【導讀】本次設計根據通風機設計的理論基礎，對離心通風機的主要參數進行研究和。分析，設計一臺用于工廠及大型建筑物室內通風換氣的4-72型離心通風機。計，重點是離心通風機葉輪的設計計算和軸的設計計算。強度校核和軸承壽命的校核等。本設計嚴格執(zhí)行最新國家標準及行業(yè)標準，參照。在現(xiàn)有應用的離心通風機的基礎上，完成通用No7C/4-72型離心通風機的設計。Keywords：Centrifugalfan；Impeller；Volute；Strengthcheck

　　

【正文】 大帶輪與軸連接處用 鍵 C10840 在軸盤有軸連接用鍵 C10850 軸承選型 1） 由已知條件可 知，軸承只受軸向力 南華大學機械工程學院畢業(yè)設計 （論文） 第 31 頁 ，共 56 頁 ? ?araf YFXFP ?? （ 473） 按照機械設計實用手冊 [14]， ~ ? ，取 ? ，則 NP 2 0 9 01 9 0 ??? （ 474） 2） 軸承應有的基本額定動載荷值 6 h6 h 1018006020901060 LLnPC??????? ?? （ 475） 對于球軸承， 3?? 按照通風機一般年限 10 年，則 h8 7 6 0 0243 6 510h ?????L 則： NC 4420310 876001800602090 63 ????? （ 476） 根據 基本額定動載荷選用 6408 型深溝球軸承。 南華大學機械工程學院畢業(yè)設計 （論文） 第 32 頁 ，共 56 頁 5 通用 No7C/472 型 離心通風機主要零件的強度校核 葉輪的強度校核 葉片的強度校核 葉片材料選 取 Q235， 已知條件： 葉片為等厚度圓弧形，弧的半徑 ?KR 葉片質心處的厚度 ? ?R ， ??27? ， ??62? ，葉片與輪盤連接為焊接 輪盤內孔直徑 ?D 輪盤外徑 ?D 輪盤厚度為 轉速 min/r1800n ? 1） 計算葉片的應力 圖 葉片的應力示意圖 葉片的離心力分解為 1f 和 2f 兩個分力。 1f 所引起的最大彎曲應力為 ????? co sb21 2c21 R? （ 51） 旋轉角速度 ? ? n ???? ??? 南華大學機械工程學院畢業(yè)設計 （論文） 第 33 頁 ，共 56 頁 材料的密度 33 m/ ??? 則 62231 ?????????? （ 52） 考慮 2f 引起的彎曲應力后，葉片 的最大彎曲應力為 166120 003 81 5 10 1 276 1 434 180 82 3 10KtanR.. tan.. P a?? ? ?????????????? ? ? ? ? ????????? （ 53） 故 葉片材料選 Q235 合格 。 輪盤的強度校核 輪盤的材料選 Q235 輪盤的外徑 ?D ，圓周速度為 s/ 180 a ???? ? （ 54） 輪盤的內徑為 ?D ，輪盤的最大應力為 M P 2232a22131t?????????????????????????????????????????DD? （ 55） 輪盤的厚度為 ，則 ? ?? ?3 3 21 2 133 3 231127 85 10 0 00 6 0 6 0 24 18 8 512 28 2 10F D D. . . . ..N? ? ???? ? ? ??? （ 56） ? ?32 1 4 3 4 6 0 0 0 3 0 0 9 7 8 5 1 0180 0 3 1 8Km R b. . . .. k g? ? ???? ? ? ? ? ? ?? （ 57） 南華大學機械工程學院畢業(yè)設計 （論文） 第 34 頁 ，共 56 頁 NRZF 322c2 ??????? ??? （ 58） 取葉片負荷分配系數 1?K ，則葉片的附加應力為 M P P 22t ????? ?? FKF （ 59） 輪盤的總應力為 M P 662t1t ??????? ??? （ 510） 故輪盤的材料選 Q235 合格。 輪蓋的強度校核 輪蓋材料選 Q235 輪蓋的內徑 ?D ，則輪蓋的最大應力為 M P 223a22031t????????????????????????????????????????DD? （ 511） 輪蓋的厚度為 ，則 ? ?? ?3 3 21 2 033 3 231127 85 10 0 006 0 6 0 365 188 512 23 3 10F D D. . . . ..N? ? ????? ? ? ??? （ 512） 取葉片的負荷分配系數 ?K ，則葉片的附加應力為 M P 61t1 22t ?????? ?? FKF （ 513） 輪蓋的總應力為 M P 662t1t ??????? ??? （ 514） 故輪蓋材料選 Q235 合格。 軸盤材料的選擇 軸盤直徑 ? ，則 s/ i ????? ?? （ 515） 南華大學機械工程學院畢業(yè)設計 （論文） 第 35 頁 ，共 56 頁 因為 s/m30ui ? ，選 Q235。 軸的強度校核 離心和軸流通風機的主軸在運轉過程中；同時承受彎矩和轉矩，因而在強度計算時，先分別求出主軸承受的最大彎矩和轉矩，然后求出二者所引起的合成應力 。 1） 各零件的質量以及各軸段的質量的估算 葉輪的質量估算： 33 ??葉輪V 33 ?????? 葉輪葉輪 V? 軸盤的質量估算 : 33 ??軸盤V 33 ?????? 軸盤軸盤 V? 帶輪的質量估算： 33 ??帶輪V 33 ?????? 帶輪帶輪 V? 軸各段的質量估算： 335 ??V 334 ??V 336 ??V 3344 ?????? V? 3355 ?????? V? 3366 ?????? V? 圖 離心力通風機傳動方式示意 圖 南華大學機械工程學院畢業(yè)設計 （論文） 第 36 頁 ，共 56 頁 圖 軸的受力分析 2） 力作用點間各段的距離 ?l ； mm217?l ； ?l ； ?l 3） 軸的校核計算 ? ?? ? ? ?l lFGGlGllGGR A 26244151 帶??????? ? ? ? ? ? ?? ?217 ????????????? 27150. ???? （ 516） AB RGGGGGR ?????? 65421 1 1 3 )( ????????? ? （ 517） ? ? ? ? m 3 4 NlGGM A ???????? （ 518） ? ? ? ?? ? m 8 6 1 3 NlFGGM B ????????? 帶（ 519） 由以上可得出，最大彎矩為 m 2 7m a x NMM B ?? 軸的轉矩為 m NPT ???? 軸上的最大復合應力 m 63 2232m a xm a x NTM ??? ????? （ 520） 由于 ? ? M P a701m ax ?? ??? ，故軸選用合格。 南華大學機械工程學院畢業(yè)設計 （論文） 第 37 頁 ，共 56 頁 鍵的強度校核 鍵是標準零件，用來實現(xiàn)軸與輪廓之間的周向固定以傳遞轉矩。 1） 鍵的基本尺寸 根據軸的直徑和輪廓長度選用鍵 35 40(GB/T 10951979)，其機構如圖 53所示 圖 53 鍵結構簡圖 2） 校核大帶輪處的鍵，則 ? ?pM P a1135404 33p ???? ????? kldT? （ 521） 故 40810 ??C鍵 合格。 3） 校核軸盤處的鍵，則 ? ?pM P 33p ???? ????? kldT? （ 522） 故鍵 50810 ??C 合格。 軸承壽命 的校核 根據壽命驗算公式，得 ????????????????? 366h 209065500180060 106010 ?PCnL 285010h＞ 87600h （ 523） 故該軸承合適。 南華大學機械工程學院畢業(yè)設計 （論文） 第 38 頁 ，共 56 頁 6 通風機的安裝和維護 通風機安裝方法 離心式通風機主要由四部分組成，分別是葉輪、機殼、進風口以及傳動裝置。葉輪采用鋼板制作而成，經過動靜平衡校正，可以達到運轉平穩(wěn)的工作目的。機殼一般分為兩種，一種機殼是一個整體，不可以拆開，而另一種機殼呈三開成式。進風口需要裝在風機的側面，可以使氣體順利的進入葉輪。而傳動部分一般是由主軸以及帶輪等部分所組成。 安裝風機之前首先應該檢查零部件是否都完好 無損，同時檢查部件的種類是否齊全。在安裝風機之前還需要徹底清洗軸承以及軸承箱等部分。在安裝風機的時候首先應該將機殼的下部分以及進風口的大部分等放在原基礎上，同時調整好各個部分，將將機殼地腳板焊好。然后把軸承底座放在基礎上，調差軸向水平偏差以及軸承對的橫向水平偏差。之后將軸承箱放在軸承底座上，使用銷釘將軸承箱以及軸承底座固定好。 在安裝軸承之前應該檢查和清理軸承箱的內部，同時要清理軸襯的表面，尤其應該重點檢查清理瓦面。之后在雙頭螺栓的螺紋上面涂上一層凡士林，同時將軸承箱以及軸襯定位銷等部分的雜物清理干凈。還需 要使用一些顏料涂在軸襯的表面，并將軸襯放在軸承底座上，在軸承座中轉動軸襯，并將軸襯取出，檢查其接觸情況。在完成以上安裝步驟之后，調整軸承箱的水平，并安裝轉子組。 通風機的維護 通風機的正常維護也是很重要的，是為了保證通風機的正常運行。通風機維護的主要內容就是嚴格按照有關技術規(guī)定要求和操作規(guī)程，進行通風機的運轉，并對運轉中出現(xiàn)的問題進行及時的維修。通風機在運轉中的維護只要加強管理，執(zhí)行操作規(guī)程即可。但是也要隨時注意檢查通風機各個部位的地螺栓是否松動，同時也要注意電動和通風機是否發(fā)出不正常聲響，如果發(fā)現(xiàn) 問題，就要及時處理，不可麻痹大意。通風機的維護，還包括其他設備的維護，如通風機前面的除塵設 備的維護。除塵設備的正常高效運行，對通風機的運轉和通風機的壽命有直接的影響。 南華大學機械工程學院畢業(yè)設計 （論文） 第 39 頁 ，共 56 頁 葉輪的檢修 葉輪是轉子中較易磨損的機件。如果通風機的葉輪如果磨損過多，就將失去轉子的平衡，不僅會引起通風機的劇烈振動，而且還可能發(fā)生事故。因此，對通風機的葉輪不僅要定期檢修，而且有時還要更換新葉輪。對于制成的葉輪，需將葉片的進口和出口處的毛刺除掉，并時行修整，清掃葉道，然后進行靜平衡及動平衡校正。 機殼漏氣的檢修 對 于鋼板機殼的通風機，如果機殼嚴重漏氣，就應該在中分面上的密封墊更換，或加上密封墊。密封墊一般用的是石棉板或石棉繩這些材料，也可以用其它材料代用。如果是葉輪或飛灰與機殼摩擦而使得機殼磨損漏氣，我們應首先對葉輪進行檢修，再焊補機殼損壞部分。檢修完畢之后，還要記得把內面的焊接毛刺打磨掉。 密封與潤滑 軸承的轉速主要受到軸承內部的摩擦發(fā)熱引起的溫升的限制，當轉速超過某一界限后，軸承會因燒傷等而不能繼續(xù)旋轉。 軸承的極限轉速是指不產生導致燒傷的摩擦發(fā)熱并可連續(xù)旋轉的界限值。因此，軸承的極限轉速取決于軸承 的類型、尺寸和精度以及潤滑方式、潤滑劑的質和量、保持架的材料和型式、負荷條件等各種因素。 各類軸承采用脂潤滑及油潤滑（油浴潤滑）時的極限轉速分別載于各軸承尺寸表，其數值表示標準設計的軸承在一般負荷條件（ C/P=13,Fa/Fr= 左右）下旋轉時轉速的界限值 。另外，潤滑劑根據其種類和牌號的不同，也可能雖優(yōu)于其他性能但不適用于高速旋轉。 由于軸承的滑動線速度極限值 dn 為 m i n/mm5^103~ 4 r???? ）（ ，則滾動軸承的潤滑方式為脂潤滑，脂潤滑因潤滑脂不 易流失，容易密封。軸承箱密封按照標準采用密封環(huán)和 O 型密