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1、技术讲课,离心式风机,甘肃大唐检修运营公司景泰项目部胡自治,离心通风机内气体流动方向1.出风口 2.蜗壳 3.叶轮 4.扩压管 5.进风口 6.进气室,1、离心风机的工作过程 离心风机主要由叶轮、进风口及蜗壳等组成（图142）。叶轮转动时，叶道（叶片构成的流道）内的空气，受离心力作用而向外运动，在叶轮中央产生真空度，因而从进风口轴向吸入空气（速度为c0）。吸入的空气在叶轮入口处折转90后，进入叶道（速度为c1），在叶片作用下获得动能和压能。从叶道甩出的气流进入蜗壳，经集中、导流后，从出风口排出,一、离心风机的工作原理,6,2、离心风机工作原理,1-吸入口；2-叶轮前盘；3-叶片；4-后盘；5-
2、机壳；6-出口；7-截流板(风舌)；8-支架,工作原理：叶轮随转轴旋转时，叶片间的气体也随叶轮旋转而获得惯性离心力，并使气体从叶片间的出口甩出。被甩出的气体挤入机壳，于是机壳内的气体压强增高，最后被导向出口排出。气体被甩出后，叶轮中心部分的压强降低。外界气体就能从风机的吸入口通过叶轮前盘中央的孔口吸入，源源不断地输送气体。,叶轮的工作原理,（一）速度三角形 空气在叶道上任一点处，有绝对速度c，它是气流与叶轮的相对速度与牵连速度的向量和。绝对速度c与牵连速度的夹角以表示。相对速度与牵连速度的反方向的夹角以表示。通常只画出叶片入口及出口的速度三角形，并以1点表示叶轮入口；2点表示叶轮出口（图143
3、b、c）。,1风机型号 每台风机都有各自的型号，风机型号分标准型号与专用型号两种。标准型号是由风机行业制定的统一标准来编制，包含风机用途、特性、结构形式等信息，针对国内联合设计的产品。专用型号是由每个风机厂家根据风各自编制方法对风机型号进行命名。本课程介绍标准型号的编制方法。1.1离心风机型号 单台产品型号用形式和品种表示。离心风机型号组成,二、风机的结构、组成与材料,a、产品用途代号。b、压力系数化整数后，小于10的用一位数表示，等于或大于10的用二位数表示。c、比转数用两位数表示，双吸风机（双叶轮并联或单叶轮双吸结构），用2乘比转数来表示。d、若产品的型式中产生有重复代号或派生型式时，在比
4、转数后加序号，用罗马数字、来表示。e、设计序号用“1”，“2”来表示，供对该型产品用重大修改时用。f、机号用叶轮直径分米数（dm）来表示。风机产品用途代号（部分）,单台离心风机产品的型号中，还表明风机的传动方式，旋转方向，出口角度。对带进气箱结构的风机还表明风机进气角度。例：Y4-7316F顺45/135 a、“Y4-7316”为前面描述的型号；b、“F”为传动方式。风机传动方式共有六种，分别是A式、B式、C式、D式、E式和F式。A式、B式、C式、D式传动，叶轮处于两轴承以外位置（悬臂）；E式、F式传动，叶轮处于两轴承中间位置（双支撑结构）。,离心风机传动方式,c、“顺”为风机旋转方向，风机的
5、旋转方向有两种，顺时针（右）和逆时针（左），以原动机看风机旋转方向的而定。d、“45”为出风角度，以出风口位置而定。,离心风机出风口角度示意图,离心风机进气箱角度示意图,e、“135”为进气角度，以进气箱位置而定（仅对带进气箱风机而言，用来改变进气气流方向）。,2风机的结构型式2.1 A式传动（直联）离心风机 特点：叶轮直接装配在电机轴上，结构简单、紧凑。由于电机承载能力或受介质（如高温）限制，只适合于介质无特殊要求的小型风机。,带支架的A式传动风机,1-机壳；2-进风口；3-叶轮；4-电动机；5-支架,2.2 C式传动（皮带传动）离心风机 特点：与直联与联轴器传动相比，风机转速可以根据需要做
6、成任意转速，满足性能要求，但机械传递效率相对要低。,带支架的C式传动风机,1-调风门；2-进风口；3-机壳；4-叶轮；5-传动组；6-支架；7-皮带轮；8-三角胶带；9-皮带罩,2.3 D式传动（联轴器传动）离心风机 特点：传递效率比皮带传动效率高，风机转速与电机转速相同。,1-进风口；2-叶轮；3-机壳；4-后密封5-传动组；6-联轴器；7-地脚螺栓,D式传动风机,带底座D式传动风机,2.4 F式传动（联轴器传动）离心风机 特点：与D式传动相比，轴承的径向载荷小。,1-调风门；2-轴封；3-进气箱；4-进风口5-叶轮；6-机壳；7-传动组；8-联轴器,单吸F式传动风机,带底座D式传动风机,3
7、.5直联式轴流风机 特点：结构简单，单级叶轮风机压力低，适合于介质无特殊要求的通风场合。,直联式轴流风机,1-集流器；2-机壳；3-叶轮；4-电机。,3、风机主要零部件结构与材料 风机的部件分为转子件和静止件两大类。转子件是旋转件，其中叶轮是对气体作功的唯一部件，转子的结构形式决定了风机使用的安全性和经济性。静止件是风机的辅助部件，起引导气流，支撑和隔离转子件的作用，静止件对风机的正常使用也起着重要作用。3.1离心风机主要零部件结构3.1.1叶轮 叶轮是风机的心脏。它由原动机驱动。叶轮旋转时便将原动机的机械能传递给气体，使气体压力升高，表现为气体压力的增加，速度和密度的变化。考虑到叶轮的重要性
8、，选择和设计的基本原则是运行稳定，使用寿命长，效率高。叶轮由叶片、轮盖（前盘）、轮盘（中盘、后盘）及轴盘（轮毂）组成。没有轮盖的叶轮称为半开式叶轮。没有轮盖和轮盘的叶轮称为浆叶式叶轮。叶片是对气体作功的唯一部件，叶片的形状基本决定了叶轮的效率和使用环境。常用叶片有六种形状，用得最广泛的是后向弯曲叶片和机翼形叶片。随着新技术、新材料和新工艺的开发和应用，界限会越来越小，效率会越来越高。,各种形式叶轮示意图,叶轮旋转方向判定,叶轮的方向性：机壳的出口方向决定叶轮的旋转方向，即决定叶片的布置方向。叶片的布置方向遵循以下原则：进口气流的能量损失最小。,轮盖的作用是引导和改善气流，同时加强叶片的强度和刚
9、度。轮盖的形状由叶片形状决定，有三种形状，国外风机叶轮用得最广泛的是直轮盖和锥形前盘，国内的标准叶轮采用圆弧形轮盖。直轮盖：效率中等，制造成本最低；锥轮盖：效率中等，制造成本中等；圆弧形轮盖：效率最高，制造成本最高。轮盖的进口圈结构形式是根据强度来决定的：钢板旋压件、旋压件加斜撑、锻件。轮盘的作用是支撑和引导气流。轮盘在双吸叶轮中也叫中盘，在单吸叶轮中也叫后盘。在此需要指出的是，在单吸叶轮（压力高的风机）支撑盘背面一般焊有多个小叶片（一般为8片），是用于减小叶轮的轴向力，同时要求小叶片对叶轮的性能无明显影响。轴向力的减少可大大提高轴承寿命，如减少50%的轴向力至少能提高1/3轴承寿命。轴盘是用
10、来叶轮与主轴的联接，大型双吸双支撑风机叶轮的轮盘直接与主轴通过法兰形式联接，以减少转子件重量，减轻轴承载荷，提高主轴临界转速。,3.1.2主轴 主轴的作用是支撑叶轮旋转和传递动力装置的机械能。主轴必须有足够的强度和刚度来传递机械能和支撑叶轮旋转不发生振动。大型风机主轴采用高强度的合金钢锻造和精加工而成。叶轮和主轴有两种连接方式：采用轮毂结构的叶轮是通过轴上的键连接；采用法兰结构的叶轮是通过高强度的铰制螺栓连接，在足够的拧紧力矩下可保证叶轮和主轴紧密连接，铰制螺栓起到连接和定位作用。这两种连接方式在双支撑风机中都有采用。悬臂式风机则都采用轮毂结构的叶轮，键连接。,叶轮与轴联接方式,3.1.3机壳
11、 机壳的作用是将叶轮排出的高能气体汇聚起来，引到出口管道上，同时将一部分动能转化为静压能。机壳主要是由两侧板和一圈板焊接而成的结构件，其圈板形状是蜗壳形的。从蜗舌到出口的流通面积是从小到大，与流量的大小相匹配，最有效地提高风机的静压。机壳要有足够的刚度和强度防止变形过大和振动。在合适的圈板位置上开有人孔门（或检查孔），以方便安装检修和查看叶轮（出口）的使用情况。3.1.4进气箱 进气箱又称进风室，其作用是引导气流从径向转为轴向和隔离轴承与气体便于检修。进气箱主要是由两侧板和一圈板焊接而成的结构件，其结构形式有很多种，但基本设计原则都是气流能量损失小，气流能平稳匀速进入轴向；有足够的刚度和强度防
12、止变形过大和振动。在进气箱的合适位置上开有人孔门，以便人员安装检修和查看叶轮进口使用情况。,2.1.5进风口 风机的进风口又叫集流器，其作用是引导气流进入叶轮。进风口是钢板压成的结构件，其形状主要有两种，主要表现在与叶轮进口配合处的形状：平直形和圆弧形。国内外用的最多的是圆弧形的。进风口是收敛形的，这种形状能将气流均速后进入叶轮，以提高气流的稳定性。进风口与叶轮进口的轴向和径向间隙，因关系到气体的内泄露需要特别控制，防止因间隙不当而降低风机压力和效率。2.1.6前导器 有些风机进口处装有前导器。由可调节的叶片制成，其作用是调节叶片角度，改变进气介质密度与气流方向，获得不同的性能曲线。2.1.7
13、扩散器 有的风机的出口装有扩散器,又称为扩压器。其作用是将出口气流的部分动压转化成静压，减少出口流动损失，提高风机静压效率。,三、离心式通风机的性能参数,一、风量 通风机每单位时间内所排送的空气体积，称为风量Q，又称送风量或流量，其单位为米3/秒或米3/时，工程上常用单位是米3/时。,风机所产生的风量与风机叶轮直径、转速、叶片形式等有关，其三者之间的相互关系要用下式表示：,米3/秒 或：,米3/时,式中：Q通风机的风量；D2通风机叶轮的外径，米；V2叶轮外周的圆周速度，米/秒,流量系数，与风机型号有关。,风机的风量一般用实验方法测得。风量的大小与通风机的尺寸和转速成正比。在管道系统中，风量可以
14、通过闸门或改变通风机的转速来调节。,二、风压 通风机的出口气流全压与进口气流全压之差称为风机的风压H，其单位为毫米水柱。风机所产生的风压与风机的叶轮直径、转速、空气密度及叶片形式有关，其关系可用下式表示：,H=Hv22 或：,H=0.000334HD22n2,式中：H通风机全压，毫米水柱；空气的密度，千克秒2/米4；当大气压强在760毫米汞柱，气温为20，=1.2千克/米2；v2叶轮外周的圆周速度，米/秒；H全压系数，根据实验确定，一般如下：,后向式：H=0.40.6；径向式：H=0.60.8；前向式：H=0.81.1；D2风机叶轮的外径，米；n风机的转速，转/分。,三、功率 单位时间内所消耗
15、的能量称为功率N，功率的单位用千瓦来表示。通风机的有效功率（Ny千瓦）即：,式中：Q通风机输送的风量，米3/秒；H通风机产生的风压，毫米水柱；102千瓦与千克米/秒之间的换算关系系数，1千瓦=102千克米/秒。,轴功率N与有交效功率NY之间的关系如下：,式中：通风机效率，%。N轴功率，千瓦 当通风机的转速一定时，它的轴功率随着风量的改变而改变，一般离心式通风机的轴功率随着风量的增加而增加。,四、效率 通风机的有效功率与轴功率之比为通风机的效率，即：,通风机的有效功率反映了通风机工作的经济性。后向叶片风机的效率一般在0.80.9之间，前向叶片风机的效率在0.60.65之间。同一台风机在一定的转速
16、下，当风量和风压改变时，其效率也随之改变，但其中必有一个最高效率点，最高效率时的风量和风压称为最佳工况。通风机在管道系统中工作时，它的风量与风压应尽可能等于或接近最佳式况时的风量和风压，应注意使其实际运转效率不低于最高效率的90%。,通风机的有效功率与轴功率之比为通风机的效率，即：,通风机的有效功率反映了通风机工作的经济性。后向叶片风机的效率一般在0.80.9之间，前向叶片风机的效率在0.60.65之间。同一台风机在一定的转速下，当风量和风压改变时，其效率也随之改变，但其中必有一个最高效率点，最高效率时的风量和风压称为最佳工况。通风机在管道系统中工作时，它的风量与风压应尽可能等于或接近最佳式况
17、时的风量和风压，应注意使其实际运转效率不低于最高效率的90%。,五、通风机的性能曲线 通风机的性能曲线一般有HQ曲线，NQ曲线，Q曲线三种，这三种曲线常画在同一图上，统称为风机的特性曲线。根据特性曲线，已知Q米3/时，H毫米水柱，N千瓦，（%）中的任何一值即可求得其它各值。,六、转速 通风机的转速n可用转速表直接测量，其数值用每分钟多少转（转/分）来表示。小型风机的转速一般较高，往往与电动机直接相连。大型风机的转速较低,当改变风机转速时，风机的特性参数；特性曲线也随之改变，亦即，风机在每一转速下都有其相应的特性曲线。在转速变化小于20%时，也可近似认为叶轮出口的速度三角形、效率等基本不变。,当
18、转速改变时，风机的特性参数Q，H，N的变化可按下式计算：,以上可见，如果通风机的转速由n改变为n时，风机的风量变化与的一次方成正比，功率变化与 的三次方成正比,必须指出:通风机的几个性能参数不是固定不变的，它们之间都有一定的内在联系。当通风机在管网中工作时，这些参数又受到网路特性的影响，所以要选择好，使用好一台通风机，不但要熟悉通风机的性能，还要了解网路特性以及它们之间的关系。,四、风机的维修与保养,正确的维护、保养，是风机安全可靠运行，提高风机使用寿命的重要保证。因此，在使用风机时，必须引起充分的重视。1.叶轮的维修、保养在叶轮运转初期及所有定期检查的时候，只要一有机会，都必须检查叶轮是否出
19、现裂纹、磨损、积尘等缺陷。只要有可能，都必须使叶轮保持清洁状态，并定期用钢丝刷刷去上面的积尘和锈皮等，因为随着运行时间的加长，这些灰尘由于不可能均匀地附着在叶轮上，而造成叶轮平衡破坏，以至引起转子振动。叶轮只要进行了修理，就需要对其再作动平衡。如有条件，可以使用便携试动平衡仪在现场进行平衡。在作动平衡之前，必须检查所有紧定螺栓是否上紧。因为叶轮已经在不平衡状态下运行了一段时间，这些螺栓可能已经松动。2.机壳与进气室的维修保养除定期检查机壳与进气室内部是否有严重的磨损，清除严重的粉尘堆积之外，这些部位可不进行其他特殊的维修。定期检查所有的紧固螺栓是否紧固，对有压紧螺栓部的风机，将底脚上的蝶形弹簧
20、压紧到图纸所规定的安装高度。,3.轴承部的维修保养经常检查轴承润滑油供油情况，如果箱体出现漏油，可以把端盖的螺栓拧紧一点，这样还不行的话，可能只好换用新的密封填料了。轴承的润滑油正常使用时，半年内至少应更换一次，首次使用时，大约在运行200小时后进行，第二次换油时间在12个月进行，以后应每周检查润滑油一次，如润滑油没有变质，则换油工作可延长至24个月一次，更换时必须使用规定牌号的润滑油，并将油箱内的旧油彻底放干净且清洗干净后才能灌入新油。如果要对风机轴承作更换，应注意以下事项：在将新轴承装入前，必须使轴承与轴承箱都十分清洁。将轴承置于温度约为7080的油中加热后再装入轴上，不得强行装配，以避免
21、伤轴。4.其余各配套设备的维修保养各配套设备包括电机、电动执行器、仪器、仪表等的维修保养详见各自的使用说明书。5.风机停止使用时的维修保养风机停止使用时，当环境温度低于5时，应将设备及管路的余水放掉，以避免冻坏设备及管路。6.风机长期停车存放不用时的保养工作（1）将轴承及其它主要的零部件的表面涂上防锈油以免锈蚀。（2）风机转子每隔半月左右，应人工手动搬动转子旋转半圈（既180），搬动前应在轴端作好标记，使原来最上方的点，搬动转子后位于最下方。,五、风机运转中故障产生的原因,1.风机震动剧烈：1.1.风机轴与电机轴不同心。1.2.基础或整体支架的刚度不够。1.3.叶轮螺栓或铆钉松动及叶轮变形。1
22、.4.叶轮轴盘孔与轴配合松动。1.5.机壳、轴承座与支架，轴承座与轴承盖等联接螺栓松动。1.6.叶片有积灰、污垢、叶片磨损、叶轮变形轴弯曲使转子产生不平衡。1.7.风机进、出口管道安装不良，产生共振。2.轴承温升过高：2.1.轴承箱振动剧烈2.2.润滑脂或油质量不良、变质和含有灰尘、沙粒、污垢等杂质或充填量不当。2.3.轴与滚动轴承安装歪斜，前后两轴承不同心。2.4.滚动轴承外圈转动。（和轴承箱摩擦）。2.5.滚动轴承内圈相对主轴转动（即跑内圈和主轴摩擦）2.6.滚动轴承损坏或轴弯曲。2.7冷却水过少或中断（对于要求水冷却轴承的风机）。3.机壳或进风口与叶轮摩擦。4.电动机电流过大或温升过高：4.1.启动时，调节门或出气管道内闸门未关严。4.2.电动机输入电压低或电源单相断电。4.3.风机输送介质的温度过低（即气体密度过大），造成电机超负荷。4.4.系统性能与风机性能不匹配。系统阻力小，而留的富裕量大，造成风机运行在低压力大流量区域。,六离心风机的常见故障及排出,1、常见性能故障及排出表,2、机械故障分析及其消除方法,3.机械振动分析及其消除方法,
