CN111608954A - 叶片及应用其的风机扇叶 - Google Patents

Abstract

本发明属于通风设备技术领域，具体为叶片及应用其的风机扇叶，叶片包括轮毂和设于所述轮毂外周的至少两片螺旋翼，所述轮毂中部设有轴孔，所述螺旋翼的根部与所述轮毂连接，所述轮毂至少在靠近每片螺旋翼根部的两侧边缘位置设有铆接孔，与现有技术相比，本发明提供的叶片重新设置轮毂上铆接孔的位置，在轮毂对应螺旋翼的两侧边缘位置开设铆接孔，从而提高螺旋翼与轮毂之间的刚性，使应用该叶片的扇叶铆接更稳固，使得螺旋翼能有效地避免在受到正压力和扭力时带来的影响，降低其震动幅度，减少风噪。

Description

叶片及应用其的风机扇叶

技术领域

本发明属于通风设备技术领域，具体为叶片及应用其的风机扇叶。

背景技术

现有应用在工业上的轴流式风机扇叶包括一轮毂和多个分体的叶片，叶片通过焊接连接在轮毂的外周，但由于焊接处厚度不均匀，为了使扇叶旋转平稳，在扇叶涂装前后都需要对其进行打磨，以提高动平衡性能，但该种方式则会大大地降低生产效率，为了解决上述问题，如图1和图2所示，现有市场上存在一种由两片叶片上下叠置而成的扇叶，叶片通过冲压制成，其包括轮毂和螺旋翼，叠置后的叶片通过铆接两者的轮毂实现连接。

由于叶片旋转时其迎风面会受到正压力的影响，因此叶片会向后仰，同时不管迎风面在轮毂前侧的侧面面积大于还是小于其在轮毂后侧的侧面面积，在旋转时都会产生扭力，产生的扭力会作用在螺旋翼的侧部边缘，导致螺旋翼前后震动，而现有技术中的轮毂通过在对应螺旋翼的中线位置设置铆接孔，当受到扭力的影响时，螺旋翼两侧边缘的位置得不到紧固，其刚性特别差，容易在扭力的影响下出现震动，因此研发一种新型的叶片是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种应用在风机扇叶上的叶片，通过改变其铆接孔的设置位置，可使应用其的扇叶铆接更稳固，降低扇叶转动时的震动。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种叶片，包括轮毂和设于所述轮毂外周的至少两片螺旋翼，所述轮毂中部设有轴孔，所述螺旋翼的根部与所述轮毂连接，所述轮毂至少在靠近每片螺旋翼根部的两侧边缘位置设有铆接孔。

与现有技术相比，本发明提供的叶片重新设置轮毂上铆接孔的位置，在轮毂对应螺旋翼的两侧边缘位置开设铆接孔，从而提高螺旋翼与轮毂之间的刚性，使应用该叶片的扇叶铆接更稳固，使得螺旋翼能有效地避免在受到正压力和扭力时带来的影响，降低其震动幅度，减少风噪。

进一步地，所述螺旋翼相对设有两片，所述铆接孔以轴孔为圆心且以预设间隔角度a圆周分布在所述轮毂上，所述预设角度a为360/(i*4)，其中，i∈[1,2]，上述设置可根据实际叶片的规格选择合适的间隔角度，从而在上述铆接方式的基础上增加铆接孔，使得应用该叶片的扇叶铆接更加稳固。

进一步的，所述螺旋翼上设有自其根部向其外端延伸的若干条加强筋，可提高螺旋翼和轮毂之间的刚性，以降低正压力和扭力对螺旋翼产生的影响，从而防止叶片震动或减缓螺旋翼的震动幅度。

进一步的，所述螺旋翼位于靠近其前缘和后缘的位置分别设有一条加强筋，由于叶片旋转时会产生扭力，扭力对螺旋翼两侧边缘的影响较为严重，容易导致叶片震动，因此将加强筋设于螺旋翼两侧的边缘位置，可在达到较好的提高螺旋翼刚性的效果的同时，也能有效控制加强筋的数量。

进一步的，所述加强筋自靠近轮毂的一端向远离轮毂一端的方向朝螺旋翼的中部倾斜，倾斜设置的方式可使叶片在旋转过程中，避免气流与加强筋的侧面垂直接触，从而降低风阻。

进一步的，所述螺旋翼的一侧面为迎风面，另一侧面为背风面，所述加强筋通过冲压工艺形成于所述螺旋翼的背风面上，其冲压方向为自所述迎风面向所述背风面。由于螺旋翼的前缘和后缘会相对螺旋翼的中部向迎风面或背风面的一侧弯折，但不管迎风面在轮毂1前侧的侧面面积大于还是小于其在轮毂后侧的侧面面积，在旋转时都会产生扭力，因此，将加强筋的凹陷面设置在迎风面上，即叶片旋转时受到正压力的面，将凸出面设置在背风面，即叶片旋转时的负压面，从而在增强刚性的前提下又可以降低风阻，减少能耗。

进一步的，轮毂和螺旋翼通过冲压一体成型，该种加工方式工艺流程简易，有利于生产制造，一体成型的叶片刚性好，叶片旋转时平稳、震动小。

进一步的，所述轴孔为正多边形孔，所述轴孔用于供轴套插入从而铆接多片叠置的叶片，现有轴孔为圆形孔，轴套的上端为圆柱状结构，铆接时利用轴孔对轴套产生的塑性变形从而实现轴套与叶片的铆接，而将轴孔设置为正多边形孔，可使铆接时轴套也相应地变形为与轴孔紧密连接的多边形结构，从而更好地限制轴套的旋转自由度，提供更好的防旋转强度。优选的，所述正多边形孔的边数为j*4，其中j为2或3。

本发明还提供一种风机扇叶，其包括轴套、铆钉和两片上述的叶片，所述叶片设有相对设置的两片螺旋翼，两片叶片呈90°夹角上下错位叠置，使两片叶片的铆接孔对位，所述铆钉穿入铆接孔铆接轮毂，所述轴套穿入轴孔铆接两片叶片，以使上下层叶片的轮毂在靠近每片螺旋翼根部的两侧边缘位置进行铆接，从而提高螺旋翼与轮毂之间的刚性，尤其是提高螺旋翼两侧边缘位置的刚性，有效地防止由于叶片旋转时产生的扭力导致螺旋翼震动的不良情况，从而减少风噪。

附图说明

图1为现有技术中扇叶的铆接方式的示意图；

图2为现有技术中扇叶的铆接方式的示意图；

图3为本发明设置4个铆接孔的叶片的结构示意图；

图4为本发明叶片的侧视图；

图5为螺旋翼产生扭力的示意图；

图6为本发明设置4个铆接孔的扇叶的结构示意图；

图7为本发明设置8个铆接孔的叶片的结构示意图；

图8为本发明设置8个铆接孔的扇叶的结构示意图；

图9为轴套铆接前的结构示意图；

图10为轴套铆接后的结构示意图；

图11为采用现有焊接结构的扇叶的实验数据；

图12为采用现有铆接方式的扇叶的实验数据；

图13为采用本发明的铆接方式的扇叶的实验数据。

具体实施方式

以下结合附图说明本发明的具体实施方式。

实施例一：

参见图3至图8，本实施例提供一种应用在风机扇叶上的叶片，其包括轮毂1和设于轮毂1外周的至少两片螺旋翼2，轮毂1中部设有轴孔11，螺旋翼2的根部与轮毂1连接，轮毂1至少在靠近每片螺旋翼2根部的两侧边缘位置设有铆接孔12，所述铆接孔12用于供铆钉3穿过，以铆接上下层叠置的叶片，所述轴孔11用于供轴套4插入。优选的，轮毂1和螺旋翼2通过冲压一体成型，该种加工方式工艺流程简易，有利于生产制造，一体成型的叶片刚性好，叶片旋转时平稳、震动小。

叶片的一侧面为迎风面1a，另一侧面为背风面1b，由于叶片旋转时其迎风面1a会受到正压力的影响，因此叶片会向后仰，同时,如图5所示，不管迎风面1a在轮毂1前侧的侧面面积A1大于还是小于其在轮毂1后侧的侧面面积A2，在旋转时都会产生扭力，产生的扭力会作用在螺旋翼2上，特别会对螺旋翼2的侧部边缘产生影响，导致螺旋翼2前后震动，而如图1和图2所示的现有技术中的轮毂在对应螺旋翼的中线位置设置铆接孔，当受到扭力的影响时，螺旋翼2两侧边缘的位置刚性特别差，容易在扭力的影响下出现震动，为此，本发明提供的叶片将铆接孔12设置的位置改在靠近螺旋翼2根部两侧边缘的位置上，从而提高螺旋翼2两侧的刚性，使应用该叶片的扇叶铆接更稳固，有效地减缓螺旋翼2在受到正压力和扭力而带来的震动影响，减少风噪。

参见图3至图8，在一种具体的实施方式中，所述螺旋翼2相对设有两片，铆接孔12以轴孔11为圆心且以预设间隔角度a圆周分布在轮毂1上，所述预设角度a为360/(i*4)，其中，i∈[1,2]，上述设置可根据实际叶片的规格选择合适的间隔角度，从而在上述铆接方式的基础上增加铆接孔12，使得应用该叶片的扇叶铆接更加稳固。如图3所示，当i为1时，间隔角度为90°，铆接孔12为4个，其分布在靠近对应螺旋翼2根部的边缘处。又如图7所示，当i为2时，间隔角度为45°，铆接孔12为8个，其除了分布在靠近对应螺旋翼2根部的边缘位置外的铆接孔12，还在靠近螺旋翼2中线位置处设有铆接孔12，从而进一步提高螺旋翼2与轮毂1的刚性。

参见图3和图4，为了进一步提高螺旋翼2与轮毂1之间的刚性，螺旋翼2上设有自其根部向其外端延伸的若干条加强筋21，从而降低正压力和扭力对螺旋翼2产生的影响，防止叶片震动或减缓震动幅度。具体的，每片螺旋翼2上分别设有两条加强筋21，所述两条加强筋21分别靠近螺旋翼2的前缘2a和后缘2b，将加强筋21设于螺旋翼2两侧的边缘位置，可在达到较好的提高螺旋翼2刚性的效果的同时，也能有效控制加强筋21的数量。

参见图3，作为一种改进的方案，所述加强筋21自靠近轮毂1的一端向远离轮毂1一端的方向朝所述螺旋翼2的中部倾斜，倾斜设置的方式可使叶片在旋转过程中，避免气流与加强筋21的侧面垂直接触，从而降低风阻。

参见图3和图4，作为一种改进的方案，加强筋21通过冲压工艺形成于螺旋翼2的背风面1b上，其冲压方向为自迎风面1a向背风面1b，即加强筋21自迎风面1a的一侧向背风面1b的一侧凹陷延伸且凸出于背风面1b，将加强筋21的凹陷面设置在迎风面1a上，即叶片旋转时受到正压力的面，将凸出面设置在背风面1b，即叶片旋转时的负压面，从而在增强刚性的前提下又可以降低风阻，减少能耗。优选的，加强筋21为长条状结构，其侧面和上端面为圆弧过渡连接，从而进一步减少风阻。

参见图3、图9和图10，作为一种改进的方案，所述轴孔11为正多边形孔，所述轴孔11用于供轴套4插入从而铆接多片叠置的叶片，现有轴孔11为圆形孔，轴套4的上端为圆柱状结构，铆接时利用轴孔11对轴套4产生的塑性变形从而实现轴套4与叶片的铆接，而将轴孔11设置为正多边形孔，可使铆接时轴套4也相应地变形为与轴孔11紧密连接的多边形结构，从而更好地限制轴套4的旋转自由度，提供更好的防旋转强度。优选的，所述正多边形孔的边数为j*4，其中j为2或3，上述边数的设置可使叶片之间更好地对位。

实施例二：

参见图6和图8，本实施例提供一种应用实施例一的叶片的风机扇叶，其包括轴套4、铆钉3和两片实施例一的叶片(101,102)，每片叶片(101,102)设有相对设置的两片螺旋翼2，两片叶片(101,102)呈90°夹角上下错位叠置，其包括位于上层的第一叶片101,和位于下侧的第二叶片102，以使两片叶片(101,102)的铆接孔12对位，以及使两片叶片(101,102)的轴孔11对位，铆钉3穿入铆接孔12铆接叶片(101,102)的轮毂1，轴套4上端穿入轴孔11并在轴孔11侧边的挤压下发生塑性变形从而与轴孔11的侧边紧密连接，铆接两片叶片(101,102)，从而进一步地防止轴套4和叶片(101,102)之间相对转动，上下层叶片(101,102)的轮毂1在靠近每片螺旋翼2根部的两侧边缘位置进行铆接，本实施例提供的风机扇叶可提高螺旋翼2与轮毂1之间的刚性，尤其是提高了螺旋翼2两侧边缘位置的刚性，有效地防止由于叶片(101,102)旋转时产生的扭力导致螺旋翼2震动的不良情况，从而减少风噪。

参见图11至图13所示的动平衡性能测试实验数据，其中，图10为采用现有焊接结构的扇叶的实验数据，图11为采用现有铆接方式将铆接孔设置在轮毂对应螺旋翼中线位置的扇叶的实验数据，图12为采用本实施例的实验数据，从实验数据可知，各种扇叶在对应转速下，本实施例的扇叶动平衡性能平均值均优于采用现有铆接方式的扇叶，更优于采用现有焊接结构的扇叶，例如，对于本实施例的扇叶在1350r/min和1400r/min的动平衡性能平均值分别为0.30g和0.43g，而采用现有焊接结构的扇叶对应的动平衡性能平均值分别为2.61g和1.05g，采用现有铆接结构的扇叶对应的动平衡性能平均值分别为0.45g和0.65g，可见本发明的设置方式对风机扇叶动平衡性能有显著的提高。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.叶片，包括轮毂和设于所述轮毂外周的至少两片螺旋翼，所述轮毂中部设有轴孔，所述螺旋翼的根部与所述轮毂连接，其特征在于，所述轮毂至少在靠近每片螺旋翼根部的两侧边缘位置设有铆接孔。

2.根据权利要求1所述的叶片，其特征在于，所述螺旋翼相对设有两片，所述铆接孔以轴孔为圆心且以预设间隔角度a圆周分布在所述轮毂上，所述预设角度a为360/(i*4)，其中，i∈[1,2]。

3.根据权利要求1所述的叶片，其特征在于，所述螺旋翼上设有自其根部向其外端延伸的若干条加强筋。

4.根据权利要求3所述的叶片，其特征在于，所述螺旋翼位于靠近其前缘和后缘的位置分别设有一条加强筋。

5.根据权利要求4所述的叶片，其特征在于，所述加强筋自靠近轮毂的一端向远离轮毂一端的方向朝所述螺旋翼的中部倾斜。

6.根据权利要求3至5任一项所述的叶片，其特征在于，所述螺旋翼的一侧面为迎风面，另一侧面为背风面，所述加强筋通过冲压工艺形成于所述螺旋翼的背风面上，其冲压方向为自所述迎风面向所述背风面。

7.根据权利要求1所述的叶片，其特征在于，所述轮毂和所述螺旋翼通过冲压一体成型。

8.根据权利要求1所述的叶片，其特征在于，所述轴孔为正多边形孔。

9.根据权利要求8所述的叶片，其特征在于，所述正多边形孔的边数为j*4，其中j为2或3。

10.风机扇叶，其特征在于，包括轴套、铆钉和两片上述权利要求1至9任一项所述的叶片，所述叶片设有相对设置的两片螺旋翼，两片叶片呈预设角度地上下错位叠置，以使两片叶片的铆接孔对位，所述铆钉穿入铆接孔铆接轮毂，所述轴套穿入轴孔铆接两片叶片。

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