轴流式通风机的设计

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1、中国矿业大学2012届本科生毕业设计摘要在矿井掘进巷道时，为了供给工作人员呼吸新鲜空气，稀释掘进工作面的瓦斯及产生的有害气体，矿尘，创造良好工作条件，必须对掘进工作面进行通风。目前对掘进工作面进行通风的主要设备为JBT系列轴流式通风机。本次设计的内容是对JBT62轴流式通风机总体方案和通风机总体结构设计，机械传动部分设计，对轴流风机工作原理，主要工况参数的意义的掌握。具体内容包括：通风方式的选择，总体结构方案的确定，轴的设计和校核计算，叶轮的设计和校核计算，导叶的设计计算，疏流罩、扩散器和集流器的设计和选择，壳体的设计，通

2、风机消声装置的设计，电机的选择和固定方式的设计，联轴器、键和法兰等零件的选型校核。关键词轴流风机；局部通风设备；机械设计绪论通风机是煤矿的主要能耗设备，轴流式通风机主要由进风口、工作轮、整流器、主体风1中国矿业大学2012届本科生毕业设计筒、扩散器和传动轴等部件组成，它的主要原理是风机运转时，空气沿着风机的轴向方向进入叶轮，被叶片挤压向前推动，经扩散器排出（轴向进入，轴向流出），其主要特点，结构紧凑，便于调节风量、风压，但构造复杂，较难维护。叶轮是由固定在轴上的轮毂和以一定角度安装其上的叶片组成。叶片的形状为中空梯形，横断

3、面为翼形。沿高度方向可做成扭曲形，以消除和减小径向流动。叶轮的作用是增加空气的全压。叶轮有一级和二级两种。二级叶轮产生的风压是一级两倍。整流器安装在每级叶轮之后，为固定轮。其作用是整直由叶片流出的旋转气流，减小动能和涡流损失。通风机的气动性能参数设计是通风机设计中的重要部分，过去气动参数大多通过手工运算获得，工作量大、精确度低、周期长。同时，在气动参数设计完成后，绘制叶片截面图过程中，大量尺寸数据通过手工输入完成，工作重复程度高、易出错，从而延长设计周期，降低工作效率。计算机技术的飞速发展为计算人员带来了福音。如今计算机软

4、件的应用已经渗透到科学研究工作的各个角落，通过编程可以使繁杂的计算工作一挥而就。性能优良的风机叶型也不断涌现。采用先进的航空空气动力学理论设计动叶、静叶。应用先进的航空叶片机s2流场计算程序，精确计算s2流场并相应进行s1流面计算，最后运用叶栅理论及实验数据选定动叶和静叶的叶片型面参数，可以设计出气动性能较好的风机叶型。当前所使用的主要叶型有RAF-6E叶型、CLARK-y叶型、LS叶型、葛廷根叶型、圆弧板叶型、C-4叶型和NACA-65叶型，其中C-4叶型和NACA-65叶型最为常用。随着压气机第一级负荷的不断提高，简单

5、的、固定弯度的可调进口导叶结构，对继续满足压气机稳定有效的运行来说，已经不太合适。为了进步改善可调导叶的性能，国外60年代末提一种新型进口导叶结构，即将导分成两部分，或者三部分。叶片的前缘部分固定，后面的部分可以自由转动。这种导叶的优点是能在保证进口气流条件不变的情流况下，改变出口气流方向，使其满足后排叶栅进口气流方向的要求。从而缓解流攻角对进口流场的均匀性和气流的稳定性会带来不利影响。目前，对于变尾缘导叶还缺乏深入、系统的试验研究1.2通风机的发展历史通风机已有悠久的历史，在国内外的得到了较快的发展，并取得了还多优秀的成

6、果。中国在公元前许多年就已制造出简单的木制砻谷风车，它的作用原理与现代离心通风机基本相同。1862年，英国的圭贝尔发明离心通风机，其叶轮、机壳为同心圆型，机壳用砖制，木制叶轮采用后向直叶片，效率仅为40％左右，主要用于矿山通风。1880年，人们设计出用于矿井排送风的蜗形机壳，和后向弯曲叶片的离心2中国矿业大学2012届本科生毕业设计通风机，结构已比较完善了。1892年法国研制成横流通风机；1898年，爱尔兰人设计出前向叶片的西罗柯式离心通风机，并为各国所广泛采用；19世纪，轴流通风机已应用于矿井通风和冶金工业的鼓风，但其压

7、力仅为100～300帕，效率仅为15～25％，直到二十世纪40年代以后才得到较快的发展。1935年，德国首先采用轴流等压通风机为锅炉通风和引风；1948年,丹麦制成运行中动叶可调的轴流通风机；旋轴流通风机、子午加速轴流通风机、斜流通风机和横流通风机也都获得了发展。在当代经济发展过程中，由于风机属于在发电、化工等行业应用范围较广的通用机械，对国民经济具有重大影响，发达国家以及包括我国在内的发展中国家对风机产品的制造都很重视。世界上比较大的风机制造国主要有日本、德国、意大利、瑞士、美国等。比较大的风机制造商主要有日本的日立制作

8、所、荏原制作所、三菱重工业株式会社、川屿重工业株式会社等；英国主要有詹姆斯•豪登公司；德国有德马格德拉瓦透平机械公司和KKK公司；瑞士主要有苏尔寿公司等。风机方面，我国国情不同于工业发达国家，中小型风机是劳动力密集型产品，附加值较低，先进的工业国家不会再在技术和工艺方面大量投资，但仍在提高产品质量、降低