一种自动调节轴流风机叶片节距的机械装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于轴流风机降噪领域，尤其涉及一种自动调节轴流风机叶片节距的 机械装置。
【背景技术】
[0002] 轴流风机的用途非常广，无论是小型电脑的散热风扇，还是大型喷气机的空气压 缩机，都是轴流风机在不同领域的应用。这些风机在使空气流动的同时，也会引起空气的扰 动而产生气动噪声。在轴流风机高速转动时，由于旋转叶片周期性地打击空气质点，引起空 气周期性压力脉动而产生的一系列离散的峰值频率噪声比涡流及涡流分裂激发的连续的 宽频带噪声更占优势且对人体的危害更大。因此，降低离散的峰值频率噪声是轴流风机降 噪的重点。
[0003] 研究表明，不等节距叶片分布由于减少了周期性激励，对风机通过频率及其谐波 具有调制作用。通过使相邻的两个叶片之间的夹角均不相等，旋转时产生的空气噪声峰值 会分散到其他频率，避免了一些频谱段的高峰值，从而降低了总的噪声级别。除此之外，不 等节距与等节距的相对变化率在较大范围内并不会对风机气动性能产生大的影响，因此， 可以灵活地选择叶片节距的最佳分布方式。
[0004] 根据研究，已经得到了计算叶片节距最佳分布的方法，该方法求得的分布方式，不 仅可以最大限度地降低离散峰值频率噪声，还能使叶轮整体的质心仍位于旋转轴的中心而 不发生偏心的回转振动。
[0005] 然而，随着风机转速的变化，上述方法得到的叶片节距最佳分布方式也会变化。在 实际工作中，轴流风机的转速需要根据要求改变，但轴流风机叶片的节距在加工时已经固 定，这就使额定转速下求得的叶片节距最佳分布方式在其它工况下可能并非最优解。因此， 叶片节距固定的轴流风机无法满足在各种工况下都能最大限度降噪的要求。 【实用新型内容】
[0006] 本实用新型的目的是克服上述【背景技术】的不足，提供一种自动调节轴流风机叶片 节距的机械装置。该装置应能使轴流风机在不同工况下最大限度地降噪。
[0007] 本实用新型提供的技术方案是：一种自动调节轴流风机叶片节距的机械装置，包 括安装在风机机壳内与机壳同轴布置的轮毂、分布在轮毂外圆周面上的若干叶片以及配有 无线发射装置的PLC;其特征在于所述的若干个叶片分别一一固定在对应的圆弧滑板上， 所有圆弧滑板均可滑动地依序安装在位于轮毂外圆周面上且环绕圆周方向布置的滑槽内， 另分别有对应数量的调节机构一一对应驱动并控制圆弧滑板在滑槽内滑动，从而调节叶片 的节距；
[0008] 所述调节机构包括固定在圆弧滑板下方的内齿轮段、驱动内齿轮段的末端齿轮 组、驱动末端齿轮组的减速齿轮组以及驱动减速齿轮组的调节电机；所述调节电机根据无 线发射装置发送的PLC指令工作。
[0009] 所述减速齿轮组包括若干个串联相接的减速级；每个减速级均由连轴、分别同轴 连接在连轴两端的小径外齿轮以及大径内齿轮组成；其中首级减速级中的大径内齿轮由调 节电机输出轴上的小齿轮驱动，其余减速级中的小径外齿轮均用于驱动相邻下一减速级中 的大径内齿轮。
[0010] 所述末端齿轮组由连接轴以及同轴连接在连接轴两端的外齿轮和内齿轮组成。
[0011] 所述每个减速级中的连轴以及末端齿轮组中的连接轴均通过若干个连轴支架可 绕轴线转动地均布在轮毂内圆周面上；各级连轴的轴线均位于同一个与轮毂轴线同轴的圆 周面上；保证每级若干个连轴支架的质心在轮毂轴线上，防止出现整体偏心引起的回转振 动问题。
[0012] 所述若干个调节电机绕圆周方向均匀安装在轮毂内的隔板上；所述对应数量的减 速齿轮组绕圆周方向均匀分布在轮毂内的连轴支架上。
[0013] 本实用新型的工作原理如下：
[0014] 接通电源，转子电机带动轮毂转动；根据工况的变化，通过PLC中的程序计算出各 个叶片的最佳分布方法，并结合调节电机的转速和传动机构的传动比，将旋转方向和旋转 时间的信号无线传递给相应的调节电机，从而启动调节电机使其输出轴上的小齿轮转动； 接着经过减速齿轮组和末端齿轮组的多级减速，将动力传递给通过连接段固定在圆弧滑板 下方的内齿轮段，驱使圆弧滑板在轮毂外圆周面上的滑槽内滑动，即对固定在圆弧滑板上 的叶片的节距进行了调节。当叶片运动到程序要求的位置时，相应的调节电机停止转动。从 而实现自动调节轴流风机叶片节距，最大限度降噪的目的。
[0015] 本实用新型的有益效果是：由于能够根据不同的工况自动调节叶片节距，从而降 低在气动噪声中占主导地位的离散峰值频率噪声，使降噪的手段更灵活；此外，整个调节过 程受预设程序控制，完全不需要人为操作，不仅调节省力方便，还能确保调节精度，满足了 广大用户的需要。
【附图说明】
[0016] 图1是本实用新型安装结构的立体示意图（风机机壳局剖视图）。
[0017] 图2是本实用新型轮毂内部齿轮传动的示意图（阶梯剖剖开连轴支架上的圆孔并 移除一个叶片的传动机构）。
[0018] 图3是本实用新型轮毂结构的示意图（阶梯剖剖开连轴支架上的圆孔）。
[0019] 图4是本实用新型叶片部分的结构示意图。
[0020] 图5是本实用新型末端齿轮组的结构示意图。
[0021] 图6是本实用新型减速齿轮组中任一减速级的结构示意图。
[0022] 图7是本实用新型调节控制的流程示意图。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合附图对所述实施例进一步说明。
[0024] 如图1-图2所示，一种自动调节轴流风机叶片节距的机械装置（以5叶片轴流风 机作为例），包括风机机壳1、转子电机2、电机支架3、轮毂4、叶片5、圆弧滑板6、隔板7、调 节电机8、小齿轮9、减速齿轮组10、轴承11、连轴支架12、末端齿轮组13、连接段14、内齿轮 段15。
[0025] 如图1所示，转子电机2通过电机支架3固定在风机机壳1的内腔；轮毂4的一端 固定在转子电机2的输出轴上（保证轮毂4与风机流道同轴），且由转子电机驱动；若干个 叶片5分布在轮毂4外圆周面上，转子电机控制着轮毂4的转动。以上是常规轴流风机的 结构。
[0026] 本实用新型的改进是：所述若干个叶片5分别固定在对应的圆弧滑板6上，圆弧滑 板6可移动地安装在轮毂4外圆周面上的滑槽4-2内（滑槽4-2环绕着外圆周面布置），另 有一调节机构驱动并控制圆弧滑板6在滑槽4-2内滑动（圆周方向滑动），从而调节叶片5 的节距。
[0027] 如图4、图2所示：内齿轮段15通过连接段14固定在圆弧滑板6下方；末端齿轮 组13啮合并驱动内齿轮段，减速齿轮组10则驱动末端齿轮组，调节电机8又通过其输出轴 上固定的小齿轮9驱动减速齿轮组。
[0028] 如图3、图4所示：轮毂4的外圆周面上均布着绕圆周方向的开口 4-1 ;连接段14 位于圆弧滑板6正下方上游位置，穿过轮毂4表面的开口 4-1后，上下两端分别连接着圆弧 滑板6和内齿轮段15。
[0029] 如图5所示：末端齿轮组13的两端齿轮用连接轴13-3连接，一端为外齿轮13-1， 与内齿轮段15啮合，另一端为内齿轮13-2,与末级减速级中的小径外齿轮10-1啮合。
[0030] 如图6所示：减速齿轮组10的各个减速级的结构均相同，均为采用通过连轴10-3 连接两端