軸流式通風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)word格式

1、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)2012屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 姓 名：顧昊 學(xué) 號(hào)：22080948專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械工程及自動(dòng)化 設(shè)計(jì)題目： 軸流式通風(fēng)機(jī) 專(zhuān) 題：指導(dǎo)老師： 楊雪峰 職 稱(chēng)：講師年 月 徐州中國(guó)礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)專(zhuān)業(yè)年級(jí) 機(jī)自08-1班 學(xué)號(hào) 22080948 學(xué)生姓名 顧昊 任務(wù)下達(dá)日期： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)日期： 年 月 日至 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：軸流式通風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)專(zhuān)題題目：JBT62軸流式通風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容和要求：JBT62軸流式通風(fēng)機(jī)總體方案設(shè)計(jì)，葉輪的設(shè)計(jì)，殼體、集流器、疏流罩、擴(kuò)散器 、校核計(jì)

2、算、外文翻譯等。指導(dǎo)教師簽字：鄭重聲明本人所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)，是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果。所有數(shù)據(jù)、圖片資料真實(shí)可靠。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計(jì)的研究成果不包含他人享有著作權(quán)的內(nèi)容。對(duì)本論文所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個(gè)人和集體，均已在文中以明確的方式標(biāo)明。本論文屬于原創(chuàng)。本畢業(yè)設(shè)計(jì)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬與培養(yǎng)單位。本人簽名： 日期： 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師評(píng)閱書(shū)指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)（基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；獨(dú)立解決實(shí)際問(wèn)題的能力；研究?jī)?nèi)容的理論依據(jù)和技術(shù)方法；取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)；工作態(tài)度及工作量；總體評(píng)價(jià)及建議成績(jī)；存在問(wèn)題；是否同意答辯等）：成 績(jī)

3、： 指導(dǎo)教師簽字：年 月 日中國(guó)礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)閱教師評(píng)閱書(shū)評(píng)閱教師評(píng)語(yǔ)（選題的意義；基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力；工作量的大??；取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)；寫(xiě)作的規(guī)范程度；總體評(píng)價(jià)及建議成績(jī)；存在問(wèn)題；是否同意答辯等）：成 績(jī)： 評(píng)閱教師簽字：年 月 日中國(guó)礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯及綜合成績(jī)答辯情況提出問(wèn)題回答問(wèn)題正確基本正確有一般性錯(cuò)誤有原則性錯(cuò)誤沒(méi)有回答答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ)及建議成績(jī)：答辯委員會(huì)主任簽字：年 月 日學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組綜合評(píng)定成績(jī)：學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組負(fù)責(zé)人：年 月 日摘 要在礦井掘進(jìn)巷道時(shí)，為了供給工作人員呼吸新鮮空氣，稀釋掘進(jìn)工作面的瓦斯及產(chǎn)生的有

4、害氣體，礦塵，創(chuàng)造良好工作條件，必須對(duì)掘進(jìn)工作面進(jìn)行通風(fēng)。目前對(duì)掘進(jìn)工作面進(jìn)行通風(fēng)的主要設(shè)備為JBT系列軸流式通風(fēng)機(jī)。本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容是對(duì)JBT62軸流式通風(fēng)機(jī)總體方案和通風(fēng)機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，機(jī)械傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)，對(duì)軸流風(fēng)機(jī)工作原理，主要工況參數(shù)的意義的掌握。具體內(nèi)容包括：通風(fēng)方式的選擇，總體結(jié)構(gòu)方案的確定，軸的設(shè)計(jì)和校核計(jì)算，葉輪的設(shè)計(jì)和校核計(jì)算，導(dǎo)葉的設(shè)計(jì)計(jì)算，疏流罩、擴(kuò)散器和集流器的設(shè)計(jì)和選擇，殼體的設(shè)計(jì)，通風(fēng)機(jī)消聲裝置的設(shè)計(jì)，電機(jī)的選擇和固定方式的設(shè)計(jì)，聯(lián)軸器、鍵和法蘭等零件的選型校核。關(guān)鍵詞 軸流風(fēng)機(jī) ；局部通風(fēng)設(shè)備 ；機(jī)械設(shè)計(jì)AbstractWhen mine pit tunne

5、ling tunnel, breathes the fresh air for the supplies staff, the noxious gas which the dilution tunneling working surface's gas and produces, the mine dust, the creation good working condition, must carry on to the tunneling working surface ventilates. At present carries on the well ventilated ma

6、jor installation to the tunneling working surface is the JBT series axial flow type ventilator.This design's content is to the JBT62 axial fans flow type ventilator overall concept and the ventilator gross structure design, mechanical drive part design, to axial-flow fan principle of work, main

7、operating mode parameter significance grasping. The actual content includes: Ventilates the way the choice, the gross structure plan determination, the axis design and the examination computation, impeller's design examines and examines the computation, guide vane's design calculation, spars

8、e class cover, diffuser and current collector design and choice, shell's design, ventilator muffler design, electrical machinery's choice and fixed way design, components and so on shaft coupling, key and flange shaping examinations.Keywords Axial fans Local ventilation equipment Mechanical

9、design1 緒論1.1選題的意義在煤礦井下開(kāi)采時(shí)，不但煤層中所含的有毒有害氣體（如等CH4、CO、H2、SCO2等）會(huì)大量涌出，而且伴隨著采煤過(guò)程還會(huì)產(chǎn)生大量易燃易爆的煤塵；同時(shí)，由于地?zé)岷蜋C(jī)電設(shè)備散發(fā)的熱量，石井下的空氣溫度和濕度也隨之升高。這些有毒的氣體、過(guò)高的溫度以及容易引起爆炸的煤塵和瓦斯，不但嚴(yán)重影響井下工作人員的身體健康，而且對(duì)礦井安全也產(chǎn)生了很大的威脅。因此，通風(fēng)在煤礦生產(chǎn)作業(yè)中具有不可忽視的作用。礦井通風(fēng)的主要?jiǎng)恿κ峭L(fēng)機(jī)。通風(fēng)機(jī)是用于輸送氣體的機(jī)械，從能量的觀點(diǎn)來(lái)看，它是把原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w能量的一種機(jī)械?？梢哉f(shuō)它是礦井的“肺臟”。其日夜不停地運(yùn)轉(zhuǎn)，加之其功率大，因

10、此其能耗很大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)部屬煤礦主要通機(jī)平均電耗約占礦井電耗的16%。風(fēng)機(jī)用電約占全國(guó)發(fā)電量的10%；另?yè)?jù)1988年原冶金部的規(guī)劃資料，我國(guó)金屬礦山的風(fēng)機(jī)用電量占采礦用電的30%；鋼鐵工業(yè)的風(fēng)機(jī)用電量占其生產(chǎn)用電的20% ；煤炭工業(yè)的風(fēng)機(jī)用電量占全國(guó)煤炭工業(yè)用電的17%。除此之外，輸送氣體的各種風(fēng)機(jī)在冶煉廠的輸送空氣，工廠車(chē)間、居民住房、影劇院、賓館以等的通風(fēng)和降溫方面也有廣泛的應(yīng)用。由此可見(jiàn)，風(fēng)機(jī)節(jié)能在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)中的地位和作用是舉足輕重的。因此研究設(shè)計(jì)一個(gè)好的風(fēng)機(jī)對(duì)節(jié)能有很重大的意義。所以合理的設(shè)計(jì)、選擇和使用通風(fēng)機(jī)，不僅關(guān)系到礦井的安全生產(chǎn)和煤礦職工的身體健康，而且對(duì)礦井的主要技術(shù)經(jīng)

11、濟(jì)指標(biāo)也有一定影響，并且對(duì)加快四化建設(shè)也有十分重要的意義。1.2通風(fēng)機(jī)的發(fā)展歷史通風(fēng)機(jī)已有悠久的歷史，在國(guó)內(nèi)外的得到了較快的發(fā)展，并取得了還多優(yōu)秀的成果。中國(guó)在公元前許多年就已制造出簡(jiǎn)單的木制礱谷風(fēng)車(chē)，它的作用原理與現(xiàn)代離心通風(fēng)機(jī)基本相同。1862年，英國(guó)的圭貝爾發(fā)明離心通風(fēng)機(jī)，其葉輪、機(jī)殼為同心圓型，機(jī)殼用磚制，木制葉輪采用后向直葉片，效率僅為40左右，主要用于礦山通風(fēng)。1880年，人們?cè)O(shè)計(jì)出用于礦井排送風(fēng)的蝸形機(jī)殼，和后向彎曲葉片的離心通風(fēng)機(jī)，結(jié)構(gòu)已比較完善了。1892年法國(guó)研制成橫流通風(fēng)機(jī)；1898年，愛(ài)爾蘭人設(shè)計(jì)出前向葉片的西羅柯式離心通風(fēng)機(jī)，并為各國(guó)所廣泛采用；19世紀(jì)，軸流通風(fēng)機(jī)已

12、應(yīng)用于礦井通風(fēng)和冶金工業(yè)的鼓風(fēng)，但其壓力僅為100300帕，效率僅為1525，直到二十世紀(jì)40年代以后才得到較快的發(fā)展。1935年，德國(guó)首先采用軸流等壓通風(fēng)機(jī)為鍋爐通風(fēng)和引風(fēng)；1948年,丹麥制成運(yùn)行中動(dòng)葉可調(diào)的軸流通風(fēng)機(jī)；旋軸流通風(fēng)機(jī)、子午加速軸流通風(fēng)機(jī)、斜流通風(fēng)機(jī)和橫流通風(fēng)機(jī)也都獲得了發(fā)展。在當(dāng)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中，由于風(fēng)機(jī)屬于在發(fā)電、化工等行業(yè)應(yīng)用范圍較廣的通用機(jī)械，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)具有重大影響，發(fā)達(dá)國(guó)家以及包括我國(guó)在內(nèi)的發(fā)展中國(guó)家對(duì)風(fēng)機(jī)產(chǎn)品的制造都很重視。世界上比較大的風(fēng)機(jī)制造國(guó)主要有日本、德國(guó)、意大利、瑞士、美國(guó)等。比較大的風(fēng)機(jī)制造商主要有日本的日立制作所、荏原制作所、三菱重工業(yè)株式會(huì)社、川嶼

13、重工業(yè)株式會(huì)社等；英國(guó)主要有詹姆斯豪登公司；德國(guó)有德馬格德拉瓦透平機(jī)械公司和KKK公司；瑞士主要有蘇爾壽公司等。風(fēng)機(jī)方面，我國(guó)國(guó)情不同于工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，中小型風(fēng)機(jī)是勞動(dòng)力密集型產(chǎn)品，附加值較低，先進(jìn)的工業(yè)國(guó)家不會(huì)再在技術(shù)和工藝方面大量投資，但仍在提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本、便于維護(hù)、環(huán)保四個(gè)方面注重對(duì)產(chǎn)品的改進(jìn)。國(guó)外先進(jìn)發(fā)達(dá)國(guó)家主要對(duì)技術(shù)含量高的離心、軸流壓縮機(jī)等大型風(fēng)機(jī)較為關(guān)注。一些著名廠商，如瑞士蘇爾壽公司不但生產(chǎn)風(fēng)機(jī)，還生產(chǎn)汽輪機(jī)、鍋爐、大型柴油機(jī)等用于大型項(xiàng)目的設(shè)備。對(duì)于風(fēng)機(jī)產(chǎn)品，國(guó)外公司在質(zhì)量上注重于提高機(jī)械效率及延長(zhǎng)使用壽命，向節(jié)約資源和節(jié)省能量方向發(fā)展；在成本上則加強(qiáng)新材料的研制，降低

14、物耗，并注重整個(gè)系統(tǒng)總成本的降低；在維護(hù)上從部件的通用化、維護(hù)換件簡(jiǎn)易化向自動(dòng)化、無(wú)需維修、節(jié)省人力方向發(fā)展；在環(huán)保方面，注重于謀求安全可靠、向低噪聲、低振動(dòng)等防公害技術(shù)方向發(fā)展。近幾年我國(guó)風(fēng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)通過(guò)加大科研投入，加強(qiáng)科研攻關(guān)和技術(shù)改造，采用新技術(shù)、新工藝、新材料努力開(kāi)發(fā)適銷(xiāo)對(duì)路產(chǎn)品，同時(shí)采用引進(jìn)技術(shù)、與國(guó)外合作等方式發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)品，使我國(guó)風(fēng)機(jī)行業(yè)企業(yè)在產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化、大型化、高效、節(jié)能、低噪聲等方面有了長(zhǎng)足進(jìn)步，出現(xiàn)了一大批處于國(guó)際先進(jìn)水平的產(chǎn)品，縮短了與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距。但就行業(yè)整體而言，一些歷史長(zhǎng)、包袱重的國(guó)有企業(yè)受資金、體制等因素困撓，技術(shù)水平較低。當(dāng)前世界先進(jìn)工業(yè)

15、國(guó)家大型風(fēng)機(jī)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的主要特點(diǎn)是：1) 以節(jié)能、節(jié)約資源為核心，提高單件效率和耐久性，進(jìn)而提高整個(gè)系統(tǒng)的效率；2) 加強(qiáng)系統(tǒng)的自動(dòng)化、事故警報(bào)系統(tǒng)的研制，節(jié)省維護(hù)、監(jiān)控方面的人力；3) 為提高競(jìng)爭(zhēng)能力，力求包括附屬部件在內(nèi)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化和組合化；4) .進(jìn)一步加強(qiáng)了對(duì)低噪聲、低振動(dòng)技術(shù)的研究；5) 不斷針對(duì)新的需要，開(kāi)發(fā)新的產(chǎn)品；6) 在工藝上引進(jìn)柔性制造系統(tǒng)，最大限度地提高產(chǎn)品生產(chǎn)的自動(dòng)化程度。風(fēng)機(jī)產(chǎn)品大多根據(jù)用戶(hù)需要有不同特性要求，多屬小批量生產(chǎn)，特別是一些大型風(fēng)機(jī)產(chǎn)品甚至是單件小批生產(chǎn)，對(duì)工藝要求復(fù)雜。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)自動(dòng)化程度很低，而國(guó)外通過(guò)研制和采用柔性制造系統(tǒng)，提高了生產(chǎn)的自動(dòng)化程度。以

16、美國(guó)為例，中小風(fēng)機(jī)的生產(chǎn)已全部通過(guò)自動(dòng)線完成，從工藝角度提高了產(chǎn)品質(zhì)量，降低了產(chǎn)品成本。通風(fēng)機(jī)未來(lái)的發(fā)展將進(jìn)一步提高通風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)效率、裝置效率和使用效率，以降低電能消耗；用動(dòng)葉可調(diào)的軸流通風(fēng)機(jī)代替大型離心通風(fēng)機(jī)；降低通風(fēng)機(jī)噪聲；提高排煙、排塵通風(fēng)機(jī)葉輪和機(jī)殼的耐磨性；實(shí)現(xiàn)變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)和自動(dòng)化調(diào)節(jié)。1.3通風(fēng)機(jī)的分類(lèi)1.3.1按氣體流動(dòng)方向分類(lèi)按氣體流動(dòng)方向的不同，通風(fēng)機(jī)主要分為離心式、軸流式、斜流式和橫流式等類(lèi)型。 1）離心式通風(fēng)機(jī) 離心通風(fēng)機(jī)工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)葉輪在蝸形機(jī)殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)，空氣經(jīng)吸氣口從葉輪中心處吸入。由于葉片對(duì)氣體的動(dòng)力作用，氣體壓力和速度得以提高，并在離心力作用下沿著葉道甩向機(jī)殼，

17、從排氣口排出。因氣體在葉輪內(nèi)的流動(dòng)主要是在徑向平面內(nèi)，故又稱(chēng)徑流通風(fēng)機(jī)。 離心通風(fēng)機(jī)主要由葉輪和機(jī)殼組成，小型通風(fēng)機(jī)的葉輪直接裝在電動(dòng)機(jī)上中、大型通風(fēng)機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器或皮帶輪與電動(dòng)機(jī)聯(lián)接。離心通風(fēng)機(jī)一般為單側(cè)進(jìn)氣，用單級(jí)葉輪；流量大的可雙側(cè)進(jìn)氣，用兩個(gè)背靠背的葉輪，又稱(chēng)為雙吸式離心通風(fēng)機(jī)。 葉輪是通風(fēng)機(jī)的主要部件，它的幾何形狀、尺寸、葉片數(shù)目和制造精度對(duì)性能有很大影響。葉輪經(jīng)靜平衡和動(dòng)平衡校正才能保證通風(fēng)機(jī)平穩(wěn)地轉(zhuǎn)動(dòng)。按葉片出口方向的不同，葉輪分為前向、徑向和后向三種型式。前向葉輪的葉片頂部向葉輪旋轉(zhuǎn)方向傾斜；徑向葉輪的葉片頂部是向徑向的，又分直葉片式和曲線型葉片；后向葉輪的葉片頂部向葉輪旋轉(zhuǎn)的反

18、向傾斜。    前向葉輪產(chǎn)生的壓力最大，在流量和轉(zhuǎn)數(shù)一定時(shí)，所需葉輪直徑最小，但效率一般較低；后向葉輪相反，所產(chǎn)生的壓力最小，所需葉輪直徑最大，而效率一般較高；徑向葉輪介于兩者之間。葉片的型線以直葉片最簡(jiǎn)單，機(jī)翼型葉片最復(fù)雜。 為了使葉片表面有合適的速度分布，一般采用曲線型葉片，如等厚度圓弧葉片。葉輪通常都有蓋盤(pán)，以增加葉輪的強(qiáng)度和減少葉片與機(jī)殼間的氣體泄漏。葉片與蓋盤(pán)的聯(lián)接采用焊接或鉚接。焊接葉輪的重量較輕，流道光滑。低、中壓小型離心通風(fēng)機(jī)的葉輪也有采用鋁合金鑄造的。 2）軸流式通風(fēng)機(jī) 軸流式通風(fēng)機(jī)工作時(shí)，動(dòng)力機(jī)驅(qū)動(dòng)葉輪在圓筒形機(jī)殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)，氣體從集流器進(jìn)入，通過(guò)葉輪獲得能

19、量，提高壓力和速度，然后沿軸向排出。軸流通風(fēng)機(jī)的布置形式有立式、臥式和傾斜式三種，小型的葉輪直徑只有100毫米左右，大型的可達(dá)20米以上。 小型低壓軸流通風(fēng)機(jī)由葉輪、機(jī)殼和集流器等部件組成，通常安裝在建筑物的墻壁或天花板上；大型高壓軸流通風(fēng)機(jī)由集流器、葉輪、流線體、機(jī)殼、擴(kuò)散筒和傳動(dòng)部件組成。葉片均勻布置在輪轂上，數(shù)目一般為224。葉片越多，風(fēng)壓越高；葉片安裝角一般為10°45°，安裝角越大，風(fēng)量和風(fēng)壓越大。軸流式通風(fēng)機(jī)的主要零件大都用鋼板焊接或鉚接而成。 3）斜流式通風(fēng)機(jī) 斜流通風(fēng)機(jī)又稱(chēng)混流通風(fēng)機(jī)，在這類(lèi)通風(fēng)機(jī)中，氣體以與軸線成某一角度的方向進(jìn)入葉輪，在葉道中獲得能量，并

20、沿傾斜方向流出。通風(fēng)機(jī)的葉輪和機(jī)殼的形狀為圓錐形。這種通風(fēng)機(jī)兼有離心式和軸流式的特點(diǎn)，流量范圍和效率均介于兩者之間。 4）橫流式通風(fēng)機(jī)  橫流通風(fēng)機(jī)是具有前向多翼葉輪的小型高壓離心通風(fēng)機(jī)。氣體從轉(zhuǎn)子外緣的一側(cè)進(jìn)入葉輪，然后穿過(guò)葉輪內(nèi)部從另一側(cè)排出，氣體在葉輪內(nèi)兩次受到葉片的力的作用。在相同性能的條件下，它的尺寸小、轉(zhuǎn)速低。 與其他類(lèi)型低速通風(fēng)機(jī)相比，橫流通風(fēng)機(jī)具有較高的效率。它的軸向?qū)挾瓤扇我膺x擇，而不影響氣體的流動(dòng)狀態(tài)，氣體在整個(gè)轉(zhuǎn)子寬度上仍保持流動(dòng)均勻。它的出口截面窄而長(zhǎng)，適宜于安裝在各種扁平形的設(shè)備中用來(lái)冷卻或通風(fēng)。 通風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)主要有流量、壓力、功率，效率和轉(zhuǎn)速。另外，噪

21、聲和振動(dòng)的大小也是通風(fēng)機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)。流量也稱(chēng)風(fēng)量，以單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)通風(fēng)機(jī)的氣體體積表示；壓力也稱(chēng)風(fēng)壓，是指氣體在通風(fēng)機(jī)內(nèi)壓力升高值，有靜壓、動(dòng)壓和全壓之分；功率是指通風(fēng)機(jī)的輸入功率，即軸功率。通風(fēng)機(jī)有效功率與軸功率之比稱(chēng)為效率。通風(fēng)機(jī)全壓效率可達(dá)90%。 通風(fēng)機(jī)未來(lái)的發(fā)展將進(jìn)一步提高通風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)效率、裝置效率和使用效率，以降低電能消耗；用動(dòng)葉可調(diào)的軸流通風(fēng)機(jī)代替大型離心通風(fēng)機(jī)；降低通風(fēng)機(jī)噪聲；提高排煙、排塵通風(fēng)機(jī)葉輪和機(jī)殼的耐磨性；實(shí)現(xiàn)變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)和自動(dòng)化調(diào)節(jié)。 1.3.2按壓力分類(lèi)1.低壓離心通風(fēng)機(jī)：風(fēng)機(jī)進(jìn)口為標(biāo)準(zhǔn)大氣條件，通風(fēng)機(jī)全壓PtF1kPa的離心通風(fēng)機(jī)。 2.中壓離心通風(fēng)機(jī)：風(fēng)機(jī)進(jìn)

22、口為標(biāo)準(zhǔn)大氣條件，通風(fēng)機(jī)全壓為1kPa<PtF<3kPa的離心通風(fēng)機(jī)。 3.高壓離心通風(fēng)機(jī)：風(fēng)機(jī)進(jìn)口為標(biāo)準(zhǔn)大氣條件，通風(fēng)機(jī)全壓為3kPa<PtF<15kPa的離心通風(fēng)機(jī)。 4.低壓軸流通風(fēng)機(jī)：風(fēng)機(jī)進(jìn)口為標(biāo)準(zhǔn)大氣條件，通風(fēng)機(jī)全壓為PtF0.5kPa的軸流通風(fēng)機(jī)。 5.高壓軸流通風(fēng)機(jī)：風(fēng)機(jī)進(jìn)口為標(biāo)準(zhǔn)大氣條件，通風(fēng)機(jī)全壓為0.5kPa<PtF<15kPa的軸流通風(fēng)機(jī)。 1.3.3按比例大小分類(lèi)比轉(zhuǎn)速是指要達(dá)到單位流量和壓力所需的轉(zhuǎn)速。 低比轉(zhuǎn)速通風(fēng)機(jī)（ns=1130）2.中比轉(zhuǎn)速通風(fēng)機(jī)（ns=3060）3.高比轉(zhuǎn)速通風(fēng)機(jī)（ns=6081） 按用途分類(lèi)按通風(fēng)機(jī)的用途

23、分類(lèi)，可分為引風(fēng)機(jī)（Y）、紡織風(fēng)機(jī)(FZ)、消防排煙風(fēng)機(jī)等。通風(fēng)機(jī)的用途一般以漢語(yǔ)拼音字頭代表。1.4通風(fēng)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)1.進(jìn)一步提高通風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)效率、裝置效率和使用效率，以降低電能消耗2.用動(dòng)葉可調(diào)的軸流通風(fēng)機(jī)代替大型離心通風(fēng)機(jī)3.降低通風(fēng)機(jī)噪音4.提高排煙、排塵通風(fēng)機(jī)葉輪和機(jī)殼的耐磨性5.實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)變速調(diào)節(jié)和自動(dòng)化調(diào)價(jià)1.5通風(fēng)機(jī)的應(yīng)用 通風(fēng)機(jī)廣泛的應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)部門(mén)，一般講，離心式通風(fēng)機(jī)適用于小流量、高壓力的場(chǎng)所，而軸流式通風(fēng)機(jī)則常用于大流量、低壓力的情況。1.5.1通風(fēng)換氣用通風(fēng)機(jī) 這類(lèi)通風(fēng)機(jī)一般是供工廠及各種建筑物通風(fēng)換氣及采暖通風(fēng)用，要求壓力不高，但噪聲要求要低，可采用離心式或軸流式通風(fēng)

24、機(jī)。 1.5.2工業(yè)爐（化鐵爐、鍛工爐、冶金爐等）用通風(fēng)機(jī) 此種通風(fēng)機(jī)要求壓力較高，一般為294014700N/m2，即高壓離心通風(fēng)機(jī)的范圍。因壓力高、葉輪圓周速度大，故設(shè)計(jì)時(shí)葉輪要有足夠的強(qiáng)度。 1.5.3礦井用通風(fēng)機(jī) 它有兩種：一種是主通風(fēng)機(jī)（又稱(chēng)主扇），用來(lái)向井下輸送新鮮空氣，其流量較大，采用軸流式較合適，也有用離心式的；另一種是局部通風(fēng)機(jī)（又稱(chēng)局扇），用于礦井工作面的通風(fēng)，其流量、壓力均小，多采用防爆軸流式通風(fēng)機(jī)。 1.5.4煤粉通風(fēng)機(jī) 輸送熱電站鍋爐燃燒系統(tǒng)的煤粉，多采用離心式風(fēng)機(jī)。煤粉通風(fēng)機(jī)根據(jù)用途不同可分兩種：一種是儲(chǔ)倉(cāng)式煤粉通風(fēng)機(jī)，它是將儲(chǔ)倉(cāng)內(nèi)的煤粉由其側(cè)面吹到爐膛內(nèi)，煤粉不直

25、接通過(guò)風(fēng)機(jī)，要求通風(fēng)機(jī)的排氣壓力高；另一種是直吹式煤粉通風(fēng)機(jī)，它直接把煤粉送給爐膛。由于煤粉對(duì)葉輪及體殼磨損嚴(yán)重，故應(yīng)采用耐磨材料。1.6通風(fēng)機(jī)的性能通風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)主要有流量、壓力、功率、效率和轉(zhuǎn)速。另外，噪聲和振動(dòng)的大小也是通風(fēng)機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)。1.6.1風(fēng)量Q單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)通風(fēng)機(jī)輸送氣體的體積量，稱(chēng)為風(fēng)量。其單位為/s、/min或/h.1.6.2風(fēng)壓H單位體積的空氣流經(jīng)通風(fēng)機(jī)后所獲得的全部能量，稱(chēng)為風(fēng)壓，也叫做風(fēng)壓。其單位為Pa。通風(fēng)機(jī)的全壓H有靜壓兩部分組成，即靜壓用于克服礦井通風(fēng)阻力，而動(dòng)壓為擴(kuò)散器出口（抽出式通風(fēng)時(shí)）或出風(fēng)井出口（壓入式通風(fēng)時(shí)）的能量損失。1.6.3功率N電動(dòng)機(jī)傳遞

26、給通風(fēng)機(jī)軸的功率，即通風(fēng)機(jī)的輸入功率，又稱(chēng)軸功率。其單位為KW。當(dāng)通風(fēng)機(jī)工作時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)空氣自通風(fēng)機(jī)所獲得的實(shí)際能量，即通風(fēng)機(jī)的輸出功率，稱(chēng)為有效功率，用表示上式風(fēng)壓是用全壓表示的，故也叫全壓輸出功率。如果用靜壓表示式中 Q-通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，；H、-通風(fēng)機(jī)的全壓，靜壓，Pa。1.6.4效率（全效率）全效率是指通風(fēng)機(jī)的有效功率與軸功率的比值如通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓參數(shù)是用靜壓表示，則稱(chēng)為靜效率1.6.5轉(zhuǎn)速n 指通風(fēng)機(jī)軸每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)，單位為。流量、風(fēng)壓、功率和效率等參數(shù)之間有一定的函數(shù)關(guān)系，當(dāng)其中一個(gè)參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，其他各量也隨著變化。將它們之間的關(guān)系繪成曲線，稱(chēng)為性能曲線。性能曲線形狀與通風(fēng)機(jī)類(lèi)型有關(guān)。

27、改變通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和風(fēng)壓，以滿足使用工況變化的要求稱(chēng)為性能調(diào)節(jié)。常用的調(diào)節(jié)方法有5種。在進(jìn)氣管或排氣管中安置節(jié)流閥或風(fēng)門(mén)控制流量。這種方法最簡(jiǎn)單，但調(diào)節(jié)效果差。葉輪進(jìn)口前安置導(dǎo)流器改變氣流方向。改變通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。這種方法經(jīng)濟(jì)性能最好，但比較復(fù)雜。改變轉(zhuǎn)速需考慮葉輪強(qiáng)度和電動(dòng)機(jī)負(fù)荷條件。改變?nèi)~輪寬度。可使工況改變時(shí)，通風(fēng)機(jī)的使用效率變化不大，但比較復(fù)雜。改變動(dòng)葉片安裝角。采用這種方法設(shè)備費(fèi)用最高、維護(hù)最復(fù)雜，但流量變化范圍大、經(jīng)濟(jì)性好，一般用于大型軸流通風(fēng)機(jī)。 1.6.6無(wú)因次的流量系數(shù)風(fēng)機(jī)性能也可用無(wú)因次的流量系數(shù), 壓力系數(shù)和功率系數(shù)來(lái)表示。這些無(wú)因次性能參數(shù)(也稱(chēng)無(wú)因次系數(shù))的換算公式是由相似

28、理論推導(dǎo)出來(lái)的。同一類(lèi)型的風(fēng)機(jī)相似(包括幾何相似, 運(yùn)動(dòng)相似和動(dòng)力相似), 因此, 同一類(lèi)型風(fēng)機(jī)的無(wú)因次性能參數(shù)相等。即式中 、分別為流量系數(shù)、壓力系數(shù)、功率系數(shù)，無(wú)因次；空氣密度，kg/ m3；風(fēng)機(jī)的葉輪外徑，m；葉輪周邊切線速度，m/s；風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓，Pa；風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，m3/s。根據(jù)相似理論及上式無(wú)因次系數(shù)式，可得同類(lèi)型風(fēng)機(jī)性能的換算關(guān)系式為:式中分別為所要換算的兩臺(tái)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，m3/s；分別為所要換算的兩臺(tái)風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓，Pa；分別為所要換算的兩臺(tái)風(fēng)機(jī)的功率，kW；分別為所要換算的兩臺(tái)風(fēng)機(jī)的葉輪直經(jīng)，m；分別為所要換算的兩臺(tái)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，rad/min；分別為所要換算的兩臺(tái)風(fēng)機(jī)工作的空氣密度，k

29、g/ m3。上式可用于同類(lèi)型風(fēng)機(jī)中任意兩臺(tái)風(fēng)機(jī)之間的性能參數(shù)換算，也可用于同臺(tái)風(fēng)機(jī)不同轉(zhuǎn)速, 不同空氣密度條件下的性能變化的分析。1.7軸流通風(fēng)機(jī)原理 軸流式通風(fēng)機(jī)原理是依靠葉輪旋轉(zhuǎn)，葉片產(chǎn)生升力來(lái)輸送流體，把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為流體能量。由于流體進(jìn)入和離開(kāi)葉輪都是軸向的,故稱(chēng)為軸流式風(fēng)機(jī)。軸流風(fēng)機(jī)屬于高比轉(zhuǎn)數(shù)，其特點(diǎn)是流量大，風(fēng)壓低。軸流式風(fēng)機(jī)風(fēng)壓一般在450 Pa4500 Pa 之間，主要用于礦井、隧道、船艦倉(cāng)室的通風(fēng)；紡織廠通風(fēng)、工業(yè)作業(yè)場(chǎng)所的通風(fēng)、降溫；化工氣體排送；熱電廠鍋爐的通風(fēng)、引風(fēng)；熱電站、冶金、化工等冷卻塔通風(fēng)冷卻。1.7.2 軸流通風(fēng)機(jī)基本結(jié)構(gòu)上圖是軸流通風(fēng)機(jī)的典型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。氣體從

30、集流器進(jìn)入。通過(guò)葉輪使氣流獲得能量，然后流入導(dǎo)葉，導(dǎo)葉將一部分偏轉(zhuǎn)的氣流動(dòng)能變?yōu)殪o壓能，最后，氣流通過(guò)擴(kuò)散筒將一部分軸向氣流動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，然后從擴(kuò)散筒流出，輸入管路。低壓軸流式通風(fēng)機(jī)的壓力在490Pa以下，高壓軸流式通風(fēng)機(jī)的壓力一般也在4900Pa以下，因此，相對(duì)于離心式通風(fēng)機(jī)而言，軸流式通風(fēng)機(jī)具有流量大、體積小，壓頭低的特點(diǎn)。除上述的典型結(jié)構(gòu)外，軸流通風(fēng)機(jī)的型式和構(gòu)造是多種多樣的，小的軸流風(fēng)機(jī)，其葉輪直徑只有100多毫米，大的直徑可有20多米。目前最大的軸流通風(fēng)機(jī)的流量可達(dá)1500萬(wàn)m3/h。小型低壓軸流通風(fēng)機(jī)由葉輪、機(jī)殼和集流器等部件組成，通常安裝在建筑物的墻壁或天花板上；大型高壓軸流

31、通風(fēng)機(jī)由集流器、葉輪、流線體、機(jī)殼、擴(kuò)散筒和傳動(dòng)部件組成。葉片均勻布置在輪轂上，數(shù)目一般為224。葉片越多，風(fēng)壓越高；葉片安裝角一般為10°45°，安裝角越大，風(fēng)量和風(fēng)壓越大。軸流式通風(fēng)機(jī)的主要零件大都用鋼板焊接或鉚接而成。風(fēng)機(jī)布置形式有立式、臥式和傾斜式三種。軸流通風(fēng)機(jī)很多是電機(jī)直聯(lián)傳動(dòng)的，也可通過(guò)其他裝置進(jìn)行變速傳動(dòng)。為了便于安裝和維護(hù)，軸流風(fēng)機(jī)廣泛采用滾動(dòng)軸承。由于葉輪強(qiáng)度和噪聲等原因，軸流風(fēng)機(jī)葉輪外徑的圓周速度一速高時(shí)，將產(chǎn)生比離心風(fēng)機(jī)大的噪聲?，F(xiàn)代軸流通風(fēng)機(jī)的動(dòng)葉或?qū)~常做成可調(diào)節(jié)的，即其安裝角可調(diào)。這樣不僅大大擴(kuò)大了運(yùn)行工況范圍，而且顯著提高了變工況下的效率，因

32、此，其使用范圍和經(jīng)濟(jì)性均比離心式風(fēng)機(jī)好。尤其是近年來(lái)，動(dòng)葉可調(diào)機(jī)構(gòu)被成功地采用，使得軸流風(fēng)機(jī)在大型電站（80萬(wàn)千瓦以上）、大型隧道、礦井等通風(fēng)、引風(fēng)裝置中獲得日益廣泛的應(yīng)用。此外，軸流風(fēng)機(jī)還廣泛應(yīng)用于廠房、建筑物的通風(fēng)換氣、空氣調(diào)節(jié)、冷卻塔通風(fēng)、鍋爐鼓風(fēng)引風(fēng)、化工、風(fēng)洞風(fēng)源等方面。目前單級(jí)軸流通風(fēng)機(jī)的全壓效率可達(dá)90%以上，帶有擴(kuò)散筒的單級(jí)風(fēng)機(jī)的靜壓效率可達(dá)到80%。一般軸流風(fēng)機(jī)的壓力系數(shù)較低，<0.3。而流量系數(shù)=0.30.6。單級(jí)軸流風(fēng)機(jī)的比轉(zhuǎn)數(shù)=1890（即100500）。近年來(lái)，軸流風(fēng)機(jī)逐漸向高壓發(fā)展，例如日本某電站用的丹麥VARIAx型動(dòng)葉可調(diào)軸流送風(fēng)機(jī)，其全壓已達(dá)到14210

33、Pa，因此，許多大型離心風(fēng)機(jī)有被軸流風(fēng)機(jī)取代的趨勢(shì)。1.7.3主要問(wèn)題及解決方法本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容及工作量是確定JBT62軸流式通風(fēng)機(jī)總體方案設(shè)計(jì)，總體結(jié)構(gòu)及其組成，掌握軸流風(fēng)機(jī)工作原理，主要工況參數(shù)的意義。完成主要機(jī)械部分設(shè)計(jì)。JBT62軸流式通風(fēng)機(jī)過(guò)流部件由集流器，葉輪，導(dǎo)葉，擴(kuò)散器等幾部分組成。具體設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：擬定總體結(jié)構(gòu)方案的確定，軸的設(shè)計(jì)計(jì)算，葉輪的設(shè)計(jì)計(jì)算，導(dǎo)葉的設(shè)計(jì)計(jì)算，疏流罩的設(shè)計(jì)計(jì)算，擴(kuò)散器的設(shè)計(jì)計(jì)算，集流器的設(shè)計(jì)計(jì)算，殼體的設(shè)計(jì)，聯(lián)軸器、法蘭等零件的選型校核。保證設(shè)計(jì)參數(shù)流量達(dá)到Q=5.6m3/s、全壓達(dá)到H=3100Pa、效率在以上。此外還包括設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)，外文資料的翻

34、譯工作。圖紙的繪制工作。包括：總體裝配圖 1張；葉輪零件圖 1張；導(dǎo)葉零件圖1張；殼體零件圖1張；軸零件圖1張。其中主要的任務(wù)是對(duì)葉片葉型、葉片整體及葉輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和通風(fēng)機(jī)其他結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)等。（1）葉型設(shè)計(jì)目前，軸流通風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)方法主要有兩種，一是利用單獨(dú)翼葉進(jìn)行空氣動(dòng)力特性實(shí)驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，稱(chēng)為孤立葉型設(shè)計(jì)法；另一種是利用葉柵的理論和葉柵的吹風(fēng)試驗(yàn)成果來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，稱(chēng)為葉柵設(shè)計(jì)法。對(duì)于軸流通風(fēng)機(jī)來(lái)說(shuō)，由于葉柵稠度不大，一般b/t < 1 ,可以把葉片當(dāng)作一個(gè)個(gè)互不影響的孤立葉片而按孤立葉型法設(shè)計(jì)，即假定孤立葉型的升力系數(shù)與葉柵中葉型的升力系數(shù)相等。由于這種方法計(jì)算簡(jiǎn)便迅速，試驗(yàn)數(shù)據(jù)

35、較完整，計(jì)算結(jié)果也較準(zhǔn)確，因而國(guó)內(nèi)外都廣泛采用孤立葉型法設(shè)計(jì)軸流通風(fēng)機(jī)，特別是對(duì)于低壓軸流風(fēng)機(jī)，可獲得很好的結(jié)果。但是不論采用何種葉型數(shù)據(jù)及計(jì)算公式，其基本理論都是完全一致的，只不過(guò)其表現(xiàn)形式略為不同而已。這兩種設(shè)計(jì)方法，在整個(gè)過(guò)程中都需要根據(jù)現(xiàn)有的軸流式通風(fēng)機(jī)的基本理論對(duì)葉片的空氣動(dòng)力特性進(jìn)行設(shè)計(jì)，并根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果，參照廣泛應(yīng)用的基本的原始葉型，構(gòu)造出該葉片葉型主要形式結(jié)構(gòu)。本設(shè)計(jì)采用了孤立葉型進(jìn)行葉片葉型的設(shè)計(jì)。通風(fēng)機(jī)主要部件設(shè)計(jì)通風(fēng)機(jī)的主要部件包括葉片整體結(jié)構(gòu)、集流器、中導(dǎo)風(fēng)筒、主風(fēng)筒、流線體、輪盤(pán)、擴(kuò)散筒等。對(duì)于這些部件的設(shè)計(jì)，其難點(diǎn)在于設(shè)計(jì)出合理的結(jié)構(gòu)、尺寸以及指定各部件具體的加工方法

36、、工藝過(guò)程和加工過(guò)程所應(yīng)滿足的技術(shù)要求等。為了設(shè)計(jì)出滿足要求、便于加工的結(jié)構(gòu)，主要采取了以下幾種方法：實(shí)習(xí)參觀制造通風(fēng)機(jī)的企業(yè)車(chē)間，實(shí)地考察整個(gè)通風(fēng)機(jī)加工、裝配的實(shí)際操作過(guò)程，通過(guò)與工人師傅、公司技術(shù)人員交流，了解基本技術(shù)要求；查閱有關(guān)通風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的技術(shù)資料，嚴(yán)格執(zhí)行相應(yīng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，參照現(xiàn)有的在實(shí)際應(yīng)用的軸流風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)加工的圖紙；設(shè)計(jì)過(guò)程中向指導(dǎo)老師請(qǐng)教，不斷的發(fā)現(xiàn)、糾正錯(cuò)誤，優(yōu)化整體、局部結(jié)構(gòu)和加工過(guò)程。1.7.4設(shè)計(jì)成果及風(fēng)機(jī)優(yōu)點(diǎn)在嚴(yán)謹(jǐn)計(jì)算、充分校核的基礎(chǔ)上，根據(jù)我國(guó)風(fēng)機(jī)生產(chǎn)的現(xiàn)有條件、能力和技術(shù)水平，參照國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)性形式，最后設(shè)計(jì)出的兩級(jí)軸流式通風(fēng)機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)：采用扭曲機(jī)翼型葉片

37、，氣動(dòng)效率高，節(jié)能效果極為顯著；葉片安裝角度可調(diào)，可根據(jù)礦井生產(chǎn)的變化，隨時(shí)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)狀況；采用電動(dòng)機(jī)與葉輪直聯(lián)的結(jié)構(gòu)，整體穩(wěn)定型好，安裝方便，維修容易，裝置局阻低，避免了傳動(dòng)裝置損壞事故，也消除了傳動(dòng)裝置的能量損耗，提高了風(fēng)機(jī)裝置效率；電機(jī)均安裝密閉罩中，密閉罩具有一定的耐壓性，可以使電機(jī)與風(fēng)機(jī)流道中含瓦斯的氣體隔絕，同時(shí)還起一定的散熱作用， 密閉罩設(shè)有兩排流線型風(fēng)管道，通過(guò)主風(fēng)筒與地面大氣相通，使新鮮空氣流入密閉罩中，同時(shí)又可使罩內(nèi)空氣在風(fēng)機(jī)運(yùn)行中保持正壓狀態(tài)；結(jié)構(gòu)緊湊，防潮性能好。風(fēng)機(jī)主體采用鋼板、型鋼組焊結(jié)構(gòu)，葉片為鋼板材料，中空，葉片及整機(jī)強(qiáng)度高，抗井下爆破沖擊波的能力強(qiáng)，可安裝在地表

38、，也適合安裝于井下，特別適于作為多級(jí)機(jī)站通風(fēng)系統(tǒng)的機(jī)站風(fēng)機(jī)；土建工程量很小，可節(jié)省大量投資；噪聲較低。2軸流通風(fēng)機(jī)總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)2.1通風(fēng)方式的確定局部通風(fēng)機(jī)是井下局部地點(diǎn)通風(fēng)所用的通風(fēng)設(shè)備。局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)是利用局部通風(fēng)機(jī)作動(dòng)力，用風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng)把新鮮風(fēng)流送入掘進(jìn)工作面。局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)按其工作方式不同分為壓入式、抽出式、混合式三種。2.1.1壓入式通風(fēng)壓入式通風(fēng)是把局部通風(fēng)機(jī)和啟動(dòng)裝置安裝在離掘巷道口10m外的進(jìn)風(fēng)側(cè)，局部通風(fēng)機(jī)把新鮮風(fēng)流經(jīng)風(fēng)筒壓送到掘進(jìn)工作面，污風(fēng)沿巷道排出。工作面爆破后，煙塵充滿迎頭形成炮煙拋擲區(qū)。風(fēng)流由風(fēng)筒射出后，按紊動(dòng)射流的特性使炮煙被卷吸到射出的風(fēng)流中，二者摻混共同向前移

39、動(dòng)。用于以排出瓦斯為主的煤巷、半煤巖巷掘進(jìn)通風(fēng)。其機(jī)構(gòu)如圖2-1所示壓入式通風(fēng)的優(yōu)點(diǎn)是局部通風(fēng)機(jī)和啟動(dòng)裝置都位于新鮮風(fēng)流中，不易引起瓦斯和煤塵爆炸，安全性好；風(fēng)筒出口風(fēng)流的有效射程長(zhǎng)，排煙能力強(qiáng)，工作面通風(fēng)時(shí)間短；可用柔性風(fēng)筒，其成本低、重量輕，便于運(yùn)輸，而抽出式通風(fēng)的風(fēng)筒承受負(fù)壓作用，必須使用剛性或帶剛性骨架的可伸縮風(fēng)筒，成本高，重量大，運(yùn)輸不便。缺點(diǎn)是污風(fēng)沿巷道排出，污染范圍大；炮煙從掘進(jìn)巷道排出的速度慢，需要的通風(fēng)時(shí)間長(zhǎng)。適用于以排出瓦斯為主的煤巷、半煤巖巷掘進(jìn)通風(fēng)。壓入式通風(fēng)的缺點(diǎn)是污風(fēng)沿巷道排出，污染范圍大；炮煙從掘進(jìn)巷道排出的速度慢，需要的通風(fēng)時(shí)間長(zhǎng)。適用于以排出瓦斯為主的煤巷、半

40、煤巖巷掘進(jìn)通風(fēng)。圖2-1 壓入式通風(fēng)2.1.2抽出式通風(fēng)抽出式通風(fēng)是把局部通風(fēng)機(jī)安裝在離巷道口10m以外的回風(fēng)側(cè)。新鮮風(fēng)流沿巷道流入，污風(fēng)通過(guò)鐵風(fēng)筒由局部通風(fēng)機(jī)排出。其機(jī)構(gòu)如圖2-2所示在瓦斯礦井中一般不使用抽出式通風(fēng)。抽出式通風(fēng)的優(yōu)點(diǎn)是污風(fēng)經(jīng)風(fēng)筒排出，掘進(jìn)巷道中為新鮮風(fēng)流，勞動(dòng)衛(wèi)生條件好；放炮時(shí)人員只需撤到安全距離即可，往返時(shí)間短；而且所需排煙的巷道長(zhǎng)度為工作面至風(fēng)筒吸入口的長(zhǎng)度，故排煙時(shí)間短，有利于提高掘進(jìn)速度。抽出式通風(fēng)的缺點(diǎn)是風(fēng)筒吸入口的有效吸程短，風(fēng)筒吸風(fēng)口距工作面距離過(guò)遠(yuǎn)則通風(fēng)效果不好，過(guò)近則放炮時(shí)易崩壞風(fēng)筒；因污風(fēng)由局部通風(fēng)機(jī)抽出，一旦局部通風(fēng)機(jī)產(chǎn)生火花，將有引起瓦斯、煤塵爆炸的

41、危險(xiǎn)，安全性差。在瓦斯礦井中一般不使用抽出式通風(fēng)。圖2-2 抽出式通風(fēng)2.1.3混合式通風(fēng)安裝兩臺(tái)局部通風(fēng)機(jī)，一臺(tái)作壓入式，一臺(tái)作抽出式。新鮮風(fēng)流由壓入式風(fēng)機(jī)和風(fēng)筒壓入，氫氣工作面后由抽出式風(fēng)機(jī)和風(fēng)筒排出。這種通風(fēng)方式綜合了抽出式和壓入式的有點(diǎn)，避免了各自的缺點(diǎn)。但它有引起瓦斯、煤塵爆炸的危險(xiǎn)，及有電耗打與管理復(fù)雜的缺點(diǎn)。以上三種通風(fēng)方式中，為了避免產(chǎn)生循環(huán)風(fēng)流，應(yīng)當(dāng)滿足：（1） 風(fēng)機(jī)的風(fēng)量不得超過(guò)風(fēng)機(jī)所在的巷道風(fēng)量的70%；（2） 壓入式風(fēng)機(jī)應(yīng)置于貫穿風(fēng)流巷道的上風(fēng)側(cè)，抽出式風(fēng)機(jī)置于下風(fēng)側(cè)，風(fēng)機(jī)距掘進(jìn)巷道口不得小于10m；（3） 混合式通風(fēng)除應(yīng)滿足上述要求外，還應(yīng)使抽出式風(fēng)機(jī)風(fēng)量大于壓入式風(fēng)

42、機(jī)風(fēng)量的20%-30%，且抽出式風(fēng)筒入口與壓入式風(fēng)機(jī)入口之間的重疊距離應(yīng)大于10m。綜上所述，三種通風(fēng)方式各有利弊。但壓入式通風(fēng)安全可靠性較好，故在煤礦中得到廣泛應(yīng)用?？紤]到本風(fēng)機(jī)應(yīng)用環(huán)境為礦井掘進(jìn)段，瓦斯含量較高故采用壓入式。2.2結(jié)構(gòu)方案型式采用多段式殼體，即用徑向剖分面將殼體垂直于軸線一段一段地分割開(kāi)為多個(gè)部分。將風(fēng)機(jī)葉輪、導(dǎo)葉軸等分別裝各段殼體，然后用螺栓將這些零件緊固在一起。已知設(shè)計(jì)參數(shù)Q=5.6m3/s、全壓達(dá)到H=3100Pa、效率在以上，以電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，二級(jí)普通軸流的條件下，設(shè)計(jì)所需風(fēng)機(jī)。一般的礦用軸流式風(fēng)機(jī)主要?dú)鈩?dòng)部件有葉輪，前導(dǎo)葉，中導(dǎo)葉，后導(dǎo)葉，外殼，集流器，疏流罩以及出

43、口處的擴(kuò)散器組成軸流通風(fēng)機(jī)采用如圖2-3所示。2.2.1葉輪葉輪是風(fēng)機(jī)的主要部件，決定著風(fēng)機(jī)性能的主要因素是風(fēng)機(jī)翼型，葉輪外徑，外徑對(duì)輪轂直徑的比值和葉輪轉(zhuǎn)速。適用于礦用風(fēng)機(jī)的翼型有對(duì)稱(chēng)翼型，CLARK-Y翼型，LS翼型和RAF-6E等。葉輪外徑和風(fēng)機(jī)軸轉(zhuǎn)速?zèng)Q定圓周速度，直接影響到風(fēng)機(jī)全壓。輪轂比與風(fēng)機(jī)比轉(zhuǎn)數(shù)有關(guān)。一般說(shuō)來(lái),輪轂比大時(shí),軸向速度Ca增大，葉片數(shù)目z和葉片相對(duì)寬度b/l(b為弦長(zhǎng)，l為葉展)也相應(yīng)增大,風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓系數(shù)提高；反之。輪轂比小,多數(shù)取0.6，風(fēng)壓系數(shù)也較低。葉輪葉片安裝角直接影響旋繞速度的增量，影響風(fēng)機(jī)全壓。通常，可在1045°范圍內(nèi)調(diào)整。圖2-3 風(fēng)機(jī)方案簡(jiǎn)

44、圖1-軸；2-殼體；3-中導(dǎo)輪；4-后導(dǎo)輪；5-擴(kuò)散器；6-葉片；7-葉輪；8集流器；9-流線體2.2.2導(dǎo)葉現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的軸流式通風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式很多，對(duì)于本設(shè)計(jì)而言，只考慮葉輪前加前置導(dǎo)葉、葉輪后加后置導(dǎo)葉、葉輪前后均加導(dǎo)葉以及兩級(jí)軸流式通風(fēng)機(jī)這四種形式。圖2.1 軸流式通風(fēng)機(jī)幾種方案1-葉輪，2-前導(dǎo)葉，3-后導(dǎo)葉1、 葉輪前加前置導(dǎo)葉如圖2-1-a 所示，這種方案的通風(fēng)機(jī)中，氣流在前置導(dǎo)葉中加速并扭轉(zhuǎn)方向，使進(jìn)氣產(chǎn)生旋繞。在通風(fēng)機(jī)中大多數(shù)采用的是負(fù)旋繞（即c1u<0）,如圖2-2-a 所示，這樣出口氣流的絕對(duì)速度方向?yàn)檩S向，以便將氣體能直接輸入管道。這種級(jí)的特點(diǎn)是壓力系數(shù)高，反應(yīng)度

45、>1，一般=1.251.50左右。這種級(jí)的效率=0.780.82。其常用于要求體積盡可能小的場(chǎng)合。2、 葉輪后置后導(dǎo)葉如圖2-1-b 所示這種方案在軸流通風(fēng)機(jī)中應(yīng)用最廣，氣體軸向進(jìn)入葉輪，從葉輪流出的氣體絕對(duì)速度尚有一定的旋轉(zhuǎn)，如圖2-2-b 所示，經(jīng)過(guò)后導(dǎo)葉擴(kuò)壓整流后，使氣體軸向流出。其反應(yīng)度1，一般為=0.750.90左右。這種級(jí)主要應(yīng)用于壓頭較高的通風(fēng)機(jī)，而效率也較高可達(dá)到=0.820.88，設(shè)計(jì)制造良好的甚至可達(dá)0.9。圖2.2 兩種形式通風(fēng)機(jī)的速度三角形3、葉輪前后均設(shè)置導(dǎo)葉如圖2-1-c 所示，此方案前導(dǎo)葉使氣流在葉輪進(jìn)口產(chǎn)生旋繞，后導(dǎo)葉使葉輪出口氣流整流后排出。這種方案其實(shí)

46、是第一、二種方案的綜合，其性能也是介于兩者之間。其布置往往使葉輪進(jìn)出口氣流的絕對(duì)速度大小相等，而旋轉(zhuǎn)方向相反，故而反應(yīng)度=1，這種風(fēng)機(jī)的效率=0.820.85。4、 兩級(jí)軸流式通風(fēng)機(jī)如圖2-1-d 所示該方案一般是一個(gè)葉輪和一個(gè)導(dǎo)葉組成一級(jí)，也可以在第一級(jí)前設(shè)置導(dǎo)葉。在某些情況下，為了使風(fēng)壓較高，而徑向尺寸較小，也可以采用兩個(gè)葉輪中間加一個(gè)導(dǎo)葉的方法，這可以看作兩極軸流式通風(fēng)機(jī)的改造形式?？傮w來(lái)說(shuō)兩級(jí)風(fēng)機(jī)效率較高，其中每一級(jí)葉輪單獨(dú)工作時(shí)產(chǎn)生的風(fēng)壓之和都低于兩級(jí)葉輪同時(shí)工作時(shí)風(fēng)壓的一半，這樣通風(fēng)機(jī)的壽命較高。本設(shè)計(jì)，在通風(fēng)機(jī)方案選擇過(guò)程中，主要是對(duì)以上四種形式進(jìn)行考慮，根據(jù)經(jīng)濟(jì)性、可靠性等方面

47、進(jìn)行取舍。圖2-3表示了兩種通風(fēng)機(jī)級(jí)的特性對(duì)比。壓力系數(shù)、流量系數(shù)及功率系數(shù)的特性對(duì)比?？傮w上來(lái)說(shuō)，這四種方案各有特點(diǎn)，其適用范圍也在一定程度上有重疊。由于軸流是通風(fēng)機(jī)具體結(jié)構(gòu)方案的選擇問(wèn)題比較復(fù)雜，在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，一般情況下需要根據(jù)制造廠現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)的具體情況，參照相似條件下已有的典型產(chǎn)品的實(shí)際結(jié)構(gòu)選擇適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)，并在該結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上予以改進(jìn)。圖2.3 兩種通風(fēng)機(jī)特性比較1-設(shè)置前導(dǎo)葉，2-設(shè)置后導(dǎo)葉在進(jìn)行方案選擇的時(shí)候，也可以大致參考風(fēng)機(jī)的比轉(zhuǎn)數(shù)ns或壓力系數(shù)進(jìn)行。其方法大體如下：當(dāng)=0.150.25或ns=20.8 32.5（115180）時(shí)，可以采用葉輪加后導(dǎo)葉的結(jié)構(gòu)；當(dāng)>0.2

48、5或ns=14.520.8（80115）時(shí)，可以采用前導(dǎo)葉加葉輪加后導(dǎo)葉的結(jié)構(gòu) 。通過(guò)查閱相關(guān)技術(shù)資料，參照與該設(shè)計(jì)所給條件相似的已經(jīng)投入生產(chǎn)和使用的我國(guó)現(xiàn)有的典型軸流式風(fēng)機(jī)的具體結(jié)構(gòu)形式，綜合以上所述結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，最終決定采用動(dòng)葉可調(diào)式兩級(jí)軸流式通風(fēng)機(jī)。軸流式風(fēng)機(jī)其他基本結(jié)構(gòu)，如集流器、流線體、擴(kuò)散器等都予以保留，并且按照國(guó)家相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)加以設(shè)計(jì)。采用這種方案，相比于其他幾種形式，具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：兩級(jí)軸流式通風(fēng)機(jī)的形式，可以使每一級(jí)葉輪所承受的風(fēng)壓低于整個(gè)風(fēng)機(jī)全壓的一半，改善了葉輪的工作條件，這就大大提高了整個(gè)風(fēng)機(jī)的壽命，并且效率較高，對(duì)于礦用產(chǎn)品而言，可以顯著的降低總體成本；采用動(dòng)葉可調(diào)的形

49、式，能夠改變?nèi)~片的安裝角，這就使該風(fēng)機(jī)可以根據(jù)礦井的具體情況，調(diào)節(jié)通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況，使通風(fēng)機(jī)的適應(yīng)范圍更廣；采用電動(dòng)機(jī)與葉輪直接聯(lián)接的形式，相對(duì)于其他的結(jié)構(gòu)形式，可以使通風(fēng)機(jī)的整體穩(wěn)定型更好，安裝更方便。同時(shí)降低了裝置的局部阻力，能夠避免了傳動(dòng)裝置損壞事故，消除了傳動(dòng)裝置的能量損耗，在另一個(gè)方面上提高了風(fēng)機(jī)裝置效率。中導(dǎo)葉和后導(dǎo)葉后在多級(jí)軸流式風(fēng)機(jī)葉輪級(jí)后設(shè)置。它的作用是將前級(jí)葉輪的流出氣流方向，轉(zhuǎn)為軸向流入后級(jí)葉輪。后導(dǎo)葉的作用是將最后一級(jí)葉輪的出流方向轉(zhuǎn)為接近軸向流出。剩余的旋繞速度使氣流不僅沿軸向，而且是沿螺線方向在擴(kuò)散器中流動(dòng)，有利于改善擴(kuò)散器的工作。2.2.3進(jìn)風(fēng)口(集流器和整流罩)

50、集流器是強(qiáng)力風(fēng)機(jī)上的一個(gè)關(guān)鍵部件，它是用2mm厚的A3鋼板，通過(guò)剪板、焊接、翻邊制成。 由于其直徑較大，板厚較薄，在翻邊時(shí)容易起皺和出現(xiàn)裂紋，這是不允許的。 以前生產(chǎn)廠家做了一付工裝，焊成喇叭口，將圓弧部分在工裝上用手工一點(diǎn)一點(diǎn)敲成的。作用是使氣流順利地進(jìn)入風(fēng)機(jī)的環(huán)行入口信道，并在葉輪入口處,形成均勻的速度場(chǎng)。目前，礦用通風(fēng)機(jī)集流器型線為圓弧形，疏流罩的型面為球面或橢球。2.2.4擴(kuò)散器軸流通風(fēng)機(jī)級(jí)的出口動(dòng)壓在全壓中所占的比例比離心通風(fēng)機(jī)大的多，這是因?yàn)檩S流風(fēng)機(jī)工作時(shí)，通風(fēng)機(jī)級(jí)的出口氣流軸向速度相當(dāng)大，與之相對(duì)應(yīng)的動(dòng)壓約占通風(fēng)機(jī)全壓的。為了減少軸流風(fēng)機(jī)出口流速，提高靜壓，同時(shí)由于井下的空氣潮濕

51、有毒,所以作為擴(kuò)散器口消聲器的吸聲材料應(yīng)具有防潮，防腐和阻燃性質(zhì)。此外由于通風(fēng)機(jī)的出口處安裝擴(kuò)散器還可以顯著降低通風(fēng)機(jī)的排氣噪音。一般由錐形筒芯和筒殼組成,裝在風(fēng)機(jī)出口側(cè)。2.2.5外殼風(fēng)機(jī)外殼呈圓筒形,重要的是葉輪外緣與外殼內(nèi)表面的徑向間隙應(yīng)盡可能地減小。通常 徑向間隙和葉片展長(zhǎng)在0.010.06之間。2.2.6軸軸是傳遞機(jī)械能的重要零件,原動(dòng)機(jī)的扭矩通過(guò)它傳給葉輪。軸是風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子的主要零件，軸上裝有葉輪、軸套、軸承等零件。軸靠?jī)啥溯S承支承，在通風(fēng)機(jī)中作高速回轉(zhuǎn)，因而軸要承載能力大、耐磨、耐腐蝕。軸的材料一般選用碳素鋼或合金鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。2.3通風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)形式的確定2.3.1確定通風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n

52、目前軸流通風(fēng)機(jī)多由電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。對(duì)于異步電機(jī)，起轉(zhuǎn)速可選為580、720、960、1450、及2950r/min。軸流通風(fēng)機(jī)提高轉(zhuǎn)速可以減少葉輪直徑及機(jī)器尺寸，并有利于提高通風(fēng)機(jī)的效率。但是轉(zhuǎn)速的提高也受到一定的限制。如果提高轉(zhuǎn)速使通風(fēng)機(jī)的比轉(zhuǎn)速增加，有可能得不到合理的通風(fēng)機(jī)級(jí)數(shù)，而且增加了圓周速度，從而使通風(fēng)機(jī)噪音增加。風(fēng)機(jī)本設(shè)計(jì)中，考慮到交流電在礦井應(yīng)用比較廣泛，故采用異步電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)方式，預(yù)選轉(zhuǎn)速分別n=1450r/min和n=2950r/min。2.3.2確定通風(fēng)機(jī)的級(jí)型式在二級(jí)軸流風(fēng)機(jī)中，常用的級(jí)型式有R+R（葉輪級(jí)+葉輪級(jí)）的對(duì)旋軸流風(fēng)機(jī)、R+S+R+S級(jí)（葉輪級(jí)+中導(dǎo)流級(jí)+葉

53、輪級(jí)+后導(dǎo)流級(jí)）、以及P+R+S+R+S(前導(dǎo)流級(jí)+葉輪級(jí)+中導(dǎo)流級(jí)+葉輪級(jí)+后導(dǎo)流級(jí))。考慮到掘進(jìn)段工作空間相對(duì)狹小，所以本設(shè)計(jì)采用R+S+R+S級(jí)，可以減少風(fēng)機(jī)的軸向尺寸。2.3.3確定通風(fēng)機(jī)各級(jí)風(fēng)壓比風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓比是決定各級(jí)葉輪和導(dǎo)葉的主要參數(shù)之一?？紤]到如果采用風(fēng)壓比為1：1，那么只需要單電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可以降低所設(shè)計(jì)通風(fēng)機(jī)成本，還可以減小風(fēng)機(jī)的體積，有利于在相對(duì)狹小的掘進(jìn)工作面使用。2.3.4葉頂圓周速度ut和葉輪直徑D 的選擇計(jì)算圓周速度是軸流通風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)中的重要參數(shù)之一。實(shí)踐表明，提高軸流通風(fēng)機(jī)的圓周速度，可以提高風(fēng)機(jī)的全壓。實(shí)驗(yàn)證實(shí)，葉輪葉頂圓周速度=m/s比較合適。但是圓周速度的提高，

54、風(fēng)機(jī)的噪音也將隨之提高，因?yàn)橥L(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)的噪音與成正比，而渦流噪音與成正比。葉輪直徑是軸流通風(fēng)機(jī)的一個(gè)重要結(jié)構(gòu)參數(shù)，其大小直接影響通風(fēng)機(jī)的性能和結(jié)構(gòu)。常用的一種方法是根據(jù)大量試驗(yàn)研究現(xiàn)有通風(fēng)機(jī)的統(tǒng)計(jì)資料。人們發(fā)現(xiàn)葉輪直徑與全壓、流量、及轉(zhuǎn)速之間存在一定的關(guān)系，即與通風(fēng)機(jī)的比轉(zhuǎn)速存在一定的關(guān)系。分別計(jì)算各種預(yù)選方案中通風(fēng)機(jī)的計(jì)算比轉(zhuǎn)數(shù)，由比轉(zhuǎn)數(shù)查得對(duì)應(yīng)軸流風(fēng)機(jī)的全壓系數(shù)及全壓效率。初步計(jì)算出不同方案通風(fēng)機(jī)的葉輪直徑，然后圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑，在求出其葉頂圓周速度。具體計(jì)算結(jié)果列與表2-1。由表計(jì)算結(jié)果看出，當(dāng)通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=1450r/min，=77,一般當(dāng)100時(shí),優(yōu)先采用離心風(fēng)機(jī)，所以不能滿足要求。所以選擇轉(zhuǎn)速n=2950r/min，可以滿足要求。表2-1 不同方案的計(jì)算結(jié)果n/(r/min)14502950備注/Pa1550155077157級(jí)型式R+S+R+SR+S+R+S0.35由級(jí)型式的范圍0.85計(jì)算D/m0.556圓整D/m0.56按文獻(xiàn)12/（m/s）86.502.4計(jì)算電動(dòng)機(jī)功率并選擇電機(jī)型號(hào)按下式計(jì)算電動(dòng)機(jī)功率為kW kW式中電動(dòng)機(jī)功率儲(chǔ)備系數(shù)，對(duì)于軸流風(fēng)機(jī)，一般。本題K取1.10P=22.59424.7