【JX637】矿用防爆对旋式通风机风机通风机（BDJ）【8张CAD图纸+论文】【机械毕业设计论文】【通过答辩】

资源目录

【JX637】矿用防爆对旋式通风机风机通风机（BDJ）【8张CAD图纸+论文】【机械毕业设计论文】【通过答辩】.rar

设计说明书【23000字，75页】.doc---(点击预览)

目录.doc---(点击预览)

CAD源文件图

【CAD图纸-预览】.pdf---(点击预览)

A0-风机装配图.dwg

A1-第一级叶轮.dwg

A1-第二级叶轮.dwg

A2-内风筒.dwg

A2-底座.dwg

A2-法兰环.dwg

A2-集流器.dwg

A3-整流罩.dwg

压缩包内文档预览：(预览前20页/共75页)

编号：732780 类型：共享资源大小：2.71MB 格式：RAR 上传时间：2016-08-18 上传人：棒*** IP属地：湖北

50
积分

版权申诉 word格式文档无特别注明外均可编辑修改；预览文档经过压缩，下载后原文更清晰！ 立即下载

关键词：: jx637 防爆对于通风机风机 bdj cad 图纸论文机械毕业设计通过答辩

资源描述：

更多课题	/
该资料由棒哥毕业设计工作室整理上传，购买之前，请仔细阅读预览，满意后注册帐号，充值下载即可得到源文件。
棒哥设计工作室专职于数控编程、夹具设计、模具设计、机械设计、减速器设计、三维造型设计[UG、PROE、SW等]。拥有万份成品毕业设计资料，如若资料库中没有您想要的课题，我们支持量身定做，量身定做，保证通过！‍‍‍咨询QQ：29467473‍‍‍ 我们拥有一支经验丰富、技术过硬、具有社会责任感的专业团队，有10余名主要技术主干，30余名兼职技术人员，所有技术人员均从事技术5-10年及以上在职工程师及大学教师，充分保证定做设计质量。我们永远诚心接待每一位来访的有缘人，同时也欢迎有能力、有技术、有经验、有责任心的数控、机械、模具、机电一体化等方面的人才加入我们的团队，共同组建更专业、更效率、更强大的队伍。我们始终以诚信经营、优质服务、完美售后的服务宗旨为广大客户提供海量的参考资料，五年来得到了无数客户的肯定。本工作室所有资料，均已通过检查，均根据大纲要求编写的完完整的设计资料，可以放心选购。
常用文件格式介绍	资料中【.doc】格式的文件为WORD文档资料中【.dwg】格式的文件为AUTO CAD二维图纸文件资料中【.prt】格式的文件为UG三维图文件其余文件请看资料上的备注。
注意事项	1.下载成功后，如遇资料文件打不开，请加QQ29467473联系。 2.下载时请不要使用迅雷软件下载，如若电脑已安装，请先卸载后再进行下载。 3.该资料仅供学习参考使用，下载后切勿直接交稿，需将资料按照学校要求进行修改后再交稿。尤其是需要查重的学校，更要进行修改。 4.题目最前面的【XX001】之类的序号并非课题型号，而系本工作室按照资料收集的顺序进行排序所设置的序号，与课题无关。
XXX

内容简介：: 中国矿业大学 2009 届本科毕业设计说明书摘要目前，我国部分矿井在通风系统中采用了两级对旋式轴流式风机，以替代传统的轴流式风机，本次设计的矿用防爆对旋式通风机风机通风机（，其全称是：型矿用隔爆压入式轴流局部通风机，采用对旋式结构。其名称已经决定了风机的结构设计、材料选择等。本次设计力争突出防爆、对旋、局部风机 (特的结构和优越的性能。气动部件的设计对于风机的整体性能至关重要，所以首先进行了风叶的设计，着重讨论了两级叶轮负载的分配问题，各参数的选择。采用孤立翼型法设计风叶。接着设计了其他的重要部件，如：集流器、整流罩、扩散器、风筒、消声结构等。然后对风机的叶轮、主轴进行强度校核，最后讨论风机的安装所遇到的问题。在风机各零部件材料的选择方面，要满足强度和防爆两方面的要求。特别是风叶和风筒的材料，两者至少一个要采用铝合金材料。电动机的选择对于防爆风机来说是很重要的，本次设计选择了动机，这是专门的风机用隔爆电动机，另一优点是重量轻，适宜安装在风机内部。关键词对旋轴流式通风机 ; 气动设计 ; 孤立翼型法中国矿业大学 2009 届本科毕业设计说明书 in of to DJ in is a of to of of is of on of to of to in of In of to to be at is BF in is is in 中国矿业大学 2009 届本科毕业设计说明书前言随着各行各业的发展，特别是现代工业的发展，作为燃料和原料的煤炭越来越重要。我国大部分地区都是地下开采，在进行地下开采石油大量有害气体（如瓦斯、二氧化碳、一氧化碳等）和煤尘都会喷发出来，加之烟尘易爆，所以对井下工作人员和矿井安全都存在很大的威胁。我国煤矿安全规程对井下空气的成份（包括各种有害气体的浓度）、湿度、风速和按人员计算的风量都作了严格的规定：有人工作或可能有人到达的井巷 ,二氧化碳不得大于，总会流中，二氧化碳不超过 1%。为了保障广大煤矿职工有一个安全、可靠和良好的工作条件，必须向井下输送足够数量的新鲜空气，以冲淡有害气体的浓度和四处飞扬的煤尘。这次的毕业设计的课题就是有 “矿井肺脏 ”之称的通风设备。在采矿和地质勘探等工程中，必须开掘大量的井巷，而掘进这些井巷的特点是只有一个出口，所以称为独头巷道。独头巷道的通风常称为局部通风或掘进通风，其任务是将新鲜风流引至工作面，排除工作面的炮烟、矿尘等污浊空气，以保证工人在良好的条件下工作。我国煤炭行业近年来发展情况良好，特别是随着先进探测技术的应用，开采设备的改善，又开掘了许多新的井巷，所以局部通风机又有了用武之地。基于这种认识，我选定了这次毕业设计的题目：型矿用隔爆压入式轴流局部通风机。毕业设计是学生在毕业时进行的设计，是本科毕业生在毕业前要完成的设计任务，由于它能锻炼同学们的自学能力，分析和解决问题的能力，动手能力和现场操作能力以及综合分析等各方面的能力，较全面、系统地综合了所学的知识，并且运用这些知识趣解决所提出的实际问题所以作为一种考核手段来检查每个毕业学生。显然，对待毕业设计不能草率从事，更不能只求应付，必须以科学的态度和高度的热情来对待它，认识它，然后认真地完成它。同时，本次毕业设计又直接关系着矿井生产，所以每一个细枝末节，每一个小问题都马虎不得，一个小小的错误将可能引起大的事故。撇开其他，但从毕业设计这个角度出发，我们也不能轻视它。这次毕业设计不仅关系着每个人的学业成绩，更重要的是它体现了每个人对待设计的认证程度中国矿业大学 2009 届本科毕业设计说明书和实际能力。固然每个人的能力不同，设计有好有劣，但我们还是力求向好的方面努力，使设计既符合实际，更加完善完美。我想这同老师和领导的要求也是一致的。不过由于本次设计时间紧，任务重，图纸多，对毕业设计的要求不可能百分之百的达到，再者，对一些实践性知识了解甚少，所以这次毕业设计也只能是一个尝试，但对我将来的工作必将是一个很大的帮助，相信通过这次毕业设计能达到预期目的，各方面有所提高。由于经验不足，水平有限加之时间仓促，本次毕业设计一定存在有不少错误，欢迎老师和同学及读者批评指正。中国矿业大学 2009 届本科毕业设计说明书目录 1 绪论 1 计任务 1 定通风机设计工况点 2 要内容 2 旋式轴流风机 5 旋式风机出现的背景 5 旋式轴流风机的工作原理及结构 6 旋式风机的优良性能 6 用防爆对旋式通风机 7 用防爆对旋式通风机简介 7 用防爆对旋式通风机的工作原理 8 2 轴流通风基本理论 10 元级及速度三角形 10 轮对气体的功 12 应度和预旋 14 3 叶轮设计 16 计方法 16 计要点 16 机中负载的分配 16 级叶轮速度三角形分析 17 型的选择 18 动机的选择 20 轮主要参数的选取 25 毂比 V 25 轮外径 26 型相对厚度 c 的选择 27 力系数 28 片数 Z 28 一级叶轮的设计 29 轮的计算 29 片的绘制 33 二级叶轮的设计 36 级叶轮间轴向间隙 36 片的计算 36 片的绘制 38 轮与轮毂的安装 41 4 风机各部件的设计 42 筒的设计 42 中国矿业大学 2009 届本科毕业设计说明书风筒 42 风筒 43 机与风筒的安装 43 流器与整流体 44 流器 44 流罩 46 散筒 47 机底座 50 兰环与密封 51 兰环 51 封性 53 5 消声结构 54 动噪声产生的原因 54 声结构及降噪 54 6 主要零部件的强度计算 57 要零部件材料的选择 57 片强度计算 58 一级叶片的校核 58 二级叶片的强度校核 62 轴强度计算 65 的最大弯矩 65 的扭矩和复合应力 66 子的临界转速计算 67 界转速的基本概念 67 响临界转速的因素 68 界转速计算 68 7 总体设计与安装 71 结论 72 总结 73 参考文献 74 致谢 76 中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 1 1 绪论通风机是用于输送气体的机械，从能量观点来看，是把原动机的机械能转变为气体能量的一种机械。从气体压力升高的原理出发，主要可分为容积式、叶片式和喷射式。其中叶片式风机可分为离心式、混流式、轴流式和横流式。本次设计只涉及到轴流式，所以在这里也只介绍轴流式风机。轴流式通风机已有悠久的历史，十九世纪已经应用于矿山和冶金工业上。由于当时工业等部门水平的限制。理论研究没有很好的开展。这种风机的全压为 98 294而效率则只达 15 25% 。二十世纪初期，由于航空事业的迅速发展对机翼理论进行了广泛的实验研究，其研究结果大大促进了轴流式风机的发展。迄今，孤立叶型的升力理论和实验数据，仍然是轴流式通风机设计的主要依据之一。从三十年代开始，随着航空发动机的日新月异，对叶栅理论又进行了大量的实验研究，其研究结果即所谓平面叶栅实验数据，是设计轴流式压缩机或高压轴流式通风计的主要依据。今天，在这种理论的推广运用下，轴流式通风机家族成员在不断增多，本次设计的局部通风机也是它的成员之一。目前轴流式风机，小的其叶轮直径只有 100 多毫米，大的直径可达 20多米。最大流量的通风机其流量可达 1500万 3米每小时。风机的布置形式有立式、卧式和倾斜式三种，轴流式通风机很多是电机直联传动的。下面就我设计的一些内容简单介绍如下。计任务随着矿井向深部发展，通风系统越来越显复杂化，为了确保井下各个工作面有良好的作业环境，就势必要求高风压、高效率及低噪声的局部通中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 2 风机。本次的设计任务就是矿用局部通风机，局部通风机主要用于开发新的巷道时使用，给掘进工作面供风。定通风机设计工矿点流量 Q=500 3 /全压 p=4500效率 80% ，工作介质密度取为 kg m ，转速 2940 。取值的原因：由于局部通风机是在独头巷道使用的，如前面所介绍的，风机为压入式通风，故而巷道中的流量较小，风压大，一般要求通风机的总效率大于 80%，本次设计中要求 85% 。转速取得较高，这样可以增大风压。要内容围绕着通风机设计中涉及的任务就多了，它主要包括以下内容：（ 1）方案的选取本次设计的风机为对旋式轴流风机，是一种较新的结构，由于它特殊的结构，使得其性能优异，在煤矿业有很好的发展前景，所以这次局部通风机的设计，本人选择了对旋式风机结构，其中的矿用防爆对旋式通风机风机系列，其优点和结构会详细介绍。（ 2）工作轮叶片在本次设计中工作轮叶片的设计既是重点，又是难点，由于工作轮叶片是风机中直接向其流传递能量的装置，所以工作轮叶片设计的好坏就直接关系到风机性能和效率的问题，从本次设计看，设计的好该风机效率可达 80%以上，故在设计中应力求叶片尺寸准确，曲线圆滑；考虑到风机的防爆性能，叶片采用了铝合金；考虑到噪声，采用了叶片数较少的一种方案。中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 3 （ 3）工作轮轮毂工作轮轮毂是工作轮叶片的固着体，由于它的高速旋转来带动叶片的旋转从而使气流能连续不断地从进口到出口流动。可以想象到轮毂设计的优劣，它的性能好坏将直接影响着叶片的转动情况，也就是影响着风机的效率和性能。另外，工作轮轮毂和工作轮叶片这个组合体是风机的核心部分，只有在它的动、静平衡实验通过后才能用于安装，否则就应修正或报废。从这点上说成功设计一台通风机是比较困难的。本次设计中工作轮叶片和轮毂是焊成一体的，在以后章节叙述就把二者合在一块去讨论了。（ 4）电动机的选择根据风机的流量、风压和转速等参数选择了小功率，防爆性电动机，即列电动机为轴流式风机专用的防爆电机。电机的具体结构及尺寸会有详细介绍。电动机为内置，其重量较小，所以设计了固定筒，先将电机塞进固定筒中，再将电机固定筒与主机壳间用支撑筋板焊接在一起，这一结构简单、可靠，在文中不再详细介绍，具体结构见总装图。（ 5）集流器与整流罩集流器与整流罩通过肋板的连接构成一个整体，是组成轴流式风机的必不可少的部件，它可使气流平稳进入风机，所以避免了气体从不同方向杂乱无章地进入风机，对降低噪音和提高风机性能都有好处。集流器设计中一般它的进口直径等于通风机直径的流器形状是按照双曲线或圆弧画出的。整流罩为半圆球形，加工工艺简单。（ 6）风筒风筒设计包括内风筒和外风筒两部分，在这部分设计中主要就风筒直径（指内径）、材料、厚度及安装时要保证的间隙等方面进行了考虑，考虑到要填充吸声材料，外风筒的设计主要以内风筒的尺寸为依据。在这次设计中主要考虑了工作轮叶片和机壳间的径向间隙，并根据径中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 4 向间隙的要求，选择了叶片外缘到机壳内壁间的距离，同时也由它确定了机壳内径的大小。工作轮叶片和机壳间的径向间隙对轴流风机的压头和效率有较大影响。若太大效率将下降 ;太小会产生噪音，且可能发生工作轮叶片外缘和机壳内壁碰撞。（ 7）扩散筒轴流风机的出口动压一般很大，约占全压的 30%以上。因此，必须在级的后面安置扩散筒，以进一步提高风机静压效率。扩散筒的结构有很多种，本次采用的是锥形扩散筒。（ 8）底座风机内的电机接线一般时采用的电缆，为了便于接线和减少井下工作环境对电缆的损坏（包括砸断和挤坏电缆等）。所以电机的出线受到了限制，通常需要把接线盒放在通风机上方或者通风机两侧。要使这个位置固定下来就需要给风机在外壳上装底座。安装底座还有支撑风机和稳定风机的作用，带底座的风机和不带底座的风机相比较后者还较易损坏。另外考虑移动的方便，设计时要注意它的尺寸及形状。本次设计的风机是一种中型局部通风机，尺寸不太大，重量较轻，所以底座材料就是用一般钢材也能满足其功能要求。设计中选用的是等边三角钢板，该装置在制造上是焊接而成的，对它的要求很低，故而生产成本很低，制造容易，价格也便宜。（ 9）法兰与密封装置法兰环的设计也是很重要的，它用于集流器、内风筒、扩散筒的连接，法兰的结构也决定了采用何种密封形式。本次设计的风机径向尺寸较小，风压不大，故采用整体法兰，平面密封装置。密封圈采用一般橡胶材料。（ 10）消声结构轴流式通风机的噪音一般都很大，所以必须设置消声装置，本次设计中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 5 中详细介绍了噪声的来源，及本次设计所采用的方法。本次采用的是填充吸声材料的方法来降噪。（ 11）设计的零件是否符合强度要求，使用的材料是否符合要求，都是需要校核的，所以在设计完主要部件后，对风叶、主轴进行了校核，计算了转子的临界转速。（ 12）综合考虑与风机的安装不论设计何种产品，要从实用性、经济性、发展前途等多方面进行考虑。要权衡他们之间的关系，找到平衡点。对于总机的总体尺寸也要考虑，尽量使其整体尺寸缩短，以减轻重量。在这个专题里，主要完成了一些轴向间隙的计算与确定，某些结构的安装合理性及风机在加强强度和搬运方便上做的一些结构设计。综上所述，我们在完成了以上几项设计之后，整个风机的形象就完全展现在了我们面前，相应的风机性能也就随之而确定了。旋式轴流风机旋式风机出现的背景叶轮是轴流式风机的主要工作构件，多年以来轴流式风机的技术改造，几乎都集中在叶轮上，如改变叶轮数量、增加中、后导叶片、改变叶片形状、扭曲叶片等等，但这未能从根本上大幅度提高风机改造效率，究其原因，此类措施都不能有效地减少风流在风机中的流动阻力，而两级对旋式风机，正是针对此作了改造，取得了良好的效果。近年来，通过改进风机气动设计方法，合理的选择气动参数，如：采用宽弦长叶片、静子端弯、变几何形状静子和机匣处理己经使风机性能得到了很大改进。进一步研究证明，使用对旋级、两个转子相反旋转 (不装任何导叶 )是改进风机性能最好的方法。对旋风机和同样尺寸的有后导叶的双级风机相比可以得到中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 6 更大的压力系数和更高的效率。因而在高压通风系统中作为高压风机，对旋风机经常应用到矿山、隧道、地铁的换气风扇风机及矿井坑口主通风机等。旋式轴流风机的工作原理及结构对旋式轴流风机，是指前后串连两个直径、轮毂比、转速都相同，而旋转方向相反的浆叶，通常由两个电极分别驱动的一种两极轴流风机。其优点在于：在流量相同的情况下，可以成倍地增加压强增益（风机出口的总压相对进口总压的增量），克服轴流风机总压增益相对较低的固有弱点 ;第一级叶轮产生的气流旋转恰好由第二级叶轮方向旋转而消除，直接产生符合出口要求的单一轴向流。不需要任何导流片，缩短轴向尺寸，使结构变得简单。根本避免了导流片上的气流分离，减小能量损失，提高效率并降低噪声。因两级对旋式风机去掉了中、后导叶片，在同等通风能力下，机身的尺寸大幅度缩短；风流运动阻力大大降低，使得风机总效率大为提高；由于采用了双电机、双端拖动，使每部电机容量大幅度下降，这不仅造成电控系统单机最大负荷大幅度下降，也使电控系统技术等级降低，从而使通风机的供电及电控设备的投资额和操作控制技术要求大幅度降低。旋式风机的优良性能九十年代，国内对于对旋通风机的研究十分活跃，研究的重点主要为新型高效率、低噪音通风机产品的研制，优化设计及流场计算与分析等。这些研究表明：（ 1）对旋轴流式通风机因为没有静叶，不存在静叶损失，因此，其效率比普通通风机要高；中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 7 （ 2）对旋轴流式通风机具有较大的逆向送风量，其一般可达70% 80% ，而普通通风机的逆向送风量仅为 30% 40% ；（ 3）根据不同的风量、风压要求，对旋轴流式通风机可以采用前置叶轮与后置叶轮同时运转、前置叶轮停止后置叶轮运转、前置叶轮运转后置叶轮停止三种运行方式，大大扩宽了使用运行范围；（ 4）对旋轴流式通风机的压力风量特性曲线较陡 ,因此，在高效区，较小的风量变化即可得到较大的风压变化 ,较好地满足局部通风的需求；（ 5）在设计对旋轴流式通风机时，第二级叶片的气动负荷比第一级叶片的气动负荷要小，因此，不容易出现失速，并且其小流量区特性得到明显改善；（ 6）采用双电机双端驱动的方式，使单部电机容量大幅降低，这不仅使电控系统的单机负荷大幅度下降，也使电控系统技术等级要求降低，从而使供电及电控设备的投资额和操作控制技术要求大大减低；（ 7）由于前置叶轮与后置叶轮的干涉运转，其噪音应比普通通风机大，但是，合理的轴向间隙、径向间隙，前置叶轮与后置叶轮转速的合理匹配，可以有效地降低噪音，此外还可采用外包复式消声器的方法减低噪音。用防爆对旋式通风机用防爆对旋式通风机简介矿用防爆对旋式通风机风机是对旋轴流式风机的一种。简称是：中 “B” ，代表 “ 隔爆 ” ； “D” 代表 “ 对旋 ” ； “ J” 代表 “ 局部 ” 。该系列通风机防爆性能符合炸性气体环境用电气设中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 8 备第 1部分：通用要求和炸性气体环境用电气设备第 2部分：隔爆型 “d” 的规定，防爆标志为用于大中型煤矿矿井做抽出或压入式通风机，也适用于金属矿山、化工矿山、隧道工程等场所，是我国老式风机理想替代产品。用防爆对旋式通风机的工作原理第一级叶轮与第二级叶轮相距很近，分别由容量及型号相同或不相同的隔爆专用电动机驱动，第一级叶轮与第二级叶轮旋转力向相反，两个叶轮采用不同的叶片数、叶片为气功性能优良的机翼叶型、第级叶轮的叶片扭曲角和安装角均大于第二级叶轮叶片的扭曲角和安装角。当空气流入第一级叶片获得能量后并经第二级叶轮排出。第二级叶轮兼备着普通轴流风机中静叶的功能，在获得整直圆周方向速度分量的同时，增加气流的能量，从而达到普通轴流式风机不能达到的高效率、高风压。矿用防爆对旋式通风机风机通风机示意图如下： 1 2 3 4 56 7 图 1 1 矿用防爆对旋式通风机风机通风机示意图中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 9 2 轴流通风基本理论元级及速度三角形在研究轴流通风机内的流动现象时，一般只对级进行分析。级是由叶轮和导叶组成的。由于其不同半径上轴向流动面均处于离心力场的作用下，气流参数是变化的，因而气动叶片一般沿叶片高度方向呈扭曲状。为了便于研究其不同半径流面上的气体流动，习惯上是把同一半径上的环形叶栅展开呈平面叶栅来研究，这种平面叶栅包括动叶和导叶叶栅的组合，称为基元级。可以看出，气流流经同一环形叶栅所有叶片时，其流动条件是相同的。级可以看成是由无穷多个基元级组成的。任意半径上基元级的气体流动情况如图 2-1(a)所示。在叶轮进口 1流以绝对速度1于叶轮以圆周速度1相对于叶轮而言，气体以相对速度1而在 1c 、 1u 、1样，在叶轮叶栅出口，气体以相对速度2，出口圆周速度2叶轮叶栅出口绝对速度2样，在 2面，由2w、2u、2了研究方便起见，习惯上将进、出口速度三角形画在一起，如图 2-1(b)所示。中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 10 图 2 1 任意半径上基元级的气体流动其中1 1c 和2向分速度，、分别表示气体绝对速度和相对速度方向与旋绕方向之夹角，即气流角。对于圆柱体积级的基元级的流动，12u u u。由于轴流通风机中的压力很小，气体的密度看成不变12 ，故有12z z zc c c。在导叶中，因无牵连速度的影响，故气流以2c、方向角2流入导叶叶栅，并以流出 3c 、3，不存在度度三角形。在多以通风机中，一般取3131。由叶轮进出口速度三角形的几何关系可得气流的平均相对速度 22m z m uw c w (2 (2式中圆周方向的投影。中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 11 12 um u u c (212u u uw w w (2可以看出，当12u u u时 1 2 2 1u u u u u uw w w c c c (2为扭速，它表征气流在叶栅中的偏绕现象。m和通风机计算中的重要参数。轮对气体的功在分析了级中气体流动情况以后，就可以研究叶轮对气体做功的大小。由欧拉方程式，叶轮叶栅传给每公斤气体之功或理论能量头为 2 2 1 11t u uh c u c (2考虑 12u u u到，则有 21t u c (2通风机理论全压为 21t u u up u c c u (2式中气体密度。中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 12 通风机的实际全压力为 h u c (2式中通风机的全压效率； p 通风机实际全压。式 (2通风机计算的基本方程。式 (2可以写成另一种形式，由基元级速度三角形知 2 1 2 2 1 1c o s c o st u up u c c u c c (2当12z z zc c c时 2 2 2c o s c o u c1 1 1c o s c o u c 12c o t c o u c (2从式 (2知，增加风压有下列三种途径：（ 1）增加叶轮的圆周速度，但它受叶片材料强度和其他条件的限制。（ 2）要使 0，必须 21 。 21 称为气流转折角。增大气流转折角可以增加，但气流转折角太大将引起效率的急剧下降，一般等于 40 45 。（ 3）增加轴向速度可增加但主要增加动压头。一般的轴流通风机 3 0 4 0zc m s m s （最大可达 60。由上述分析可以看出，由于各种条件的限制，单级轴流通风机的增压是不大的，很少超过 2150 中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 13 应度和预旋在叶轮中增加的理论静压与叶轮之理论全压之比，称为反应度。 (2由欧拉方程知，因12u u u，故通过叶轮之理论静压升为： 22122w w (2将 2 2 211w c， 2 2 222w c代入上式 22121 2 1 222s t u uu u u um u up w ww w w (2通过叶轮之理论全压升为 u c(2代入式 (2 m u u m w wu c u (2由式 (2知，不同反应度就是不同的速度比值，也就是具有不同的基元级速度三角形的图形。反应度是重要的特性参数之一，的大小不仅表示叶轮中动压能与中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 14 静压能之间的关系，而且影响级的气流参数、固定元件的运行条件及轴向力的大小。由式 (2 1 2 1 21 2 1 2221122m u u u u uu u u uw w w u c u cu u uc c c cu u u (2由式 (2速度三角形可看出，若 u 、zc、变，只要改变即可改变基元级。称为气流预先旋转，简称预旋；这种预旋一般由前导叶完成。当时，1 0称为负预旋；当时，1 0称为正预旋。中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 15 3 叶轮设计计方法目前，轴流通风机的设计方法主要有两种，一是利用单独翼叶对空气动力试验所得到的数据进行设计，称为孤立叶型设计法。另一种是利用叶栅的理论和叶栅的吹风试验结果来进行设计，成为叶栅设计法。对于轴流通风机来说，由于叶栅稠度 ()不大，一般 1可以把叶片当作一个个互不影响的孤立叶片，按孤立叶型设计法设计，即假定孤立叶型的升力系数系数于此法计算简便迅速、实验数据较完整、计算结果也较准确可靠，因而国内外都采用孤立叶型设计法设计轴流通风机，特别是对于压轴流风机，可获得很好的结果。其实无论采用何种叶型数据及计算公式，其基本理论都是一致的，只不过表现形式略有不同。由上面两种方法的比较，本次设计中对叶轮的设计采取孤立叶型。计要点机中负载的分配前后两级叶轮的负载关系所谓负载是指气流通过叶轮的压强增益。两级叶轮之间的负载分配是设计中的一个重要问题。第一级动叶是后扭型 ,而第二级是预扭型。重点讨论前后两级动叶有相同转速的情况。这时 ,后者气流与叶片之间的相对速度比较大 ,这就决定了第二级的负载可以适当增大。若使第一级的负载大于第二级 ,显然是不合适的。由于第一级气流相中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 16 对速度小于第二级 (即使两级的负载相同 ,前后叶片的相对速度比值v1/围是 (要求第一级有相同甚至更大的负载 ,势必需要增大叶片的升力系数或迎角 ,但这是很有限度的 ,升力系数或迎角过大很容易引起气流分离甚至失速 ,出现气流脉动和叶片振动的现象 ,而且 ,脉动气流对第二级的影响更甚于第一级对于后者 ,气流脉动是全流场的 ,不像第一级那样一般仅发生在翼型后部。例如 ,有的对旋式通风机 ,第一级叶轮发生失速 ,将会导致第二级叶片出现更为剧烈的振动甚至断裂。若第二级叶轮由较大功率的电机驱动可以使第二级的负载大于第一级。但一般前后两级电机功率相同 ,由于第二级气流相对速度大 ,虽然可能有比较大的负载 ,但速度大会使摩擦损失加大 ,因而效率降低 ,如在两级负载相同的情况 ,第二级叶轮效率比第一级下降 6 个百分点左右 ,因而电机功率消耗增大为践中对旋式通风机经常发生第二级电机烧毁的现象 ,其根源在于工作条件恶劣以及功率消耗比较大。所以在前后两级叶轮由相同电机驱动的情况下 ,不应该使第二级的负载大于第一级。综上所述 ,应该使前后两级叶轮有相同的负载要求 ,即 1/。级叶轮速度三角形分析当两个叶轮的圆周速度速度三角形如图 3可看出第二级入口前的气流具有负的旋绕速度 12 中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 17 图 3 1 对旋轴流通风级叶轮的速度三角形对旋轴流通风机每个叶轮的气动计算方法和普通轴流通风的完全相同。在本次设计中采用了两台相同型号的电动机，则两级叶轮的圆周速度且第二级叶轮出口气流旋绕速度22假设为零，同时分配每级所产生的理论全压为通风机理论全压得一半。在此条件下，使12致使第一级叶轮的负荷系数大于第二级的，加之12，将导致每级叶轮的叶片数目、叶片宽度及叶片安装角等的不同，在以下的计算结果中都有所体现。型的选择从目前的资料来看，可用于孤立翼设计方法的翼型有三类。一是平底或接近于平底的翼型；二是等厚圆弧板翼型；三是 65系列中的某些翼型。有一是 65系列中的某些翼型由与 65系列自成体系，翼型及叶片中弧线的绘制方法与一般不同，在国内很少使用。已有的性能良好的机翼或螺旋叶型均可作为风机的翼型叶片的原始叶型。叶型的种类很多，如： 20 世纪初英国发表的型，美国中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 18 空咨询委员会）早期研究发表的型，参照英国螺旋浆翼型加以修改而得到的国哥廷根大学在 20 世纪初研究发表的葛廷根 (型等。由对这几种叶型的研究可知，任何一种具有尖后缘的机翼叶型，都可在较宽广的攻角范围内工作。各种叶型的空气动力特性，只有数量上的差别，而无实质上的区分。因而可以说，对已有的任何一种叶型，只要在无分离的攻角最佳范围内，均可被采用于设计中。圆弧板叶型的优点是制造方便，但效率比机械翼型叶片低。在风冷和一般通风换气用之轴流通风机上，这种圆弧板叶型应用较多。不同翼型的最佳升力系数阻比 11翼型相对厚度c 、失速性能及冀型形状等都有些差别。他们对叶片尺寸、全压效率、稳定工作区域及叶片制造难易等会有不同程度的影响，设计者可根据设计要求，对不同冀型的性能进行分析比较后，来选择合适的翼型。例如，小功率通风机从制造简便及降低成本等角度出发，可采用等厚圆弧板翼型；功率较大的通风机可选用机冀型翼型。为减小叶片尺寸可选用了提高效率可选用升阻比型；为了扩大通风机稳定工作区域可选择脱流电推迟的翼型。为了得到高的全压系数，有时采用开襟翼型。在所查找的资料中，对旋式通风机翼型多选择次设计采用了图 3 2 型中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 19 面尺寸列于下表：表 3距前缘坐标 (%)5 10 20 30 40 50 上表面坐标%)前缘坐标 (%)60 70 80 90 r1 表面坐标%)：图 3 3 型性能曲线动机的选择本次设计中选用的是防爆轴流式通风机配套的专用电动机，防爆性能符合 2炸性气体环中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 20 境用隔爆型电器设备 “d” 的规定，并吸收国际上同类产品的优点自行设计制造的，具有体积小，效率高，温升裕度大、噪声低、启动及运行性能好等特点。其结构说明如下：（ 1）电动机的外壳防护等级为可以制成（ 2）电动机防爆零件材质：机座、端盖采用钢板焊成，其余防爆零件一般采用高强度灰口铸铁（ 3）本系列电动机定子采用环氧聚酯薄膜补强粉云母箔经模成型线圈，导线采用粉云母带绕包薄膜绕包扁铜线。（ 4）本系列电动机采用自扇冷却方式。在机座周围沿圆周方向分布有钢管组成的管道冷却器，在转子两端装有离心式内风扇。转子转动后，内风扇搅动电动机空腔内部的空气，将电动机定、转子产生的热量带给管道冷却器，安装在电动机非轴伸端的外风扇驱动冷风通过冷却器管子内部，将电动机的热量带走。由于电动机内部的循环气流走向与管道冷却器成垂直正交，故称为正交热交换方式。（ 5）电动机具有一个或两个圆柱形轴伸。（ 6）电动机定子绕组为（ 7）电动机的按装结构型式为（ 8）电动机采用滚动轴承，轴承牌号见注油牌的规定，电动机有不停机加油装置，应按注油牌上规定定期给轴承补充润滑脂。（ 9）本系列电动机轴承润滑脂采用 3号锂基润滑脂，加入量为轴承室内腔的 23 。（ 10）系列电动机接线盒位于机座水平侧部，也可根据用户需要在制造时改变。接线盒内设有 3个铜质接线螺栓，供连接电缆用，接线盒内另一钢质接线端子供接地用。接线盒可制成适用铠装和橡套电缆结构。中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 21 （ 11）根据用户需要可以设加热装置及定子线圈测温装置，加热器总功率为 630800w，使用单相交流 220v 电源。测温元件为出三支备用三支。线圈温升不得超过 90K。（ 12）加热器及测温元件的接线示意图分别如下：加热器接线图定子绕组测温接线图图 3 4 加热器及测温元件的接线示意图防爆要点： (1) 本电机在结构设计时，充分地考虑到，当爆炸性混合物侵入电动机内部，因某种原因发生爆炸，而不致引起电动机外部爆炸性混合物爆炸，为此，保证电动机外壳强度和组成外壳的各零部件间的结合面间隙和长度，以及限制外壳表面温度是保证隔爆性能的关键条件。 (2) 组成电动机隔爆外壳的所有隔爆零部件，加工后进行水压实验，实验压力不小于 130 。 (3) 组成电动机隔爆外壳的各零部件间的结合面的间隙或直径差和隔爆接合面的长度不超过规定，隔爆接合面的表面粗糙度不低于 (4) 为防止点燃周围环境的爆炸混合物，电动机在额定工作状态下，外壳最高表面温度不超过 130 。 (5) 为了保证隔爆外壳的隔爆性能，连接用的紧固螺栓装有防松垫圈以防止螺栓自行松脱，螺栓和不透孔紧固后，还留有大于 2倍防松垫圈厚度的螺栓余量，外壳上的不透螺孔其周围及底部的厚度须不小于螺栓直径的三分之一，至少为 3 (6) 本系列电动机主接线盒内部，裸露带电部分之间，裸露带电部分中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 22 之间与金属外壳之间的电气间隙不小于 606 10010爬电距离不小于 906 125（ 10接线盒内有三个铜质接线螺栓，螺栓上装有压线板。连接铜芯电缆时，将电缆心线直接压在压线板之间，但电缆芯线的长度不允许超过压线板的长度，然后螺母压紧之。接线盒内的绝缘套采用按国家标准的规定进行制造和实验。接线盒的进线口适用于环氧树脂电缆头或尼龙电缆头。为了保证电动机接线盒引入电缆处的隔爆性能，在进线口处用弹性密封圈密封，密封圈的邵尔氏硬度 4555，密封圈尺寸见图。其材料能承受爆炸性气体环境用电器设备第一部分：通用要求规定的老化实验要求。密封圈必须在接线盒座与接线盒盖之间正确装配好后方可置入接线盒的进线口，密封圈的内孔必须卡紧在电缆斗的尾部或电缆的外皮上，并用接线盒斗牢固压紧，使密封圈和电缆间以及密封圈和接线盒斗间严密无缝隙，否则不能达到防爆要求。使用铠装电缆时，接线盒外部设有接地螺栓，供铠装电缆的铠装钢带接地之用。接线盒的接线盒斗上设有卡板。电缆接线完毕后，用卡板将电缆牢牢紧固在接线盒斗上。接线完毕后，用力拉电缆不得有串动现象，以确保其紧固。若拥护 2需要钢管布线，则使用带螺纹的接线盒斗与钢管紧密配合，电缆通过钢管与电源相接。 (7) 本系列电动机的隔爆零件有：机座（包括通风道）、端盖、内盖、轴承套、接线盒套、绝缘套、接线螺栓、密封圈、接线盒盖以及紧固件等。本次所用电机如下：该系列电动机制成隔爆型，防爆标志为 d 、 d d分别适用于煤矿井下及工厂 A 级、 B 级，温度组别为的可燃性气体或蒸汽与空气形成爆炸性混合物的场所。防护等级：主题外壳国矿业大学 2009 届本科毕业设计 23 接线盒：却方式：缘等级： B 额定电压： 380V 额定频率： 50装形式：号说明：图 3号说明图 3 5 机的结构图中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 24 轮主要参数的选取毂比 v 轮毂比 v 是一个重要的结构参数，对风机的压力、流量、效率等都有影响。因而，当通风机的压力、流量和转速为一定的情况下，轮毂比 v 就不能任意选取。由下式 2 s i n mz t u c (3可看出，轮毂比 v 与风机的全压 p 成正比，与成反比。说明，当风机的压力或压力系数较高时，应取较大的轮毂比。但轮毂比过大，叶片就过短，叶片流道中的气体流动损失增加，使风机性能恶化，效率降低，并增加尾部扩散筒的轴向尺寸。从式 (3可看出， v 与果选取的圆周速度较大时，可以选择较小的轮毂比；对于风压高、流量小的风机，可去较大的 v 值。但是，轮毂比过小，对风机的性能也是不利的，会引起叶片根部气流发生分离。另外，从结构方面看，轮毂比过小，会使叶片变得很长，给叶片的布置带来困难，尤其是在动叶可调的情况下，更是如此。一般轮毂比的选择范围是： (3当通风机级的方案采用单独叶轮时，可取。对于其他方案的通风机，可取，也有取 v 低于中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 25 图 3 6 轮毂比与轮外径选择合理的轮毂比后，另一个重要的问题就是确定叶轮外径tD。所要求的风机全压和流量已给确定的情况下，当转速给定时，风机的叶轮尺寸据大量试验研究的统计结果，人们发现叶轮尺寸p 、流量用 22r=(3查得系数可求得叶轮尺寸60p=代入式 (3：中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 26 260n (3式中 p 风机的全压，气体的质量密度， 3/kg m ，则对于标准状态下的空气，取 31 /kg ，则 7 7 3由式 (3式 (3出的叶轮外径降低噪声的角度出发，应取 6 0 / 8 0 /tu m s m s :，但是，当叶轮直径一定时，过低的圆周速度，将降低风机的流量和压头。在流量和压头给定的情况下，过低的前可取m a x 130 /tu m s。型相对厚度 c 的选择同一翼型，增加 c 时可以增加升力系数是翼型的升阻比了提高通风机的全压效率，目前在轴流通风机中，一般采用中等厚度的翼型，沿叶片高度 c 可选为常数或按某种规律变化。按等环量设计叶片时，叶片根部负荷系数较大，可选用较大的 c 以减少叶根处的叶片宽度h ， h 的减小可使整个叶片扭曲的小些制造较方便，为了增加叶片根部的强度， c 也可以选的大些。中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 27 力系数在轴流通风机气动计算中，为使通风机获得高的全压效率，对于扩压式叶栅，必须在最大升阻比及其附近的区域内选择翼型的升力系数。为了减小叶片尺寸，则应尽可能选择较大的值，但必须留有足够的域度，避免产生脱流，以提高通风机运转的可靠性，这可以从下述两种情况来考虑：一是管网等几孔不变或变化较小时，如地铁通风机，可取m a x( 0 . 8 0 . 9 )当叶片安装角可调时，该值指的是最大叶片安装角时的升力系数。应当指出，按这种方法选择升力系数算工作点距脱流工况点较近，通风机工作区域会窄些。二是管网登积孔变化很大时，例如矿井主通风机，按等环量设计叶片环时，从叶顶到叶根负荷系数逐渐增加的，为了不使叶根处的叶栅稠度过大，从叶顶到叶根逐渐增加升力系数片数 Z 由气动基本方程式 4 （ 3 及式 0 2 uy (3可知，当叶栅之速度三角形不变时，则mw，p 值不变。也就是说，中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 28 要求( )!y n r - 或0t 具有一定的值。对于已选定的孤立叶型来说，在额定工况下，其升力系数而叶片数的改变，意味着变更叶片弦长 b 。叶片数 Z 增加，则 b 减小； b 增加。对于同一轮毂比和叶片弦长 b 而言，叶片数 Z 增加，则叶栅稠度 )将引起叶栅升力系数的下降，并使得流道内的流动

温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。