9-19型某离心通风机叶轮的ansys建模与应力分析毕业设计论文(编辑修改稿)

9-19型某离心通风机叶轮的ansys建模与应力分析毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

............. 31 致谢 .............................................................................................................................. 32 武汉工程大学本科毕业生论文 5 第一章 绪论 课题背景 进入 21 世纪，现已成为世界第二大经济体的中国经济发展令世界倾慕。 1979年至 2020 年，中国经济年均增速达 %远超世界经济年均增速。 中国有着悠久的风电产业的发展历史， 对于我国的经济增长，风机功不可没。 在各个行业都有风机的身影。 随着中国经济的快速增长，特别是进入“第十二个五年计划”，国家加大基础设施投资，以及对行业发展的支持增加， 风机市场毫无疑问将会更加繁荣。 离心通风机是大型机组设备中的重要组成部分，根据风机 产品的发展趋势，低噪声、高效、大型化 的 风机 在未来市场潜力。 在大型化的机组中，风机强度、运行寿命和可靠性都受到了一系列挑战。 叶轮毫无疑问是离心通风机的最关键的部件，也是实际应用中最容易出现问题的部件。 在离心通风机的工作状态下，叶轮高速转动的过程中承受离心力和气流激震力等力的共同作用，叶轮的工作状态下受力十分复杂。 所以风机的稳定性以及可靠度受叶轮强度和震动的直接影响。 基于叶轮复杂的结构和工作环境，对它的研究更加困难也更加重要。 行业现状 国内外的各个 风机企业 都在 加强 对风机的 科研投入，优化风机的设计和性能， 才能在风机市场占有一席之地。 风机在发达国家如：美国、 德国、日本的发展较快，其制造和研发更方面科技比较成熟，这些国家的风机企业在中国也有很好的口碑和品牌效应，在我国风机市场占据优势。 我国风机产业起步不计较玩，但最近几年取得了十足的进步，从最初的引进后仿制，到自主设计乃至返销国外。 尽管如此，国内风机行业与国外还存在一定的差距。 武汉工程大学本科毕业生论文 6 课题研究的意义 叶轮是离心风机的核心部件，其设计质量的好坏直接影响到整个机组的工作效率和稳定性，且随着风机市场质量需求、同行业竞争以及原材料价格的上涨，风机企业对其自身产品的技术需求越来越高，对于风机设计优化愈加迫切。 利用ANSYS 有限元辅助软件分析，可以在满足风机所需强度和可靠性的前提下，尽量减少风机尺寸、节省原材料、优化结构，是材料利用最大化，为企业带来可观的效益。 用有限元强度分析对于提高风机的设计水平，有重要的意义。 其意义有： ，保证风机强度安全。 ，提升质量的同时，节省了材料，为企业节约生产成本。 为今后企业大规模扩大奠定基础。 武汉工程大学本科毕业生论文 7 第二章 关于风机 风机的应用 风机在各行各业得到了广泛的应用，并且起到了十分重要的作用。 （ 1）离心风机在农业中的应用： 离心风机结构简单便于安 装，在农业生产中发挥着巨大作用，简化了农业生产过程，是农业机械化。 我国农作物产量世界领先，农耕面积大，作物收获之后如不及时风干处理，易腐烂变质，或者发芽，造成浪费。 过去农民只能通过自然晒干，处理刚收获的谷物，离心风机的普及解除了天气的限制。 在大型的粮食储备地方，基本都装备了离心风机，能更好的通风换气，保证粮仓空气的湿度，更好的保存了粮食。 谷物中会出现干瘪，不饱满的情况，风机可以用来提取饱满品相好的谷物。 风机输送风能，可以吧不饱满的谷物吹起，保留饱满的谷物，极大节省了人力。 另外，在农业机械中处处可见离心风机的 身影，利用离心风机送风的功能，反向出现了利用风能转为机械能，达到灌溉、收割做业。 这比人力、畜力便捷且高效。 （ 2）离心风机在工业中的应用：我国工业化进程高速发展的今天 ， 离心风机的出现，它耐用而且实用性高，使人们越来越难以离开这一便捷的工业化产品。 离心 风机 在 众多场合得到应用，尤其是 工厂、仓库、矿井、隧道、车辆船舶等 这类空气不能自然流通的场合 ； 在高温的工作环境 如 锅炉、鼓风炉、工业用炉 也有它的身影 ； 对于需要保持空气清洁的的地方如，餐厅，厕所，车站等设施 中的通风与散味。 风机的构造与分类 早在 19 世纪 80 年代，离心通风机被英国人 Goebel 首先发明，改离心风机有两部分组成：叶轮和机壳，二者同心。 砖材料制做的机壳，木制且后向直的叶轮，但效率效率只有百分之四十。 随后，不同于同心型技巧蜗形机壳出现了，后向弯曲叶片的离心通风机基本成型，二者都广泛用于矿井通风。 不管离心通风机尺寸型号怎样，都离不开叶轮和机壳的组合，小型通风机通常直接将叶轮链接到电动机， 叶轮随连接轴一起转动，二者同步转动。 对于中大型通风机显然就不适用了，大中型通风机由于安装条件，动力需求等个方面的限制，通常要么由联轴器，要么由皮带轮与电动机间接的联接在一起。 对于流量很小的离心通风机，机壳设计成单侧进气，采用单级叶轮；流量大的离心通风机，机壳设计成可双侧进气两个方向相反对称的叶轮，又叫做双吸式离心通风机。 在叶轮和机壳中叶轮显而易见是通风机的关键结构，叶轮设计成怎样的几何形状、武汉工程大学本科毕业生论文 8 叶片几个、多大的尺寸和材料表面的精度对性能的影响有天壤之别。 要确保通风机能够转动平稳、正常工作，我们需要对叶轮的静平 衡或动平衡校正。 项目 后倾叶片 前倾叶片 项目 后倾叶片 前倾叶片 效率 高 低 耐磨性 好 差 成本 搞 低 耐腐蚀 好 一般 尺寸 大 小 噪声 高 低 工作范围 广 狭 可工作温度 中等 中高 叶轮转速 高 低 电动机易超载 不 是 离心机的工作过程 离心机的工作原理是通过叶轮旋转，使风机内部气压小于风机外部大气压，形成压力差带动气体流入风机，风机累叶片转动时空气获得势能由风机向外流动。 总之是 依靠高速旋转的叶轮，使气体在惯性离心力作用下从出口甩出 ,使吸入口出现 真空，从而形成气体压由低压区到高压区的转换。 图 21 图 21 为 离心式通风机个结构部件示意图， 当电动机运转时，通过 9皮带叶轮或联轴器带动 4机轴进而带动叶轮转动，叶轮转动时，叶轮叶片间隙中的武汉工程大学本科毕业生论文 9 空气也随之转动，空气在转动时受离心力，被甩出叶片间隙汇集在 1涡旋型机壳内。 由于越靠近 6排气口 机壳的界面剂 越大，空气在流向排气口的过程中，速度降低，大部分动压力转为静压力，以一定的压力从 6排气口压出。 随着叶轮中的空气压出，叶轮中心的气压低于大气压，空气被大气从 5吸气口压入风机。 这样就形成了一个循环，是空气源源不断的由吸气口流向排气口。 武汉工程大学本科毕业生论文 10 第三章 919 型 离心通风机 的三维图与平面图 919 型离心通风机平面图 CAD 是专门用于帮助设计人员进行设计工作的辅助软件，全称是 —— 计算机辅助设计 (CADComputer Aided Design)。 使用 CAD 绘制二维图纸，方便快捷。 绘制图纸的主要功能是将，一个实体模型，通过起三视图 —— 即主视图、俯视图、左视图，展示出来。 若实体模型对称有时候也可以只用主视图和俯视图表示。 只要能达到表达效果， CAD 的绘制形式可以千变万化。 本文，则只绘制了俯视图及侧视图，因为对于本次的 919 型叶轮而言，由其对称性主视图与侧视图一致。 由于 CAD 绘图不是本次论文的重点，叶轮的绘制过程在此处省略。 平面图用 Auto CAD 绘制。 具体数据，依据 119 型离心通风机叶轮参数得俯视图 31 与侧视图 32 图 31 图 32 武汉工程大学本科毕业生论文 11 119 型离心通风机叶轮三维图 UG 是专 为用户的 产品设计 及加工过程提供了数字化造型和验证手段 的软件，全称 —— UG（ Unigraphics NX）。 UG 草图绘制比 CAD 更便捷，经过一系列命令，可以将模型实体化，更加直观，便于操作者设计和优化。 与 UG 类似的三维制图软件还有 solidworks， solidworks 与 ug 的不同之处在于： 1. solidworks 对于（没什么基础）想学习三维建模的 比较容易上手。 2. UG 对于想学习模具设计 加工编程的 最好学习 UG。 3. UG 的曲面 直接建模 CAM 编程等功能比较强大。 4. solidworks 在二维出图等方面比 UG 方便 ，标注等也基本按照国标来做的。 通风机叶轮通过 绘制，通过简单的拉伸、旋转、求和、剪切得到图33 正等侧视图 图 33武汉工程大学本科毕业生论文 12 第四章 919 型某离心通风机叶轮的建模 该论文的离心机叶轮是由 UG 绘制三维图后导入 ANSYS 后建模而成。 UG 绘图过程如下： 绘制上圆盘 创建草图 单击【插入】》【草图】弹出“创建草图”对话框，选择【创建平面】》单击【平面对话框】，在类型中选择“ YCZC 平面”单击“确定”。 单击【插入】》【任务环境中的草图】进入“创建草图”对话框，在平面选择方法中单击“选择平的面或平面”在双击图中先前创建的平面，单击【确定】 绘制草图 根据二维图尺寸，绘制离心通风机叶轮的上侧圆盘。 具体流程，参见 CAD 绘图。 绘制完成后，单击【完成草图】得图 41。 图 41 武汉工程大学本科毕业生论文 13 旋转成体 点击【回旋】后弹出“回旋对话框”》拾取草图曲线；“指定矢量轴”选择“ YC”轴 ；“极限”起始角度 选“ 0”结束角度选“ 360”》单击确定。 得下图 42 图 4。