风扇设计经验.doc

Design Guideline1. 簡介(名詞定義, 單位換算, 基本理論參考資料)2. 機構件設計要領及一般規範3. 氣動特性設計4. 電子元件功率計算5. 信賴性評估1. 簡介風扇之類別依氣流運動方向可分為離心式風扇(Blower)以及軸流式風扇( Axial Fan ).風扇主要性能參數一. 壓力mm Aq or inch Aq, 代表風扇所造成的壓力差二. 流量CFM,風扇單位時間內所推送的空氣體積三. 轉速RPM,每分鐘旋轉的次數四. 功率W,每秒所消耗的能量五. 噪音sound pressure dB, 距離入風口1m 所量測的分貝數, 另外有sound power & sound quality的量測參數參考書籍一. 通風機手冊2. 機構件設計要領及一般規範設計要領一、安全間隙1、 軸流扇框與葉尖40mm以下（含）為0.5mm, 40mm92mm（含）為（size+12）104mm,92m以上為1.01.2mm2、 離心扇框與葉尖上下端間隙比值為3:1，入風側上端最小值為0.0484*SQR（size*thickness）3、 離心扇舌部距離0.3*SQR(SIZE)4、 扇葉頂面下沈深度厚度32mm以上（含）為2.0mm，厚度15mm(含)32mm為1.5mm，厚度15mm以下為thickness/10mm5、 扇葉與助條或靜葉最小安全距離為2.0mm以上。6、 磁帶與矽鋼片的間隙需保持在NdFeB 0.3mm, Rubber 0.5mm7、 扇葉壓到底之後, 繞線與扇葉底部需保持1.0mm以上距離8、 磁帶與電路板或感應元件的距離需保持1.0mm1.5mm，立式HALL IC除外9、 立式HALL IC需與矽鋼片切齊10、 電路板外圍間隙應保持至少0.5mm以上，零件下方則需保持0.3mm以上間隙11、 其他旋轉體與靜止體安全間隙：(size+30)/100mm12、 以上定義值為最小值，公差定義以單向擴大公差來定義。二、滾珠軸承預壓設計1、 依轉子重量選用適當值彈簧，重量愈大值愈大2、 彈簧壓縮量不宜過大約22.5mm即可, 參考下表的預壓建議值3、 彈簧壓縮後之活動裕度需保持在1.5mm以下4、 靜額定負荷Cor/預壓值Fa需保持在30505、 軸承L10計算至少200,000小時, 僅供參考L10計算公式三、自潤軸承設計1、 需確認使用耐磨片支撐扇葉並定位2、 需確認磁偏是否足夠，約12mm3、 使用鐵扣並確實定位不鬆動四、材料厚度及加強肋的考量1、 軸流扇葉a、 軸殼肉厚(60+size)/100mmb、 葉片厚度size/40mmc、 翼型末端需保持0.3mmd、 干涉肋條寬度至少1.0mm以上肋條數目需是扇葉的倍數e、 使用軸心射出其干涉長度定義：SQR（風扇厚度T/2.5）mm MIN2、 離心扇葉a、 軸殼厚度(60+size)/100mmb、 葉片厚度size/80mm，若小於40mm則須保持0.5mmc、 若使用支撐肋固定輪葉，等效直徑需為size（肋條數n*6）mmd、 若使用圓盤支撐輪葉，圓盤厚度thickness=size/60mme、 干涉肋條及軸心干涉長度同軸流扇葉f、 輪葉支撐點若不再中心點則需另加一支撐環支撐環厚度0.81.5mm3、 扇框a、 軸承套筒厚度Bearing OD/10mm MINb、 支撐銅套料厚Bearing OD/6mm MINc、 軸承定位肋條寬度Bearing OD/10mm MINd、 軸承座底部肉厚SQR(size/30)mm MINe、 厚度大於25.4mm以上風扇或軸承座底部有靠破需增加助肋於軸承座底部，助肋厚度約底部肉厚的0.61.0倍f、 軸承座支撐肋條或靜葉其延伸不可通過轉軸中心點，需偏離SQR(size/3.75)mm MINg、 軸承座支撐肋條等效直徑size(6*助條數)mm MINh、 靜葉最大肉厚size/22.5*SQR(肋條數)）MINi、 框體厚度SQR(size/30)j、 安裝孔及安裝孔處肉厚需依市場標準4、 COVERa、 肉厚需大於0.4mmb、 COVER腳長需考慮實際繞線高度c、 PIN腳孔直徑需小於方PIN邊長0.020.04mm5、 鐵殼a、 厚度t : 50mm以下（含）為0.5mm MIN, 50mm92mm(含)為0.8mm，92mm以上為1.2mmb、 使用銅套鉚軸心其銅套長度定義為：SQR（風扇厚度T/2.5）mm MIN 五、組裝固定結構1、 需設計卡鉤或鐵扣環固定矽鋼片2、 矽鋼片組裝後電路板下方需有止位點以防電路板脫離3、 10公分以上風扇需利用熱融方式鉚接鐵殼與扇葉，卡鉤亦可4、 組裝扇葉一律使用鐵扣環5、 卡鉤干涉量以0.51.0mm為宜，其大小需視卡鉤長度調整6、 鐵扣環以扣住金屬材質為宜，其干涉量約單邊0.20.4mm為宜7、 塑膠融接頭高度以0.81.2mm為宜，干涉量以單邊1mm為宜 六、結構確認1、 所有應力集中點是否導圓角，尤其是肋條或靜葉接和處及軸承套筒與底座接合處，約R1.02.0mm2、 鎖住扇葉下死點以銅套對銅套或軸承外環為最佳或是以軸瞉對軸瞉方式3、 組裝後扇葉可移動距離以0.5mm為最佳4、 電源線理線方式需確認線材有被充分支撐5、 理線需避免有彎折結構七、結構強度計算1、 馬達支撐肋條強度至少需承受500G以上2、 軸承套筒底部亦需達到500G以上承受力八、扇葉不平衡量計算配合公差一、干涉配合1、 軸徑：(+0.002/-0.015)*SQR(OD)2、 孔徑：(+0.015/-0.002)*SQR(ID) 二、鬆配合1、 軸徑：+0.00/-0.01-0.022、 孔徑：+0.01+0.02/-0.00 三、軸承配合尺寸1、 銅套：+0.008/-0.0002、 塑膠：+0.02/-0.003、 SLEEVE for銅套：+0.03/+0.024、 SLEEVE for塑膠：+0.07/+0.06 四、軸心配合尺寸1、 配合滾珠軸承：軸心-0.008/-0.0122、 配合自潤軸承：軸心-0.008/-0.012 SLEEVE-0.000/-0.005 五、理線槽與PVC線配合公差 1、線徑下限減0.01mm為線槽上限 減0.09mm為線槽下限 樣品機構可靠度測試及特性確認一、 需通過單體30cm大理石地板落地測試六面各一次二、 需通過單體100cm大理石地板落地測軸向雙面各一次三、 框葉組裝高溫120度烘烤4hours後不能有干涉現象四、 依AVC及BELL CORE規範進行振動測試(VIBRATION)五、 衝擊測試(SHOCK)需達220G以上六、 風壓風量損失需低於2%七、 噪音不得提高0.5dBA以上八、 最高轉速最高電壓下線圈溫升不得高於110度九、 最高轉速最高電壓下，將溫度加嚴20度進行500hours壽命測試一般規範(扇框設計螺絲孔及厚度定義規則)一般規範(扇框扇葉幾何公差設定規範)3. 氣動特性設計葉片設計a、 以奇數片數為主要考量b、 HUB size，P，noisec、 葉片與框間隙noisePQ(建議單邊間隙不要超過0.8mm)（但須注意框的結構強度）d、 葉片與框面距離特性較佳（但須注意是否會出葉高）e、 camber angle 2535f、 前傾角，亦影響特性g、 安裝角，Q，noiseh、 葉片與HUB連接處，必須導R角，以增進結合強度扇框設計a、 肉厚儘量不要太薄，可以在靠近入風側，加一圈肋以增加強度。b、 葉片與肋條