CN106151103A - 离心式和贯流式风机中的叶轮及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种用于离心式和贯流式风机的新结构叶轮及制造工艺和模具。叶轮(10)上的叶片(1)与轮盘(2)和轮缘(3)为一整体结构，是由同一金属板经有拉伸工艺加工制成的，叶片(1)是由金属板拉伸成的圆形金属侧壁经有分切和弯折变形而成的。重量轻、尺寸精度高、有效解决了重心动平衡问题，并且又有效降低了原料和制造成本。

Description

离心式和贯流式风机中的叶轮及其制造方法

技术领域

本发明属于离心式和贯流式风机技术领域，特别涉及到离心式和贯流式风机中的叶轮及其制造方法和模具。

技术背景

离心式和贯流式风机中的叶轮叶片，数量多，一般都是一片片地焊接或铆接在轮盘上而成的，这样的产品生产效率低，尺寸精度低，则导致重心偏动平衡问题，制造成本高。采用注射成型，问题有：塑料工作温度低，叶片壁厚，也容易出现重心偏动平衡问题。

发明内容

本发明提出了一新的叶轮制造工艺以及产品和制造模具，生产效率高，用料少，有效解决了重心动平衡问题。

本发明的技术方案是：叶轮的主要部件有：叶片，轮盘，轮缘。其特征是：叶片是由金属板拉伸成的圆形金属侧壁经有分切和弯折变形而成的，单个叶轮上的叶片与轮盘和轮缘为一整体结构，是由同一金属板经有拉伸工艺加工制成的。

本发明的制造工艺和制造模具：工艺包括有金属板拉伸工序，金属侧壁分切成条工序和金属侧壁上被分切的金属条弯折变形工序。金属侧壁上被分切的金属条弯折变形工序中，采用了模A和模B，模A上有叶片成形凸齿，模B上有对应的凹槽，模A和模B沿叶轮轴线作相对运动，叶片成形凸齿插入凹槽，推挤金属侧壁上被分切的金属条弯折变形，构成叶片。

金属板材的厚度均匀，精度高，并且可以非常薄。采用五金模具冲压加工，产品尺寸精度高、易保证，因而叶片、轮盘和轮缘(即整个叶轮)的重量轻、尺寸精度高、则有效解决了重心动平衡问题，材料用量少，原材料成本低，采用五金模具冲压加工，整体成型，生产效率高。

附图说明

以下结合附图以及具体实施方案对本发明进一步说明：

图1是本发明的一种叶轮的三维视图。

图2是本发明的一种叶轮的三维视图。

图3是图2的横截面剖视图。

图4是图2中C局部的放大视图。

图5是表示图2中所示的叶片弯折成型的特征示意图。

图6是表示一种金属侧壁沿轴线方向分切成叶片的特征示意图。

图7是一种图2所示叶轮中的叶片成型模具三维视图。

图8～19、22～24是本发明叶轮特征剖视图。

图20、21是两种图19所示叶轮的横截面特征示意图。

具体实施方式

图1所示的本发明叶轮，采用金属板经拉伸加工成圆形杯状，圆形金属侧壁11沿着叶轮轴线方向分切成一条条的金属片，弯折变形，构成叶轮10的叶片1。叶片1的下端(轮缘3那端)，通过轮缘内折部分31与轮缘3相连成一体结构；叶片1的上端(轮盘2那端)，通过盘端内折部分21，与轮盘2相连成一体结构。即叶片1、轮盘2和轮缘3的金属板料是由同一金属板加工制成的一整体式结构。

图2所示的本发明叶轮，参见图3-4，叶片1的下端与图1所示的一样，叶片1通过轮缘内折部分31与轮缘3相连成一体，叶片1与轮缘内折部分31之间为金属板弯折连接，轮缘内折部分31与轮缘3之间为金属板弯折连接。但是叶片1上端的结构与图1所示的不一样，图2中，叶片1的上端没有盘端内折部分，叶片1直接与轮盘2金属板折弯连接，叶片1与轮盘2相连成一体的弯折线201在轮盘2上。在轮盘2的边缘，每个叶片对应有一开口203，开口203的边界是：折弯线201和盘面分切线202。图2所示的叶轮的制造工艺：叶片1弯折成形采用叶片成形凸齿轴向推挤方法，具体描述如下：

参见图5，叶轮叶片的成形模具5包括有：模A51和模B52，模A51上有叶片成形凸齿511，模B52上有与叶片成形凸齿511相对应的凹槽521，模A51和模B52沿着叶轮轴线12作相对运动(如箭头53所示)，叶片成形凸齿511插入凹槽512，推挤金属侧壁11上被分切出的金属条弯折变形构成叶片1。如图5所示，叶片成形凸齿的前端面513轴向向下(箭头54)运动，推挤着金属侧壁11上被分切的金属条向凹槽512内变形(如箭头55)，叶片1成形过程中的变形有两次弯折变形，再被拉直，在叶片成形凸齿511上有与叶片1相对滑动的滑擦面512，凸齿前端面513也是一滑动摩擦面。

将金属侧壁11沿轴线分切也可采用分切刀刃口沿叶轮轴线方向运动(箭头53)方向，如图6所示，分切刀刃口514与金属侧壁11成锐角(图中的切角a＜90°)。还可以将金属侧壁分切与叶片成形两工序合在同一模具中，如图7所示，分切刀刃口514在成形凸齿前端面513上，模B52上的凹槽512的边缘522就是与分切刀刃口514相对应的刃口(称为侧壁刃口)。

采用薄的金属板材，比重轻的材料(比如铝材)，能有效减小重量，有利于重心动平衡，但结构强度低。叶片所需的结构强度容易保证，结构强度最弱的地方是轮缘处，因而必须采用强化结构强度的结构，图8-18示出了许多种强化轮缘的结构强度的结构。

图8所示的结构，外翻边301是轮缘3的金属板材向外翻的环形边，此类结构称为轮缘金属板材外翻边结构。

图9所示的结构，外翻边302是轮缘3的金属板材向外翻的环形卷边，此类结构称为轮缘金属板材外翻卷边结构。

图10所示的结构，内折边303是轮缘3的金属板材向内折的环形边，此类结构称为轮缘金属板材内折边结构。

图11所示的结构，内卷边304是轮缘3的金属板材向内卷的环形卷边，此类结构称为轮缘金属板材内卷边结构。

图12所示的结构，与图8所示的不同在于：外翻边301是两层，实际产品设计时，还可以更多层，此类结构称为轮缘金属板材多层外翻边结构。

图13所示的结构，与图10所示的不同在于：内折边303是两层，实际产品设计时，还可以更多层，此结构称为轮缘金属板材多层内折边结构。

图14所示的结构，与图9所示的不同在于：外卷边302是两层，实际产品设计时，还可以更多层，此类结构称为轮缘金属板材多层外卷边结构。

图15所示的结构，与图11所示的不同在于：内卷边304是两层，实际产品设计时，还可以更多层，此类结构称为轮缘金属板材多层内卷边结构。

图16所示的结构，轮缘3加设有加强环32，以增加轮缘的结构强度，该加强环32扣着轮缘的外翻边301.

图17所示的结构，与图16所示的同类，轮缘3采用了加强环结构。不同之处有：图17中的加强环33是被轮缘金属板材内卷边304包扣着。还可在图9、14，15所示的结构中加设类似图17所示的加强环33。

图18所示的结构与图17所示的不同之处在于：图18中被轮缘金属板材包扣着的是盘形结构的加强盘34。

由于叶片1是从拉伸成的圆形金属侧壁分切来的，因而叶片的宽度或者叶片的密度受限制，为增加叶轮中的叶片宽度或者叶片密度，可采用两个或更多个叶轮，其中一个叶轮套着另一个叶轮的组合结构。如图19所示的组合结构，有两个叶轮，一个套着另一个地组合在一起，里面的叶轮的轮缘外翻边被外面的叶轮的轮缘包扣着，为了进一步增加结构强度，还可以增加一个加强环或加强盘，一起被外面的叶轮的轮缘3包扣着。图20示出，两套在一起的叶轮的叶片排列为顺流式结构，特征是：一个叶轮的叶片的气流前端对着另一个叶轮的叶片的气流尾端，图21所示的叶片排列为错开式结构。

图22、23所示的叶轮是由两个叶轮，采用轮缘对轮缘结构，固定连接成一体。图22中，两叶轮的轮缘3通过环形扣件35，紧固在一起。可以利用叶轮的轮缘金属板材，采用扣接结构，将两叶轮固定连接成一体，图23示出：一个叶轮的轮缘扣着另一个叶轮的轮缘，还可以采用两轮缘金属板材相互咬扣的结构。本发明所述的扣接结构包括相互咬扣结构。

图24所示的叶轮，是一种由两个或更多个叶轮组合的叶轮，采用累叠式结构，其中一个叶轮的轮缘3套着后一个叶轮的轮盘2，一个叶轮的轮盘2顶着前一个轮缘内折部分31，这种组合叶轮适合用于贯流式风机中。

Claims (10)

1.一种离心式风机和贯流式风机的叶轮，包括有：叶片(1)、轮盘(2)、轮缘(3)，其特征在于：叶片(1)是由金属板拉伸成的圆形金属侧壁经有分切和弯折变形而成的，单个叶轮(10)上的叶片(1)与轮盘(2)和轮缘(3)为一整体结构，是由同一金属板经有拉伸工艺加工制成的。

2.根据权利要求1所述的叶轮，其特征在于：叶片(1)的一端与轮盘(2)相连成一体的弯折线(201)在轮盘(2)上，叶片(1)的另一端通过轮缘内折部分(31)与轮缘(3)相连成一体，叶片(1)与轮盘(2)之间为折弯连接，叶片(1)与轮缘内折部分(31)之间为弯折连接，轮缘内折部分(31)与轮缘(3)之间为弯折连接。

3.根据权利要求1或2所述的叶轮，其特征在于：轮缘(3)处采用了强化结构强度的结构。

4.根据权利要求3所述的叶轮，其特征在于：强化结构强度的结构采用了以下所述结构中的任何一种或多种：

(1)轮缘金属板材外翻边结构，

(2)轮缘金属板材多层外翻边结构，

(3)轮缘金属板材外翻卷边结构，

(4)轮缘金属板材多层外翻卷边结构，

(5)轮缘金属板材内折边结构，

(6)轮缘金属板材多层内折边结构，

(7)轮缘金属板材内折卷边结构，

(8)轮缘金属板材多层内折卷边结构，

(9)轮缘加设有加强环结构，

(10)轮缘加设有加强盘结构，

(11)轮缘加设有加强环或加强盘，加强环或加强盘的外缘被轮缘金属板材包扣着。

5.根据权利要求1、或2、或4所述的叶轮，其特征在于：采用两个或更多个叶轮组合结构，其中一个叶轮(10)被套在另一个叶轮(10)中。

6.根据权利要求5所述的叶轮，其特征在于：相邻两叶轮之间的叶片排列采用了错开式结构。

7.根据权利要求1或2所述的叶轮，其特征在于：其中有两叶轮(10)，采用轮缘对轮缘结构，固定连接成一体。

8.根据权利要求7所述的叶轮，其特征在于：两叶轮的轮缘金属板材之间采用了扣接结构。

9.一种贯流式风机的叶轮，包括两个或更多叶轮(10)，其特征在于：采用累叠式组合结构，其中一个叶轮(10)的轮缘(3)套着后一个叶轮(10)。

10.一种制造权利要求2所述的叶轮的方法，包括有：金属板拉伸工序，金属侧壁分切成条工序和金属侧壁上被分切的金属条弯折变形工序，其特征在于：金属侧壁上被分切的金属条弯折变形工序中，采用了模A(51)和模B(52)，模A(51)上有叶片成形凸齿(511)，模B(52)上有对应的凹槽(512)，模A(51)和模B(52)沿叶轮轴线(12)作相对运动，叶片成形凸齿(511)插入凹槽(512)，推挤金属侧壁(11)上被分切的金属条弯折变形。