专利名称：一种叶片与轮毂铰接的轴流叶轮的制作方法
技术领域：
本发明涉及风机技术领域，具体地说是一种没有弯矩的叶片与轮毂为铰接结构的 叶轮。
背景技术：
通常的轴流风机叶轮，叶片与轮毂采用焊接、铆接、螺接等方式进行固持联接，因 而叶轮在旋转工作的时候，叶片在气动力，重力，离心力的联合作用下，叶片与轮毂连接处 产生较大的弯矩，这就是造成叶片断裂的主要原因。这一特点在大尺寸的轴流风机叶轮上 尤为明显。
发明内容
为了克服现有风机叶轮在结构上存在的不足，本发明提供一种没有弯矩的叶片与 轮毂铰接的轴流叶轮。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是这种叶片与轮毂铰接的轴流叶轮， 包括轮毂、叶片，主要是在轮毂上设置与轮毂构成一体的两个以上呈槽形的铰接座，叶片的 连接端设有叶片接头，铰接座通过铰接轴与叶片接头活动链接，构成轮毂与叶片的铰接结 构，在铰接座上设有限制叶片过度向下转动的伸出段，叶片接头的前端部下方设为斜面结 构，使铰接结构保证叶片向下转动的水平倾角<6. 5°，叶片向上转动的水平倾角。本发明与现有技术相比的主要优点一是由于叶轮采用了铰接结构，当向上排风时，叶片略向下倾斜；向下排风时，叶 片略向上倾斜；叶轮转轴与地面平行时，叶轮是水平排风，其向上、向下排风的倾角都比较 小。在一般工作转速范围内，转速稳定，叶片的倾角都不大，其位置将在气动力，重力，离心 力的联合作用下，达到平衡稳定。即使叶片向下转动的水平倾角最大将达到6. 5°，但是并 不会影响风机的性能。二是这种铰接结构的叶轮消除了弯矩，排除了叶片断裂的主要原因，从根本上解 决了叶片断裂的质量事故。从而使结构的受力状态大大改善，减轻了重量，提高了风机的可 靠性，降低了成本。
图1是本发明的结构示意图；图2是图1的A-A剖视结构示意图；图3是本发明叶片接头结构示意图；图4是本发明铰接座结构示意图。图中1.轮毂，2.铰接轴，3.铰接座，4.叶片接头，5.叶片，6.斜面结构，7.伸出段。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述如图1、2所示，这种叶片与轮毂铰接的轴流叶轮，包括轮毂1、叶片5，主要是在轮 毂1上设置与轮毂1构成一体的4个槽形的铰接座3，叶片5的连接端设有叶片接头4，铰 接座3通过铰接轴2与叶片接头4活动链接。如图3所示，叶片接头4的前端部下方设为斜面结构6。如图4所示，在铰接座3上设有限制叶片过度向下转动的伸出段7，确保叶片转动 时有一定的角度范围。每个叶片5向下转动的水平倾角<6. 5°，每个叶片5向上转动的水 平倾角彡3°。实施例1:叶片向上排风。叶轮直径D = 1.8m，R = 0. lm，转速n = 480r/min，叶片数量3，叶片质量M = 3Kg， 全压P = 130Pa。计算得到重力W = MXg = 3X9. 8 = 29. 4N，气动力按全压计算，每个叶片受的气动力F2 = l/3(Ji/4X1.8X1.8) X 130 = 110. 3N,离心力F3 = MX (31 Xn/30)2X (Ll+R)，M = 3L1 = L/2 = 0. 4, F3 = 3 (3i X 480/30)2* (0. 4+0. 1) = 3790N向下倾角 a = arctg(29. 4+1. 5X110. 3)/3790 = arctgO. 0514 = 2. 94°实施例2:叶片向上排风。叶轮直径D = 3m，R = 0. lm,转速n = 220r/min,叶片数量4，叶片质量M = 8Kg， 全压P = 130Pa。计算得到重力W = Mg = 8 X 9. 8 = 78. 4N,气动力按全压计算，每个叶片受的气动力F2 =1/4(31 XDXD/2) XP = 203. 2N，离心力F3 = M(n 31 /30)2X (Ll+R) = 3503N向下倾角 a = arctg(ff+l. 5F2)/F3 = 6. 2°实施例3 叶片向下排风。 与叶轮向上排风相比，只是将气动力改为向上。叶轮直径D = 1.8m，R = 0. lm，转速n = 480r/min，叶片数量3，叶片质量M = 3Kg， 全压P = 130Pa。计算得到重力W = MX g = 3X9. 8 = 29. 4N，气动力按全压计算，每个叶片受的气动力F2 = l/3(Ji/4X1.8X1.8) X 130 = 110. 3N,离心力F3 = MX (31 Xn/30)2X (Ll+R) = 3790N,向下倾角 a = actg(29. 4-1. 5X110. 3)/3790 =-2. 06° (负表示向上倾斜)。实施例4 叶片向下排风。叶轮直径D = 3m，R = 0. lm,转速n = 220r/min,叶片数量4，叶片质量M = 8Kg， 全压P = 130Pa。计算得到重力W = Mg = 8 X 9. 8 = 78. 4N,气动力按全压计算，每个叶片受的气动力F2 =1/4(31 XDXD/2) XP = 203. 2N，
离心力 F3 = M (η π /30)2 X (Ll+R) = 3503N向下倾角 α = arctg(78. 4-203. 2)/4936 = -2. 04° (负表示向上倾斜)。
权利要求
一种叶片与轮毂铰接的轴流叶轮，包括轮毂(1)、叶片(5)，其特征在于在所说轮毂(1)上设置与轮毂(1)构成一体的两个以上槽形的铰接座(3)，叶片(5)的连接端设有叶片接头(4)，铰接座(3)通过铰接轴(2)与叶片接头(4)活动链接。
2.根据权利要求1所述的一种叶片与轮毂铰接的轴流叶轮，其特征在于所说叶片接 头(4)的前端部下方设为斜面结构(6)。
3.根据权利要求1所述的一种叶片与轮毂铰接的轴流叶轮，其特征在于在铰接座(3) 上设有限制叶片过度向下转动的伸出段(7)。
4.根据权利要求1所述的一种叶片与轮毂铰接的轴流叶轮，其特征在于叶片(5)向 下转动的水平倾角<6. 5°，叶片(5)向上转动的水平倾角。
全文摘要
本发明公开了一种叶片与轮毂铰接的轴流叶轮，包括轮毂、叶片，要点是在轮毂上设置与轮毂构成一体的2个以上的槽形铰接座，叶片的连接端设有叶片接头，铰接座通过铰接轴与叶片接头活动链接，叶片向下转动的水平倾角≤6.5°，向上转动的水平倾角≤3°。本发明使结构的受力状态大大改善，消除了弯矩，在气动力，重力，离心力的联合作用下，达到平衡而稳定，解决了通常发生的叶片断裂的质量事故。同时，减轻了重量，提高了风机的可靠性，降低了成本。
文档编号F04D29/34GK101858361SQ20101018314
公开日2010年10月13日 申请日期2010年5月19日 优先权日2010年5月19日
发明者李财和, 王新, 盛军岭, 盛才良 申请人:威海克莱特菲尔风机有限公司