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离心风机工作原理及常见故障 1 一 二 三 目录 风机定义 风机分类 离心风机结构及工作原理 四 离心风机性能参数 五 离心风机常见故障及排除 2 一 风机定义 风机是用于输送气体的机械 从能量观点看 它是把原动机的机械能转变为气体能量的一种机械 而风机是对气体压缩和气体输送机械的习惯性简称 风机的定义简单来说 风机是依靠输入的机械能 提高气体压力并排送气体的机械 风机的原理把气体作为不可压缩流体处理 利用高低压来控制气体流量 流向 风机在工作中 气流由风机轴向进入叶片空间 然后在叶轮的驱动下一方面随叶轮旋转 另一方面在惯性的作用下提高能量 沿半径方向离开叶轮 靠产生的离心力来做功的风机称为离心式风机 离心风机的定义 3 二 风机分类 按工作原理分类 叶片式风机 按照气流运动 容积式风机 离心风机 轴流风机 往复式柱塞式压缩机 回转式 罗茨风机 螺杆风机 1 按工作原理分类 4 按出风口全压 压缩机 240kpa以上 通风机 风压小于15kp 鼓风机 15kpa 240kpa 引风机 负压使用 鼓风机 正压使用 使用方式 通风机风压分类 高压 2 94kpa 14 7kpa 中压 0 98kpa 2 94kpa 低压 小于0 98kpa 二 风机分类 2 按压力分类 5 1 2 3 4 5 1 离心式风机 2 轴流式风机 3 罗茨风机 4 柱塞式风机 5 螺杆式风机 二 风机分类 3 常见风机类型 6 单吸式 进出风口皆可接风管 双吸式 只有出风口接风管 进风口为开放式 箱式 可降低风机噪音 降低机壳受损 二 风机分类 3 离心风机分类 7 合理地选择风机 对通风除尘与气力输送的效果有着很大的影响 通风系统常见的风机有离心式通风机和轴流式通风两种 在除尘和气力输送系统中大都有采用离心式通风机 1 离心风机的构造 三 离心风机结构及工作原理 离心式通风机的构造如图所示 8 主要部件 机壳 叶轮 机轴 风门 排气口 轴承 底座等部件 当电动机转动时 风机的叶轮随着转动 叶轮在旋转时产生离心力将空气从叶轮中甩出 空气从叶轮中甩出后汇集在机壳中 由于速度慢 压力高 空气便从通风机出口排出流入管道 当叶轮中的空气被排出后 就形成了负压 吸气口外面的空气在大气压作用下又被压入叶轮中 因此 叶轮不断旋转 空气也就在通风机的作用下 在管道中不断流动 1 离心风机的构造 三 离心风机结构及工作原理 9 1 离心风机的构造 三 离心风机结构及工作原理 主要部件 机壳 叶轮 机轴 风门 排气口 轴承 底座等部件 10 叶轮的组成 叶轮是风机的主要部件 叶轮由叶片 连接和固定叶片的前盘和后盘 轮毂组成 离心风机的叶片型式根据其出口方向和叶轮旋转方向之间的关系可分为后向式 径向式 前向式三种 后向式叶片的弯曲方向与气体的自然运动轨迹完全一致 因此气体与叶片之间的撞击少 能量损失和噪音都小 效率也就高 前向式叶片的弯曲方向与气体的运动轨迹相反 气体被强行改变方向因此它的噪音和能量损失都较大 效率较低 径向式叶片的特点介于后向式和前向式之间 1 1叶轮 11 叶轮图例 1 1叶轮 12 集风器的组成 集流器装置在叶轮前 它使气流能均匀地充满叶轮的入口截面 并且气流通过它时的阻力损失是最小的 圆筒形 叶轮进口处会形成涡流区 直接从大气进气时效果更差 圆锥形 好于圆筒形 但它太短 效果不佳 弧形 好于前两种 锥弧形 最佳 高效风机基本上都采用此种集流器 1 2集风器 13 集风器 1 2集风器 14 集流器与叶轮的配合 以套口间隙形式为好 而对口间隙形式一般较少采用 为了减弱涡流 控制倒流 在风机内部进气口部位加装了一个挡风圈 1 3集风器与叶轮配合 15 风机性能的好坏 效率的高低主要决定于叶轮 但蜗壳的形状和大小 吸气口的形状等 也会对其有影响 蜗壳的作用是收集从叶轮中甩出的气体 使他流向排气口 并在这个流动的过程中使气体从叶轮处获得的动压能一部分转化为静压能 形成一定的风压 蜗壳的外形 对数螺旋线线 蜗壳出口扩压器 因为气流从蜗壳流出时向叶轮旋转方向偏斜 所以扩压器一般做成向叶轮一边扩大 其扩散角 通常为6 8 1 4机壳 16 离心风机的蜗壳出口处有舌状结构 一般称作蜗舌 蜗舌可以防止气体在机壳内循环流动 蜗舌的组成 1 尖舌 用于高效率的风机 风机的噪音一般比较大 2 深舌 大多用于低转速的风机 3 短舌 大多用于高转速的风机 4 平舌 用于低效率的风机 风机噪音小 蜗舌顶端与叶轮外径的间隙s 对噪声的影响较大 间隙s小 噪声大 间隙s大 噪声减小 一般取s 0 05 0 10 D2 蜗舌顶端的圆弧r 对风机气动力性能无明显影响 但对噪声影响较大 圆弧半径r小 噪声会增大 一般取r 0 03 0 06 D2 1 5蜗舌 17 轴承箱体是由传动轴 轴承 轴承座组成 1 6轴承箱体 18 当电动机转动时 风机的叶轮随着转动 叶轮在旋转时产生离心力将空气从叶轮中甩出 空气从叶轮中甩出后汇集在机壳中 由于速度慢 压力高 空气便从通风机出口排出流入管道 当叶轮中的空气被排出后 就形成了负压 吸气口外面的空气在大气压作用下又被压入叶轮中 因此 叶轮不断旋转 空气也就在通风机的作用下 在管道中不断流动 2 离心风机工作原理 三 离心风机结构及工作原理 19 一 离心式通风机的工作原理 离心式通风机的工作原理基本与离心式水泵相同 当电机带动风机叶轮高速旋转时 叶轮上叶片间的气体即获得一离心力 并使气体从叶片之间的开口处甩出 被甩出的气体碰到机壳 使机壳内的气体动能增加 机壳为一螺旋线形 空气的过流断面逐渐增大 动能转换成静压能 并在风机出口处达到最大值 气体被压出风机的出口 当气体被压出时 叶轮中心部分压力降低 气体从风机的吸入口被吸入 因此 叶轮不断旋转 空气在通风机的作用下 在管道中不断流动 20 风量Q 单位时间内所排送的空气体积 风机产生的风量与叶轮直径 转速以及叶轮形式有关 三者间的关系用下式表示 式中 Q 风机风量D2 风机叶轮的外径 米V2 叶轮外周的圆周速度 米 秒n 风机转速 转 分 流量系数 与风机型号有关 四 风机性能参数 1 1离心风机风量Q 21 风机风量一般通过实验方法获得 管道系统风量调节可以通过调节管道阀门以及调整风机转速 风量大小与风机叶轮尺寸和转速成正比 22 风压H 风机出口气流全压与进口气流全压之差 风机产生的风压与风机的叶轮直径 转速 空气密度以及叶轮形式有关 式中 H 风压 毫米水柱 空气密度 千克 立方米v2 叶轮外周的圆周速度 米 秒H 全压系数 根据实验确定 一般后倾式0 4 0 6 径向式0 6 0 8 前倾式0 8 1 1D2 风机叶轮外径 米n 风机转速 转 分 1 2离心风机风压H 23 风机风压与转速的平方成正比 风压调节可以通过调整风机转速实现 管道系统中也可以通过调整阀门来调节压力 静压 由于空气分子不规则运动而撞击于管壁上产生的压力 动压 空气流动是产生的压力 P 0 5 v2全压 静压与动压的代数和 余压 全压 系统内各设备阻力 24 功率N 风机输送气体时 气体从风机获取能量 而风机需要消耗能量 风机每单位时间传给气体的能量称为风机的有效功率 N QHN 有效功率 单位WQ 风机所输送的风量 单位米3 秒H 风机产生的全风压 单位Pa 1 3离心风机功率N 25 风机运转过程中 由于轴承磨擦以及空气流动也会有能量损失 因此输入给风机的轴功率Nzh一定比N大 即轴功率Nzh N W 后倾式效率一般为0 8 0 9 前倾式效率为0 6 0 65风机功率与转速三次方成正比 26 2 离心风机风机命名规则 四 风机性能参数 27 风机可制成顺转或逆转两种型式 从电机一端正视 如叶轮按顺时针方向旋转称顺旋风机 以 顺 表示 按逆时针方向旋转称逆风机 以 逆 表示 风机的出口位置以机壳的出口角度表示 顺 逆 均可制成0 45 90 135 180 225 共六种角度 也可按用户的要求制成其他的特殊角度 风机出风口 规定了 左 或 右 的回转方向 各有8种不同的基本出风口位置 3 离心风机旋向介绍 28 集风器 叶轮安装间隙 严格按照总图尺寸进行安装 为了保证风机的性能 特别应保证风机进风口与叶轮的含口间隙符合总图 对于一些气体温度较高且机号较大的风机 为了保证风机在高温度状态下运行时 机壳热膨胀后进风圈与叶轮不发生摩擦 进风圈与叶轮进口的含口间隙并非完全均匀 一般上大下小 左右均匀 调校进风圈与叶轮进口的含口间隙 保证该间隙值满足总图的要求 3 离心风机安装注意事项 29 圆形调风门安装 安装调节门时应注意调节门的叶片转动方向是否正确 应保证进气的方向与叶轮旋转方向一致 常见的调节门是花瓣式叶片型调节门 调节范围由0 全开 到90 全闭 调节门的搬把位置 从进风口方向看过去在右侧 对于顺旋转风机 搬把由下往上推是全闭到全开方向 对于逆旋转风机 搬把由上往下拉是全闭到全开方向 30 风机振动值参数 风机启动后 达到正常转数时 应作如下检查 风机轴承温升不得大于40 表温不大于70 轴承部位的振动速度有效值 4 6mm s电机轴承温度照 电机使用说明书 风机轴承振动的最大允许值为 用轴承震动速度有效显示时为 11mm s 用轴承振幅显示时为以下值 电机同步转速为3000转 分时 最大允许值为 0 1mm 双振幅 电机同步转速为1500转 分时 最大允许值为 0 2mm 双振幅 电机同步转速为1000转 分时 最大允许值为 0 31mm 双振幅 电机同步转速为750转 分时 最大允许值为 0 4mm 双振幅 电机同步转速为600转 分时 最大允许值为 0 5mm 双振幅 电机同步转速为500转 分时 最大允许值为 0 6mm 双振幅 31 风机长期停车存放不用时的保养工作 1 将轴承及其它主要的零部件的表面涂上防锈油以免锈蚀 2 风机转子每隔半月左右 应人工手动搬动转子旋转半圈 既180 搬动前应在轴端作好标记 使原来最上方的点 搬动转子后位于最下方 32 33 34 五 离心风机常见故障及排除 35 36 风机轴承箱体因缺油导致保持架烧毁断裂 37 振动速度 振动加速度和位移分别在什么场合使用 按频率范围分 可以分为低频振动 f1000Hz 振动位移具体地反映了间隙的大小 振动速度反映了能量的大小 振动加速度反映了冲击力的大小 也可以认为 在低频范围内 振动强度与位移成正比 在中频范围内 振动强度与速度成正比 在高频范围内 振动强度与加速度成正比 正是由于上述原因 在工厂的实际应用中 在通常情况下 大机组转子的振动用振动位移的峰峰值 m 表示 用装在轴承上的非接触式电涡流位移传感器来测量转子轴颈的振动 大机组轴承箱及缸体 中小型机泵的振动用振动速度的有效值 mm s 表示 用装在机器壳体上的磁电式速度传感器或压电式加速度传感器来测量 齿轮的振动用振动加速度的单峰值 g 表示 用加速度传感器来测量 38 风机刚开始工作时轴承部位的振动很小 但是随着运转时间的加长 风机内粉尘会不均匀的附着在叶轮上 逐渐破坏风机的动平衡 使轴承振动逐渐加大 一旦振动达到风机允许的最大值11mm s时 用振幅值表示的最大允许值如下 风机必须停机修理 清除粉尘堆积 重做动平衡 因为这时已是非常危险的 用户千万不可强行使用 在风机振动接近危险值时 有测振仪表的会报警 39 风机轴承振动的最大允许值为 1 用轴承震动速度有效显示时为 11mm s 2 用轴承振幅显示时为以下值 a 电机同步转速为3000转 分时 最大允许值为 0 1mm 双振幅 b 电机同步转速为1500转 分时 最大允许值为 0 2mm 双振幅 c 电机同步转速为1000转 分时 最大允许值为 0 31mm 双振幅 d 电机同步转速为750转 分时 最大允许值为 0 4mm 双振幅 e 电机同步转速为600转 分时 最大允许值为 0 5mm 双振幅 f 电机同步转速为500转 分时 最大允许值为 0 6mm 双振幅 40 风机的轴承温度正常时为 70 如果一旦升高到70 有电控的应 会 报警 此时应查找原因 首