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离心通风机的设计毕业论文
发布时间:2020-05-02 22:03

  前 言 通风机是用于输送气体的机械,从能量观点看,它是把原动机的机械能转变成气体能量的一种机械。随着生产和科学技术的发展,通风机在国民经济领域的应用日益广泛,对整个工业经济有着重要的影响。风机是各个工厂、企业普遍使用的设备之一,特别是通风机的应用更为广泛。锅炉鼓风、消烟除尘、通风冷却都离不开风机,在电站、矿井、化工以及环保工程,通风机更是不可缺少的重要设备,正确掌握风机的设计,对保证风机的正常经济运行是很重要的。 本文主要介绍了离心通风机整体设计方案的选择,分析了离心通风机设计的关键技术,从而为离心通风机的设计奠定了重要的基础。...

  前 言 通风机是用于输送气体的机械,从能量观点看,它是把原动机的机械能转变成气体能量的一种机械。随着生产和科学技术的发展,通风机在国民经济领域的应用日益广泛,对整个工业经济有着重要的影响。风机是各个工厂、企业普遍使用的设备之一,特别是通风机的应用更为广泛。锅炉鼓风、消烟除尘、通风冷却都离不开风机,在电站、矿井、化工以及环保工程,通风机更是不可缺少的重要设备,正确掌握风机的设计,对保证风机的正常经济运行是很重要的。 本文主要介绍了离心通风机整体设计方案的选择,分析了离心通风机设计的关键技术,从而为离心通风机的设计奠定了重要的基础。本次毕业设计的题目是《离心通风机的设计》,在通风机的设计过程中必须全面分析风机结构,熟悉风机的工作过程,了解通风机及工艺参数得以调整的可能性及范围。 通过对离心式通风机的设计,能够全面的了解机械设计专业的所学专业课知识,做到理论联系实际。 摘要 本文在吸收国内外风机的选型设计经验的基础上,以离心风机相似设计为基础,建立了针对通用风机的选型、参数化设计与优化设计,鉴于在实际的生产、设计过程中,很多的传统通风机都是以经验为主, 通过一些计算机绘图工具和仪器,再以纸张为载体进行设计,出图,加工,因此不论是复杂的计算,还是精细的制图,都必须由设计者亲自来完成。为了能够促进设计工作的规范化,系列化,高效化和标准化。此次设计特借助 CAXA 电子图版,Solidwork,adams 等一些软件对其中的4-73 -10 系列通风机进行优化设计,希望以后的设计者能够在工作中更加省时,省力。 本文主要论述了通风机的设计选型,完成了对法兰、底座箱体、进气箱、消声器、蜗壳,叶轮、进风口等重要配套零部件的设计与优化,以及变频电机的选用和带来的好处,并根据计算结果绘制出CAXA 电子图。 关键词:离心式,通风机,CAXA,叶轮,蜗壳, 变频电机 Abstract On the foundation of the lectotype that absorbs the design experience of domestic and international fan, base on the similar design of centrifugal fan, the design system of lectotype of centrifugal ventilator is established. In view of the tradition fanners design method ,all along withal human for these .design environment is made up by hand computation instrument、lete the most importantly design of stator shell,flange,bed case body,intake chamber,circumfluence ware,diffuser ,volute and so on. And then to make calculation and draw CAD machine instrument graphique by the result of calculation. Keywords: centrifugal type,fanner,CAD,stator,volute 第一章 概述 1.1 离心通风机的应用及发展状况 1.2 论文的主要内容 1.3 选择课题的意义 第二章 通风机技术简介 2.1 通风机的型号与规格 2.1.1 离心通风机型号与编制规则 2.2 通风机的分类 2.2.1 按工作原理分类 2.2.2 按产生的压强高低分类 第三章 通风机的结构形式和重要参数 3.1 通风机的结构形式 3.1.1 离心通风机的结构形式 第四章 XX 系列的通风机设计过程 4.1 设计流程图 4.2 设计过程 一、选型 二、原型设计 1. 机壳 1 )基本原则 2 )剖分 3 )支脚选用 4 )机壳用料 5 )出风口法栏 6 )吊环 7 )清灰门、人孔门 8 )支管 9 )密封部 2. 叶轮 1 )原则 2 )叶片半径与进出口角 3 )止推叶片 4 )风机启动时间 5 )有衬板时叶片附加应力 6 )叶轮强度计算 7 )轴盘的选用与选材 8 )前、中、后盘的设计 9 )进口加强圈 10 )耐磨措施 11 )公差要求 12 )特殊风机叶轮焊接 3. 进风口 4. 前后盖板 5. 主轴、轴盘、轴承箱选用 6. 联轴器选用 7. 支架设计选用 1 )A 式支架设计 2 )C 、D 式支架设计 3 )电机底座、连体底座 8. 调节门设计选用 1 )调节门设计 2 )调节门选用 3 )风机调节门力矩 M 9. 慢转装置 第五章 风机相关常用计算公式 5.1 混合气体分子量 5.2 比转速 5.3 扭矩 5.4 标准大气状况 NTP 流量换算到风机进口状况流量 QF 5.5 消声值△L 5.6 充气顶罐风量 5.7 轴径 d 初步计算 5.8 轴的临界转速 5.9 进气箱设计 5.10 风机的噪声法则 5.11 D 改 改 F 风机方法以及原则 5.12 消声器阻力计算 5.13 风机基础固有频率的计算 第六章 引用资料 第七章 备注 第一章、 概述 1.1 离心通风机的应用及发展状况 时光倒退五十年,当时的中国有一句响亮的口号,自力更生!当时的中国,制造业与装配制造业面临着严峻的挑战,推进装配制造业的发展就好比是挺起中国的脊梁,中国的第一炉钢水,第一辆汽车,第一桶石油,甚至城楼上的第一枚国徽,都依靠着装配制造业的发展,在这样的大背景下,做为装配制造业的核心技术风机,大型风机的设计攻关迫在眉睫 离心通风机就是风机中的一大类型,广泛应用于电力、化工、钢铁、炼油、矿山及建筑领域。作为广泛应用的通用设备,离心通风机在各应用领域都是心脏设备。其性能的好坏,是否能安全稳定地运转对整个装置是至关重要的。1949 新中国建立后,国民经济建设得到了迅速恢复和发展。作为需要量大而面广的通用机械风机,也随着各个经济部门在发展中的需要而得到了国家的重视,使之迅速发展起来。60 年代开展了以提高风机效率为目的的研制工作,并取得了可喜成果。随着加工设备和科学技术的不断发展,国内各风机生产厂在设计方法、加工手段、制造工艺等方面进行不断的改进,离心通风机不断更新换代。在风机三化(标准化、通用化、系列化)设计思想引导下,开始了我国离心通风机独立设计的新时代,而且有的产品在世界上还处于领先地位。 时光倒退五十年,当时的中国有一句响亮的口号,自力更生!当时的中国,制造业与装配制造业面临着严峻的挑战,推进装配制造业的发展就好比是挺起中国的脊梁,中国的第一炉钢水,第一辆汽车,第一桶石油,甚至城楼上的第一枚国徽,都依靠着装配制造业的发展,在这样的大背景下,做为装配制造业的核心技术风机,大型风机的设计攻关迫在眉睫 离心通风机就是风机中的一大类型,广泛应用于电力、化工、钢铁、炼油、矿山及建筑领域。作为广泛应用的通用设备,离心通风机在各应用领域都是心脏设备。其性能的好坏,是否能安全稳定地运转对整个装置是至关重要的。1949 新中国建立后,国民经济建设得到了迅速恢复和发展。作为需要量大而面广的通用机械风机,也随着各个经济部门在发展中的需要而得到了国家的重视,使之迅速发展起来。60 年代开展了以提高风机效率为目的的研制工作,并取得了可喜成果。随着加工设备和科学技术的不断发展,国内各风机生产厂在设计方法、加工手段、制造工艺等方面进行不断的改进,离心通风机不断更新换代。在风机三化(标准化、通用化、系列化)设计思想引导下,开始了我国离心通风机独立设计的新时代,而且有的产品在世界上还处于领先地位。 1.2 论文主要内容 离心通风机在设计中根据给定的条件:容积流量 Q、通风机全压P、工作介质及其密度 ,以及其他要求,对通风机进行选型,设计。例如,机壳板厚,叶轮旋向,主轴强度等以此来保证通风机的性能。 在毕业设计实习中,通过对鼓风机厂的实地考察,和对产品工艺的整体认识,使我对设计题目及设计方案有了一个总体上的认识,总体方案比较及查阅资料和现场实际情况,经过向老员工学习和请教,获得了一套在实际的生产过程中行之有效,较为合理的设计内容。 本次毕业设计的题目是《离心通风机的设计》,根据具体设计内容和实际生产需要,对风机工作原理,设计步骤进行阐述,对机壳板厚做参数化设计,对主轴进行设计并强度校核,在创新基础上进行变频电机的选用,在设计中针对一般厂家现有工艺设备,加工能力进行兼顾设计,整体完善。根据要求,绘制出CAXA电子总装图,solidwork三维图,并尝试应用 adams 对设计进行分析。在此特感谢指导老师聂老师的帮助与指导。 91.3 选择课题的意义 选题的目的在于:毕业设计是大学生在校期间最后一次全面性、总结性的教学实践环节,可以提高学生综合应用能力、发现和解决实选题的目的在于:毕业设计是大学生在校期间最后一次全面性、总结性的教学实践环节,可以提高学生综合应用能力、发现和解决实 际问题的能力、资料查询能力、计算机应用能力、论文撰写能力、口头表达能力、协调合作能力等,有利于学生对于以后的工作有总体的认识和合理的设计方案,更系统的运用自己的所学知识达到本科教学任务要求。 本次毕业设计的题目是《离心通风机的设计》,选题的意义在于通风机的设计过程中必须全面分析风机结构,熟悉通风机的工作过程,了解通风机加工工艺及工艺参数得以调整的可能性及范围,由于自己在理论与实践中都有不足,所以此次设计的题目有一定的难度,但是我相信在老师的指导下,以及在工厂老师傅的帮助下一定会把这次毕业设计做的很好。 第二章、 际问题的能力、资料查询能力、计算机应用能力、论文撰写能力、口头表达能力、协调合作能力等,有利于学生对于以后的工作有总体的认识和合理的设计方案,更系统的运用自己的所学知识达到本科教学任务要求。 本次毕业设计的题目是《离心通风机的设计》,选题的意义在于通风机的设计过程中必须全面分析风机结构,熟悉通风机的工作过程,了解通风机加工工艺及工艺参数得以调整的可能性及范围,由于自己在理论与实践中都有不足,所以此次设计的题目有一定的难度,但是我相信在老师的指导下,以及在工厂老师傅的帮助下一定会把这次毕业设计做的很好。 第二章、 通风机技术简介 风机是我国对气体压缩和气体输送机械的习惯简称。通常所说的风机包括通风机、鼓风机、压缩机以及罗茨鼓风机,但不包括活塞压缩机等密积式鼓风机和压缩机。 风机是我国对气体压缩和气体输送机械的习惯简称。通常所说的风机包括通风机、鼓风机、压缩机以及罗茨鼓风机,但不包括活塞压缩机等密积式鼓风机和压缩机。 2 .1 通风机的型号与规格 2 .1 .1 离心通风机型号编制规则 1.离心通风机系列产品的型号用型式表示,单台产品型号用型式和品种表示。型号组成的顺序关系如表 2-1 所示 表 2-1 型号组成的顺序关系 1.离心通风机系列产品的型号用型式表示,单台产品型号用型式和品种表示。型号组成的顺序关系如表 2-1 所示 表 2-1 型号组成的顺序关系 1)用途代号按表 2-1 规定。 2)压力系数的 5 倍化整后采用一位数。个别前向叶轮的压力系数的 5 倍化整后大于 10 时,亦可用二位整数表示。 3)比转速采用两位整数。若用二叶轮并联结构,或单叶轮双吸入结构,则用 2 乘比转速表示。 4)若产品的型式中产生有重复代号或派生型时,则在比转速后加注序号,采用罗马数字体Ⅰ、Ⅱ等表示。 5)设计序号用阿拉伯数字“1”,“2”等表示,供对该型产品有重大修改时用。若性能参数、外形尺寸、地基尺寸,易损件没有变动时,不应使用设计序号。 6)机号用叶轮直径的分米(dm)数表示. 表 2-2 用途代号表 序号 用途类别 代 号 汉 字 简 写 1)用途代号按表 2-1 规定。 2)压力系数的 5 倍化整后采用一位数。个别前向叶轮的压力系数的 5 倍化整后大于 10 时,亦可用二位整数表示。 3)比转速采用两位整数。若用二叶轮并联结构,或单叶轮双吸入结构,则用 2 乘比转速表示。 4)若产品的型式中产生有重复代号或派生型时,则在比转速后加注序号,采用罗马数字体Ⅰ、Ⅱ等表示。 5)设计序号用阿拉伯数字“1”,“2”等表示,供对该型产品有重大修改时用。若性能参数、外形尺寸、地基尺寸,易损件没有变动时,不应使用设计序号。 6)机号用叶轮直径的分米(dm)数表示. 表 2-2 用途代号表 序号 用途类别 代 号 汉 字 简 写 1 工业冷却通风 冷却 L 2 微型电动吹风 电动 DD 3 一般用途通风换气 通用 T(省略) 4 防爆气体通风换气 防爆 B 5 防腐气体通风换气 防腐 F 6 船舶用通风换气 船舶 CT 7 纺织工业通风换气 纺织 FZ 8 矿井主体通风 矿井 K 9 矿井局部通风 矿局 KJ 10 隧道通风换气 隧道 CD 11 锅炉通风 锅炉 G 12 锅炉引风 锅引 GY 13 船舶锅炉通风 船舶 CG 14 船舶锅炉引风 船引 CY 15 工业用炉通风 工业 GY 16 排尘通风 排尘 C 17 煤粉吹风 煤粉 M 1 工业冷却通风 冷却 L 2 微型电动吹风 电动 DD 3 一般用途通风换气 通用 T(省略) 4 防爆气体通风换气 防爆 B 5 防腐气体通风换气 防腐 F 6 船舶用通风换气 船舶 CT 7 纺织工业通风换气 纺织 FZ 8 矿井主体通风 矿井 K 9 矿井局部通风 矿局 KJ 10 隧道通风换气 隧道 CD 11 锅炉通风 锅炉 G 12 锅炉引风 锅引 GY 13 船舶锅炉通风 船舶 CG 14 船舶锅炉引风 船引 CY 15 工业用炉通风 工业 GY 16 排尘通风 排尘 C 17 煤粉吹风 煤粉 M 18 谷物粉末输送 粉末 FM 19 热风吹吸 热风 R 20 高温气体输送 高温 W 21 烧结炉排烟 烧结 SJ 22 一般用途空气输送 通用 T(省略) 23 空气动力 动力 DL 24 高炉鼓风 高炉 GL 25 转炉鼓风 转炉 ZL 26 柴油机增压 增压 ZY 27 煤气输送 煤气 MQ 28 化工气体输送 化气 HQ 29 石油炼厂气体输送 油气 YQ 30 天然气输送 天气 TQ 31 降温凉风用 凉风 LF 32 冷冻用 冷冻 LD 33 空气调节用 空调 KT 34 电影机械冷却烘干 影机 YJ 18 谷物粉末输送 粉末 FM 19 热风吹吸 热风 R 20 高温气体输送 高温 W 21 烧结炉排烟 烧结 SJ 22 一般用途空气输送 通用 T(省略) 23 空气动力 动力 DL 24 高炉鼓风 高炉 GL 25 转炉鼓风 转炉 ZL 26 柴油机增压 增压 ZY 27 煤气输送 煤气 MQ 28 化工气体输送 化气 HQ 29 石油炼厂气体输送 油气 YQ 30 天然气输送 天气 TQ 31 降温凉风用 凉风 LF 32 冷冻用 冷冻 LD 33 空气调节用 空调 KT 34 电影机械冷却烘干 影机 YJ 2.离心通风机的名称型号表示举例如表 2-3 所示。 表 2-3 离心通风机的名称型号 序号 名 称 型 号 说 明 型 式 品 种 1 (通用)离心通风机 4-72 No.20 一般通风换气用,压力系数乘5 后的化整数为 4,比转速为72,机号为 20 即叶轮直径2000mm 2 (通用)离心通风机 4-2 2.离心通风机的名称型号表示举例如表 2-3 所示。 表 2-3 离心通风机的名称型号 序号 名 称 型 号 说 明 型 式 品 种 1 (通用)离心通风机 4-72 No.20 一般通风换气用,压力系数乘5 后的化整数为 4,比转速为72,机号为 20 即叶轮直径2000mm 2 (通用)离心通风机 4-2×72 No.20 表示叶轮是双吸入型式,其他参数同第 1 条 3 矿井离心通风机 K4-272 No.20 表示叶轮是双吸入型式,其他参数同第 1 条 3 矿井离心通风机 K4-2×72 No.20 矿井主扇通风用,其他参数同第 2 条 4 防爆离心通风机 B4-22 No.20 防爆通风机换气用,其他参数同第 1 条 5 (通用)离心通风机 4-721 No.20 与 4-72 型相同的另一(系列)产品,其他参数同第 1 条 6 锅炉离心通风机 G4-72 No.20 用在锅炉通风上,其他参数同第 1 条 7 锅炉离心引风机 Y4-72 No.20 用在锅炉引风上,其他参数同第 1 条 72 No.20 矿井主扇通风用,其他参数同第 2 条 4 防爆离心通风机 B4-22 No.20 防爆通风机换气用,其他参数同第 1 条 5 (通用)离心通风机 4-721 No.20 与 4-72 型相同的另一(系列)产品,其他参数同第 1 条 6 锅炉离心通风机 G4-72 No.20 用在锅炉通风上,其他参数同第 1 条 7 锅炉离心引风机 Y4-72 No.20 用在锅炉引风上,其他参数同第 1 条 8 (通用)离心通风机 4-72-1 No.20 某厂对原 4-72 型产品有重大修改,为便于区别加用“-1”设计序号表示其他参数同第 1条 9 空调离心通风机 KT11-74 No.5 用于空调通风上,压力系数乘5 后的化整数 11,比转速 74,机号为 5 即叶轮直径 500mm 8 (通用)离心通风机 4-72-1 No.20 某厂对原 4-72 型产品有重大修改,为便于区别加用“-1”设计序号表示其他参数同第 1条 9 空调离心通风机 KT11-74 No.5 用于空调通风上,压力系数乘5 后的化整数 11,比转速 74,机号为 5 即叶轮直径 500mm 2 .2 通风机的分类 2.2.1 按产生的压强高低分类 根据排气压强( 以绝对压强计算)的高低,输送气体的机械可分为:的高低,输送气体的机械可分为: 于 通风机,排气压强低于 11.27 ×10 4 Pa ; 鼓风机,排气压强在(11.27~34.3) ×10 4 Pa; 于 压缩机,排气压强高于 34.3 ×10 4 Pa 。 注 注: 1Pa=1N /m 2 第三章、 通风机的结构形式和重要参数 3 .1 通风机的结构形式 3 .1. 1 离心通风机的结构形式 离心通风机的结构简单,制造方便,叶轮和蜗壳一般都用钢板制成,通常都采用焊接,有时也用铆接。图 3.1 是常见的中压离心通风机简图。 离心通风机的结构简单,制造方便,叶轮和蜗壳一般都用钢板制成,通常都采用焊接,有时也用铆接。图 3.1 是常见的中压离心通风机简图。 图 3.l 离心式通风机结构示意图 1-V 带带轮 2、3-轴承座 4-主轴 5-轴盘 6-后盘 7-蜗壳 8-叶片 9-前盘 10-进风口 11-出风口 12-底座 图 3.l 离心式通风机结构示意图 1-V 带带轮 2、3-轴承座 4-主轴 5-轴盘 6-后盘 7-蜗壳 8-叶片 9-前盘 10-进风口 11-出风口 12-底座 1.旋转方式不同的结构形式 离心通风机可以做成右旋转或左旋转两种。从原动机一端正视,叶轮旋转为顺时针方向的称为右旋转,用“右”表示;叶轮旋转为逆时针方向的称为左旋转,用“左”表示。但必须注意叶轮只能顺着蜗壳螺旋线.进气方式不同的结构形式 离心通风机的进气方式有单侧进气(单吸)和双侧进气(双吸)两种。 单 吸 通 状 态 下 的 流 量 和 全 压 1.旋转方式不同的结构形式 离心通风机可以做成右旋转或左旋转两种。从原动机一端正视,叶轮旋转为顺时针方向的称为右旋转,用“右”表示;叶轮旋转为逆时针方向的称为左旋转,用“左”表示。但必须注意叶轮只能顺着蜗壳螺旋线.进气方式不同的结构形式 离心通风机的进气方式有单侧进气(单吸)和双侧进气(双吸)两种。 单 吸 通 状 态 下 的 流 量 和 全 压 由于 PtF02500Pa,需要考虑气体压缩性影响。(注:压强变化是否能显著的引起密度变化)(将流动速度与音速相比才能表明压缩性是大是小) 2)计算比转速 ns 风机入口压力 由于 PtF02500Pa,需要考虑气体压缩性影响。(注:压强变化是否能显著的引起密度变化)(将流动速度与音速相比才能表明压缩性是大是小) 2)计算比转速 ns 风机入口压力 全压修正系数 全压修正系数 1111.4 1111.40 0Kp [(1 ) ] ( )1 1 11.4 3014.5 30145[(1 ) ] ( )1.4 1 95992 959920.989kkk PtF PtFk P P= += +=?? 初选转速 n=1450r/min (注:等熵指数;可传递的绝热过程) 比转速为 计算出比转速后,可选比转速接近的风机 2)选择叶片出口角2A 与全压系数t 选择后弯叶片形成叶轮,参照下表,初选叶片出口角 38,由式 初选转速 n=1450r/min (注:等熵指数;可传递的绝热过程) 比转速为 计算出比转速后,可选比转速接近的风机 2)选择叶片出口角2A 与全压系数t 选择后弯叶片形成叶轮,参照下表,初选叶片出口角 38,由式 2t t=0.898 =2(0.00394.B A-10.3) 得 3)根据比转速和全压系数确定风机类型为 G4-73 系列 4)叶轮周向速度 u2 和出口直径 D2 3)根据比转速和全压系数确定风机类型为 G4-73 系列 4)叶轮周向速度 u2 和出口直径 D2 t22P .U = .. .FP××t225906= 75922(m/s) 089810 2260UD = =1mn 则流量系数 则流量系数 .0v22 2QD u= = 02 0 54 5)确定叶轮进口直径 D0 和叶片进口直径 D,经验公式 5)确定叶轮进口直径 D0 和叶片进口直径 D,经验公式 1234t?0 0 2D = ( 0 .7 1 5 1 .0 1 ) K D 式中 K0 为系数,取值 K0=0。8 6)确定 b1 与进口叶片角1A 式中 K0 为系数,取值 K0=0。8 6)确定 b1 与进口叶片角1A 110.4 145030.35( / )60 60D nu m s ×= = = 根据式(13-15a),自由进气 d=0,取叶道入口截面气流充满 u1=0.92,采取锥弧形激流器,叶轮入口截面气流充满系数 u0=1,根据图 12-4.叶轮进口速度变化系数=0.4。 根据式(13-15a),自由进气 d=0,取叶道入口截面气流充满 u1=0.92,采取锥弧形激流器,叶轮入口截面气流充满系数 u0=1,根据图 12-4.叶轮进口速度变化系数=0.4。 20 01 0.4?(1 ) 1 1 1 0.40.27( )4 0.92 4u d Db mu = × × = × × = 取容积效率=0.98.由式(13-7b),进入叶道前的子午速度 取容积效率=0.98.由式(13-7b),进入叶道前的子午速度 11 1 1vQc mu D b v = 1 3 .70 .9 2 0 .4 0 .2 7 0 .9 84 4 .8 ( / ) m s=× × ×= 估算叶片进口角 7).确定叶片数 z 根据(13-24d)估算叶片数 估算叶片进口角 7).确定叶片数 z 根据(13-24d)估算叶片数 212sin sin 38? 0.62Z=8.5 8.5 =8.5 =10.540.10.51- 10.203DAD= × × 取叶片数 Z=10 8)确定叶片出口宽度 b2 9)根据式(13-27) 取叶片数 Z=10 8)确定叶片出口宽度 b2 9)根据式(13-27) 12 120.4b 0.27 0.5270.205bbD= = × = 取 b2=0.53m 验算扩静当量角,按式(13-29) 其中阻塞系数1、2 按式(13-4)与式(13-5)。取叶片厚度1=2=0.005m。无折边,则=0。 取 b2=0.53m 验算扩静当量角,按式(13-29) 其中阻塞系数1、2 按式(13-4)与式(13-5)。取叶片厚度1=2=0.005m。无折边,则=0。 11110.005sinsin 56=1- 1- 0.950.410ADz = = 22220.005sinsin 38=1- 1- 0.980.20510ADz = = 叶片长度 叶片长度 2 12 10.205 0.40.6282sin2s8 528n3i2A AD Dl + = = =+ 1.4 0.34 0.98 sin30 0.84 0.57 0.95 sin23tan2 10 0.628 × × × × × ×=× 0.88 = 5.032= 符合要求 9).叶道入口与出口速度 离心通风机选型的原则: 符合要求 9).叶道入口与出口速度 离心通风机选型的原则: 我们选用一台风机首先希望风压、风量是我们所需要的,并要求功率要小。同时在不同场合也有不同的要求,例如在输送高温气体场合要求要耐高温,输送含尘气体则要用耐磨排尘风机,输送含腐蚀性气体则要求耐腐蚀风机,输送易燃易爆气体则要使用防爆风机。因此我们在风机选型时需要注意: 1.风机要具有较高的效率,除了满足风压风量外,要求风机要在最高效率点附近运行,这样风机有较好的调节范围并节能。 2.具有较低的噪声。造成噪声的原因有两种:一是风机本身发出的;另一种管网共振引起的或是风机安装不好引起的。因此首先要选择噪音性能良好的风机。这是降低系统噪声的主要因素。因为用消声器降噪不仅投资大,且效果不一定好。风机使用中还要防止管网系统的固有频率与风机的频率相同或接近而产生共振。还要尽可能减小管网阻力,使风机在低转速下运行,这也是降低噪声的一个措施 3.具有较好的性调节能。调节性能良好的风机性能曲线较平坦,即压力变化的情况下流量变化较小。 4.要求风机尽可能体积小。 5.风机的进出口方向与管网方向一致。 6.叶轮有较高的强度。 我们选用一台风机首先希望风压、风量是我们所需要的,并要求功率要小。同时在不同场合也有不同的要求,例如在输送高温气体场合要求要耐高温,输送含尘气体则要用耐磨排尘风机,输送含腐蚀性气体则要求耐腐蚀风机,输送易燃易爆气体则要使用防爆风机。因此我们在风机选型时需要注意: 1.风机要具有较高的效率,除了满足风压风量外,要求风机要在最高效率点附近运行,这样风机有较好的调节范围并节能。 2.具有较低的噪声。造成噪声的原因有两种:一是风机本身发出的;另一种管网共振引起的或是风机安装不好引起的。因此首先要选择噪音性能良好的风机。这是降低系统噪声的主要因素。因为用消声器降噪不仅投资大,且效果不一定好。风机使用中还要防止管网系统的固有频率与风机的频率相同或接近而产生共振。还要尽可能减小管网阻力,使风机在低转速下运行,这也是降低噪声的一个措施 3.具有较好的性调节能。调节性能良好的风机性能曲线较平坦,即压力变化的情况下流量变化较小。 4.要求风机尽可能体积小。 5.风机的进出口方向与管网方向一致。 6.叶轮有较高的强度。 以上为选择风机的一般条件,当然要照顾到每一条也是不容易的。通常要选择高效率的风机是一个重要条件,因为高效风机不仅节能而 且噪音性能也比较好即噪音也较低。 原型设计 根据以上所述本次设计所选风机为 XX 系列 以上为选择风机的一般条件,当然要照顾到每一条也是不容易的。通常要选择高效率的风机是一个重要条件,因为高效风机不仅节能而 且噪音性能也比较好即噪音也较低。 原型设计 根据以上所述本次设计所选风机为 XX 系列 机壳 基本原则 焊接原则 a1、机壳的内、外焊接按照公司相关规定进行 a2、所有外焊机壳留边长度为 10-15mm。 C1:F 式传动机壳进气箱,若无特殊情况均设计为共用侧板焊接结构。 C2:进气箱与机壳焊为一体的风机,进风口法兰应尽量置于机壳内侧,其法兰孔(法兰尺寸按 JB/T6885-93 规定设计)应按机壳侧板(共用侧板)配钻。 C3:由于用户要求的进气方向不同,检修方式也就随之变动。因此我们在设计时除考虑运输超限的问题时,还要兼顾用户的检修方便。并在方便检修的位置加装人孔门以方便检用。 剖分 B1:№14(不包括 14 号)以下机壳一般均设计成整体机壳。 B2:№7.1(不包括 7.1)以上机壳侧板上可适当加装加强扁钢,增加侧板刚度,以防机壳焊接变形 。 B3:机壳在剖分时需要综合考虑安装、运输等综合因素。 B4:对口板的安装焊接形式按照蜗板包侧板的形式进行如下图: 注:机壳外轮廓尺寸稍大一些时,或轴向需分两部分或三部分运输。因运输超限分三部分仍不可行时,可采用蜗壳板两端加蜗形法兰与公用侧板用螺栓联接;进气箱与侧板为焊接结构时,或采用山西富平项目 Y4-2X72№28F 机壳的结构形式,进气箱用对口法兰联接。所有因运输超限所设置的分型面,现场安装后除维修所需的分体对口外,其余都必须焊死,可在技术要求中注明。 支脚选用 机壳支脚的设计,一般设计为我公司常用结构,支脚选用以下几种规格,选用方式推荐如下: №7.1D-8D 用 100XL №9D-13D 用 160XL №14D-16D 用 220XL №18D-20D 用 300XL 注:中间机号应按照情形尽量选择大机号支腿,例:17 号机壳即选用与 18 号相同的支腿。 规格 B B1 L1 L 支腿联接板 地基孔 100XL 48 28 60 根据需要角钢 50X5 20 160XL 63 35 65 角钢 63X6 24 220XL 79 42 75 角钢 75X8 28 300XL 85 50 100 角钢 100X8 35 №20D 以上风机和高温风机机壳支脚参照 GY4-73№22D 如图,高度尽可能和轴承箱底面保持一致,以减少机壳热膨胀对风机运行平稳性的影响。支脚的设计要在保证刚度的条件下尽量简化。 注:支脚立板设计吊装孔,孔应尽量向边靠拢。若结构刚度允许机壳在进行支腿设计后支腿下部侧板上一般不焊接加强筋。 机壳用料 机壳设计用料可根据实际情况在能保证机壳刚度时一般按下表设计: 机号 F 式风机 A、C、D 式引风机 A、C、D 式鼓风机 侧板 蜗板 备注 侧板 蜗板 备注 侧板 蜗板 备注 2.5 4 4 3 3 3 2 2.8 4 4 3 3 3 2 3.15 4 4 3 3 3 2 3.55 4 5 3 3 3 2 4 5 5 3 3 3 2 4.2 5 5 3 3 3 2 4.5 5 5 3 3 3 2 5 6 6 3 4 3 2 5.6 6 6 3 4 3 3 6.3 6 6 3 4 3 3 7.1 6 6 4 5 4 3 8 6 6 4 5 4 3 9 6 6 4 5 4 3 10 6 6 4 5 4 3 11.2 6 6 5 6 5 3 12.5 8 6 5 6 5 3 13 8 6 5 6 5 3 14 8 6 6 6 6 4 15 10 8 6 6 6 4 16 10 8 6 6 6 4 17 10 8 6 6 6 5 18 10 8 6 6 6 5 19 10 8 6 6 6 5 20 10 8 6 6 6 5 21 10 8 8 8 8 5 22 10 8 8 8 8 6 23 10 8 8 8 8 6 24 10 10 8 8 8 6 25 10 10 10 8 10 6 26 10 10 10 8 10 6 27 10 10 10 8 10 6 28 10 10 10 8 10 6 29 10 10 10 8 10 6 30 10 10 10 8 10 6 出风口法兰 机号 出风口法兰与对口板 加强扁钢 对口板、出风口孔规格 <№7.1 4X30 一般不加筋,若需要加则与出口法兰相同 10 №7.1 5X50 5X50 12 №12 12X60 6X60 15 №16 16X80 8X80 19 №22 20X100 10X100 24 注:设计时也可以跟据实际情况选用扁钢,但在进行型材选用的时候必须选取下表中的型材规格。 根据公司要求在进行加强筋分布时可以考虑使用槽钢以及角钢对现有扁钢进行替换,其使用原则与现有扁钢使用原则相同,即最大尺寸相同。 注:需要在宽度、长度、高度上与已有系列号机型进行对比,然后选择与之相同或者相近的机型的板厚。 注:(1)鼓、引风机的侧板以及蜗板厚度的选用要考虑风机性能的因素,例如压力高(比如压力在 12000Pa 以上)的风机,需要综合考虑机壳的整体刚度,选用时需要使用较厚的板材,以保证机壳有足够的刚度。 (2)加强筋安装要考虑侧板的刚度,加强筋布置安装时需避开法兰联接螺栓孔。若机号为上表中间型号则选用时候应尽量选用大规格型材。 下表为我公司常用型材规格表,在进行型材选用的时候尽量采取下表中的型材规格。 常 用 型 材 选 用 表 扁钢 20X4、30X4、 40X4、 40X6、50X5、50X8、50X12、60X6、60X8、60X12、80X8、80X12、80X16、100X10、100X12、100X20、 角钢 25X3、30X3、40X4、50X5、63X6、75X8、100X8 槽钢 5、8、10、12.6、14、16、18、20、22 吊环 机壳与进气室的每一剖分部分都应设吊环。吊环的结构型式可选用我公司常用结构,设计者可自己选用。吊环设置应考虑吊装重心以及吊装的方便性。分体机壳应按机壳的分型结构加装吊环,以方便安 装和检修。在分体机壳的对口板处增设工艺吊装板,以便车间生产,其数量以及位置可以按照具体情况而定。要注意的是吊环尺寸尽量与吊重匹配,根据起重情况加装加强筋或加强板。 注:在不影响外观的情况下可以不必去掉,随机发走。 吊环按以下图例进行选用 排污口 排污口的位置可按用户要求放置。 如果机壳下部离地面较高时,可设计在机壳蜗壳板下端。如果离 地面较近时,排污口可设计在前侧板的最下端。设计排污管法兰时要注意法兰的拆装方便。 排污口的选用按照已选定的两种尺寸规格进行: 1 寸管规格、2 寸管规格 注:排污管采用型材+堵头的型式。 清灰门、人孔门 人孔门的型式可采用已选定的结构形式以及规格尺寸 图 1 图 2 序号 内孔尺寸 使用扁钢规格 备注 1 250X450 50X5 采用图 1 结构 2 400X400 50X5 采用图 1 结构 3 450X450 80X8 采用图 2 结构 4 650X650 80X8 采用图 2 结构 1 、此结构使用合页进行焊接。 进气箱人孔门可按传统形式布置在进气箱的盖板上方适当位置;机壳人孔门一般设在机壳下部便于进出的位置。图例如下: 序号 内孔规格 扁钢规格 示例图片 备注 1 480X480 80X12 2 540X540 80X12 3 600X600 80X12 4 700X700 80X12 总之人孔门的设置位置要便于盘车和转子检修,进风口的安装、拆卸、吊出。建议风机人孔门,手孔门的设计要设计成为转轴式,并且打开门时人孔门水平打开,手孔门需要垂向地面以方便检修和观察。 支管 一般风机支管选用采用以下标准: 机号 支管规格 垫板 备注 14-16 60X4.5 8X150 X150 18 76X4.5 宽度大于 1150mm 特殊风机 76X6.35 工况恶劣、电站用锅炉引风机 若工况特殊则需要选用支管则按照国标进行选用。 支管分布推荐如下图: 对于筋板、支管以及钢板厚度的选择分布需要根据机壳的结构强度适当的分布其间距。每根支管的控制区域为 1000-2000mm。支管的加装以及分布如图示, A、 不能与其他零部件干涉,如叶轮等 B、 在对口板附近加装支管,但对口联接板尺寸过小的可以考虑不加。 C、 风机出口高度较高(推荐超过 1500mm)的需要加支管对其加强,加装位置如图示 A 所示位置(推荐位置为距离出口500-1000mm,且在出口中心面上面)。 密封部 密封螺栓直接焊接在机壳后侧板或者后盖板上面,出图时螺栓在机壳或者后侧板上。 一般 D 式风机密封的选用按照以下几种规格进行、结构按图示: 序号 规格 图例 备注 1 55 2 115 3 155 特殊风机的密封按照客户或者特殊工况需要进行单独设计。 叶轮 原则 A 、计算: 叶轮设计应强调综合强度和刚度。U2、b2/D2、、t j 是影响叶轮强度的四大要素;叶片数、盘厚、孔径比、焊缝设计时保证叶轮可靠性的四大关键,必须综合考虑。叶轮的使用寿命原则上按照客户的需求进行计算,但是对于特殊工况下叶轮的推荐寿命计算按照以下几个档位进行计算,1、3000;2、6000;3、10000;。 叶轮各部件按照强度计算应力t 应限制在材质弹性极限s 的60~70%以内,即s/t max1.3,其计算方法以及公式见附件。其许用不平衡量应满足 JB/T 9101-1999《通风机转子平衡》且其平衡等级不低于 5.6 级。其许用不平衡量按以下公式进行计算: G=(e)/1000=(e2n)/60000 G---平衡品质等级 e---转子质量偏心距 ---角转速,=(2n)/60 n---转子的最高工作转速 B、材质选用: 叶轮焊接件选材应以保证焊缝质量为重点,应慎重决定。 引风机、除尘风机、烧结风机原则上选用 15MnV、16Mn 等易焊材料。风机一般情况下应选高压头气动模型,使 U2 控制在 210m/s以下。 当 U2>210m/s 时,可考虑选用s450MPa 材质。 当 tj=300~450℃,U2=160~180m/s,无腐蚀的高温风机原则上选用s=450MPa 材料。 当 t j>300℃的高温风机,应选用高压头气动模型,圆周速控制在 100m/s 以下。 叶轮材质选用的时候需要综合考虑强度、温度、含尘量等,在选用设计时最好向相关材料供应商索取材料的性能曲线(由于材料在不同温度下,其强度等物理性能是要发生变化的)。 常用材质强度性能表 材质 Rpo.2 Rm 应用 Q235 235 370-500 Q345 345 490-675 综合力学性能良好,低温性能亦可,塑性和焊接性良好,一般金属结构件,热轧或正火状态使用,可用于 -40 ℃以上寒冷地区的各种结构。 15MnV 390 490-650 船舶、锅炉、压力容器、石油储罐、桥梁、电站设备、起重运输机械及其他较高载荷的焊接结构件 12Cr13 ( 1Cr13 ) 205 (退火+ 酸洗) 450 (退火 + 酸洗) 半马氏体型不锈钢,具有较高的韧性和冷变形性,在温度不超过 30℃的若腐蚀介质中(如盐水溶液、稀硝酸和某种浓度不高的有机酸、食品介质等)有良好的耐蚀性。在淡水、蒸汽、湿大气条件下,也有足够的抗锈性和耐腐蚀性:在 700℃以下有足够的热稳定性。 1Cr18Ni9Ti 205 550 奥氏体型耐热钢;1、具有较高的抗晶间腐蚀能力;2、具有良好的耐热性能。 304 205 520 一般使用温度极限小于 650 ℃。 304 不锈钢具有优良的不锈耐腐蚀性能和较好的抗晶间腐蚀性能。 316L 177 480 优秀的耐点蚀性,耐高温、抗蠕变性能优秀 Hg785 685 785 当输送气体含尘量小于等于 150mg/m3 时可以不用考虑采取耐磨措施若大于 150mg/m3 可以根据客户要求或者与客户协商进行解决,使用 5+4 耐磨复合板时的推荐含尘量在 100g/m3。 叶片半径与进出口角 (1)后向直板叶片。 错误!未找到引用源。= 错误!未找到引用源。 (2)后向弯曲叶片。 叶片圆弧半径 错误!未找到引用源。 中心圆半径 错误!未找到引用源。= 错误!未找到引用源。 (3)径向叶片。 叶片圆半径。 错误!未找到引用源。 中心圆半径错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。 (4)前向弯曲叶片。 叶片圆弧半径 错误!未找到引用源。 中心圆半径 错误!未找到引用源。= 错误!未找到引用源。 错误!未找到引用源。叶片进口安装角 错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。叶片出口安装角 止推叶片 宽度=(0.07 错误!未找到引用源。)×错误!未找到引用源。 长度=(0。25 错误!未找到引用源。)×错误!未找到引用源。 叶片止推叶片数=3 错误!未找到引用源。 风机启动时间 ts N电动机功率 Kw 错误!未找到引用源。 N 轴 风机最大效率点轴功率 Kw N 风 风机转速 r/min N 电 电机转速 r/min 。 错误!未找到引用源。折算后的风机飞轮钜 kgm2 有衬板时叶片附加应力 有叶片衬板时,叶片总应力 错误!未找到引用源。 叶轮强度计算 (1)焊接叶片 ①直板叶片最大应力 错误!未找到引用源。(P a ) 。 错误!未找到引用源。叶片厚度(m) L 叶片高度(m) e叶轮中心至叶片重心垂直距离(m) C=86.08xn2 n叶轮转速(r/min) ②圆弧窄叶片(径向尺寸大于轴向尺寸)最大应力 错误!未找到引用源。(P a ) 取 错误!未找到引用源。最大处的应力作为 错误!未找到引用源。一般取在叶轮进口处 C=86.08xn2 n叶轮转速(r/min) ③圆弧窄叶片(径向尺寸大于轴向尺寸)最大应力 F=C 错误!未找到引用源。 F 1 错误!未找到引用源。 F 2 错误!未找到引用源。 错误!未找到引用源。 错误!未找到引用源。 错误!未找到引用源。 错误!未找到引用源。 错误!未找到引用源。 错误!未找到引用源。= 错误!未找到引用源。 L叶片宽度(m) 错误!未找到引用源。F 与 F 2夹角 r叶片圆弧半径(m) 错误!未找到引用源。叶片圆弧中心角(弧度) 错误!未找到引用源。叶片厚度(m) 错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。叶片重心至中心半径(m) 。 错误!未找到引用源。(P a ) n叶轮转速(r/min) K1 K2 K1 K2 K1 K2 25 0.0109 0.126 39 0.0410 0.304 53 0.102 0.555 26 0.0124 0.137 40 0.0444 0.320 54 0.107 0.578 27 0.0138 0.147 41 0.0483 0.336 55 0.113 0.599 28 0.0154 0.158 42 0.0514 0.353 56 0.12. 0.620 29 0.0171 0.169 43 0.0541 0.369 57 0.126 0.641 30 0.0189 0.181 44 0.0584 0.387 58 0.133 0.664 31 0.0212 0.194 45 0.0619 0.404 59 0.140 0.685 32 0.230 0.206 46 0.0668 0.422 60 0.147 0.710 33 0.0247 0.219 47 0.0714 0.440 61 0.154 0.733 34 0.0274 0.231 48 0.0761 0.458 62 0.162 0.757 35 0.0293 0.246 49 0.0810 0.478 63 0.169 0.780 36 0..318 0.260 50 0.0859 0.497 64 0.177 0.805 37 0.0357 0.274 51 0.0910 0.516 65 0.184 0.829 38 0.0383 0.289 52 0.0960 0.536 66 0.193 0.855 ④机翼形叶片最大应力。 错误!未找到引用源。: 错误!未找到引用源。 错误!未找到引用源。 错误!未找到引用源。 错误!未找到引用源。 。 错误!未找到引用源。(P a ) 错误!未找到引用源。叶片平均厚度(m) 错误!未找到引用源。叶片重心至中心半径(m) 错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。 m单个叶片质量(kg) 错误!未找到引用源。 n叶轮最高转速(r/min) 叶片 AA、BB 两截面的中间截面最宽处(m) 4-73 系列 错误!未找到引用源。=60 ⑤轴流风机叶片根部总应力 错误!未找到引用源。(P a ) 安全系数 错误!未找到引用源。 错误!未找到引用源。轴流风机叶片 根部拉应力(P a ) m单个叶片重(kg) 错误!未找到引用源。 n叶轮转速(r/min) 错误!未找到引用源。叶片重心至叶轮中心的距离(m) S对于焊接叶片,S 为焊接缝面积(㎡) 对于用叶柄固定于上是叶片,S 为叶片横截面面积(㎡) 轴盘的选材与选用 轴盘在设计时要优先选用我公司现有轴盘,尽量不再设计新轴盘。其选用标准见传动组选用。按选定传动组的轴伸尺寸选用,要综合考虑线速度、铆钉剪切应力等综合因素。 在强度满足的情况下,可按轮毂外圆圆周速度 U 确定,见下表: 。 错误!未找到引用源。(m/s n叶轮转速(r/min) U(m/s) 30 30~40 40~50 50 材质 HT250 HT350 QT400;25# 45# HT350 QT400;25# 45# 按 s/ t max 1.3 的要求,确定在每挡是否选用该级别材质的材料。 前、中、后盘的设计 中、后盘一般均设计成等厚盘,№20 以下(含№20),原则上采用原板厚,轮盘与轮毂配合面需加工,№22 以上后盘与轮毂配合面需加工。 中盘厚度: 中盘=(2~3)盖(指等厚盘) 中盘位置: 0.805 D D =中2 或 =1.103 D d中 =15(4-73、4-72、4-68) =10(5-48、5-47) ( ) = + -90 1.724 × 2 2=arccos2a bR+ aarctgb = a B C = ( )/2 b D b = 注:中盘内径与外径之比不宜过大一般应0.27. 叶轮过重,转动惯量过大,机组启动有困难的特殊情况下,亦可将单吸入设计成锥形后盘,双吸入叶轮中盘设计成锯齿盘(一般采用锯齿形中盘以 D22200mm 为宜)。 前盘、后盘、中盘最大应力 错误!未找到引用源。计算: 错误!未找到引用源。 错误!未找到引用源。 错误!未找到引用源。 m单个叶片重(kg) 错误!未找到引用源。内径 (m) 错误!未找到引用源。外径 (m) 错误!未找到引用源。 (m) 错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。 错误!未找到引用源。处线速度(m/s) 错误!未找到引用源。 n叶轮转速(r/min) Z叶片数 K叶片离心力分配系数 前盘 K=0.5 双吸中盘 K=2 后盘 K=1 单吸中盘 K=0.75 中盘铆钉剪切应力 计算:(Pa) N风机所需功率( 错误!未找到引用源。) n叶轮转速(r/min) d铆钉直径(m) Z铆钉个数 R铆钉所在圆周半径(m) 进口...

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