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空气悬浮风机叶轮设计_磁悬浮风机

时间:2021-07-16 04:16  来源:森兹原创

空气悬浮风机叶轮设计:一种空气悬浮风机叶轮的制作方法与流程

  本发明涉及空气悬浮风机制造领域,尤其涉及一种空气悬浮风机叶轮的制作方法。

  背景技术:

  空气悬浮风机为容积式风机,叶轮是空气悬浮风机的旋转部分,分两叶和三叶,但由于三叶的比两叶的出气脉动更小、噪声更小、机械强度更高、负荷变化更小、运转更平稳等很多优点,已逐渐代替两叶空气悬浮风机。

  在两根相平行的轴上设置两个三叶型叶轮,叶轮与椭圆形机箱内孔面及各叶轮三者之间始终保持微小的间隙,由于叶轮互为反方向匀速旋转,使箱体和叶轮所包围着的一定量的气体由吸入的一侧输送到排出的一侧。

  目前三叶型叶轮一般使用铸铁材料,铸造后进行二次加工,需要精密设备加工,工序繁杂,效率不高。

  技术实现要素:

  本发明的目的是克服现有技术的缺陷,提供一种空气悬浮风机叶轮的制作方法。

  实现本发明目的的技术方案是:一种空气悬浮风机叶轮的制作方法,步骤如下:

  (a)按照三叶型叶轮的外轮廓的详细尺寸制作cad图纸,将图纸输入激光切割机;

  (b)选取1.5mm的铸铁板放置在激光切割机下进行切割叶轮片,叶轮片中心开设槽齿;

  (c)选用锌基合金利用模具在420℃浇铸叶轮连接杆,叶轮连接杆外圈设置定位齿,浇铸的前后都使用本领域常规脱模剂;

  (d)对切割好的叶轮片进行冲压,在叶轮片的三个叶子上冲压出两两叶轮片间能够扣合的凸凹点;

  (e)在叶轮连接杆上压装叶轮片,叶轮片和叶轮连接杆利用槽齿和定位齿进行固定,叶轮片和叶轮片之间使用凹凸点贴合;

  (f)叶轮连接杆与叶轮片之间的缝隙利用电焊填补并使用螺母锁紧。

  上述技术方案(d)步骤所述的凸凹点为每个叶子上设置一个。

  采用上述技术方案后,本发明具有以下积极的效果:本发明工序简单,使用激光切割,叶轮片精准光滑,设置凸凹点使叶轮片扣合紧密,使用螺母锁紧稳固可靠。

  具体实施方式

  下面结合实施例对本发明作进一步的说明。

  本发明制作方法步骤如下:

  (a)按照三叶型叶轮的外轮廓的详细尺寸制作cad图纸,将图纸输入激光切割机;

  (b)选取1.5mm的铸铁板放置在激光切割机下进行切割叶轮片,叶轮片中心开设槽齿;

  (c)选用锌基合金利用模具在420℃浇铸叶轮连接杆,叶轮连接杆外圈设置定位齿,浇铸的前后都使用本领域常规脱模剂;浇铸前可以对模具进行220℃的预热然后再使用脱模剂;

  (d)对切割好的叶轮片进行冲压,在叶轮片的三个叶子上冲压出两两叶轮片间能够扣合的凸凹点;

  (e)在叶轮连接杆上压装叶轮片,叶轮片和叶轮连接杆利用槽齿和定位齿进行固定,叶轮片和叶轮片之间使用凹凸点贴合;

  (f)叶轮连接杆与叶轮片之间的缝隙利用电焊填补并使用螺母锁紧。

  (d)步骤所述的凸凹点为每个叶子上设置一个。

  以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

空气悬浮风机叶轮设计:低噪音空气悬浮风机设计

  原标题:低噪音空气悬浮风机设计

  山东锦工有限公司是一家专业生产磁悬浮风机、罗茨真空泵、回转风机等机械设备公司,位于有“铁匠之乡”之称的山东省章丘市相公镇,近年来,锦工致力于新产品的研发,新产品双油箱磁悬浮风机、水冷磁悬浮风机、油驱磁悬浮风机、低噪音磁悬浮风机,赢得了市场好评和认可。

  为了提高空气悬浮风机性能、降低噪声污染、满足环保要求,工程师们想尽了各种对策。锦工小编从空气悬浮风机噪声源着手,在设计方面提出降低噪声的一些方法。

  设计回流孔

  在机壳出风端未过转子中心处开一定的U形条孔, 可以减轻出风口端的压力爆发,在叶轮与机壳、墙板所形成的容腔即将进入密闭状态时,使出风口的高压气体有少量部分能回流入容腔,并使容腔与出风口气室形成一定的压力平衡。同时,当叶轮继续旋转时,容腔体积变小,压力增加,又可使得密闭容腔在大量排出气体前能通过回流孔预排,这样既可减少“死角”气体的涡流噪声,又可减少排气时由于压力过于释放造成的冲击噪声 。

  设计异形进出风口

  传统磁悬浮风机的进出风口为矩形口,吸气时,整个叶轮外圆同时进入密封区,使气体突然关闭,排气时叶轮外圆又同时打开,则高压气体突然释放,使得吸入和排出气体时都会产生高噪声并伴有较大振动。将进出风口设计成异形口,吸入时的密封和排出时的打开基于开口面积由最大到零和由零到最大,均为渐变,从而延缓了进排气口气体压差的变化率,起到削减周期性排气冲击噪声的作用,因此使噪声低而平稳。。

  转子串接设计法

  叶轮一般作为一个整体与轴联接,若将叶轮沿轴向分成几段,则构成串接转子。每段叶轮具有相同的叶型、直径,甚至相同的长度。串接时,相邻两段叶轮周向错开一定的角度(两叶错开90°,三叶错开60°) ,并在机壳内或叶轮段间设置隔板,将其隔成相应的段,每一段的工作情况都与单台鼓风机相似。由于各段叶轮的工作过程有一定的时间差,使气流脉冲减少,与同长度的单一叶轮相比总排气流量不变而脉动变得更加平稳,噪声也相对较低。

  设计扭曲叶轮

  空气悬浮风机叶轮轮齿一般与轴线平行,即直齿状,这样加工、检测就比较方便,但随着加工技术的发展,还是应设计成扭曲叶轮,即斜齿状,因为这样可以增加啮合线长度。 扭叶磁悬浮风机工作平稳、输气脉动小、噪声低,而且工作时具有内压缩过程,与直叶磁悬浮风机相比效率高、能耗低,是空气悬浮风机传统的替代产品。

  叶轮曲线的CAD 设计法

  叶轮作为磁悬浮风机的心脏零件,表面形状至关重要,气体是通过两个叶轮表面的啮合,来进行吸气与排气的。为了使这对叶轮能正常啮合,叶轮曲线一般都设计成渐开线、摆线或圆包络线。基于设计及制造工艺,传统叶轮一般设计成单一型线,通过数学方法计算出各种参数,包括中心距、基圆、压力角、起始啮合角等。随着计算机及数控技术的发展,CAD 设计软件和数控编程软件功能也越来越强大,应充分利用软件资源,对叶轮曲线进行分段、组合设计,改掉以往的单一曲线,通过CAD 进行模拟、仿真,保证叶轮在任何情况下啮合时均可有相对固定的间隙。因为这种组合曲线在现代的数控机床上编程、加工已不是难事。均匀的叶轮间隙不仅能大大提高平稳性、降低噪声,而且还能保证风量、振动、寿命等重要的机械性能。

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空气悬浮风机叶轮设计:空气悬浮风机解剖图行业分解图!不能错过!

  空气悬浮风机解剖图前面的文章中我们曾有过分享,随着锦工小编资料的不断健全完善,整理出来更多空气悬浮风机的解剖图,下面先上一张设计解剖图:

  该图片为缩小后的小图,上面有标注的具体内容,因之前的文章中有提及,所以,想看大图和标注的内容,还是点击这里吧→_→三叶空气悬浮风机组成,下面小编还为大家整理了一份彩色三叶空气悬浮风机解剖图,该图展示的老款空气悬浮风机L型,如下图:

  因为款式的原因,现在很多空气悬浮风机厂家对其进行了整改设计,空气悬浮风机的结构基本如此,但不同厂家与不同厂家之间存在有细小差别。仅供参考学习之用。下面为大家提供的解剖图为三叶空气悬浮风机的内部透视结构图,如下:

  这样进行展示更加立体,并且能够清晰的看到叶轮、齿轮、轴承、油箱等零配件,随着锦工风机小编资料的不断健全,还整理了一份1/4切面图,如下图:

  三叶空气悬浮风机与二叶空气悬浮风机结构基本相同,叶轮更换成二叶的叶轮即可,因为空气悬浮风机还有其他的结构形式,如密集型、水冷型等,还会有其他结构的解剖图,但空气悬浮风机的主体结构图基本如此。下面来一张三叶空气悬浮风机内部实景图,如下:

  这里锦工小编要说明一下,上面图片来源于网络,并非锦工风机厂家三叶空气悬浮风机内部结构实景,因为设计的原因,我们所设计的空气悬浮风机叶轮与上图还是有一些差别的,还望大家注意。上面的图片基本能够让我们了解空气悬浮风机的基本结构框架,如果我们想更加形象的了解空气悬浮风机的工作原理,可以到这里来看下空气悬浮风机的动态图,点击→_→空气悬浮风机动态图,锦工小编的图片资料库里还有哦~如:罗茨真空泵及其他12种风机泵动态图,如果您想每天了解更多关于空气悬浮风机的知识,请收藏我们的网址哦~(如果您有空气悬浮风机的采购问题,可以联系我们的官方客服热线

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空气悬浮风机叶轮设计:磁悬浮风机叶轮设计系统的研究

  核心提示:针对磁悬浮风机的特点,结合国内外对AutoCAD开发的经验,在AutoCAD平台上,采用VC++和ObjectARX对磁悬浮风机叶轮进行了二次开发,并对软件特点作了说明。本系统具有界面友好、多任务操作和简单易学等优点。

  关 键 字:ObjectARX 磁悬浮风机 叶轮设计系统

  引言

  磁悬浮风机的核心部件是叶轮,叶轮设计的好坏关系到整机的工作性能(包括耗能、噪声等)和使用寿命[1] 。但是,叶轮参数设计需要大量复杂的计算、比较和反复修改,手工计算工作量大,设计周期长,而且很难保证转子的正确啮合、运动平稳。因此,开发一种人机界面友好、操作方便而且功能完善的磁悬浮风机叶轮计算机辅助设计(CAD)软件, 不仅可以减少设计工作量,提高开发速度和质量,而且对推动磁悬浮风机的设计、节约能源、保护环境等都具有重要的理论意义和实际应用价值。

  1 系统概述

  本系统是在窗口环境中,以面向对象的编程手法,用Microsoft VC++实现的,并采用 MFC和ObjectARX在AutoCAD平台上进行了二次开发。

  MFC(Microsoft Foundation Class Library)是Windows环境下编程的一个应用程序框架。它提供了许多必须的代码用于管理窗口、选单和对话框,完成基本的输入/输出,存储数据对象等。 MFC缩短了应用程序开发时间,提供了容易使用的ActiveX和OLE编程的用户接口单元和技术,简化了数据库编程[2] 。

  ObjectARX是ARX的编程环境,它提供了一个面向对象的32位的AutoCAD应用程序的二次开发工具。它提供的C++程序库可用于开发 AutoCAD应用程序,扩充AutoCAD类,创立和内置 AutoCAD命令一样模式的新命令。 ARX 应用是共享AutoCAD地址空间、对AutoCAD进行直接函数调用的动态链接库(DLL),提高了程序的保密性[3] 。

  用ARX及Visual C++基于AutoCAD 开发应用程序的结构如图1所示。

  2 主要设计内容

  (1)界面的建立。对设计系统进行分析,建立系统模型。其中包括CAD系统的整体结构及各子系统的模型,完成系统界面的建立。

  (2)叶轮的结构设计。搜集磁悬浮风机各种叶轮的资料,完成磁悬浮风机性能参数数据库的录入、叶轮结构参数的计算以及国内外典型叶轮数据的录入、修改、删除等数据库管理工作。

  (3)叶轮强度校核与热力计算。完成磁悬浮风机热力计算,并进行叶轮强度计算[5],通过编程把已有的叶轮强度分析计算集成到软件系统中。

  (4)叶轮二维造型。首先,参照设计标准,采用参数化造型技术完成叶轮型线、轴孔、配重孔等体素的二维造型;其次组装体素,产生叶轮整体二维数据模型。

  3 程序总体设计

  根据磁悬浮风机叶轮的设计特点和Windows应用程序的风格,在程序设计过程中,采用先进的面向对象技术、文档-视图MDI结构、动态链接库(DLL)技术以及ODBC数据库管理技术等,从而进行设计磁悬浮风机叶轮CAD系统。该系统是采用模块化的结构体系集成CAD系统,它实现功能上的集成化、结构上的模块化。这样做,有利于系统内部数据的流动;方便用户添加新的功能模块,从而实现系统的某个功能的升级。系统核心是工程数据管理模块(ODBC)。每个部件对象(一个具有特定功能的模块称为一个部件对象)通过工程数据管理模块存取数据,通过文档保存数据,利用视图显示文档数据的变化(图2)。

  该系统建立的基础是以鼓风机工程数据库作为交换处理、标准规范及资料检索的依据;以常用算法及工程算法库作为计算分析的工具;以图形处理系统 AutoCAD作为图形输出的载体;将磁悬浮风机叶轮设计的先进理论和方法作为叶轮零件设计模块的核心。

  选取[鼓风机设计] ,主控窗口内出现[鼓风机参数]子窗口(图3)。在记录视窗内,可以通过菜单条或工具条上相应的数据库操作命令来选择已有的产品型号或是手工输入要设计的新型号,并可将其方便地添加到数据库中。

  在进行叶轮设计之前,必须对鼓风机进行性能参数和热力计算,以便为叶轮的强度分析提供依据。首先,选取菜单[计算]→[性能参数计算],弹出性能参数计算对话框,在编辑框里输入该机的基本参数,点击“确定”后显示出性能参数计算结果报告。同样,弹出热力计算对话框,输入其基本参数后点击“确定”,显示出热力计算结果报告。 完成鼓风机基本计算后,就可进行叶轮结构设计了。选择[设计]→[新建]→“叶轮设计”,弹出一个类似“鼓风机设计”的拆分窗体。为了使叶轮结构型式适合不同场合的要求,在采集和分析了当前国内外磁悬浮风机叶轮常见结构型式的基础上,笔者编制了典型的叶轮结构对象模块,通过属性页选取相应部分,然后再在相应的窗体上选取具体的结构。本系统所提供的主要形式有:端面形式、轴孔形式(图4)及配重孔形式。

  4 程序实现

  (1) MFC 框架程序的建立。启动 Microsoft Visual C++ 6.0 ,弹出 New 对话框,点亮 MFC AppWizard(dll),输入项目名 ARX_RootsImpellerDesign ,并进行设置:在 Project Settings 对话框,确定 Setting For: Win32 Debug ;在 Debug 选项中输入 acad.exe 所在的路径和名字(比如D:Program FilesAutoCAD 2000acad.exe );在 C/C++ 选项中设置 Use run-time library:

  Multithreaded DLL ;在 Link 选项中 Category: General 下, Output file name 对话框中输入应用程序的文件名—— ARX_RootsImpellerDesign.arx( 扩展名 arx) ;在 Category: Input 下,在 Object/library modules 对话框中,按路径插入链接器包含的 ARX 库文件 acad.lib (数据库访问库)、 acadapi (命令扩展库)、 rxapi.lib (运行扩展库)和 libacge.lib( 通用几何库 ) 等。

  (2) 使用ObjectARX编程接口编写在AutoCAD下的绘制叶轮图。绘图函数的实现可以通过两种途径:一是使用ObjectARX的 acedCommand函数调用CAD的各种绘图命令直接在CAD上进行绘图;另一种方法是使用ObjectARX的AcDbDatabase类对叶轮 CAD图形的数据库进行操作。因为AutoCAD把组成叶轮CAD图形的各种元素都保存在一个数据库中,所以AcDbDatabase类对叶轮CAD图形的数据库进行操作就是对叶轮图形的操作,而且比用CAD的命令更深入、更灵活、功能更强。叶轮图形完成后创建一个它的实例,放在一个全局函数ROOTS ()中,用ObjectARX的acedRegCmds->addCommand 命令登记函数将该全局函数登记为AutoCAD的一个命令,那么在AutoCAD下输入ROOTS就可以进行叶轮综合图的绘制了。

  最后,选择菜单[结果]→[绘图输出] ,调用 AutoCAD 软件包,在命令行上输入(如:arxload“d : 2000appp/arx_drawing”) ,加载此动态链接库后,弹出叶轮绘图对话框,输入相应的参数,点击“确定”按钮,AutoCAD自动地在屏幕上画出叶轮的二维图形。

  5 结论

  在程序设计过程中,采用了先进的面向对象编程技术,使整个系统的结构、效率、容错性保持良好的状态。同时使系统具有良好的扩充性,可以把其他类型的叶轮添加到该系统中,扩大它的使用范围。

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