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摘要：在二零零五年三月前期与我厂合作的长春大成深加工玉米有限责任公司，再次选用我厂风机，其性能参数发生了变化：具体情况如下，全压P=10000Pa ，流量O=60000m3/h，配套电机：4-220KW。
关键词：QALY-2№16.5D锅炉 引风机 设计方案
中图分类号：TK22文献标识码： A 文章编号：
前言
我们根据用户的实际情况，首先选用了QAG-2系列，由于该系列产品效率低，电机功率超出了用户给定的范围。经过优选，选择与清华大学联合开发研制的新产品QALY-2系列。该系列引风机设计采用清华大学流体声学实验室提出的高性能风机现代设计方法，即采用流体力学数值计算的国际通用软件－FLUENT, 进行风机整机三维粘性流场数值模拟，利用模拟结果来优化工程设计参数，以保证设计的风机有优秀的气动性能。由于清华大学二十多年来开发了许多高性能风机产品，积累了风机工程设计许多宝贵经验，近年来又在网格生成、计算边界条件处理、和对FLUENT软件的前、后处理进行了大量尝试，并不断结合风机实测试验结果进行修改，有了一套以FLUENT软件为基础的风机流场分析和性能预估的实用软件，使这种数值模拟结果有了很高的可信度，这样就可大量节省开发高性能风机样机试制和试验工作。
由于采用高性能风机现代设计方法从而使该系列风机具有采用常规设计方法设计的风机所无可比拟的优点：
1、 效率高，引风机最高效率可达87％，高出现有国内循环流化床锅炉用引风机4％---7％，为国内先进水平。
2、 风机气动力通道形状合理，最大限度地减小气流对叶片的冲击，使叶轮的耐磨性比现有循环流化床锅炉用引风机提高50％。
3、 噪声低，最高效率点比A声级为10.2dB，低于现有循环流化床锅炉用风机5---8 dB。根据样机我们进行了产品的相似设计，相似设计结果为QALY-2№16.5D。
二、产品的设计
1）结构设计（产品图纸设计和强度计算等）
风机主要是由机壳、叶轮、进风口、传动组、调节门等部件组成。叶轮是离心通风机最主要的部件，当原动机拖动叶轮旋转，叶轮就对气体做功，将机械能传递给气体，使气体在叶轮通道中增加静压能和动能。
叶轮
叶轮主要由叶片、轮盖、轮盘、轴盘等零件组成，其中除轴盘用铸铁或铸钢制成外，叶片、轮盖、轮盘、均为优质钢（常用Q345A）制成，叶片焊接于弧锥形轮盖与平板形的轮盘中间，轮盘与轴盘用铆钉连接（见图1）。前后盘与叶片的连接一般采用焊接，由于叶轮是高速旋转的零件其强度的好坏直接影响风机的使用情况，故对其强度进行校核。
图1
b、风机的主轴强度校核
风机主轴在运转过程中同时承受弯矩和转矩，主轴设计是否合理关系到风机的运行，为此要对其进行强度校核。
主轴的临界转速nC
离心通风机和其它透平机械一样，当转子转到一定转速，当周期性变化的干挠力的频率接近或等于转子的固有振动频率时，运行着的转子会发生强烈振动。如在该转速下继续运行下去，必将导致转子损坏，这种现象实质就是共振。使转子产生共振的转速，称为转子的临界转速。为了保证安全可靠运行，应使工作转速n离开临界转速nC一定范围。通风机的转速一般较低,在设计时均采用刚性轴.（见图2）对钢轴的要求：n≤0.75nC1
图2
c、键的强度校核
通风机中的键主要用于传递扭拒，故选择普通平键。键的选择是否合理，要对其进行强度校核。键所受的剪切应力τ
τ=
T—转拒N·mT=9550
—轴的直径 mm=105mm
—键的宽度 mm=28mm
—键的长度 mm =180mm
N—所需功率KW N=220KW
n—主轴转速r/minn=1450r/min
τ===5.4×106N/m2
键的许用剪切应力=87×106 N/m2, 5.4×106N/m2＜87×106 N/m2
键所受的挤压应力
===38×106N/m2
键的许用挤压应力=53×106 N/m2，
38×106N/m2＜53×106 N/m2
因此该键的挤压强度是足够的。
总结：对所有部件强度校核得出：风机的设计合理，见总图
總图
三、QALY-2№16.5D压型模的设计
在产品图设计完成后，着手设计叶轮、进风口的模具。风机叶轮的轮盖是借用模具压型而成，模具设计的好坏，直接关系到轮盖的形线是否符合要求，是关系产品性能参数的关键。压型的关键是弯曲变形
我们都知道，弯曲变形主要在弯折圆角部分，毛坯的直边基本上不参与变形。弯曲时，弯曲半径越小，板材外表面的变形程度越大，如果弯曲半径，则板料的表面变形将超过材料的最大许可变形而产生裂纹。
板料弯曲变形是由弹性变形过渡到塑性变形，也就是弯曲变形过程中，材料本身除了塑性变形外，必须伴有弹性变形的过程，当弯曲变形终了，卸去外力时，弹性变形部分立即回复，使弯曲件的弯曲角度和弯曲半径发生改变，而不再和模具形状一致，这就是回弹。模具设计的关键是回弹量的选取
叶轮凸模回弹值的确定
当r/t＞10时由于弯曲半径和回弹量较大，因此，弯曲件圆角半径和弯曲角均有较大变化，此时弯曲凸模的圆角半径可按下式计算：
式中：rt——凸模圆角半径（mm）
r—弯曲件圆角半径（mm）
—材料的屈服极限（Mpa）
E—材料的弹性模数（Mpa）
t—弯曲件材料的厚度（mm）
QALY-2№16.5D叶轮轮盖凸模半径rt
==285mm
式中：rt——凸模圆角半径（mm）
r—弯曲件圆角半径，r=310mm
—材料的屈服极限，=520Mpa
E—材料的弹性模数，E=2.06×105Mpa
t—弯曲件材料的厚度,t=6mm
凸模半径计算完成后，画图（步骤省略）。见图
进风口喇叭口模具的设计也用同样的道理。见图
喇 叭 口 压 型 模
四、结束语
产品设计，工艺工装完成后，组织评审会签，下发生产并发往用户。据调查运行情况良好。
关键词：QALY-2№16.5D锅炉 引风机 设计方案
中图分类号：TK22文献标识码： A 文章编号：
前言
我们根据用户的实际情况，首先选用了QAG-2系列，由于该系列产品效率低，电机功率超出了用户给定的范围。经过优选，选择与清华大学联合开发研制的新产品QALY-2系列。该系列引风机设计采用清华大学流体声学实验室提出的高性能风机现代设计方法，即采用流体力学数值计算的国际通用软件－FLUENT, 进行风机整机三维粘性流场数值模拟，利用模拟结果来优化工程设计参数，以保证设计的风机有优秀的气动性能。由于清华大学二十多年来开发了许多高性能风机产品，积累了风机工程设计许多宝贵经验，近年来又在网格生成、计算边界条件处理、和对FLUENT软件的前、后处理进行了大量尝试，并不断结合风机实测试验结果进行修改，有了一套以FLUENT软件为基础的风机流场分析和性能预估的实用软件，使这种数值模拟结果有了很高的可信度，这样就可大量节省开发高性能风机样机试制和试验工作。
由于采用高性能风机现代设计方法从而使该系列风机具有采用常规设计方法设计的风机所无可比拟的优点：
1、 效率高，引风机最高效率可达87％，高出现有国内循环流化床锅炉用引风机4％---7％，为国内先进水平。
2、 风机气动力通道形状合理，最大限度地减小气流对叶片的冲击，使叶轮的耐磨性比现有循环流化床锅炉用引风机提高50％。
3、 噪声低，最高效率点比A声级为10.2dB，低于现有循环流化床锅炉用风机5---8 dB。根据样机我们进行了产品的相似设计，相似设计结果为QALY-2№16.5D。
二、产品的设计
1）结构设计（产品图纸设计和强度计算等）
风机主要是由机壳、叶轮、进风口、传动组、调节门等部件组成。叶轮是离心通风机最主要的部件，当原动机拖动叶轮旋转，叶轮就对气体做功，将机械能传递给气体，使气体在叶轮通道中增加静压能和动能。
叶轮
叶轮主要由叶片、轮盖、轮盘、轴盘等零件组成，其中除轴盘用铸铁或铸钢制成外，叶片、轮盖、轮盘、均为优质钢（常用Q345A）制成，叶片焊接于弧锥形轮盖与平板形的轮盘中间，轮盘与轴盘用铆钉连接（见图1）。前后盘与叶片的连接一般采用焊接，由于叶轮是高速旋转的零件其强度的好坏直接影响风机的使用情况，故对其强度进行校核。
图1
b、风机的主轴强度校核
风机主轴在运转过程中同时承受弯矩和转矩，主轴设计是否合理关系到风机的运行，为此要对其进行强度校核。
主轴的临界转速nC
离心通风机和其它透平机械一样，当转子转到一定转速，当周期性变化的干挠力的频率接近或等于转子的固有振动频率时，运行着的转子会发生强烈振动。如在该转速下继续运行下去，必将导致转子损坏，这种现象实质就是共振。使转子产生共振的转速，称为转子的临界转速。为了保证安全可靠运行，应使工作转速n离开临界转速nC一定范围。通风机的转速一般较低,在设计时均采用刚性轴.（见图2）对钢轴的要求：n≤0.75nC1
图2
c、键的强度校核
通风机中的键主要用于传递扭拒，故选择普通平键。键的选择是否合理，要对其进行强度校核。键所受的剪切应力τ
τ=
T—转拒N·mT=9550
—轴的直径 mm=105mm
—键的宽度 mm=28mm
—键的长度 mm =180mm
N—所需功率KW N=220KW
n—主轴转速r/minn=1450r/min
τ===5.4×106N/m2
键的许用剪切应力=87×106 N/m2, 5.4×106N/m2＜87×106 N/m2
键所受的挤压应力
===38×106N/m2
键的许用挤压应力=53×106 N/m2，
38×106N/m2＜53×106 N/m2
因此该键的挤压强度是足够的。
总结：对所有部件强度校核得出：风机的设计合理，见总图
總图
三、QALY-2№16.5D压型模的设计
在产品图设计完成后，着手设计叶轮、进风口的模具。风机叶轮的轮盖是借用模具压型而成，模具设计的好坏，直接关系到轮盖的形线是否符合要求，是关系产品性能参数的关键。压型的关键是弯曲变形
我们都知道，弯曲变形主要在弯折圆角部分，毛坯的直边基本上不参与变形。弯曲时，弯曲半径越小，板材外表面的变形程度越大，如果弯曲半径，则板料的表面变形将超过材料的最大许可变形而产生裂纹。
板料弯曲变形是由弹性变形过渡到塑性变形，也就是弯曲变形过程中，材料本身除了塑性变形外，必须伴有弹性变形的过程，当弯曲变形终了，卸去外力时，弹性变形部分立即回复，使弯曲件的弯曲角度和弯曲半径发生改变，而不再和模具形状一致，这就是回弹。模具设计的关键是回弹量的选取
叶轮凸模回弹值的确定
当r/t＞10时由于弯曲半径和回弹量较大，因此，弯曲件圆角半径和弯曲角均有较大变化，此时弯曲凸模的圆角半径可按下式计算：
式中：rt——凸模圆角半径（mm）
r—弯曲件圆角半径（mm）
—材料的屈服极限（Mpa）
E—材料的弹性模数（Mpa）
t—弯曲件材料的厚度（mm）
QALY-2№16.5D叶轮轮盖凸模半径rt
==285mm
式中：rt——凸模圆角半径（mm）
r—弯曲件圆角半径，r=310mm
—材料的屈服极限，=520Mpa
E—材料的弹性模数，E=2.06×105Mpa
t—弯曲件材料的厚度,t=6mm
凸模半径计算完成后，画图（步骤省略）。见图
进风口喇叭口模具的设计也用同样的道理。见图
喇 叭 口 压 型 模
四、结束语
产品设计，工艺工装完成后，组织评审会签，下发生产并发往用户。据调查运行情况良好。