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JBT62轴流式通风机结构设计

来源

工程实际

1、研究目的和意义

在矿井生产过程中，为了准备新水平，新采区和采煤工作面，都必须掘进大量的巷道。在掘进巷道时，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，并创造良好的气候条件，必须对掘进工作面进行通风。

2、国内外发展情况

当前世界先进工业国家风机产品开发的主要特点是：1.以节能、节约资源为核心，提高单件效率和耐久性，进而提高整个系统的效率。2.加强系统的自动化、事故警报系统的研制，节省维护、监控方面的人力。3.为提高竞争能力，力求包括附属部件在内的产品标准化和组合化。4.进一步加强了对低噪声、低振动技术的研究。5.不断针对新的需要，开发新的产品。6.在工艺上引进柔性制造系统，最大限度地提高产品生产的自动化程度[12]。风机产品大多根据用户需要有不同特性要求，多属小批量生产，特别是一些大型风机产品甚至是单件小批生产，对工艺要求复杂。目前国内生产自动化程度很低，而国外通过研制和采用柔性制造系统，提高了生产的自动化程度。以美国为例，中小风机的生产已全部通过自动线完成，从工艺角度提高了产品质量，降低了产品成本[8]。

从产品品种看，发达国家中小型通风机的生产数量和我国大致相当甚至低于我国，但离心、轴流风机的产量约为我国的2倍从85-94年的情况看，离心及轴流风机产量我国为537台，日本为2364台，日本是我国的5倍多，离心风机我国为9980台，而日本高达176911台，是我国的17.7倍。与95年情况对比，我国与之的差距在缩小[13]。

3、研究/设计的目标

设计流量Q=5.6m3/s ，全压H=3100pa，效率85%。适合煤矿掘进工作面用的轴流风机。

设计的主要内容：JBT62轴流式通风机总体方案设计，叶轮的设计，壳体、集流器、疏流罩、扩散器 、校核计算、外文翻译等。

4、设计方案（研究/设计方法、理论分析、计算、实验方法和步骤等）

为了适应掘进工作面和巷道狭窄的工况条件，应采用结构紧凑的轴流风机，为了便于拆卸、安装、应设计成多段壳体。风机采用一个电动机驱动二级叶轮的驱动方式，可以减小风机的体积，节约成本。

步骤如下：

1． 电动机的选型，根据风量和全压计算出电动机功率选择电动机型号。

2． 风机主要结构形式的确定，根据工况和通风要求选定风机结构。

3． 风机叶轮、导轮的设计，采用相似原理设计风机叶轮。

4． 风机集流器、扩散器、轴的设计，根据工作条件和强度要求设计主要部件。

5． 主要零部件的强度校核，确定设计的合理性。

风机机构图如下：

方案简图

1-轴；2-壳体；3-中导轮；4-后导轮；5-扩散器；

6-叶片；7-叶轮；8集流器；9-流线题

5、方案的可行性分析

风机采用多段壳体设计，满足了采掘面狭小的工作条件，同时便于运输和安装，适合采掘工作面的变化，安装了消声装置，降低了对环境噪声的污染，采用防爆电机，提高了设备的安全性。

6、该设计的创新之处

风机是一个较强的噪声源。风机在运转中产生的噪声常常成为影响工人健康和干扰环境的祸源。特别是邻近生活区的风机，其进风口和出风口所辐射的空气动力性噪声，更是污染环境的主要因素，形成公害，风机噪音是近年来我国工业部门治理噪声污染的主要对象之一[6]。本设计在风机上安装了消声装置，有效的降低了风机的噪音，可以减少噪声对人们的听觉、视觉、神经系统、心血管系统、消化系统和内分泌系统的严重危害。

7、设计产品的主要用途和应用领域

轴流式风机风压一般在450N/平方米～4500N/平方米之间，是主要用来抽吸、输送、提高流体能量的一种机械，主要应用在矿井、隧道、船舰仓室的通风；纺织厂通风、工业作业场所的通风、降温；化工厂高温腐蚀气体的排放；热电厂锅炉的通风、引风；热电站、冶金、化工等冷却塔通风冷却；地下工程、地下发电厂通风；车间空调和原子防护设备的通风等方面。风机的应用非常广泛，简言之主要是用于辅助充分燃烧、通风、输送，几乎涉及国民经济各个领域[13]。

8、时间进程

第  1  周       在学校图书馆查找资料

第  2  周       在鹤岗南山矿实习

第  3  周       在鹤岗南山矿实习

第  4  周       整理资料，完成实习总结

第  5  周       筹备资料，完成开题报告

第  6  周       对轴流式通风机进行总体方案设计

第  7  周       主要零部件进行设计

第  8  周       主要零部件进行设计

第  9  周       对所设计个部分零件进行校核

第  10 周       画轴流式通风机总体装配图

第  11 周       画轴流式通风机总体装配图

第  12 周       画轴流式通风机各部分零件图

第  13 周       画轴流式通风机各部分零件图

第  14 周       进行外文参考文献的翻译

第  15 周       整理说明书和图纸

第  16 周       打印说明书和图纸

第  17 周       准备答辩

9、参考文献

1 黄清,陈焕新. 用MATLAB处理通风机性能试验数据.风机技术 , 2005,(02) .

2 盛赛斌. 轴流式风机防堵转控制系统. 华东电力 , 1997,(06)

3 付怀波, 王秉恒. 提高对旋轴流式风机轴承寿命的探讨. 防爆电机 , 2004,(03)

4 杨红军. 风机紧固件的失效和控制措施. 风机技术 , 2005,(02)

5 刘敏. 矿用轴流通风机现场测试技术的研究. 流体机械 , 1996,(12)

6 张弛. 煤矿轴流式风机风井噪声控制方案探讨. 噪声与振动控制 , 1999,(04)

7 吴华淼. 动叶角度可调轴流式风机平衡重块的平衡原理. 华东电力 , 1982,(07)

8 赵艳志, 杜付.风机应用与节能分析. 发电设备 , 2006,(01)

9 苗继军. 变频器在轴流式风机中的应用. 山西煤炭 , 2006,(01)

10吕文灿. 轴流式风机空间流型分析与研究.工程热物理学报 , 1993,(02)

11 陈佐一,叶大均. 叶轮机械内部真实流动研究的某些进展.中国科学基金 , 1996,(02)

12 赵日春, 杨佳仁. 矿井通风机的现场技术改造. 风机技术 , 1997,(04)

13 昌泽舟.轴流式通风机实用技术.机械工业出版社，2005

14 J.P.Van Doormal,G.G.Raithby. Enhancement of the SIMPLEmethod for predicting incompressible fluid flows.NumericalHeat Transfer, 1984, (7) :147-163

15  Korakianitis, T.P. On the Prediction of Unsteady Forces on Gas-Turbine Blades .Part 2:Viscous-Wake-Interaction and Axial-Gap Effects. ASME Paper 88-GT-90, June, 1988

16  Marizo Piller, Enrico Nobile, Thomas J. DNS study of turbulent transport at low Prandtl numbers in a channel flow .Journal of Fluid Mechanics, (458):419-441, 2002

指导教师意见

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