轴流通风机最佳结构设计与技术细节处理吴乗礼/长春花园机械有限公司分享到I摘要：提出了轴流通风机最佳结构设计问题，着重对产品结构型式合理化和技术细节处理规范化进行了论述。关键词：轴流通风机；最佳结构；设计；技术细节；处理中图分类号：TH432文献标识码：BOptimalStructuralDesignandTechnicalDetailsTreatmentofAxialFlowFanAbstract:Thispaperhaspointedouttheoptimalstructuraldesignproblemsinaxialflowfan.Especially,thispaperhasfocusedontherationalizationofproductstructureandtechnicaldetailstreatmentstandardization.Keywords:axialflowfan;optimalstructure;design;technicaldetails;treatment0引言轴流通风机气动设计计算完成之后要进行结构设计。气动设计解决的是产品性能的先进性，结构设计解决的是产品结构的合理性、使用的可靠性和维护的简便性等，并提供用于指导生产的设计图样。结构设计与气动设计密不可分并相互协调。以往，国内业界在轴流通风机气动设计与性能上研究论述较多，在结构设计上论述颇少。与离心通风机相比，轴流通风机研发不成功的机率较大［1］，究其原因：一是结构设计与气动设计之间的协调处理不妥；二是结构设计最佳化及其技术细节处理不当。轴流通风机结构设计最佳化是产品结构设计的期望，通常是依据空气动力学、结构力学、材料学和工艺学等基础知识以及相关标准为指导，结合设计者的实践经验，进行具体设计实现的。轴流通风机结构设计最佳化应包含产品结构形式的合理化、产品结构组成的模块化、产品结构技术细节处理的规范化、产品寿命的最大化以及产品维护的简便化等内容。本文将着重对产品结构型式的合理化和技术细节处理规范化进行研讨。1关于结构型式的合理化轴流通风机产品结构型式是依据气动略图确定的。产品结构型式的合理化是结构设计的前提和依据。对于管道轴流通风机，按叶尖处的流速系数和压力高低XT大致分为三类［1］。叶尖处流速系数定义为：八=Va/flR=60Va/7iDn，其巾Va为轴向速度；为叶轮旋转角速度；D=2R为叶轮直径、半径；n为叶转工作转速。1)A<0.2,此类风机压力较低，轮毂比较小(<0.4),单级叶轮，无导叶。2)A=0.2〜0.4,此类风机压力较高，轮毂比较大，通常在0.5〜0.7,单级叶轮常有导叶。3)A〉0.4,由于单级叶轮的风机压力受到了限制，为进一步提高压力，此类风机采用了多级型式，如二级或三级等。上述三类风机，在进行具体结构设计吋，可以有不同的结构安排或配置，从而有个合理性的问题，下面将分別加以论述。1.1单级叶轮风机(R级)国内有T35,T40轴流通风机系单叶轮，用于一般用途的通风换气。T35,T40的结构型式见图1和图2。由图1可知，T35风机带有头罩，电动机通过支承杆与风筒相连接。进U气流经过集流器和头罩后进入叶轮，确保了均直的入流条件。流出气流经支承杆和电动机后，较少加剧气流分离。由图2可知，T40的进U气流经过集流器后，首先遇到电动机及其支承板，致使进入叶轮的气流为旋流，均直气流受到破坏。必须指出的是，设计轴流通风机时，要求从进U壁面到叶轮处的气流应该是轴向的和不发生分离的；即稳定的、无旋转的和轴对称的进流是设计所必要的先决条件。对比图1和图2,T35的结构安排比T40更力合理，T35的压力损失要小于T40,T35的性能必定优于T40这里需要说明的是，T35、T40的性能初始都是按GB1236-1976标准，按环面积计算风机动压的。后来，风机行业将T35又按GB1236-85标准重新测试，采用出U圆面积计算风机动压，并按大、中、小三种机号分别给出全压效率值。而T40至今仍是以环面积计算动压的，.其全压效率是偏高的。1.2叶轮+后导叶风机(R+S级)这种结构型式在电站锅炉鼓、引通风机和矿井主通风机上都有应用。H前这种结构大致有两种不同和安排，见图3和图4。I.头.奧光器叶轮以.电动机外包萨|＜头5」•功汽H‘3•叶轮:4•忘译•:f下蟫芯硭i又电动f'L/v后呆I:IT乐*£；^=6.电动承板r.m动FLiH电动ft外m阍3FUS级35**级图3和图4均为电动机内置与叶轮直联。图3的进口气流经由集流器和头罩再进入叶轮和后导叶，均直的入流条件得到保证。为减少流道内气流的压力损失，电动机被封闭的外筒乜围，并外包筒的直...