宽叶片短叶距一体式风机叶轮及其制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种宽叶片短叶距一体式风机叶轮及其制造方法。本发明包括叶轮叶片筒、两个端圈、中盘，叶轮叶片筒周向上均匀设置有多个叶片，叶轮叶片筒的两端分别与端圈固定连接；中盘位于叶轮叶片筒的中间，且叶轮叶片筒上叶片的中间位置卡在中盘的叶片槽中；叶轮叶片筒与中盘固定连接，且叶轮叶片筒、两个端圈、中盘的中心线在同一轴线上；本发明制造包括如下步骤：1.叶轮参数的确定，包括叶片间距、叶片高度和叶片离制片板左边缘距离；2.制作叶轮叶片筒；3.制作端圈；4.制作中盘；5装配。本发明的结构简单，加工方便，装配高效，叶片用级进模加工，中盘和端圈由一张圆形薄片冲压成型。
【专利说明】宽叶片短叶距一体式风机叶轮及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及多叶片的横流风机的叶轮，具体涉及一种宽叶片短叶距一体式风机叶轮及其制造方法。
【背景技术】
[0002]横流风机叶轮为多叶式、长圆筒形，具有前向多翼形叶片的特点，而且叶片较宽，叶片间距较窄，叶片间距远小于叶片宽度，生产过程中需要将多个叶片依次插入前后盘，然后通过铆接或焊接进行连接定型，由于插片及焊接过程中的误差，产生叶片高度不一致及间隙分布不均匀的现象，动平衡较差，使得这种风机叶轮的制造工序多而杂；传统一体式风机叶轮叶片间距通常大于叶片宽度，风机效率相对较低，叶片之间的流道中容易产生漩涡，引起较大的噪声。因此，一般采用单体加工的方式生产，无法实现流水线生产，费时费力，制约了产能和降低产品质量。
【发明内容】
[0003]本发明针对现有横流风机叶轮的不足，提供一种宽叶片短叶距一体式风机叶轮及其制造方法，用于实现流水线生产，提高生产效率和产品质量，并且实现叶片间距小于叶片宽度的目的，提高叶轮工作效率和运行稳定性。
[0004]本发明解决上述技术问题所采用的的技术方案如下:
[0005]宽叶片短叶距一体式风机叶轮，包括叶轮叶片筒、两个端圈、中盘，叶轮叶片筒周向上均匀设置有多个叶片，叶轮叶片筒的两端分别与端圈固定连接；中盘位于叶轮叶片筒的中间，且叶轮叶片筒上叶片的中间位置卡在中盘的叶片槽中；叶轮叶片筒与中盘固定连接，且叶轮叶片筒、两个端圈、中盘的中心线在同一轴线上；
[0006]中盘的外圈周向开有叶片槽，叶片槽的数量与叶轮叶片筒的叶片数相一致；
[0007]叶片槽的间距与将叶轮叶片筒的叶片间距一致；叶片槽的形状与叶轮叶片筒的叶片形状一致；
[0008]叶轮叶片筒上的叶片的一端穿过中盘的叶片槽，中盘位于叶轮叶片筒的中间，用于压紧叶片槽，实现中盘与叶轮叶片筒的连接；
[0009]叶轮叶片筒两端分别嵌入端圈的U型槽中，然后压紧端圈，实现叶轮叶片筒与端圈的连接；为了保证叶片间距相等，每块叶片制作板的叶片离左边缘的距离不同，均相差N个相位差；
[0010]所述的N=n-1 ;其中η为制片板数；相位差为叶片间距。
[0011]叶轮叶片筒由多个叶片筒的叶片制作板叠加卷制而成；为了保证叶片高度相等，叠加的多个叶片制作板中，内圈的叶片制作板比其相邻外圈的叶片制作板，其叶片需外移一个叶片制作板的厚度。
[0012]宽叶片短叶距一体式风机叶轮的制造方法，包括如下步骤:
[0013]步骤1.叶轮参数的确定[0014]1-1.叶轮叶片筒上叶片间距的计算:
[0015]设叶片间距为d，叶片宽度为D，其中D>d ;制片板厚度为h，制片板数为n;则每一片制片板的叶片间距d1求解如下:
[0016]d1 = nd+(n_l)h ；
[0017]1-2.叶片高度计算:
[0018]设目标叶片高度为Ii1,制片板由外向内的顺序编号为1，2，3...η，则第I片制片板的叶片高度为Ii1，第η片制片板的叶片高度为hn求解如下:
[0019]hn = K1+ (n-1) Xh ；
[0020]1-3.叶片离制片板左边缘距离计算:
[0021]设第I片制片板上叶片到制片板左边缘的距离为L1，制片板由外向内顺序编号为1,2, 3,…n，则第η片制片板上叶片到制片板左边缘的距离Ln求解如下:
[0022]Ln = L1+(n-1) Xd ；
[0023]步骤2.制作叶轮叶片筒
[0024]叶轮叶片筒由多片制作板重叠，并将重叠后的制作板卷成筒形，最后左右两侧固定连接而成；
[0025]步骤3.制作端圈
[0026]将一片圆环状的端圈制作板冲压成横截面为U型的圆环；
[0027]步骤4.制作中盘
[0028]将圆形制作板压成盘状，然后在圆周上均布叶片槽，叶片槽数量与叶片数量一致，间距与叶片间距一致，中盘中心开圆孔；
[0029]步骤5.装配
[0030]将叶片筒上叶片的一端穿过中盘的叶片槽，实现中盘与叶轮叶片筒的连接；将叶轮叶片筒两端分别嵌入端圈的U型槽中，压紧端圈，实现叶轮叶片筒与端圈的连接。
[0031]本发明有益效果如下:
[0032]本发明使得一体式风机叶片间距小于叶片宽度，提高了叶轮工作效率，减低了工作噪声。本发明提供的制造方法，可以使得宽叶片短叶距一体式风机叶轮实现流水线生产，提高生产效率和产品质量。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]图1宽叶片短叶距的一体式风机叶轮示意图；
[0034]图2为图1的右视图；
[0035]图3第1片叶片制作板示意图；
[0036]图4为图3的俯视图；
[0037]图5第2片叶片制作板示意图；
[0038]图6为图5的俯视图；
[0039]图7叶轮叶片筒展开示意图；
[0040]图8叶轮叶片筒示意图；
[0041]图9为图7中1的局部放大图；
[0042]图10端圈不意图；[0043]图11中盘示意图；
[0044]图中，叶轮叶片筒1、两个端圈2、中盘3、第I片叶片制作板1-1、第2片叶片制作板1_2、叶片槽3-1、叶片1-3。
【具体实施方式】
[0045]下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0046]如图1~图11所示，宽叶片短叶距一体式风机叶轮，包括叶轮叶片筒1、两个端圈
2、中盘3，叶轮叶片筒I周向上均匀设置有多个叶片1-3，叶轮叶片筒I的两端分别与端圈2固定连接；中盘3位于叶轮叶片筒I的中间，且叶轮叶片筒上I上叶片的中间位置卡在中盘3的叶片槽3-1中；叶轮叶片筒I与中盘3固定连接，且叶轮叶片筒1、两个端圈2、中盘3的中心线在同一轴线上。
[0047]如图8和图11所示，中盘3的外圈周向开有叶片槽3-1，叶片槽3-1的数量与叶轮叶片筒I的叶片1-3数相一致；
[0048]如图2和图8所示，叶片槽3-1的间距与将叶轮叶片筒I的叶片1_3间距一致；叶片槽3-1的形状与叶轮叶片筒I的叶片1-3形状一致。
[0049]叶轮叶片筒I上的叶片1-3的一端穿过中盘的叶片槽3-1，中盘3位于叶轮叶片筒I的中间，用于压紧叶片槽3-1，实现中盘与叶轮叶片筒I的连接。
[0050]如图7、图9和图10所示，叶轮叶片筒I两端分别嵌入端圈2的U型槽中，然后压紧端圈2，实现叶轮叶片筒I与端圈的连接。
[0051]叶轮叶片筒I由多个叶片筒的叶片制作板叠加卷制而成。
[0052]为了保证叶片间距相等，每块叶片制作板的叶片离左边缘的距离不同，均相差N个相位差；
[0053]所述的N=n-1 ;其中η为制片板数；相位差为叶片间距；
[0054]为了保证叶片高度相等，叠加的多个叶片制作板中，内圈的叶片制作板比其相邻外圈的叶片制作板，其叶片需外移一个叶片制作板的厚度；
[0055]宽叶片短叶距一体式风机叶轮的制造方法，具体包括如下步骤:
[0056]步骤1.叶轮参数的确定
[0057]1-1.叶轮叶片筒I上叶片1-3间距的计算:
[0058]设叶片间距为d，叶片宽度为D，其中D>d ;制片板厚度为h，制片板数为η ;则每一片制片板的叶片间距Cl1求解如下:
[0059]Cl1 = nd+(n_l)h ；
[0060]1-2.叶片高度计算:
[0061]设目标叶片高度为Ii1,制片板由外向内的顺序编号为1，2，3...η，则第I片制片板的叶片高度为Ii1，第η片制片板的叶片高度为hn求解如下:
[0062]hn = K1+ (n-1) Xh ；
[0063]1-3.叶片离制片板 左边缘距离计算:
[0064]设第I片制片板上叶片到制片板左边缘的距离为L1，制片板由外向内顺序编号为1，2，3，…n，则第η片制片板上叶片到制片板左边缘的距离Ln求解如下:
[0065]Ln = L1+ (n-1) X do[0066]步骤2.制作叶轮叶片筒
[0067]叶轮叶片筒由多片制作板重叠，并将重叠后的制作板卷成筒形，最后左右两侧固定连接而成。
[0068]步骤3.制作端圈
[0069]将一片圆环状的端圈制作板冲压成横截面为U型的圆环。
[0070]步骤4.制作中盘
[0071]将圆形制作板压成盘状，然后在圆周上均布叶片槽，叶片槽数量与叶片数量一致，间距与叶片间距一致，中盘中心开圆孔；
[0072]步骤5.装配[0073]将叶片筒上叶片的一端穿过中盘的叶片槽，实现中盘与叶轮叶片筒的连接；将叶轮叶片筒两端分别嵌入端圈的U型槽中，压紧端圈，实现叶轮叶片筒与端圈的连接。
[0074]实施例:
[0075]如图3~图6所示，本实施例以两个叶片制作板为例，制作宽叶片短叶距一体式风机叶轮；
[0076]步骤1.叶轮的参数的确定
[0077]叶片间距的计算:假设预期达到的叶片间距为d=12mm，叶片宽度为D=15mm，制片板厚度为h=2mm,制片板数为n=2,可以确定(^=11(1+11=26111111。
[0078]叶片高度计算:假设目标叶片高度为Ii1=Smm,由外向内制片板顺序编号为1，2，则第I片制片板的叶片高度等于目标叶片高度，即Ii1=Smm,第2片制片板的叶片高度为h2=hl+(n-1)h=7mm.[0079]叶片离制片板左边缘距离计算:由外向内制片板顺序编号为1，2，第I片制片板上叶片到制片板左边缘的距离为L1=IOmm,则第η片制片板上叶片到制片板左边缘的距离等于 L2=L1+ (n-1) d=22mm.[0080]步骤2.制作叶轮叶片筒
[0081]叶轮叶片筒由2片制作板重叠，并将重叠后的制作板卷成筒形，最后左右两侧固定连接而成。
[0082]步骤3.制作端圈
[0083]将一片圆环装的端圈制作板冲压成横截面为U型的圆环；
[0084]步骤4.制作中盘
[0085]将圆形制作板压成盘状，然后在圆周上均布叶片槽，叶片槽数量与叶片数量一致，间距与叶片间距一致，中盘中心开圆孔；
[0086]步骤5.装配
[0087]连接中盘与轴套，将叶轮叶片筒叶片的一端穿过中盘的叶片槽，实现中盘与叶轮叶片筒的连接，将叶轮叶片筒两端分别嵌入端圈的U型槽中，压紧端圈，实现叶轮叶片筒与端圈的连接。
【权利要求】
1.宽叶片短叶距一体式风机叶轮，其特征在于包括叶轮叶片筒(1)、两个端圈(2)、中盘(3)，叶轮叶片筒(1)周向上均匀设置有多个叶片(1-3)，叶轮叶片筒(1)的两端分别与端圈(2)固定连接；中盘(3)位于叶轮叶片筒(1)的中间，且叶轮叶片筒(1)上叶片的中间位置卡在中盘(3)的叶片槽(3-1)中；叶轮叶片筒(1)与中盘(3)固定连接，且叶轮叶片筒(1)、两个端圈(2)、中盘(3)的中心线在同一轴线上； 中盘(3)的外圈周向开有叶片槽(3-1)，叶片槽(3-1)的数量与叶轮叶片筒(1)的叶片(1-3)数相一致; 叶片槽(3-1)的间距与将叶轮叶片筒(1)的叶片(1-3)间距一致；叶片槽(3-1)的形状与叶轮叶片筒(1)的叶片(1-3)形状一致； 叶轮叶片筒(1)上的叶片(1-3)的一端穿过中盘的叶片槽(3-1)，中盘(3)位于叶轮叶片筒(1)的中间，用于压紧叶片槽(3-1)，实现中盘与叶轮叶片筒(1)的连接； 叶轮叶片筒(1)两端分别嵌入端圈(2)的U型槽中，然后压紧端圈(2)，实现叶轮叶片筒(O与端圈的连接；为了保证叶片间距相等，每块叶片制作板的叶片离左边缘的距离不同，均相差N个相位差； 所述的N=n-1 ;其中η为制片板数；相位差为叶片间距。
2.如权利要求1所述的宽叶片短叶距一体式风机叶轮，其特征在于叶轮叶片筒(I)由多个叶片筒的叶片制作板叠加卷制而成；为了保证叶片高度相等，叠加的多个叶片制作板中，内圈的叶片制作板比其相邻外圈的叶片制作板，其叶片需外移一个叶片制作板的厚度。
3.宽叶片短叶距一体式风机叶轮的制造方法，其特征在于包括如下步骤: 步骤1.叶轮参数的确定 1-1.叶轮叶片筒(I)上叶片(1-3)间距的计算: 设叶片间距为山叶片宽度为D，其中D>d ;制片板厚度为h，制片板数为η ;则每一片制片板的叶片间距Cl1求解如下:
Cl1 = nd+(n_l)h 1-2.叶片高度计算: 设目标叶片高度为Ii1,制片板由外向内的顺序编号为1，2，3…n，则第I片制片板的叶片高度为Ii1，第η片制片板的叶片高度为hn求解如下:hn = Ii1+(n-1) Xh ； 1-3.叶片离制片板左边缘距离计算: 设第I片制片板上叶片到制片板左边缘的距离为L1，制片板由外向内顺序编号为.1，2，3，…n，则第η片制片板上叶片到制片板左边缘的距离Ln求解如下:
Ln = L1+ (n-1) X d ； 步骤2.制作叶轮叶片筒 叶轮叶片筒由多片制作板重叠，并将重叠后的制作板卷成筒形，最后左右两侧固定连接而成； 步骤3.制作端圈 将一片圆环状的端圈制作板冲压成横截面为U型的圆环； 步骤4.制作中盘 将圆形制作板压成盘状，然后在圆周上均布叶片槽，叶片槽数量与叶片数量一致，间距与叶片间距一致，中盘中心开圆孔； 步骤5.装配 将叶片筒上叶片的一端穿过中盘的叶片槽，实现中盘与叶轮叶片筒的连接；将叶轮叶片筒两端分别嵌入端圈的U型槽中，`压紧端圈，实现叶轮叶片筒与端圈的连接。
【文档编号】F04D29/26GK103883559SQ201410097196
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年3月14日 优先权日:2014年3月14日
【发明者】窦华书, 牛琳, 蒋威, 郑路路, 马晓阳, 贲安庆 申请人:浙江理工大学