一种半开式叶轮叶顶间隙的控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明创造属于叶轮领域，尤其是设及一种半开式叶轮叶顶间隙的控制方法。
【背景技术】
[0002] 离屯、式鼓风机、压缩机等风机设备的组成部件中包括叶轮、集流器（吸气室）、扩 压器、蜗壳等。其中集流器和叶轮作为吸气部件，它们的装配间隙会直接影响风机效率。集 流器内表面与叶轮的轮盖面配合，集流器与叶轮之间采取间隙配合，传统经验要求将叶顶 间隙控制在叶轮出口宽度的百分之五W内。由于加工误差及装配误差，叶顶间隙通常过大， 导致间隙泄露增加、叶轮升压能力减弱，压比下降，风机效率降低。
【发明内容】
[0003] 本发明创造要解决的问题是减少叶片与集流器之间的间隙。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明创造采用的技术方案是：
[0005] -种半开式叶轮叶顶间隙的控制方法，包括W下步骤：
[0006] (1)设计确定叶轮的形状尺寸；
[0007] 似计算叶轮最大直径处的轴向变形量AD;
[000引 （3)将叶轮的轮盖面曲线Sl沿轴向偏移AD的距离，得到曲线S2 ;
[0009] (4)将偏移得到的曲线S2沿轴向向外等距移动Imm得到曲线S3,将曲线S3作为 集流器基体的内表面轮廓加工曲线；
[0010] (5)对加工得到的集流器内表面喷涂保护涂层，涂层厚度1mm，使喷涂涂层后最终 形成的集流器内表面曲线为S2。
[0011] 优选地，步骤（1)中AD采用有限元软件仿真计算得到。
[0012] 优选地，步骤巧）中采取的保护涂层为聚四氣乙締涂层，采用静电喷涂方式。
[0013] 本发明创造具有的优点和积极效果是：。
[0014] (1)集流器与叶轮装配后，叶轮初始旋转将与涂层摩擦，刮去微量涂层，之后叶片 与涂层不再摩擦，并保持极小的叶顶间隙；
[0015] (2)当叶轮发生轴向窜动W及径向振动时，涂层可W有效保护叶轮和集流器不损 坏，涂层损坏后可重新喷涂，降低维修更换成本；
[0016] (3)涂层是叶片沿轴向的位置偏移，在装配时能保证叶顶间隙不均匀，即叶轮进气 侧间隙小，出气侧间隙大，叶轮高速旋转后发生变形，进气侧变形量小，初期侧变形量大，使 变形量有效的弥补了装配间隙。
【附图说明】
[0017] 为了更清楚地说明本发明创造实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例 或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅 是本发明创造的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还 可W根据运些附图获得其他的附图。
[0018] 图1是本发明中叶轮的结构示意图；
[0019] 图2是本发明中叶轮与集流器的装配示意图；
[0020] 图3是本发明中集流器增加涂层后的装配示意图；
[0021] 图4是本发明的图3中涂层部分的局部示意图；
[0022] 图5是本发明中叶轮切削涂层示意图。
[0023] 图中：
[0024] 1、集流器2、叶轮3、涂层
【具体实施方式】
[0025] 下面将结合本发明创造实施例中的附图，对本发明创造实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明创造一部分实施例，而不是全部的 实施例。基于本发明创造中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下 所获得的所有其他实施例，都属于本发明创造保护的范围。
[0026] 在下面的描述中阐述了很多具体细节W便于充分理解本发明创造，但是本发明创 造还可W采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可W在不违背本发 明创造内涵的情况下做类似推广，因此本发明创造不受下面公开的具体实施例的限制。
[0027] 其次，本发明创造结合示意图进行详细描述，在详述本发明创造实施例时，为便于 说明，表示装置件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其 在此不应限制本发明创造保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及高度的=维 空间尺寸。
[0028] 如图1和图2所示，集流器1的内表面与叶轮2的轮盖面配合，集流器1与叶轮2 之间采取间隙配合，传统经验要求将叶顶间隙控制在叶轮2出口宽度B的百分之五W内。W 往采用的方法是将叶轮的轮盖面向外等距形成集流器内表面。叶轮在高速旋转过程中会发 生轴向与径向变形，且进气口处变形量小于出气口的变形量。叶轮高速旋转时由于变形，进 气侧间隙增大，出口侧间隙减小，叶片的叶顶间隙沿轴向方向不均匀。等距后的集流器要保 证装配间隙大于叶轮变形量，否则会造成叶片顶部与集流器内表面摩擦，损坏叶轮和集流 器，因此现有的技术下叶片与集流器之间会存在较大间隙。
[002引本发明的目的是减小叶顶间隙，将叶顶间隙控制在0. 05mm内，提高叶轮的压比和 风机的效率。同时如果叶轮高速旋转时发生意外窜动，当轴向窜动量<Imm时，保护叶轮和 集流器不会因接触摩擦发生损坏。如图3、4所示，本发明采用的方法包括W下步骤：
[0030] (1)设计确定叶轮的形状尺寸；
[0031] 似计算叶轮最大直径处的轴向变形量AD ;
[003引（3)将叶轮的轮盖面曲线Sl沿轴向偏移AD的距离，得到曲线S2;
[003引 （4)将偏移得到的曲线S2沿轴向向外等距移动Imm得到曲线S3,将曲线S3作为 集流器基体的内表面轮廓加工曲线；
[0034] (5)对加工得到的集流器内表面喷涂聚四氣乙締涂层等保护涂层，涂层厚度1mm， 耐溫260°C，使喷涂涂层后最终形成的集流器内表面曲线为S2。
[0035] 步骤（1)中AD采用ansys有限元软件仿真计算得到。
[0036] 叶轮2与集流器I均为金属材质，若在叶轮2高速旋转时发生摩擦，摩擦生成的大 量热对两者造成损坏。本发明中采用集流器内表面增加涂层3的方法，避免叶轮2与集流 器1直接接触。风机首次运行时，叶轮2旋转变形，叶片与集流器涂层3发生摩擦，由于涂 层3硬度远低于叶轮2硬度，涂层3被叶片刮掉，形成碎屑，随流体排出，涂层3与叶轮2之 间达到紧密配合。风机正常运转后，叶轮2就与集流器涂层3之间不再发生摩擦，同时间隙 保持最小。
[0037] 所述保护涂层可W采用其他的软质金属涂层等。
[0038] 叶轮在高速旋转时会发生轴向和径向变形，叶片曲线上任意一点的轴向变形量 A山径向变形量Ar，总变形量为AL如图5所示，AL>A山因此叶片会与涂层发生微量 摩擦，涂层被切削量为
其中，
也于径向变形量Ar 很小，因此At很小。
[0039] 根据本方案，当叶轮发生轴向窜动W及径向振动时，涂层可W有效保护叶轮和集 流器不损坏，涂层损坏后可重新喷涂，降低维修更换成本；涂层是叶片沿轴向的位置偏移， 在装配时能保证叶顶间隙不均匀，即叶轮进气侧间隙小，出气侧间隙大，叶轮高速旋转后发 生变形，进气侧变形量小，初期侧变形量大，使变形量有效的弥补了装配间隙。
[0040] W上对本发明创造的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明创造的 较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作 的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明创造的专利涵盖范围之内。
【主权项】
1. 一种半开式叶轮叶顶间隙的控制方法，其特征在于：包括以下步骤： (1) 设计确定叶轮的形状尺寸； (2) 计算叶轮最大直径处的轴向变形量AD; (3) 将叶轮的轮盖面曲线Sl沿轴向偏移AD的距离，得到曲线S2 ; (4) 将偏移得到的曲线S2沿轴向向外等距移动Imm得到曲线S3,将曲线S3作为集流 器基体的内表面轮廓加工曲线； (5) 对加工得到的集流器内表面喷涂保护涂层，涂层厚度1mm，使喷涂涂层后最终形成 的集流器内表面曲线为S2。2. 根据权利要求1所述的半开式叶轮叶顶间隙的控制方法，其特征在于：步骤（1)中 AD采用有限元软件仿真计算得到。3. 根据权利要求1所述的半开式叶轮叶顶间隙的控制方法，其特征在于：步骤（5)中 采取的保护涂层为聚四氟乙烯涂层，采用静电喷涂方式。
【专利摘要】本发明创造提供一种半开式叶轮叶顶间隙的控制方法，包括以下步骤：(1)首先计算叶轮最大直径处的轴向变形量△D；(2)将叶轮的轮盖面曲线S1沿轴向偏移△D的距离，得到曲线S2；(3)将偏移得到的曲线S2向外等距移动1mm得到曲线S3，曲线S3为集流器基体的内表面轮廓加工曲线；(4)对加工后集流器内表面采取静电喷涂保护涂层，涂层厚度1mm，耐温260℃，使喷涂涂层后最终形成的集流器内表面曲线为S2。本发明创造的有益效果是：集流器与叶轮装配后，叶轮初始旋转将与涂层摩擦，刮去微量涂层，之后叶片与涂层不再摩擦，并保持极小的叶顶间隙。
【IPC分类】F04D29/02, F04D29/28, F04D29/42
【公开号】CN105201904
【申请号】CN201510556996
【发明人】蒋益民, 沙洪磊, 俞天野, 何毅, 张志华, 刘志忠
【申请人】亿昇(天津)科技有限公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年9月2日