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摘要:空调具有调节气温的作用,在这个快速发展的社会当中得到了广泛的应用。随着空调的广泛应用,空调在运作中也出现了一些问题影响到了空调的使用寿命和使用性能。,离心风机因其安装价格低廉,被广泛的应用在空调产品中,是空调产品风机系统的重要组成部分。离心风机的安装主要是通过电机支架来实现的,而电机支架的可靠性又影响到了风机系统的性能,从而影响到空调的使用寿命。因此保障离风心机电机支架的稳定性、可靠性有着重大意义。本文对空调离心风机电机支架优化设计作了相关的分析。
关键词:空调;离风机;电机支架
引言:在这个经济快速发展的社会当中,人民生活水平和生活质量不断的提高,空调作为一种空气调节设备,被广泛的应用在社会发展过程中的各个领域。在我国当前的空调运行当中,空调噪音已成为一个普遍的问题,而噪音的发出主要来自风机系统。随着全球能源短缺,能源需求快速增长和人们的生存环境面临越来越严重的污染,坚持走可持续发展道路已成为我国现代社会发展的一项重大战略决策。而空调作为一种高耗能的产品,其风机系统噪声问题严重影响到了空调产品的寿命和性能,在建设和谐社会当中,降低空调离心风机的噪音已经迫在眉睫了,而降低离心风机噪音的关键就在电机支架的设计,保障电机支架的稳定性、可靠性,才能有效的减少空调离心风机系统的噪音,从而保障空调产品的使用寿命和性能。
一、离心风机的概述
离心风机是依靠输入的机械能,将风机系统中的气体通过加压的方式将气体排出的机械,在空调设备中,利用离心风机能够起到调节空气的效果。离心风机主要由机壳、主轴、叶轮、轴承传动机构以及电机等部分组成。机壳是由钢板制成坚固可靠,可为分整体式和半开式,半开式便于检修。叶轮是由叶片、曲线型前盘和平板后盘组成。转子应做过静平衡和动平衡,保证转动平稳,性能良好。在离心风机中的传动部分有主轴、轴承箱、滚动轴承及皮带轮(或联轴器)组成。
图一 风机的构成
二、空调离风机电机支架优化设计的意义
空调作为一种调节气温的设备,在当今社会当中得到了广泛的利用[1]。在空调系统中,空调运作主要是靠离心风机的通风系统来实现气温的调节,而在我国当前空调的离心风机运作的时候,会产生较大的噪声,给人民的生活造成了一定的影响,同时离心风机的通风系统得不到改善就会加大能源的消耗,加大我国能源紧缺的局面。在建设和谐社会当中,发展节约经济是我国现代社会发展的重要内容。在空调离心风机中,影响通风性能的主要因素就是电机支架,加强离心风机电机支架的优化设计是践行可持续发展道路这一伟大方针的重要体现,是我国空调行业发展的一项重要内容。
三、离心风机电机支架的随机振动理论
(一)系统模型
风机系统的根据动能转换为势能的原理,利用高速旋转的叶轮将气体加速,将动能转换成压力,通过加压的方式将气体外排。在这个过程中,风机系统的震动运用到了动力学,风机系统在运作的过程中阻尼矩阵、质量矩阵以及刚度矩阵对系统的加速度以及位移向量都有着重大联系,如图二。
图二 电机支架CAD模型
用方程式可以表示为:
[Q ]· {x ( t )} + [Z]·{y ( t )} + [ G]·{l ( t) } =f ( t),其中[Q ]代表质量矩阵,[Z]代表阻尼矩阵,[ G]代表刚度矩阵,{x ( t )}为加速度, {y ( t )}为速度, {l( t )}为位移向量,f ( t)为风机系统的载荷向量。
(二)离心风机的噪音模型
离心风机在得到机械能后运转时,风机在运作的时候会与空气产生摩擦,在加上风机各组成部件的噪音,是的离风机系统的噪声一直存在。
1.空气摩擦噪声
空气摩擦噪声主要是离心风机叶轮在旋转过程中,风机周向的气流压力与气流速度在叶片通道口处发展变化,叶片通过高速旋转会产生压力和加速度,从而使得空气噪声变大。
2.机械噪声
在离心风机电机支架安装过程中,机械各方面存在的缺陷会使得风机产生噪声,同时当轴承磨损或破坏和叶片刚度不足时气流的作用使得叶片振动,齿轮或皮带传动所产生的冲击和摩擦等所伴随的噪声。
四、空调离心机电动支架的优化设计
(一)叶轮尺寸的选择
在离心风机电机支架中,影响电机支架的一个重要因素就是离心风机的叶轮,叶轮在旋转的过程中会产生压力和加速度,为了保障电机支架的稳定性,对叶轮尺寸的选择显得尤为重要。叶轮的主要参数有叶轮进口直径、叶片进口中直径,叶轮外径,叶片安装角度、进出口宽度以及叶片数量。在离心风机中,叶片数量太少会造成通风系统的通道角度扩张,从而影响到空气流通的效果。而叶片数量太多测绘影响到叶轮出口的通风量,叶轮在旋转的过程中会产生更多的压力,使得通风口受阻。因此,通常当叶轮叶片出口安装角越大,它的叶子会导致短通道长度的等效锥角太大,那么它应该被用于更多的叶片。相反的叶轮叶片出口安装角很小,它的叶片很长,留下了一个小锥角等道,此时就可以选择更少的叶片。
(二)叶片的进口角度
叶轮进口安装角度受离心风机中的气流角度的影响,在进行安装的时候,要考虑到气流的冲击作用,减少叶轮进口气流冲击。选择较大的进口安装角度虽然会加大能量的损耗,但是这些损耗会使得较低的叶片通道流动分离,在离心风机运作的时候,保障电机支架的可靠性,从而提高离心风机的性能。
(三)机壳宽度
空调离心风机电机支架中的机壳的作用是不可忽视的,蜗壳的宽度、蜗壳出口的长度等都影响着风机的通风性能。在离心风机电机支架优化设计中,首先蜗壳宽度的选取要在保证其蜗壳速度为一恒值的前提下,再得到扩张当量的面积[2]。当转速过大的话,离心风机出口的压力就会增大,而如果速度过小的话,叶轮出口气流的扩压损失就会增大,使得风机的通风效率下降。离心风机在运作的时候,蜗壳出口面积的增加会使得通风机的压力增加,为了充分利用通风机的通风量,蜗壳的出口面积应当大于当量的扩张面积,同时在蜗壳出口出增设出口扩压器。
五、离心风机电机支架的改进
电机支架的稳定性直接影响到空调离心风机的性能。为了保障离心风机的通风性能,就必须加强电机支架的改进[3]。传统的电机支架所采用的方式是焊接方式,这种方式使得离心风机在运作的时候支架会出现断裂,钣金支架连接方式有效的保障了支架的稳定性。这种连接方式的电机支架在电机壳生产的时候利用工装焊接,三脚的定位孔能得到有效的保证,具有支架焊接面积大,安装方便的特点。通風机的底座和电动机安装均包含在相关的通风机安装定额子目的工作内容之中的。风机减震台座制作安装执行设备支架定额,定额内不包括减震器,应按设计规定另行计算。通过改进后的电机支架能够有效的保障风机系统的通风性能,提高空调通风系统的可靠性。
六、结语
空调离心机电机支架的稳定性直接影响到了空调通风系统的性能,离心风机在运作的过程中会产生空气噪声、机械噪声,从而增加空调的污染和能耗。在这个经济快速发展的社会当中,加强离心风机电机支架的优化设计对于我国发展节约经济来说有着重大意义。
参考文献:
[1]尹超,胡骏,屠宝锋,严伟,张晨凯.出口轮毂形状对大型轴流风机性能影响的数值研究[J].航空动力学报.2014(05).
[2]邓敬亮,楚武利,张皓光.离心叶轮二元叶片型线的优化设计及分析[J]. 推进技术. 2014(07).
[3]蔡涛,王渴,王军,付观井,唐秀文,李业.XBF多翼离心风机的结构改进与试验研究[J].风机技术.2014(02).
关键词:空调;离风机;电机支架
引言:在这个经济快速发展的社会当中,人民生活水平和生活质量不断的提高,空调作为一种空气调节设备,被广泛的应用在社会发展过程中的各个领域。在我国当前的空调运行当中,空调噪音已成为一个普遍的问题,而噪音的发出主要来自风机系统。随着全球能源短缺,能源需求快速增长和人们的生存环境面临越来越严重的污染,坚持走可持续发展道路已成为我国现代社会发展的一项重大战略决策。而空调作为一种高耗能的产品,其风机系统噪声问题严重影响到了空调产品的寿命和性能,在建设和谐社会当中,降低空调离心风机的噪音已经迫在眉睫了,而降低离心风机噪音的关键就在电机支架的设计,保障电机支架的稳定性、可靠性,才能有效的减少空调离心风机系统的噪音,从而保障空调产品的使用寿命和性能。
一、离心风机的概述
离心风机是依靠输入的机械能,将风机系统中的气体通过加压的方式将气体排出的机械,在空调设备中,利用离心风机能够起到调节空气的效果。离心风机主要由机壳、主轴、叶轮、轴承传动机构以及电机等部分组成。机壳是由钢板制成坚固可靠,可为分整体式和半开式,半开式便于检修。叶轮是由叶片、曲线型前盘和平板后盘组成。转子应做过静平衡和动平衡,保证转动平稳,性能良好。在离心风机中的传动部分有主轴、轴承箱、滚动轴承及皮带轮(或联轴器)组成。
图一 风机的构成
二、空调离风机电机支架优化设计的意义
空调作为一种调节气温的设备,在当今社会当中得到了广泛的利用[1]。在空调系统中,空调运作主要是靠离心风机的通风系统来实现气温的调节,而在我国当前空调的离心风机运作的时候,会产生较大的噪声,给人民的生活造成了一定的影响,同时离心风机的通风系统得不到改善就会加大能源的消耗,加大我国能源紧缺的局面。在建设和谐社会当中,发展节约经济是我国现代社会发展的重要内容。在空调离心风机中,影响通风性能的主要因素就是电机支架,加强离心风机电机支架的优化设计是践行可持续发展道路这一伟大方针的重要体现,是我国空调行业发展的一项重要内容。
三、离心风机电机支架的随机振动理论
(一)系统模型
风机系统的根据动能转换为势能的原理,利用高速旋转的叶轮将气体加速,将动能转换成压力,通过加压的方式将气体外排。在这个过程中,风机系统的震动运用到了动力学,风机系统在运作的过程中阻尼矩阵、质量矩阵以及刚度矩阵对系统的加速度以及位移向量都有着重大联系,如图二。
图二 电机支架CAD模型
用方程式可以表示为:
[Q ]· {x ( t )} + [Z]·{y ( t )} + [ G]·{l ( t) } =f ( t),其中[Q ]代表质量矩阵,[Z]代表阻尼矩阵,[ G]代表刚度矩阵,{x ( t )}为加速度, {y ( t )}为速度, {l( t )}为位移向量,f ( t)为风机系统的载荷向量。
(二)离心风机的噪音模型
离心风机在得到机械能后运转时,风机在运作的时候会与空气产生摩擦,在加上风机各组成部件的噪音,是的离风机系统的噪声一直存在。
1.空气摩擦噪声
空气摩擦噪声主要是离心风机叶轮在旋转过程中,风机周向的气流压力与气流速度在叶片通道口处发展变化,叶片通过高速旋转会产生压力和加速度,从而使得空气噪声变大。
2.机械噪声
在离心风机电机支架安装过程中,机械各方面存在的缺陷会使得风机产生噪声,同时当轴承磨损或破坏和叶片刚度不足时气流的作用使得叶片振动,齿轮或皮带传动所产生的冲击和摩擦等所伴随的噪声。
四、空调离心机电动支架的优化设计
(一)叶轮尺寸的选择
在离心风机电机支架中,影响电机支架的一个重要因素就是离心风机的叶轮,叶轮在旋转的过程中会产生压力和加速度,为了保障电机支架的稳定性,对叶轮尺寸的选择显得尤为重要。叶轮的主要参数有叶轮进口直径、叶片进口中直径,叶轮外径,叶片安装角度、进出口宽度以及叶片数量。在离心风机中,叶片数量太少会造成通风系统的通道角度扩张,从而影响到空气流通的效果。而叶片数量太多测绘影响到叶轮出口的通风量,叶轮在旋转的过程中会产生更多的压力,使得通风口受阻。因此,通常当叶轮叶片出口安装角越大,它的叶子会导致短通道长度的等效锥角太大,那么它应该被用于更多的叶片。相反的叶轮叶片出口安装角很小,它的叶片很长,留下了一个小锥角等道,此时就可以选择更少的叶片。
(二)叶片的进口角度
叶轮进口安装角度受离心风机中的气流角度的影响,在进行安装的时候,要考虑到气流的冲击作用,减少叶轮进口气流冲击。选择较大的进口安装角度虽然会加大能量的损耗,但是这些损耗会使得较低的叶片通道流动分离,在离心风机运作的时候,保障电机支架的可靠性,从而提高离心风机的性能。
(三)机壳宽度
空调离心风机电机支架中的机壳的作用是不可忽视的,蜗壳的宽度、蜗壳出口的长度等都影响着风机的通风性能。在离心风机电机支架优化设计中,首先蜗壳宽度的选取要在保证其蜗壳速度为一恒值的前提下,再得到扩张当量的面积[2]。当转速过大的话,离心风机出口的压力就会增大,而如果速度过小的话,叶轮出口气流的扩压损失就会增大,使得风机的通风效率下降。离心风机在运作的时候,蜗壳出口面积的增加会使得通风机的压力增加,为了充分利用通风机的通风量,蜗壳的出口面积应当大于当量的扩张面积,同时在蜗壳出口出增设出口扩压器。
五、离心风机电机支架的改进
电机支架的稳定性直接影响到空调离心风机的性能。为了保障离心风机的通风性能,就必须加强电机支架的改进[3]。传统的电机支架所采用的方式是焊接方式,这种方式使得离心风机在运作的时候支架会出现断裂,钣金支架连接方式有效的保障了支架的稳定性。这种连接方式的电机支架在电机壳生产的时候利用工装焊接,三脚的定位孔能得到有效的保证,具有支架焊接面积大,安装方便的特点。通風机的底座和电动机安装均包含在相关的通风机安装定额子目的工作内容之中的。风机减震台座制作安装执行设备支架定额,定额内不包括减震器,应按设计规定另行计算。通过改进后的电机支架能够有效的保障风机系统的通风性能,提高空调通风系统的可靠性。
六、结语
空调离心机电机支架的稳定性直接影响到了空调通风系统的性能,离心风机在运作的过程中会产生空气噪声、机械噪声,从而增加空调的污染和能耗。在这个经济快速发展的社会当中,加强离心风机电机支架的优化设计对于我国发展节约经济来说有着重大意义。
参考文献:
[1]尹超,胡骏,屠宝锋,严伟,张晨凯.出口轮毂形状对大型轴流风机性能影响的数值研究[J].航空动力学报.2014(05).
[2]邓敬亮,楚武利,张皓光.离心叶轮二元叶片型线的优化设计及分析[J]. 推进技术. 2014(07).
[3]蔡涛,王渴,王军,付观井,唐秀文,李业.XBF多翼离心风机的结构改进与试验研究[J].风机技术.2014(02).