CN103883559A - 宽叶片短叶距一体式风机叶轮及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种宽叶片短叶距一体式风机叶轮及其制造方法。本发明包括叶轮叶片筒、两个端圈、中盘，叶轮叶片筒周向上均匀设置有多个叶片，叶轮叶片筒的两端分别与端圈固定连接；中盘位于叶轮叶片筒的中间，且叶轮叶片筒上叶片的中间位置卡在中盘的叶片槽中；叶轮叶片筒与中盘固定连接，且叶轮叶片筒、两个端圈、中盘的中心线在同一轴线上；本发明制造包括如下步骤：1.叶轮参数的确定，包括叶片间距、叶片高度和叶片离制片板左边缘距离；2.制作叶轮叶片筒；3.制作端圈；4.制作中盘；5装配。本发明的结构简单，加工方便，装配高效，叶片用级进模加工，中盘和端圈由一张圆形薄片冲压成型。

Description

宽叶片短叶距一体式风机叶轮及其制造方法

技术领域

本发明涉及多叶片的横流风机的叶轮，具体涉及一种宽叶片短叶距一体式风机叶轮及其制造方法。 

背景技术

横流风机叶轮为多叶式、长圆筒形，具有前向多翼形叶片的特点，而且叶片较宽，叶片间距较窄，叶片间距远小于叶片宽度，生产过程中需要将多个叶片依次插入前后盘，然后通过铆接或焊接进行连接定型，由于插片及焊接过程中的误差，产生叶片高度不一致及间隙分布不均匀的现象，动平衡较差，使得这种风机叶轮的制造工序多而杂；传统一体式风机叶轮叶片间距通常大于叶片宽度，风机效率相对较低，叶片之间的流道中容易产生漩涡，引起较大的噪声。因此，一般采用单体加工的方式生产，无法实现流水线生产，费时费力，制约了产能和降低产品质量。 

发明内容

本发明针对现有横流风机叶轮的不足，提供一种宽叶片短叶距一体式风机叶轮及其制造方法，用于实现流水线生产，提高生产效率和产品质量，并且实现叶片间距小于叶片宽度的目的，提高叶轮工作效率和运行稳定性。 

本发明解决上述技术问题所采用的的技术方案如下： 

宽叶片短叶距一体式风机叶轮，包括叶轮叶片筒、两个端圈、中盘，叶轮叶片筒周向上均匀设置有多个叶片，叶轮叶片筒的两端分别与端圈固定连接；中盘位于叶轮叶片筒的中间，且叶轮叶片筒上叶片的中间位置卡在中盘的叶片槽中；叶轮叶片筒与中盘固定连接，且叶轮叶片筒、两个端圈、中盘的中心线在同一轴线上； 

中盘的外圈周向开有叶片槽，叶片槽的数量与叶轮叶片筒的叶片数 相一致； 

叶片槽的间距与将叶轮叶片筒的叶片间距一致；叶片槽的形状与叶轮叶片筒的叶片形状一致； 

叶轮叶片筒上的叶片的一端穿过中盘的叶片槽，中盘位于叶轮叶片筒的中间，用于压紧叶片槽，实现中盘与叶轮叶片筒的连接； 

叶轮叶片筒两端分别嵌入端圈的U型槽中，然后压紧端圈，实现叶轮叶片筒与端圈的连接；为了保证叶片间距相等，每块叶片制作板的叶片离左边缘的距离不同，均相差N个相位差； 

所述的N=n-1；其中n为制片板数；相位差为叶片间距。 

叶轮叶片筒由多个叶片筒的叶片制作板叠加卷制而成；为了保证叶片高度相等，叠加的多个叶片制作板中，内圈的叶片制作板比其相邻外圈的叶片制作板，其叶片需外移一个叶片制作板的厚度。 

宽叶片短叶距一体式风机叶轮的制造方法，包括如下步骤： 

步骤1.叶轮参数的确定 

1-1.叶轮叶片筒上叶片间距的计算： 

设叶片间距为d，叶片宽度为D，其中D>d；制片板厚度为h，制片板数为n；则每一片制片板的叶片间距d₁求解如下： 

d₁＝nd+(n-1)h； 

1-2.叶片高度计算： 

设目标叶片高度为h₁,制片板由外向内的顺序编号为1,2,3…n,则第1片制片板的叶片高度为h₁，第n片制片板的叶片高度为h_n求解如下： 

h_n＝h₁+(n-1)×h； 

1-3.叶片离制片板左边缘距离计算： 

设第1片制片板上叶片到制片板左边缘的距离为L₁，制片板由外向内顺序编号为1,2,3,…n，则第n片制片板上叶片到制片板左边缘的距离 L_n求解如下： 

L_n＝L₁+(n-1)×d； 

步骤2.制作叶轮叶片筒 

叶轮叶片筒由多片制作板重叠，并将重叠后的制作板卷成筒形，最后左右两侧固定连接而成； 

步骤3.制作端圈 

将一片圆环状的端圈制作板冲压成横截面为U型的圆环； 

步骤4.制作中盘 

将圆形制作板压成盘状，然后在圆周上均布叶片槽，叶片槽数量与叶片数量一致，间距与叶片间距一致，中盘中心开圆孔； 

步骤5.装配 

将叶片筒上叶片的一端穿过中盘的叶片槽，实现中盘与叶轮叶片筒的连接；将叶轮叶片筒两端分别嵌入端圈的U型槽中，压紧端圈，实现叶轮叶片筒与端圈的连接。 

本发明有益效果如下： 

本发明使得一体式风机叶片间距小于叶片宽度，提高了叶轮工作效率，减低了工作噪声。本发明提供的制造方法，可以使得宽叶片短叶距一体式风机叶轮实现流水线生产，提高生产效率和产品质量。 

附图说明

图1宽叶片短叶距的一体式风机叶轮示意图； 

图2为图1的右视图； 

图3第1片叶片制作板示意图； 

图4为图3的俯视图； 

图5第2片叶片制作板示意图； 

图6为图5的俯视图； 

图7叶轮叶片筒展开示意图； 

图8叶轮叶片筒示意图； 

图9为图7中I的局部放大图； 

图10端圈示意图； 

图11中盘示意图； 

图中，叶轮叶片筒1、两个端圈2、中盘3、第1片叶片制作板1-1、第2片叶片制作板1-2、叶片槽3-1、叶片1-3。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。 

如图1～图11所示，宽叶片短叶距一体式风机叶轮，包括叶轮叶片筒1、两个端圈2、中盘3，叶轮叶片筒1周向上均匀设置有多个叶片1-3，叶轮叶片筒1的两端分别与端圈2固定连接；中盘3位于叶轮叶片筒1的中间，且叶轮叶片筒上1上叶片的中间位置卡在中盘3的叶片槽3-1中；叶轮叶片筒1与中盘3固定连接，且叶轮叶片筒1、两个端圈2、中盘3的中心线在同一轴线上。 

如图8和图11所示，中盘3的外圈周向开有叶片槽3-1，叶片槽3-1的数量与叶轮叶片筒1的叶片1-3数相一致； 

如图2和图8所示，叶片槽3-1的间距与将叶轮叶片筒1的叶片1-3间距一致；叶片槽3-1的形状与叶轮叶片筒1的叶片1-3形状一致。 

叶轮叶片筒1上的叶片1-3的一端穿过中盘的叶片槽3-1，中盘3位于叶轮叶片筒1的中间，用于压紧叶片槽3-1，实现中盘与叶轮叶片筒1的连接。 

如图7、图9和图10所示，叶轮叶片筒1两端分别嵌入端圈2的U型槽中，然后压紧端圈2，实现叶轮叶片筒1与端圈的连接。 

叶轮叶片筒1由多个叶片筒的叶片制作板叠加卷制而成。 

为了保证叶片间距相等，每块叶片制作板的叶片离左边缘的距离不同，均相差N个相位差； 

所述的N=n-1；其中n为制片板数；相位差为叶片间距； 

为了保证叶片高度相等，叠加的多个叶片制作板中，内圈的叶片制 作板比其相邻外圈的叶片制作板，其叶片需外移一个叶片制作板的厚度； 

宽叶片短叶距一体式风机叶轮的制造方法，具体包括如下步骤： 

步骤1.叶轮参数的确定 

1-1.叶轮叶片筒1上叶片1-3间距的计算： 

设叶片间距为d，叶片宽度为D，其中D>d；制片板厚度为h，制片板数为n；则每一片制片板的叶片间距d₁求解如下： 

d₁＝nd+(n-1)h； 

1-2.叶片高度计算： 

设目标叶片高度为h₁,制片板由外向内的顺序编号为1,2,3…n,则第1片制片板的叶片高度为h₁，第n片制片板的叶片高度为h_n求解如下： 

h_n＝h₁+(n-1)×h； 

1-3.叶片离制片板左边缘距离计算： 

设第1片制片板上叶片到制片板左边缘的距离为L₁，制片板由外向内顺序编号为1,2,3,…n，则第n片制片板上叶片到制片板左边缘的距离L_n求解如下： 

L_n＝L₁+(n-1)×d。 

步骤2.制作叶轮叶片筒 

叶轮叶片筒由多片制作板重叠，并将重叠后的制作板卷成筒形，最后左右两侧固定连接而成。 

步骤3.制作端圈 

将一片圆环状的端圈制作板冲压成横截面为U型的圆环。 

步骤4.制作中盘 

将圆形制作板压成盘状，然后在圆周上均布叶片槽，叶片槽数量与 叶片数量一致，间距与叶片间距一致，中盘中心开圆孔； 

步骤5.装配 

将叶片筒上叶片的一端穿过中盘的叶片槽，实现中盘与叶轮叶片筒的连接；将叶轮叶片筒两端分别嵌入端圈的U型槽中，压紧端圈，实现叶轮叶片筒与端圈的连接。 

实施例： 

如图3～图6所示，本实施例以两个叶片制作板为例，制作宽叶片短叶距一体式风机叶轮； 

步骤1.叶轮的参数的确定 

叶片间距的计算：假设预期达到的叶片间距为d=12mm，叶片宽度为D=15mm,制片板厚度为h=2mm,制片板数为n=2,可以确定d₁=nd+h=26mm。 

叶片高度计算：假设目标叶片高度为h₁=5mm,由外向内制片板顺序编号为1,2,则第1片制片板的叶片高度等于目标叶片高度，即h₁=5mm,第2片制片板的叶片高度为h2=h1+(n-1)h=7mm. 

叶片离制片板左边缘距离计算：由外向内制片板顺序编号为1,2,第1片制片板上叶片到制片板左边缘的距离为L₁=10mm,则第n片制片板上叶片到制片板左边缘的距离等于L₂=L₁+(n-1)d=22mm. 

步骤2.制作叶轮叶片筒 

叶轮叶片筒由2片制作板重叠，并将重叠后的制作板卷成筒形，最后左右两侧固定连接而成。 

步骤3.制作端圈 

将一片圆环装的端圈制作板冲压成横截面为U型的圆环； 

步骤4.制作中盘 

将圆形制作板压成盘状，然后在圆周上均布叶片槽，叶片槽数量与叶片数量一致，间距与叶片间距一致，中盘中心开圆孔； 

步骤5.装配 

连接中盘与轴套，将叶轮叶片筒叶片的一端穿过中盘的叶片槽，实现中盘与叶轮叶片筒的连接，将叶轮叶片筒两端分别嵌入端圈的U型槽中，压紧端圈，实现叶轮叶片筒与端圈的连接。 

Claims (3)

1.宽叶片短叶距一体式风机叶轮，其特征在于包括叶轮叶片筒（1）、两个端圈（2）、中盘（3），叶轮叶片筒（1）周向上均匀设置有多个叶片（1-3），叶轮叶片筒（1）的两端分别与端圈（2）固定连接；中盘（3）位于叶轮叶片筒（1）的中间，且叶轮叶片筒（1）上叶片的中间位置卡在中盘（3）的叶片槽（3-1）中；叶轮叶片筒（1）与中盘（3）固定连接，且叶轮叶片筒（1）、两个端圈（2）、中盘（3）的中心线在同一轴线上；

中盘（3）的外圈周向开有叶片槽（3-1），叶片槽（3-1）的数量与叶轮叶片筒（1）的叶片（1-3）数相一致；

叶片槽（3-1）的间距与将叶轮叶片筒（1）的叶片（1-3）间距一致；叶片槽（3-1）的形状与叶轮叶片筒（1）的叶片（1-3）形状一致；

叶轮叶片筒（1）上的叶片（1-3）的一端穿过中盘的叶片槽（3-1），中盘（3）位于叶轮叶片筒（1）的中间，用于压紧叶片槽（3-1），实现中盘与叶轮叶片筒（1）的连接；

叶轮叶片筒（1）两端分别嵌入端圈（2）的U型槽中，然后压紧端圈（2），实现叶轮叶片筒（1）与端圈的连接；为了保证叶片间距相等，每块叶片制作板的叶片离左边缘的距离不同，均相差N个相位差；

所述的N=n-1；其中n为制片板数；相位差为叶片间距。

2.如权利要求1所述的宽叶片短叶距一体式风机叶轮，其特征在于叶轮叶片筒（1）由多个叶片筒的叶片制作板叠加卷制而成；为了保证叶片高度相等，叠加的多个叶片制作板中，内圈的叶片制作板比其相邻外圈的叶片制作板，其叶片需外移一个叶片制作板的厚度。

3.宽叶片短叶距一体式风机叶轮的制造方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1.叶轮参数的确定

1-1.叶轮叶片筒（1）上叶片（1-3）间距的计算：

设叶片间距为d，叶片宽度为D，其中D>d；制片板厚度为h，制片板数为n；则每一片制片板的叶片间距d₁求解如下：

d₁＝nd+(n-1)h

1-2.叶片高度计算：

设目标叶片高度为h₁,制片板由外向内的顺序编号为1,2,3…n,则第1片制片板的叶片高度为h₁，第n片制片板的叶片高度为h_n求解如下：

h_n＝h₁+(n-1)×h；

1-3.叶片离制片板左边缘距离计算：

设第1片制片板上叶片到制片板左边缘的距离为L₁，制片板由外向内顺序编号为1,2,3,…n，则第n片制片板上叶片到制片板左边缘的距离L_n求解如下：

L_n＝L₁+(n-1)×d；

步骤2.制作叶轮叶片筒

叶轮叶片筒由多片制作板重叠，并将重叠后的制作板卷成筒形，最后左右两侧固定连接而成；

步骤3.制作端圈

将一片圆环状的端圈制作板冲压成横截面为U型的圆环；

步骤4.制作中盘

将圆形制作板压成盘状，然后在圆周上均布叶片槽，叶片槽数量与叶片数量一致，间距与叶片间距一致，中盘中心开圆孔；

步骤5.装配

将叶片筒上叶片的一端穿过中盘的叶片槽，实现中盘与叶轮叶片筒的连接；将叶轮叶片筒两端分别嵌入端圈的U型槽中，压紧端圈，实现叶轮叶片筒与端圈的连接。

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