矩為M =GC 3

a=213.4Nm2AB

N 367.1=9550 =9550 =3651.9Nmt n 960計(jì)算軸的最大應(yīng)力和材料選用最大彎矩值為M =8079Nm，發(fā)生在E截面，故最大合成應(yīng)力也發(fā)生在E截面，max合成應(yīng)力值按下式 =Mn (5.1)計(jì)算，式中M =n

計(jì)算，M =MM2 M2maxt

=8866(Nm)2W為軸的截面抗彎模數(shù)，按式W=232

d3=1.53103m3MnW值代入式(5.1)中，得

=5.79 6(N )n m2主軸的材料選用35號(hào)優(yōu)質(zhì)碳素鋼，其屈服點(diǎn) =530 N 安全系數(shù)為s mn =530=91.5根據(jù)強(qiáng)度的要求，直徑可以小一些。s 5.79聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器的功用有時(shí)也可用做安全裝置[19]4種：并將連接拆開后，兩軸才能分離。操縱機(jī)器傳動(dòng)系統(tǒng)的斷續(xù)，以便進(jìn)行變速及換向等。及離合器即可自行斷開或打滑，以保證機(jī)器中的主要零件不致因過載而損壞。或達(dá)到一定的轉(zhuǎn)速時(shí)，聯(lián)軸器或離合器即可自動(dòng)結(jié)合或分離等[12]。聯(lián)軸器的類型聯(lián)軸器所聯(lián)接的兩軸，由于制造及安裝誤差，承載后的變形以及溫度變化的影響等，會(huì)引起兩軸相對(duì)位置的變化，往往不能保證嚴(yán)格的對(duì)中。根據(jù)聯(lián)軸器有無(wú)彈性元件、對(duì)各種相對(duì)位移有無(wú)補(bǔ)償能力，即能否在發(fā)生相對(duì)位移條件下保持聯(lián)接功能以及聯(lián)軸器的用途等，聯(lián)軸器可分為剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器兩大類。撓性聯(lián)軸器又按是否具有彈性元件分為無(wú)彈性元件的撓性聯(lián)軸器和有彈性元件的撓性聯(lián)軸器兩種[19]。剛性聯(lián)軸器只能傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩，不具備其他功能，包括凸緣聯(lián)軸器、套筒聯(lián)軸器、夾殼聯(lián)軸器等。無(wú)彈性元件的撓性聯(lián)軸器，不僅能傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩，而且具有不同程度的軸向、徑向、角向補(bǔ)償性能包括齒式聯(lián)軸器、萬(wàn)向聯(lián)軸器、鏈條聯(lián)軸器、滑塊聯(lián)軸器等。有彈性元件的撓性聯(lián)軸器，能傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩；具有不同程度的軸向、徑向、角差異較大，在傳動(dòng)系統(tǒng)中的作用亦不盡相同。聯(lián)軸器的選擇主要考慮所需傳遞軸轉(zhuǎn)速的高低、載荷的大小、被聯(lián)接兩部件的安裝精度等、回轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性、價(jià)格等，參考各類聯(lián)軸器的特性，選擇一種合用的聯(lián)軸器類型。具體選擇時(shí)可考慮以下幾點(diǎn)[13]：XYCI。當(dāng)徑向位移較大時(shí)，可選滑塊聯(lián)軸器，角位移較大或相交兩軸的聯(lián)接可選用萬(wàn)向聯(lián)軸器等。當(dāng)工作過程中兩軸產(chǎn)生較大的附加相對(duì)位移時(shí)，應(yīng)選用撓性聯(lián)軸器。綜合考慮，離心通風(fēng)機(jī)大多選用彈性柱銷聯(lián)軸器，該聯(lián)軸器傳遞扭矩的能力大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，耐久性好，彈性柱銷聯(lián)軸器具有一定的緩沖和吸振能力。鍵的選擇鍵是一種標(biāo)準(zhǔn)零件，鍵用于連接軸和軸上零件，進(jìn)行周向固定以傳遞轉(zhuǎn)矩，如齒輪、帶輪、聯(lián)軸器與軸的連接，鍵連接主要指鍥連接，鍵的上、下表面都是工作面，1：100裝配時(shí)將鍵打入夠成緊鍵連接，由過盈作用傳遞轉(zhuǎn)矩，并能傳遞單向的軸向力，還可軸向固定零件。鍵連接裝配時(shí)，首先同樣要清理鍵及鍵槽上的毛刺，裝配時(shí)要用涂色法檢查鍥鍵上65%刀或刮刀修整鍵槽，接觸合格后，用軟錘將鍥鍵輕敲入鍵槽，直至套件的周向、軸向都可靠緊固。本設(shè)計(jì)主要用于與聯(lián)軸器相連接，從而進(jìn)行傳遞扭矩[19]。軸承的選擇仍占有重要地位[19]。是軸承座)和旋轉(zhuǎn)部分(通常是軸)固結(jié)在一起，從而實(shí)現(xiàn)在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下傳遞載荷和限定運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)相對(duì)于靜止系統(tǒng)位置的基本任務(wù)[14]。軸承的優(yōu)點(diǎn)：1摩擦阻力小，功率消耗小，機(jī)械效率高，易起動(dòng)；2、尺寸標(biāo)準(zhǔn)化，具有互換性，便于安裝拆卸，維修方便；3、結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，軸向尺寸更為縮小；4、精度高，轉(zhuǎn)速高，磨損小，使用壽命長(zhǎng)；5、部分軸承具有自動(dòng)調(diào)新的性能；6、適用于大批量生產(chǎn)，質(zhì)量穩(wěn)定可靠，生產(chǎn)效率高。安裝。或使用緊定套、拆卸筒安裝在圓柱軸上。保持架使用鋼板沖壓保持架、聚酰1°～2.5°時(shí)，軸承仍能工作。調(diào)心滾子軸承適用于承受重載荷與沖擊載荷，廣泛應(yīng)用于冶金、軋機(jī)、礦ft造紙、水泥、榨糖等行業(yè)]潤(rùn)滑系統(tǒng)潤(rùn)滑系統(tǒng)是用于改善摩擦副的摩擦狀態(tài)以降低摩擦阻力、減緩磨損的技術(shù)措施。一般通過潤(rùn)滑劑來達(dá)到潤(rùn)滑的目的。另外，潤(rùn)滑劑還有防銹、減振、密封、傳遞動(dòng)力等作用。潤(rùn)滑的類型根據(jù)潤(rùn)滑劑的不同，潤(rùn)滑可分為：①流體潤(rùn)滑。指使用的潤(rùn)滑劑為流體，又包括氣體潤(rùn)滑（采用氣體潤(rùn)滑劑，如空氣、氫氣、氦氣、氮?dú)狻⒁?/p>