风扇设计经验

Design Guideline

1.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, 40mm~92mm（含）為（size+12）／104mm,

92m以上為1.0～1.2mm

2、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/10mm

5、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 0.5mm

7、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1.0mm~1.5mm，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)/100mm

12、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Ｋ值彈簧，重量愈大Ｋ值愈大

2、彈簧壓縮量不宜過大約2~2.5mm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30~50

5、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1~2mm

3、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)/100mm

b、葉片厚度size/40mm

c、翼型末端需保持0.3mm

d、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 MIN

2、離心扇葉

a、軸殼厚度(60+size)/100mm

b、葉片厚度size/80mm，若小於40mm則須保持0.5mm

c、若使用支撐肋固定輪葉，等效直徑需為size（肋條數n*6）mm

d、若使用圓盤支撐輪葉，圓盤厚度thickness=size/60mm

e、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0.8~1.5mm

3、扇框

a、軸承套筒厚度Bearing OD/10mm MIN

b、支撐銅套料厚Bearing OD/6mm MIN

c、軸承定位肋條寬度Bearing OD/10mm MIN

d、軸承座底部肉厚SQR(size/30)mm MIN

e、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0.6~1.0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 MIN

g、軸承座支撐肋條等效直徑size(6*助條數Ｎ)mm MIN

h、靜葉最大肉厚size/22.5*SQR(肋條數Ｎ)）MIN

i、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、COVER

a、肉厚需大於0.4mm

b、COVER腳長需考慮實際繞線高度

c、P IN腳孔直徑需小於方PIN邊長0.02~0.04mm

5、鐵殼

a、厚度t : 50mm以下（含）為0.5mm MIN, 50mm~92mm(含)為0.8mm，92mm以上為

1.2mm

b、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0.5~1.0mm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0.2~0.4mm為宜

7、塑膠融接頭高度以0.8~1.2mm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

R1.0~2.0mm

2、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

不平衡量允許值=G值*9550/RPM*重量/配平半徑

機種G值RPM重量(g)配平半徑(mm)不平衡量允許值(mg*mm)不平衡量允許值(mg) 60X15 6.354009.3413.5104.0637.708 70X15 6.3430014.615204.281162813.61874419 70x20554002214.4194.53703713.50951646 40x28 6.3130001311.560.165 5.23173913