9-19离心风机设计说明书

毕业设计(论文)

专业机械制造及自动化

班次10113

姓名李志鹏

指导教师黄兆飞

毕业设计任务书

专业___机械制及自动化______________

班次___ 10113_____________

学生姓名___李志鹏____________

指导教师____黄兆飞_______

设计评分_________________

二0 年月日

设计(论文)题目：9-19高压冷却风机设计与有限元分析专题：

任务开始日期：20 年月日

任务完成日期：20 年月日

设计人:李志鹏

同组人:

等人指导教师（签名）:

教研室

主任

(签名）:

系主任（签名）:

毕业设计评语

目录

一.摘要 (7)

二.离心式通风机的结构及原理 (8)

三.离心风机的设计任务与要求 (12)

四.离心风机的设计方法一 (13)

1.设计原理：相似性原理 (13)

2.利用相似原理所能解决的问题 (13)

3.风机的相似设计 (16)

五．离心风机的设计方法二 (18)

1.叶轮气动设计 (18)

2.确定蜗壳尺寸及轮廓 (25)

3.集流器设计 (26)

六.风机的有限元分析 (26)

1关于有限元： (26)

2基于Inventor的叶轮有限元分析： (27)

3.分析并求出叶轮厚度 (30)

4.对调整后的叶轮整体进行有限元分析 (31)

七.离心风机的强度校验 (36)

1.叶轮零部件强度分析的传统计算方法 (37)

1.1叶片的强度计算 (37)

2.1叶轮前的强度计算 (39)

2.2叶轮后盘强度的校验 (41)

3.1叶轮用铆钉强度计算 (42)

4.1叶轮轴盘的设计计算 (42)

八.风机的固有频率校核 (42)

1.叶片的震动校核 (42)

九.通风机的降噪 (45)

1.噪声的概念 (45)

2.降噪方法 (45)

十.总结 (47)

十一.参考文献 (49)

致谢 (50)

一.摘要

研究一个良好的风机对生产具有很大的意义。合理设计、选择和使用风机，关系到安全生产和职工身体健康，对主要技术经济指标也有一定影响。本设计查阅有关离心式通风机设计的技术资料，严格执行相应的标准，参照现有的在实际应用的风机设计加工的图纸，对相应的尺寸、技术要求等借鉴经验。主要采用了相似性设计方法与有限元分析法相结合的方法，设计出风机的主要尺寸，并进行校验。

此外本文尝试使用多种方法进行校验，并比较其中的不同。所使用的动力学公式来自书籍、网络与期刊。可能有不当的错误借鉴，切不可作为设计依据。

关键词：离心式通风机；有限元；动力学计算。

ABSTRACT

A good fan of the production of great significance. Rational design, selection and use of wind turbines, related to the safety and health of workers, on the main technical and economic indicators also have some impact. The design of access to the relevant centrifugal fan design tech-nical information, strict implementation of appropriate standards, with reference to the practical application of existing fan design and pro-cessing of the drawings, the corresponding size, technical requirements, etc. draw experience. Mainly adopted similar design methods and finite element analysis method are combined to design a wind turbine main di-mensions, and for verification.

Besides, the paper attempts to use a variety of methods used to veri-fy and compare them differently. Kinetic equations used from books, network and journals. Errors may have improper reference, must not be used as the design basis.

Keywords: centrifugal fan; finite element; dynamics calculations.

二.离心式通风机的结构及原理

通风机是依靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体的机械，它是一种从动的流体机械。通风机广泛用于工厂、矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘和冷却；锅炉和工业炉窑的通风和引风；空气调节设备和家用电器设备中的冷却和通风；谷物的烘干和选送；风洞风源和气垫船的充气和推进等。

通风机的工作原理与透平压缩机基本相同，只是由于气体流速较低，压力变化不大，一般不需要考虑气体比容的变化，即把气体作为不可压缩流体处理。

能有很大影响。叶轮经静平衡或动平衡校正才能保证通风机平稳地转动。按叶片出口方向的不同，叶轮分为前向、径向和后向三种型式。前向叶轮的叶片顶部向叶轮旋转方向倾斜；径向叶轮的叶片顶部是向径向的，又分直叶片式和曲线型叶片；后向叶轮的叶片顶部向叶轮旋转的反向倾斜。

前向叶轮产生的压力最大，在流量和转数一定时，所需叶轮直径最小，但效率一般较低；后向叶轮相反，所产生的压力最小，所需叶轮直径最大，而效率一般较高；径向叶轮介于两者之间。叶片的型线以直叶片最简单，机翼型叶片最复杂。

为了使叶片表面有合适的速度分布，一般采用曲线型叶片，如等厚度圆弧叶片。叶轮通常都有盖盘，以增加叶轮的强度和减少叶片与机壳间的气体泄漏。叶片与盖盘的联接采用焊接或铆接。焊接叶轮的重量较轻，流道光滑。低、中压小型离心通风机的叶轮也有采用铝合金铸造的。

轴流式通风机工作时，动力机驱动叶轮在圆筒形机壳内旋转，气体从集流器进入，通过叶轮获得能量，提高压力和速度，然后沿轴向排出。轴流通风机的布置形式有立式、卧式和倾斜式三种，小型的叶轮直径只有100毫米左右，大型的可达20米以上。

小型低压轴流通风机由叶轮、机壳和集流器等部件组成，通常安装在建筑物的墙壁或天花板上；大型高压轴流通风机由集流器、叶轮、流线体、机壳、扩散筒和传动部件组成。叶片均匀布置在轮毂上，数目一般为2～24。叶片越多，风压越高；叶片安装角一般为10°～45°，安装角越大，风量和风压越大。轴流式通风机的主要零件大都用钢板焊接或铆接而成。

斜流通风机又称混流通风机，在这类通风机中，气体以与轴线成某一角度的方向进入叶轮，在叶道中获得能量，并沿倾斜方向流出。通风机的叶轮和机壳的形状为圆锥形。这种通风机兼有离心式和轴流式的特点，流量范围和效率均介于两者之间。

横流通风机是具有前向多翼叶轮的小型高压离心通风机。气体从转子外缘的