带齿轮离心风机结构设计
本文介绍了离心风机的设计方案,主要包括工作原理、技术参数确定和强度校核三部分。首先阐述了离心风机的结构组成和工作原理,通过电机驱动叶轮高速旋转实现空气交换。其次根据环境需求确定了风机流量、全压等参数,并进行了电机选型计算。最后对主轴进行了强度校核,计算了传动主轴承受的弯矩和转矩。该设计适用于井下、矿洞等空气不流通场所的通风需求。
2 离心风机的设计方案
2.1 离心风机的工作原理
本产品的主要由负责提供动力的电机,传递扭矩和力的轴,同步带,和负责高速旋转的风扇组成,图2.1所示为离心风机的主要结构组成图,可以看到具体结构的分布,离心风机中的转子经过高速转动,在大气压的作用下,产生了巨大的离心力,使离心风机中气流被压缩到风机中,经过风扇的旋转,交换空间内的空气,通常做用在比较大型并且空气不流通的地方,例如比较狭窄的井下空间,地下矿洞等没有空气交换的地方,还有就是需要时刻保证新鲜空气的地点。
图2.1 离心风机结构组成图
离心风机在工作的过程中,由电机提供电源,同步带开始转动,将动力传递给轴,轴通过轴承座的支撑,并且和轴承之间的配合,最终使叶轮开始转动,压缩空气,再高速运转的情况下达到交换的效果。
图2.2 工作原理图
3 离心风机的主要技术参数确定
3.1 电机的选型计算
根据本次毕业设计的应用的环境场所需求指定:
风机流量Q=10800/3600=3
风机全压
根据任务要求采用带传动,且为防止除尘离心式通风机。以下计算过程公式参考离心通风机[20]手册。
首先确定通风机的转速、叶片出口角与轮径。根据环境要求,设计中初选取n=950r/min。转速比计算如下:
4 离心风机的强度校核
4.1 主轴的强度校核
根据本次设计通风机的轴向尺寸和带轮的一些基本尺寸以及机械零件相互间的结构要求,确定传动主轴的基本尺寸如图4.1所示。
图4.1 传动主轴
由《风机手册》[21]中图5-57得本设计中离心通风机的传动方式为C式传动。在工作中运转的传动主轴,弯矩和转矩在同时承受,所以在本次设计中传动主轴承受的最大弯矩和转矩就是我们所要计算出的,最终算出应力合成数值。以下设计计算中所用公式均参考《风机手册》。
4.1.1 主轴承受的负荷
如图4.1所示,根据图中数据计算如下:
由于轴的悬臂端直径是阶梯式的,设计中为了简化,看做直径相等的
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