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离心通风机毕业论文

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前言

通风机是用于输送气体的机械，从能量观点看，它是把原动机的机械能转变成气体能量的一种机械。

随着生产和科学技术的发展，通风机在国民经济领域的应用日益广泛，对整个工业经济有着重要的影响。

风机是各个工厂、企业普遍使用的设备之一，特别是通风机的应用更为广泛。

锅炉鼓风、消烟除尘、通风冷却都离不开风机，在电站、矿井、化工以及环保工程，通风机更是不可缺少的重要设备，正确掌握风机的设计，对保证风机的正常经济运行是很重要的。

本文主要介绍了CG150离心通风机设计方案的选择，分析了离心通风机设计的关键技术，从而为离心通风机的设计奠定了重要的基础。

本次毕在业设计的题目是《CG150鼓风机定子设计》，在通风机的设计过程中必须全面分析风机结构，熟悉鼓风机的工作过程，了解鼓风机及工艺参数得以调整的可能性及范围。

通过对CG150离心式通风机的定子部分的设计，能够全面的

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了解机械设计专业的所学专业课知识，做到理论联系实际。

摘要

本文在吸收国内外风机的选型设计经验的基础上,以离心风机相似设计为基础,建立了适用于离心通风机设计系统。

鉴于传统通风机的设计方法始终是以人为主体，设计环境由手工计算工具、绘图仪器和以纸为载体的资料构成，不论是复杂的计算，还是精细的制图，都必须由设计者亲自来完成。

我们采用了CAD技术来进行辅助设计，减少手工绘图时间、提高绘图效率，进而能够促进设计工作的规范化，系列化和标准化。

设计过程中我们采用分工设计、合作完成的原则，小组合作共同完成CG150离心式通风机的设计全过程。

本文主要论述了通风机中定子组的设计，完成了对定子筒体、法兰、底座箱体、进气室、回流器、扩压器、蜗壳等重要零部件的设计，进行计算并根据计算绘制CAD机械图。

关键词：

离心式，通风机，CAD，定子，蜗壳

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Abstract

Onthefoundationofthelectotypethatabsorbsthedesignexperienceofdomesticandinternationalfan,baseonthesimilardesignofcentrifugalfan,thedesignsystemoflectotypeofcentrifugalventilatorisestablished.Inviewofthetraditionfanner’sdesignmethod,allalongwithalhumanforthese.designenvironmentismadeupbyhandcomputationinstrument、drawinginstrumentandwithalpaperforbearerandsoon.Thecomplicatedcountandtherefinedprotractionmustbecompletedbythedesigner.WeadoptCADtechnologytodecreasethetimeofhandworkplot,improvetheefficiencyofplot,sothatitcanacquirestandardization,serializationandstandardizeforthedesign.

Weadoptdivisionoflabourdesign,principleofcooperativefinishinthedesignprocess,andcompletethedesignofCG150centrifugalfanbygroupsworkingtogether.Thetextmostlydiscussthestatorteam’sdesignoffanner.Completethemostimportantlydesignofstatorshell,flange,bedcasebody,intakechamber,circumfluenceware,diffuser,voluteandsoon.AndthentomakecalculationanddrawCADmachineinstrumentgraphiquebytheresultofcalculation.

Keywords:

centrifugaltype，fanner，CAD，stator，volute

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第一章概述...............................................................................................6

1.1离心通风机的应用及发展状况.............................................6

1.2论文主要工作.........................................................................8

1.3选择课题的意义.....................................................................9

第二章通风机技术简介..........................................................................10

2．1通风机的型号与规格......................................................10

2.1.1离心通风机型号编制规则.......................................10

2.1.2轴流通风机型号编制规则.......................................14

2.2通风机的分类......................................................................16

2.2.1按工作原理分类..........................................................16

2.2.2按产生的压强高低分类..............................................21

第三章通风机的结构形式和重要参数...................................................22

3.1通风机的结构形式..............................................................22

3.1.1离心通风机的结构形式...........................................22

3.1.2轴流通风机的结构形式.............................................25

3.2通风机的主要零部件..........................................................27

3.2.1叶轮.............................................................................27

3.2.2机壳.............................................................................30

3.2.3进气箱.........................................................................30

3.2.4前导器.........................................................................31

3.2.5扩散器.........................................................................31

3.3通风机重要参数..................................................................32

第四章CG150离心式通风机的设计......................................................35

4.1工作原理............................................................................35

4.2设计的任务和要求............................................................37

4.3转子部件的确定................................................................43

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4.3.1叶轮尺寸的确定......................................................43

4.3.2叶片形状的确定......................................................44

4.4进气装置............................................................................46

4.4.1无叶扩压器................................................................46

4.4.2进气室........................................................................47

4.4.3进气口（或集流器）.....................................................48

4.4.4进口导流器................................................................49

4.5蜗壳设计............................................................................50

4.5.1概述.............................................................................50

4.5.2基本假设..................................................................51

4.5.3蜗壳内壁型线..........................................................51

4．5．4蜗壳宽度B.........................................................54

4．5．5蜗壳内壁型线实用计算.....................................55

4．5．6蜗壳出口长度及扩压器.....................................56

4．5．7蜗舌.......................................................................57

4．5．8数据计算.............................................................58

4.6法兰设计.............................................................................61

4.6.1对法兰连接的基本要求............................................61

4.6.2法兰的分类与结构....................................................61

4.6.3我们主要采用Timoshenko方法方法来进行设计..62

4.7箱体的设计...........................................................................66

感谢..............................................................................................................69

参考文献......................................................................................................70

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1概述

1.1离心通风机的应用及发展状况

通风机是用于输送气体的机械，从能量观点看，它是把原动机的机械能转变成气体能量的一种机械。

离心通风机是风机中的一大类型，广泛应用于电力、化工、矿山及建筑领域。

作为广泛应用的通用设备，离心通风机在各应用领域是心脏设备。

其性能的好坏，是否能安全稳定地运转对整个装置是至关重要的。

随着生产和科学技术的发展，通风机在国民经济领域的应用日益广泛，对整个工业经济有着重要的影响。

我国离心式通风机制造行业的出现是从建国后开始的，1949新中国建立后，国民经济建设得到了迅速的恢复和发展。

作为需要量大而面广的通用机械一一风机，也随着各个经济部门在发展中的需要而得到了国家的重视，使之迅速发展起来。

50年代初期，由前苏联提供技术资料并派专家来华指导，我国开始制造生产离心式通风机，但所生产的机型有限而且这类风机的最大缺点是效率低，综合效率仅为65%-75%，运行效率更低，有的甚至在25%左右。

60年代开展了以提高风机效率为目的的研制工作，并取得了可喜成果。

随着加工设备和科学技术的不断发展，国内各风机生产厂在设计方法、加工手段、制造工艺等方面进行不断的改进，离心通风机不断更新换代。

在风机三化（标准化、通用化、系列化）设计思想引导下，开始了我国离心通风机独立设计的新时代，而且有的产品在世界上还处于领先地位。

然而传统通风机的设计方法始终是以人为主体，设计环境由手工计算工具、绘图仪器和以纸为载体的资料构成，不论是复杂的计算，还是精细的制图，都必须由设计者亲自来完成。

因而设计者的水平决定了设计的水平，这种设计模式除了众所周知的设计周期长、设计效率低和设计质量差等缺点

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外，从现代观点来看，造成的设计人才浪费和设计方案缺乏竞争性这两个问题亦显得更为严重和突出。

全面采用CAD技术必然会减少手工绘图时间、提高绘图效率、提高分析计算速度、解决复杂计算问题、便于修改设计，进而能够促进设计工作的规范化，系列化和标准化。

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1.2论文主要工作

离心通风机在设计中根据给定的条件：

容积流量Q、通风机全压ΔP、工作介质及其密度ρ，以及其他要求，确定通风机的主要尺寸。

例如，叶轮进出口直径及直径比D1／D2、转速n、叶轮进出口宽度b1和b2、进出口叶片角β1A和β2A叶片数z，以及叶片的型线绘制和扩压器设计，以保证通风机的性能。

在毕业设计实习中，由冷老师的带领下到工厂进行现场实习，尽管我们设计的课题与我们所见的设备有所差别，但经过冷老师对鼓风机设计提出的要求及讲解，使我们对我们的设计题目及设计方案了有了一个总体上的认识，总体方案比较及查阅资料和现场实际情况，经过我们由三人共同讨论，分工设计，获得出一套行之有效，较为合理且符合生产实际情况的设计内容。

本次毕在业设计的题目是《CG150鼓风机定子设计》，根据具体设计内容在总体CG150通风机的原理，步骤，设计总体要求，我和王文继，张胜三个人共同设计，并有毕业设计导师分工，把整体分为三个部分，即转子组，定子组和总体装配。

在设计中采用分工明确，合作完成的宗旨，进行毕业设计。

定子组主要包括有定子筒体、合箱导柱、法兰、密封镜片、底座箱体、隔板、围板、进气室、回流器，扩压器、蜗壳等零部件的设计，需要进行计算并根据计算绘制CAD机械图

。

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91.3选择课题的意义

选题的目的在于毕业设计是大学生在校期间最后一次全面性、总结性的教学实践环节，可以提高学生综合应用能力、发现和解决实际问题的能力、资料查询能力、计算机应用能力、论文撰写能力、口头表达能力、协调合作能力等，有利于学生对于以后的工作有总体的认识和合理的设计方案，更系统的运用自己的所学知识达到本科教学任务要求。

本次毕在业设计的题目是《CG150鼓风机定子设计》，选题的意义于在鼓风机的设计过程中必须全面分析风机结构，熟悉鼓风机的工作过程，了解鼓风机及工艺参数得以调整的可能性及范围，由于时间短，任务重，所以此次设计的题目有一定的难度，但是我相信在老师的指导下，以及在同学们的帮助下一定会把这次毕业设计做的很好

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2通风机技术简介

风机是我国对气体压缩和气体输送机械的习惯简称。

通常所说的风机包括通风机、鼓风机、压缩机以及罗灰鼓风机，们是不包括活塞压缩机等密积式鼓风机和压缩机。

气体压缩和气体输送机械是把旋转的机械能转换为气体压力能和动能、并将气体输送出去的机械。

2．1通风机的型号与规格

2．1．1离心通风机型号编制规则

1.离心通风机系列产品的型号用型式表示，单台产品型号用型式和品种表示。

型号组成的顺序关系如表2-1所示

表2-1型号组成的顺序关系

1）用途代号按表2-1规定。

2）压力系数的5倍化整后采用一位数。

个别前向叶轮的压力系数的5

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倍化整后大于10时，亦可用二位整数表示。

3）比转速采用两位整数。

若用二叶轮并联结构，或单叶轮双吸入结构，则用2乘比转速表示。

4）若产品的型式中产生有重复代号或派生型时，则在比转速后加注序号，采用罗马数字体Ⅰ、Ⅱ等表示。

5）设计序号用阿拉伯数字“1”，“2”等表示，供对该型产品有重大修改时用。

若性能参数、外形尺寸、地基尺寸，易损件没有变动时，不应使用设计序号。

6）机号用叶轮直径的分米（dm）数表示.

表2-2用途代号表

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2．离心通风机的名称型号表示举例如表2-3所示。

表2-3离心通风机的名称型号

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2.1.2轴流通风机型号编制规则

1．轴流通风机系列产品的型号用型式表示，单台产品的型号用型式和品种表示，型号组成的顺序关系如表2-4所示。

表2-4型号组成

1）叶轮数代号，单叶轮可不表示，双叶轮用“2”表示。

2）用途代号按表2-2规定。

3）叶轮毂比为叶轮底径与外径之比，取两位整数。

4）转子位置代号卧式用“A”表示，立式用“B”表示。

产品无转子位置变化可不表示。

5）若产品的型式中产生有重复代号或派生型时，则在设计序号前加注序号。

采用罗马数字体Ⅰ、Ⅱ等表示。

6）设计序号表示方法同前离心通风机型号编制规则。

2．轴流通风机的名称型号表示举例如表2-5所示。

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表2-5轴流通风机的名称型号

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2.2通风机的分类

2.2.1按工作原理分类

风机和乐缩机按工作原理可分为3类：

（1）容积式，包括活塞式（图2.1）和回转式，后者又可分为滑片式（图

2.2）、罗茨式（图2.3）和螺杆式（图2.4）等；

（2）叶片式，又称透平式，包括离心式（图2.5）混流式（图2.6）、轴流式（图2.7）和横流式（图2.8）；

（3）喷射式（图2.9）。

活塞式或往复式风机通常由两部分组成，一部分是直接和气体进行能量交换的工作端，另一部分是和其他机械进行动力传递的传动端。

工作端主要包括缸体、活塞（或柱塞）、吸入阀和排出阀。

图2.1活塞式

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现以工作过程的示功图（图2．1（a））来说明往复式风机的工作原理。

示功图的横轴为缸体的容积，纵轴为切体内气体的压强。

当用作气体输送机械时，缸体内的压强沿ABCD线按逆时针方向变化。

在活寒向右方移动的瞬间，缸体内的压强降到A点，这时吸入阀开启，排出阀关闭，随着活塞向右移动，低压气体被吸入缸体，这期间缸体内的气体压强保持不变，吸入过程至活塞移动到缸体容积最大的下死点B为止。

随后排出过解开始。

在活塞向左移动的瞬间，缸体内的压强从B点上升到C点，吸入阀关闭，排出阀开启，活塞继续向左移动并排出高压气体，至活塞到达缸体容积最小的上死点D为止。

活塞往复一次完成一个工作循环。

图2．1（b）是单缸往复式风机的示意图。

在回转式风机中，转子和壳体之间（或两个转子之间）形成封闭气体的工作腔，当转子转动时，工作腔的容积发生变化以达到和气体交换能量的目的。

回转式机械的工作原理和往复式机械相同，但回转式风机不再设置吸入阀和排出阀，而代之以和叶片式风机相似的吸入口和排出口。

图2.2滑片式

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图2.3所示为—台双叶回转式风机的示意图。

两个转子由一对同步齿轮驱动作反向旋转，在转动过程中，转子表面和壳体内接围成的工作腔容积周期性地变化。

转子之间保持很小的间隙以免互相接触，因而不需要润滑，寿命长。

由于间隙对泄漏效率有影响，所以该种机械不宜用于高压流体，多用来输送气体，又名罗茨式。

图2.3罗茨式

图2.4所示为螺杆式风机，是出瑞典1MO公司发明的。

该风机的转子由一根主动螺杆和两根从动螺杆组成。

从理论上讲，采用以摆线和次摆线的组合型线作为齿形的双头螺纹后，主、从动螺杆间的啮合线能将螺旋槽严密地切断，从而形成完全封闭的工作腔。

为了保持运行平稳，在设计从动螺杆的齿形时，还应使作用在螺旋表面上的液体压强对从动螺杆形成一很小的力矩，用以克服摩擦，保证从动螺杆自动转动，避免和主动螺杆之间有动力传递。

三螺杆式机械的摩擦损失小，使用转速高。

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图2.4螺杆式

在叶片式风机中，离心式风机和压缩机是应用最广泛的一种。

在图2.5所示的离心式风机中，气体在几乎与转动轴线垂直的流面上流过叶轮。

由于这种形式的风机主要是利用转动离心力来产生压强升，而—般说来，该部分压强升总是远大于相对速度改变产生的压强升，故适用于高压升的情况。

不过，该种风机的使用流量相对较小，因为如果叶片的轴向