摘 要 目前 我國(guó)部分礦井在通風(fēng)系統(tǒng)中采用了兩級(jí)對(duì)旋式軸流式風(fēng)機(jī) 以替代 傳統(tǒng)的軸流式風(fēng)機(jī) 本次設(shè)計(jì)的礦用防爆對(duì)旋式通風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)通風(fēng)機(jī) BDJ 其 全稱是 FB 6 3 型礦用隔爆壓入式軸流局部通風(fēng)機(jī) 采用對(duì)旋式結(jié)構(gòu) 其名 稱已經(jīng)決定了風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 材料選擇等 本次設(shè)計(jì)力爭(zhēng)突出防爆 對(duì)旋 局部風(fēng)機(jī) BDJ 獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和優(yōu)越的性能 氣動(dòng)部件的設(shè)計(jì)對(duì)于風(fēng)機(jī)的整體性能至關(guān)重要 所以首先進(jìn)行了風(fēng)葉的設(shè) 計(jì) 著重討論了兩級(jí)葉輪負(fù)載的分配問題 各參數(shù)的選擇 采用孤立翼型法設(shè) 計(jì)風(fēng)葉 接著設(shè)計(jì)了其他的重要部件 如 集流器 整流罩 擴(kuò)散器 風(fēng)筒 消聲結(jié)構(gòu)等 然后對(duì)風(fēng)機(jī)的葉輪 主軸進(jìn)行強(qiáng)度校核 最后討論風(fēng)機(jī)的安裝所 遇到的問題 在風(fēng)機(jī)各零部件材料的選擇方面 要滿足強(qiáng)度和防爆兩方面的要求 特別 是風(fēng)葉和風(fēng)筒的材料 兩者至少一個(gè)要采用鋁合金材料 電動(dòng)機(jī)的選擇對(duì)于防 爆風(fēng)機(jī)來說是很重要的 本次設(shè)計(jì)選擇了 YBF 電動(dòng)機(jī) 這是專門的風(fēng)機(jī)用隔爆 電動(dòng)機(jī) 另一優(yōu)點(diǎn)是重量輕 適宜安裝在風(fēng)機(jī)內(nèi)部 關(guān)鍵詞 對(duì)旋軸流式通風(fēng)機(jī) 氣動(dòng)設(shè)計(jì) 孤立翼型法 Abstract Currently the ventilation system in our part of the pit used levels of Counter rotating axial flow fan stage to replace traditional axial Type flow fan stage this design BDJ local fans their full names are mine blast in the axial Counter rotating flow fan stage and flow fan stage is a type of crisis Its name has been decided flow fan stage structural design materials selection BDJ flow fan stage designed to highlight this unique structure and superior performance Pneumatic components for the design of the overall performance of flow fan stage is essential therefore the design of the blades focused on levels impeller load distribution the parameters of choice Aerofoil law designed to isolate automatic Then the design of other important components such as Collection flow sensors temperature proliferation machine hairdryer sound structure Then the impeller to flow fan stage the main axis in intensity degree and the final installation of flow fan stage discuss problems encountered In parts of the flow fan stage material selection intensity and explosions to satisfy both requirements Especially blades and got the materials to be used both at least one aluminum alloy materials The blast flow fan stage electric motors choice is important this design chosen YBF electric motors flow fan stage used in the blast is specialized electric motors and the other advantage is light weight suitable for installation in flow fan stage within Keywords Counter rotating axial fan Aerodynamic design Isolate aerofoil Bast protection 前 言 隨著各行各業(yè)的發(fā)展 特別是現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展 作為燃料和原料的煤炭越 來越重要 我國(guó)大部分地區(qū)都是地下開采 在進(jìn)行地下開采石油大量有害氣體 如瓦斯 二氧化碳 一氧化碳等 和煤塵都會(huì)噴發(fā)出來 加之煙塵易爆 所 以對(duì)井下工作人員和礦井安全都存在很大的威脅 我國(guó) 煤礦安全規(guī)程 對(duì)井 下空氣的成份 包括各種有害氣體的濃度 濕度 風(fēng)速和按人員計(jì)算的風(fēng)量都 作了嚴(yán)格的規(guī)定 有人工作或可能有人到達(dá)的井巷 二氧化碳不得大于 0 5 總會(huì)流中 二氧化碳不超過 1 為了保障廣大煤礦職工有一個(gè)安全 可靠和良 好的工作條件 必須向井下輸送足夠數(shù)量的新鮮空氣 以沖淡有害氣體的濃度 和四處飛揚(yáng)的煤塵 這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題就是有 礦井肺臟 之稱的通風(fēng)設(shè)備 在采礦和地質(zhì)勘探等工程中 必須開掘大量的井巷 而掘進(jìn)這些井巷的特 點(diǎn)是只有一個(gè)出口 所以稱為獨(dú)頭巷道 獨(dú)頭巷道的通風(fēng)常稱為局部通風(fēng)或掘 進(jìn)通風(fēng) 其任務(wù)是將新鮮風(fēng)流引至工作面 排除工作面的炮煙 礦塵等污濁空 氣 以保證工人在良好的條件下工作 我國(guó)煤炭行業(yè)近年來發(fā)展情況良好 特別是隨著先進(jìn)探測(cè)技術(shù)的應(yīng)用 開 采設(shè)備的改善 又開掘了許多新的井巷 所以局部通風(fēng)機(jī)又有了用武之地 基 于這種認(rèn)識(shí) 我選定了這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目 FB 6 3 型礦用隔爆壓入式軸流 局部通風(fēng)機(jī) 畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生在畢業(yè)時(shí)進(jìn)行的設(shè)計(jì) 是本科畢業(yè)生在畢業(yè)前要完成的設(shè) 計(jì)任務(wù) 由于它能鍛煉同學(xué)們的自學(xué)能力 分析和解決問題的能力 動(dòng)手能力 和現(xiàn)場(chǎng)操作能力以及綜合分析等各方面的能力 較全面 系統(tǒng)地綜合了所學(xué)的 知識(shí) 并且運(yùn)用這些知識(shí)趣解決所提出的實(shí)際問題所以作為一種考核手段來檢 查每個(gè)畢業(yè)學(xué)生 顯然 對(duì)待畢業(yè)設(shè)計(jì)不能草率從事 更不能只求應(yīng)付 必須 以科學(xué)的態(tài)度和高度的熱情來對(duì)待它 認(rèn)識(shí)它 然后認(rèn)真地完成它 同時(shí) 本 次畢業(yè)設(shè)計(jì)又直接關(guān)系著礦井生產(chǎn) 所以每一個(gè)細(xì)枝末節(jié) 每一個(gè)小問題都馬 虎不得 一個(gè)小小的錯(cuò)誤將可能引起大的事故 撇開其他 但從畢業(yè)設(shè)計(jì)這個(gè)角度出發(fā) 我們也不能輕視它 這次畢業(yè)設(shè) 計(jì)不僅關(guān)系著每個(gè)人的學(xué)業(yè)成績(jī) 更重要的是它體現(xiàn)了每個(gè)人對(duì)待設(shè)計(jì)的認(rèn)證 程度和實(shí)際能力 固然每個(gè)人的能力不同 設(shè)計(jì)有好有劣 但我們還是力求向 好的方面努力 使設(shè)計(jì)既符合實(shí)際 更加完善完美 我想這同老師和領(lǐng)導(dǎo)的要 求也是一致的 不過由于本次設(shè)計(jì)時(shí)間緊 任務(wù)重 圖紙多 對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的要 求不可能百分之百的達(dá)到 再者 對(duì)一些實(shí)踐性知識(shí)了解甚少 所以這次畢業(yè) 設(shè)計(jì)也只能是一個(gè)嘗試 但對(duì)我將來的工作必將是一個(gè)很大的幫助 相信通過 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)能達(dá)到預(yù)期目的 各方面有所提高 由于經(jīng)驗(yàn)不足 水平有限加之時(shí)間倉促 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)一定存在有不少錯(cuò) 誤 歡迎老師和同學(xué)及讀者批評(píng)指正 目 錄 1 緒論 1 1 1 設(shè)計(jì)任務(wù) 1 1 1 1 擬定通風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)工況點(diǎn) 2 1 1 2 主要內(nèi)容 2 1 2 對(duì)旋式軸流風(fēng)機(jī) 5 1 2 1 對(duì)旋式風(fēng)機(jī)出現(xiàn)的背景 5 1 2 2 對(duì)旋式軸流風(fēng)機(jī)的工作原理及結(jié)構(gòu) 6 1 2 3 對(duì)旋式風(fēng)機(jī)的優(yōu)良性能 6 1 3 礦用防爆對(duì)旋式通風(fēng)機(jī) 7 1 3 1 礦用防爆對(duì)旋式通風(fēng)機(jī)簡(jiǎn)介 7 1 3 2 礦用防爆對(duì)旋式通風(fēng)機(jī)的工作原理 8 2 軸流通風(fēng)基本理論 10 2 1 基元級(jí)及速度三角形 10 2 2 葉輪對(duì)氣體的功 12 2 3 反應(yīng)度和預(yù)旋 14 3 葉輪設(shè)計(jì) 16 3 1 設(shè)計(jì)方法 16 3 2 設(shè)計(jì)要點(diǎn) 16 3 2 1 風(fēng)機(jī)中負(fù)載的分配 16 3 2 2 兩級(jí)葉輪速度三角形分析 17 3 2 3 葉型的選擇 18 3 2 4 電動(dòng)機(jī)的選擇 20 3 3 葉輪主要參數(shù)的選取 25 3 3 1 輪轂比 V 25 3 3 2 葉輪外徑 26 3 3 3 翼型相對(duì)厚度 的選擇 27c 3 3 4 升力系數(shù) cy的選擇 28 3 3 5 葉片數(shù) Z 28 3 4 第一級(jí)葉輪的設(shè)計(jì) 29 3 4 1 葉輪的計(jì)算 29 3 4 2 葉片的繪制 33 3 5 第二級(jí)葉輪的設(shè)計(jì) 36 3 5 1 兩級(jí)葉輪間軸向間隙 36 3 5 2 葉片的計(jì)算 36 3 5 3 葉片的繪制 38 3 6 葉輪與輪轂的安裝 41 4 風(fēng)機(jī)各部件的設(shè)計(jì) 42 4 1 風(fēng)筒的設(shè)計(jì) 42 4 1 1 內(nèi)風(fēng)筒 42 4 1 2 外風(fēng)筒 43 4 1 3 電機(jī)與風(fēng)筒的安裝 43 4 2 集流器與整流體 44 4 2 1 集流器 44 4 2 2 整流罩 46 4 3 擴(kuò)散筒 47 4 4 風(fēng)機(jī)底座 50 4 5 法蘭環(huán)與密封 51 4 5 1 法蘭環(huán) 51 4 5 2 密封性 53 5 消聲結(jié)構(gòu) 54 5 1 氣動(dòng)噪聲產(chǎn)生的原因 54 5 2 消聲結(jié)構(gòu)及降噪 54 6 主要零部件的強(qiáng)度計(jì)算 57 6 1 主要零部件材料的選擇 57 6 2 葉片強(qiáng)度計(jì)算 58 6 2 1 第一級(jí)葉片的校核 58 6 2 2 第二級(jí)葉片的強(qiáng)度校核 62 6 3 主軸強(qiáng)度計(jì)算 65 6 3 1 軸的最大彎矩 65 6 3 2 軸的扭矩和復(fù)合應(yīng)力 66 6 4 轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算 67 6 4 1 臨界轉(zhuǎn)速的基本概念 67 6 4 2 影響臨界轉(zhuǎn)速的因素 68 6 4 3 臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算 68 7 總體設(shè)計(jì)與安裝 71 結(jié) 論 72 總 結(jié) 73 參考文獻(xiàn) 74 致謝 76