罗茨鼓风机具体设计计算
- 格式:doc
- 大小:372.50 KB
- 文档页数:9
罗茨风机技术要求1总则1.1本技术规范书仅限于罗茨鼓风机。
它包括罗茨风机设备的功能设计、结构、性能、制造和试验等方面的技术要求。
1.2 本技术规范书提出的是最低限度的技术要求,并未对一切技术细节作出规定,也未充分引述有关标准和规范的条文。
投标方保证提供符合本技术规范书和工业标准的优质产品。
1.3 如投标方对招标技术条件有异议,将以书面形式提出异议,如招标方不同意,则双方进行协商。
3 设备技术要求:3.1罗茨风机标准及规范设备的设计、制造、检验遵循以下标准、规范的要求:JISB8351-1995 《容积式压缩机试验及检查方法》JB/T8951.1-1999 《一般用途罗茨风机条件》JB/T8951.2-1999 《一般用途罗茨风机性能试验方法》GB/T 13306-91 《标牌》3.2罗茨风机技术性能风机生产制造商必须是国内知名合资品牌,引进国际先进技术生产。
要求风机叶轮和轴为整体结构,球墨铸铁QT500一体铸造,风机轴承采用进口轴承:NSK,油封选用进口美国CR油封。
3.3 罗茨风机风机系统组成及性能3.3.1全套设备包括罗茨风机主机、配套电机、空气过滤器、进口消音器、出口消音器、整体底座(含电机座、皮带罩)、减震垫、泄压阀、止回阀、挠性接头、压力表、V型三角带、地脚螺栓等联接附件等。
3.3.2 风机同步步轮采用斜齿结构,传动平稳,同步步轮采用浸油润滑。
3.3.3罗茨风机的型式为三叶式单级罗茨风机,在运行条件范围内,鼓风机机组运行平稳,无异常噪音,无振动,无过热现象。
3.3.4 输出的空气清洁,不含任何油质灰尘。
3.3.5 叶轮运转可高速化,不需要内部润滑,而且结构简单,运转平稳,性能稳定。
3.3.6 在额定工况流量下,压力差允许误差±5%。
3.3.7 风机每个叶轮在组装前做静态平衡和动态平衡试验。
3.3.8 润滑油规格齿轮润滑油牌号:220号重负荷工业齿轮油轴承润滑油牌号:锂基润滑脂ZL-33.4 罗茨风机鼓风机主机结构及材质3.4.1鼓风机壳体、端盖、由灰铸铁HT200制造,制造采用树脂砂铸造,时效处理,油箱由铸铁HT200制造。
供货范围包括罗茨鼓风机、驱动电机及其附属设备(详见以下清单),其它要求见本标书第一章的内容。
设备清单序号名称规格单位数量1 三叶罗茨鼓风机Q=80.3m3/min H=5m N=90KW 台 2 2 进气过滤消声器个 2 3 进、出口消音器DN300 个2 4 止回阀DN300 个2 5 安全阀DN300 个2 6 橡胶防震接头DN300 个2 7 隔音罩个2 8 减震垫个10 9 空气滤清器个 2 备品备件清单序号名称规格材料预计寿命(年)数量 1 主轴承BK9020用GCr15 3年1套2 主机油封BK9020用氟橡胶2年1套3 三角带BK9020用橡胶8000小时2套4 空气过滤器芯DN250 二步法海棉1年3套 1.1.2 工作条件鼓风机工作条件描述表输送介质空气现场海拔高度255.10米夏季平均气压0.098MPa 室外气温年平均气温 3.5℃最高气温39℃最低气温-39℃室外年平均相对湿度78% 室内温度5~40℃ 1.1.3 技术参数 1.1.3.1 鼓风机性能表*鼓风机技术参数描述表鼓风机型式三叶罗茨鼓风机数量 2 用途滤池反冲洗供气介质空气*流量80.3m3/min *升压5m 转数≤1500rpm 电机型式鼠笼式异步电动机数量3 功率55Kw 电压380V 绝缘等级F 电机防护等级IP44 功率因数>0.89 电源380V,3相,50Hz 冷却方式自然风冷噪音<85dB(风机1米处) 1.1.3.2 技术要求(1)除整机设置铭牌外,鼓风机、配套电机等非单一工厂生产的配套件,均应设有铭牌,旋转件有旋向箭头,气流体有流向箭头,箭头色泽应涂以醒目的红色。
(2)鼓风机要求间歇频繁启动(每小时不少于6次),运行时保持稳定,无异常振动,在鼓风机额定转速时,轴承座上径向振幅(双向)不大于0.14mm。
(3)风机主机在正常使用情况下,可保证连续使用50000h以上不用维修。
(5)进、出气口法兰应符合国家标准规定法兰。
罗茨鼓风机选型中风量和风压计算方法的探讨摘要:针对污水处理厂罗茨鼓风机在使用状态与标准状态下,进口温度、压力等条件发生变化时,导致风机的性能也发生变化这种情况,探讨了设计选型时,鼓风机容积流量、出口压力等的确定方法,结合工程热力学原理及罗茨鼓风机的工作原理,推导了流量的计算公式,并通过实际工程中选型设计的计算范例,说明了计算公式的使用方法。
1引言罗茨鼓风机是污水处理工程中常用的充氧设备,在污水厂鼓风机选型时,风机厂家产品样本上给出的均是标准进气状态下的性能参数,我国规定的风机标准进气状态:压力p0=101.3 kPa,温度T0=20℃,相对湿度 =50%,空气密度ρ=1.2 kg/m3。
然而风机在实际使用中并非标准状态,当鼓风机的环境工况如温度、大气压力以及海拔高度等不同时,风机的性能也将发生变化,设计选型时就不能直接使用产品样本上的性能参数,而需要根据实际使用状态将风机的性能要求,换算成标准进气状态下的风机参数来选型。
2 鼓风机出口压力的计算2.1出口压力的计算方法这里所说的出口压力为鼓风机标准状态和使用状态下出口的绝对压力:p1′= p2+△p2(1)式中p1′——标准状态下风机的出口压力(绝对压力),kPap2——使用状态下风机进口压力(环境大气压力),kPa△p2——使用状态下风机的升压,kPa2.2出口压力影响因素的分析罗茨鼓风机[1]工作过程如图1所示:在图1a中,左面为进气腔,腔内压力与进气压力相等;随着叶轮的旋转,在图1b、c、d中,容积V保持不变,V内气体压力与进气压力相等;当运行到图1e的位置时,V与排气口相连通,排气口的高压气体迅速回流,与低压气体混合,使其压力由进气压力突然跃升到排气压力。
因此,容积式鼓风机排气压力的高低并不取决于风机本身,而是气体由鼓风机排出后装置的情况,即所谓“背压”决定的 [2],所以罗茨鼓风机具有强制输气的特点。
鼓风机铭牌上标出的排气压力是风机的额定排气压力。
风机选型的计算公式风机流量及流量系数[字号:大中小] 2013-06-19 阅读次数:94151、标准状态:指风机的进口处空气的压力P=101325Pa,温度t=20℃,相对湿度φ=50%的气体状态。
2、指定状态:指风机特指的进气状况。
其中包括当地大气压力或当地的海拔高度,进口气体的压力、进口气体的温度以及进口气体的成份和体积百分比浓度。
3、风机流量及流量系数流量:是指单位时间内流过风机进口处的气体容积。
用Q表示,通常单位:m3/h或m3/min。
流量系数:φ=Q/(900πD22×U2)式中:φ:流量系数 Q:流量,m3/hD2:叶轮直径,mU2:叶轮外缘线速度,m/s(u2=πD2n/60)4、风机全压及全压系数:风机全压:风机出口截面上的总压与进口截面上的总压之差。
用PtF表示,常用单位:Pa 全压系数:ψt=KpPtF/ρU22式中, ψt:全压系数Kp:压缩性修正系数PtF:风机全压,Pa ρ:风机进口气体密度,Kg/m^3 u2:叶轮外缘线速度,m/s5、风机动压:风机出口截面上气体的动能所表征的压力,用Pd表示。
常用单位:Pa6、风机静压:风机的全压减去风机的动压,用Pj表示。
常用单位:Pa7、风机全压、静压、动压间的关系:风机的全压(PtF)=风机的静压(Pj)+风机的动压(Pd)8、风机进口处气体的密度:气体的密度是指单位容积气体的质量,用ρ表示,常用单位:Kg/m39、风机进口处气体的密度计算式:ρ=P/RT式中:P:进口处绝对压力,Pa R:气体常数,J/Kg·K。
与气体的种类及气体的组成成份有关。
T:进口气体的开氏温度,K。
与摄氏温度之间的关系:T=273+t10、标准状态与指定状态主要参数间换算:流量:ρQ=ρ0Q0全压:PtF/ρ= PtF0/ρ0内功率:Ni/ρ= Ni0/ρ0注:式中带底标"0"的为标准状态下的参数,不带底标的为指定状态下的参数。
第一章罗茨鼓风机CAD/CAPP/CAM简介第1节罗茨鼓风机设计1. 罗茨鼓风机的特点:三叶罗茨鼓风机是一种高效、节能型鼓风机。
叶轮型线采用改进后的复合线型,其容积利用系数较高,啮合完美,泄漏少,效率高。
此鼓风机体积小,重量轻,流量大,噪声低。
罗茨式鼓风机结构简单,制造方便,介质不含油。
鼓风机的叶轮材料是球墨铸铁或铸铝,外形轮廓在线切割机床加工或专用数控机床精密加工成型。
同步齿轮材料用45号钢或特殊铬锰钛合金钢,经渗碳淬火后磨削加工,精度高,使用寿命长。
叶轮部件要进行动平衡试验。
采用高精度轴承和耐高温的氟橡胶制成的骨架式橡胶油封,传动部件采用封闭式润滑,从而保证了产品质量。
材料和加工方式的选择具体还需根据设计要求和生产批量来确定。
2. 罗茨鼓风机的的工作原理:罗茨式鼓风机的工作原理见图1,靠两转子的相互啮合工作,推移气缸容积内气体,在排气腔内达到升压的目的。
同步齿轮带动转子有两种方式(见图2)。
a方式,主轴的扭转变形对转子间的间隙影响小,b方式.维修方便。
图1-1图1-2转子的断面型线有渐开线型,圆弧型和摆线型等.渐开找型的面积利用系数较高.制造方便,应用较广.转子头数(叶峰或叶谷数)为2或3。
两头的转子均为直叶,三头转子有直叶和扭叶两种,增加转子头数或选用扭叶,能改善排气的不均匀性.3. 罗茨鼓风机的应用领域罗茨鼓风机产品广泛应用于石油、化工、冶金、电力、环保、轻工、纺织、无纺布、水泥等行业及污水处理、气力输送、瓦斯脱硫、真空包装、水产养殖等领域。
第2节CAD/CAPP/CAM技术1. CAD技术在设计过程中,利用计算机作为工具,帮助工程师进行设计的一切实用技术的总和称为计算机辅助设计(CAD,Computer Aided Design)。
计算机辅助设计包括的内容很多,如:概念设计、优化设计、有限元分析、计算机仿真、计算机辅助绘图、计算机辅助设计过程管理等。
在工程设计中,一般包括两种内容:带有创造性的设计(方案的构思、工作原理的拟定等)和非创造性的工作,如绘图、设计计算等。
风机选型的计算公式风机流量及流量系数风机选型的计算公式风机流量及流量系数[字号:大中小] 2013-06-19 阅读次数:94151、标准状态:指风机的进口处空气的压力P=101325Pa,温度t=20℃,相对湿度φ=50%的气体状态。
2、指定状态:指风机特指的进气状况。
其中包括当地大气压力或当地的海拔高度,进口气体的压力、进口气体的温度以及进口气体的成份和体积百分比浓度。
3、风机流量及流量系数流量:是指单位时间内流过风机进口处的气体容积。
用Q表示,通常单位:m3/h或m3/min。
流量系数:φ=Q/(900πD22×U2)式中:φ:流量系数 Q:流量,m3/hD2:叶轮直径,mU2:叶轮外缘线速度,m/s(u2=πD2n/60)4、风机全压及全压系数:风机全压:风机出口截面上的总压与进口截面上的总压之差。
用PtF表示,常用单位:Pa 全压系数:ψt=KpPtF/ρU22式中, ψt:全压系数Kp:压缩性修正系数PtF:风机全压,Pa ρ:风机进口气体密度,Kg/m^3 u2:叶轮外缘线速度,m/s5、风机动压:风机出口截面上气体的动能所表征的压力,用Pd 表示。
常用单位:Pa6、风机静压:风机的全压减去风机的动压,用Pj表示。
常用单位:Pa7、风机全压、静压、动压间的关系:风机的全压(PtF)=风机的静压(Pj)+风机的动压(Pd)8、风机进口处气体的密度:气体的密度是指单位容积气体的质量,用ρ表示,常用单位:Kg/m39、风机进口处气体的密度计算式:ρ=P/RT式中:P:进口处绝对压力,Pa R:气体常数,J/Kg·K。
与气体的种类及气体的组成成份有关。
T:进口气体的开氏温度,K。
与摄氏温度之间的关系:T=273+t10、标准状态与指定状态主要参数间换算:流量:ρQ=ρ0Q0全压:PtF/ρ= PtF0/ρ0内功率:Ni/ρ= Ni0/ρ0注:式中带底标"0"的为标准状态下的参数,不带底标的为指定状态下的参数。
罗茨鼓风机选型中风量和风压计算方法的探讨摘要:针对污水处理厂罗茨鼓风机在使用状态与标准状态下,进口温度、压力等条件发生变化时,导致风机的性能也发生变化这种情况,探讨了设计选型时,鼓风机容积流量、出口压力等的确定方法,结合工程热力学原理及罗茨鼓风机的工作原理,推导了流量的计算公式,并通过实际工程中选型设计的计算范例,说明了计算公式的使用方法。
1引言罗茨鼓风机是污水处理工程中常用的充氧设备,在污水厂鼓风机选型时,风机厂家产品样本上给出的均是标准进气状态下的性能参数,我国规定的风机标准进气状态:压力p0=101。
3 kP a,温度T0=20℃,相对湿度 =50%,空气密度ρ=1。
2 kg/m3。
然而风机在实际使用中并非标准状态,当鼓风机的环境工况如温度、大气压力以及海拔高度等不同时,风机的性能也将发生变化,设计选型时就不能直接使用产品样本上的性能参数,而需要根据实际使用状态将风机的性能要求,换算成标准进气状态下的风机参数来选型.2 鼓风机出口压力的计算2.1出口压力的计算方法这里所说的出口压力为鼓风机标准状态和使用状态下出口的绝对压力:p1′= p2+△p2(1)式中p1′——标准状态下风机的出口压力(绝对压力),kPap2——使用状态下风机进口压力(环境大气压力),kPa△p2——使用状态下风机的升压,kPa2.2出口压力影响因素的分析罗茨鼓风机[1]工作过程如图1所示:在图1a中,左面为进气腔,腔内压力与进气压力相等;随着叶轮的旋转,在图1b、c、d中,容积V保持不变,V内气体压力与进气压力相等;当运行到图1e的位置时,V与排气口相连通,排气口的高压气体迅速回流,与低压气体混合,使其压力由进气压力突然跃升到排气压力。
因此,容积式鼓风机排气压力的高低并不取决于风机本身,而是气体由鼓风机排出后装置的情况,即所谓“背压”决定的 [2],所以罗茨鼓风机具有强制输气123231123123123图1、三叶罗茨鼓风机工作原理示意图vvvabc d e曝气池环境大气压水深的特点。
11kw罗茨鼓风机电动设备散热量Q1=η1η2η3P/η 5.93258427电机容量利用系数η10.8负荷系数η20.6同时使用系数η30.5电动设备的安装功率P22电动电机效率η0.897.5kw罗茨鼓风机电动设备散热量Q2=η1η2η3P/η 6.620689655电机容量利用系数η10.8负荷系数η20.6同时使用系数η31电动设备的安装功率P12电动电机效率η0.872.2kw离心风机电动设备散热量Q3=η1η2η3P/η 1.287804878电机容量利用系数η10.8负荷系数η20.6同时使用系数η31电动设备的安装功率P 2.2电动电机效率η0.82合计风机房的电机散热量为Q=13.841078849827883.69置换通风系统所需的新风量Lr Q/QV*36004163.252178余热量Q13.8410788单位体积的空气温差产生的热值Q V=cρj(tp-tj)11.9685空气比热容C 1.01进入空气密度ρj 1.185排出空气温度tp35进入空气温度tj25排进风百叶窗截面积A=Q/3600/S#VALUE!风速S3排进风管道截面积A=Q/3600/S#VALUE!风速S6排进风百叶窗截面积A=Q/3600/S0.185185185风速S3排进风管道截面积A=Q/3600/S0.092592593风速S6kw机械通风设计手册P229一般为0.7~0.9一般为0.5~0.8一般为0.5~1.0二用一备的时候选0.5kw查机械通风设计手册P229表8-12查机械通风设计手册P229表8-12功率P(kW)0.75效率(%)0.75kw机械通风设计手册P229一般为0.7~0.9一般为0.5~0.8一般为0.5~1.0二用一备的时候选0.5kw查机械通风设计手册P229表8-12kw机械通风设计手册P229一般为0.7~0.9一般为0.5~0.8一般为0.5~1.0二用一备的时候选0.5kw查机械通风设计手册P229表8-12KWj/hm³/h机械通风设计手册P229kwkw/(m3·h)108000000kJ/kg·Kkg/m325℃时密度为1.185℃13.029℃m²取1200*900m/s2~4m/sm²取800*630m/s5~8m/sm²取600*400m/s2~4m/sm²取400*250 m/s5~8m/s风设计手册P229表8-121.1~1.52.2~3.04.0~5.57.5~1518.5~220.770.820.850.870.89。
鼓风机风量计算公式1. 鼓风机风量计算公式的定义鼓风机是一种常见的机械设备,在工业生产中被广泛应用。
其工作原理是通过电机带动叶轮旋转,产生气流,将气流输送到需要处理的地方。
鼓风机的风量计算公式是指计算鼓风机所产生的气流流量的公式。
2. 风量计算公式的重要性在鼓风机的设计和应用中,风量计算公式具有重要的作用。
首先,它可以帮助用户根据具体的工作条件、需要处理的物料类型以及工艺要求,确定鼓风机所需要的风量大小。
其次,通过风量计算公式,可以为鼓风机的选型和安装提供科学的依据,确保鼓风机的使用效果和安全性。
3. 风量计算公式的主要参数鼓风机风量计算公式的主要参数包括鼓风机的风量Q、转速n、叶轮直径D、进口风压p1、出口风压p2等。
其中,风量Q是指鼓风机在单位时间内输送的空气体积;转速n是指鼓风机叶轮旋转一分钟的圈数;叶轮直径D是指鼓风机叶轮的直径;进口风压p1是指鼓风机吸入空气时的静压;出口风压p2是指鼓风机压缩空气后所达到的静压。
4. 风量计算公式的推导鼓风机风量计算公式的推导过程比较复杂,需要借助一些物理学的原理和公式。
在此,我们只给出最终的计算公式:Q=πD²/4×n×60×ρ/1000×η其中,Q表示鼓风机的风量,单位为m³/h;D表示叶轮直径,单位为m;n表示转速,单位为r/min;ρ表示空气密度,单位为kg/m³;η表示机械效率,取值范围为0.7~0.9。
5. 风量计算公式的应用通过风量计算公式,用户可以根据具体的工作条件和需要处理的物料确定鼓风机的风量大小。
在实际应用中,风量计算公式通常与鼓风机的选型、设计、安装、使用等方面紧密相关。
例如,在鼓风机的选型中,用户可根据实际需要处理的物料类型和工艺要求,通过风量计算公式确定所需要的风量大小,以便从众多的鼓风机型号中选择合适的产品。
在鼓风机的设计和安装过程中,用户也需要根据风量计算公式对鼓风机的大小、转速、叶轮直径等参数进行合理的设置与调整,从而确保鼓风机的工作效率和安全性。
3 罗茨鼓风机具体设计计算3.1 风叶设计圆弧线叶型3.1.1基本尺寸关系叶轮横断面图形上,凸起部分称为叶峰,凹人部分称为叶谷。
叶峰的对称线称为长轴,叶谷的对称线称为短轴。
两叶轮相互对滚时,一个叶轮的叶峰与另一叶轮的叶谷相啮合,相当于有两个半径相等的圆相互作纯滚动。
这样的圆称为节圆,两节圆的切点称为节点。
圆弧线叶型的叶峰为圆弧线,叶谷为圆弧包络线。
叶峰位于节圆以外,叶谷位于节圆以内,两者在节圆处相接。
标准圆弧线叶型的叶峰,其圆心位于长轴之上简称圆弧线叶型。
二叶型圆弧线叶型示意图3—1设叶轮头数为Z,外圆半径为R m,叶峰半径为r,两叶轮中心距为2a,叶峰圆心到叶轮中心的距离为b。
这些数之间的关系为:b r R m -= (3—1)r b aZab 2222cos2=--π(3—2)联立以上两式,得:⎪⎭⎫ ⎝⎛--=Z a b R aR m m 2cos 222π (3—3)=rRRg1. ⎝⎛(2)叶谷的理论型线方程。
如图3-2所示,以叶轮 o 1,为参照物建立坐标系y x o 1,当叶轮o 1,沿顺时针方,向转过角度 a (即两叶轮中心连线oo 21绕点o 1沿逆时针方向转过角度a 1时),叶轮o 2绕轴心o2:沿逆时针方向自转角度a 。
叶峰BA 22:与叶谷B C 11相互啮合,设啮合点为G(x,y)。
两共扼曲线在G 点的公法线必定通过节点P,并经过叶峰B A 22的圆心o 3,因此G,P, o 3:三点落在同一条直线上。
过点o 1作的平行线,交o o 32的延长线于点M,与轴成夹角 。
过点o 2作轴的平行线,交轴于点D 。
过点o 3作轴的平行线,交于点Q 。
过点M 作轴的平行线交的延长线于点E ,作轴的垂直线MF 。
过点G 作轴的平行线,交的反向延长线于点N 。
点P 是线段的中点,可以写出:故:齿合点G (x,y )在坐标系中的坐标为:这就是叶谷理论型线的参数方程,其中参变量α的取值范围为Z2~0π。
第一章罗茨鼓风机CAD/CAPP/CAM简介第1节罗茨鼓风机设计1. 罗茨鼓风机的特点:三叶罗茨鼓风机是一种高效、节能型鼓风机。
叶轮型线采用改进后的复合线型,其容积利用系数较高,啮合完美,泄漏少,效率高。
此鼓风机体积小,重量轻,流量大,噪声低。
罗茨式鼓风机结构简单,制造方便,介质不含油。
鼓风机的叶轮材料是球墨铸铁或铸铝,外形轮廓在线切割机床加工或专用数控机床精密加工成型。
同步齿轮材料用45号钢或特殊铬锰钛合金钢,经渗碳淬火后磨削加工,精度高,使用寿命长。
叶轮部件要进行动平衡试验。
采用高精度轴承和耐高温的氟橡胶制成的骨架式橡胶油封,传动部件采用封闭式润滑,从而保证了产品质量。
材料和加工方式的选择具体还需根据设计要求和生产批量来确定。
2. 罗茨鼓风机的的工作原理:罗茨式鼓风机的工作原理见图1,靠两转子的相互啮合工作,推移气缸容积内气体,在排气腔内达到升压的目的。
同步齿轮带动转子有两种方式(见图2)。
a方式,主轴的扭转变形对转子间的间隙影响小,b方式.维修方便。
图1-1图1-2转子的断面型线有渐开线型,圆弧型和摆线型等.渐开找型的面积利用系数较高.制造方便,应用较广.转子头数(叶峰或叶谷数)为2或3。
两头的转子均为直叶,三头转子有直叶和扭叶两种,增加转子头数或选用扭叶,能改善排气的不均匀性.3. 罗茨鼓风机的应用领域罗茨鼓风机产品广泛应用于石油、化工、冶金、电力、环保、轻工、纺织、无纺布、水泥等行业及污水处理、气力输送、瓦斯脱硫、真空包装、水产养殖等领域。
第2节CAD/CAPP/CAM技术1. CAD技术在设计过程中,利用计算机作为工具,帮助工程师进行设计的一切实用技术的总和称为计算机辅助设计(CAD,Computer Aided Design)。
计算机辅助设计包括的内容很多,如:概念设计、优化设计、有限元分析、计算机仿真、计算机辅助绘图、计算机辅助设计过程管理等。
在工程设计中,一般包括两种内容:带有创造性的设计(方案的构思、工作原理的拟定等)和非创造性的工作,如绘图、设计计算等。
罗茨风机参数选择■流量范围:流量:0.76~1200m3/min 升压:9.8~98kPa■性能表说明:流量:性能表中流量Qs是指标准吸气状态(绝对压力101.325kPa、温度20℃、相对湿度50%),介质为空气时罗茨鼓风机的进口流量,对于非标准状态下的流量段进行换算。
流量换算:当进气流量用基准状态(温度0℃,绝对压力101.325kPa)下的流量Qn表示时,需先按下式换算成标准吸气状态下的流量Qs后,再查性能表(通常不考虑湿度)。
Qs=1.0733Qn当进气温度ts与20℃相差较大,或者吸入气体分子量M显著地偏离空气分子量29时,实际进气流量Qs按下式计算:Qb=(Qth-Qsa)×[(273+ts)/(273+20)×29/M]1/2Qs=Qth-Qb式中:Qb—吸入气体温度为ts℃,分子量为M时的内泄漏量m3/min;Qth—理论流量m3/min;(根据要求升压下的进口流量,按性能表初步选型后由性能表查得)。
Qsa—标准吸入状态下的实际m3/min流量。
(初步选型后性能表所示的流量)压力单位换算:9.8kPa=0.1kgf/cm2=1000mmH2O=73.5mmHg=98mbar=0.0967atm表列性能参数以空气为介质,如输送其它介质或进气状态与标准进气状态不符时,流量需进行相应的换算。
■ 结构特点:强制输气,流量随压力变化小,且输送气体不受油污染。
采用摆线叶型和最新气动理论设计,高效节能。
转子动平衡精度高,整机振动小。
零部件选材优良,齿轮精度高,整机可靠性高,使用寿命长。
采用特殊消声设计,噪声低。
结构简单、选型优美、体积小、重量轻、操作维护方便。
品种规格多,性能点密集,便于选择合适机型,有利于节能降耗。
■ 订购须知:由于样本性能表参数基于确定的进气状态和排气状态,真空泵选型时,请注明输送介质、进气状态、进口流量、排气压力及环境条件。
特殊使用要求如防护防爆、安装布置、密封、调节、控制方式等等请在订货前说明。
3 罗茨鼓风机具体设计计算
3.1 风叶设计
圆弧线叶型
3.1.1基本尺寸关系
叶轮横断面图形上,凸起部分称为叶峰,凹人部分称为叶谷。
叶峰的对称线称为长轴,叶谷的对称线称为短轴。
两叶轮相互对滚时,一个叶轮的叶峰与另一叶轮的叶谷相啮合,相当于有两个半径相等的圆相互作纯滚动。
这样的圆称为节圆,两节圆的切点称为节点。
圆弧线叶型的叶峰为圆弧线,叶谷为圆弧包络线。
叶峰位于节圆以外,叶谷位于节圆以内,两者在节圆处相接。
标准圆弧线叶型的叶峰,其圆心位于长轴之上简称圆弧线叶型。
二叶型圆弧线叶型示意图3—1
设叶轮头数为Z,外圆半径为R m,叶峰半径为r,两叶轮中心距为2a,叶峰圆心到叶轮中心的距离为b。
这些数之间的关系为:
b r R m -= (3—1)
r b a
Z
ab 2
2
2
2cos
2=--π
(3—2)
联立以上两式,得:
⎪
⎭⎫ ⎝
⎛
--=
Z a b R a
R m m 2cos 22
2π (3—3)
=
r
R
R
g
1. ⎝
⎛
(2)叶谷的理论型线方程。
如
图3-2所示,以叶轮 o 1,为参照物建立坐标系y x o 1,当叶轮o 1,沿顺时针方,向转过角度 a (即两叶轮中心连线
o
o 2
1
绕点o 1沿逆时针方向转
过角度a 1时),叶轮o 2绕轴心
o
2
:沿逆时针方向自转角度
a 。
叶峰
B
A 2
2
:与叶谷
B C 1
1
相互啮合,设啮合点为G(x,y)。
两共扼曲线在G 点的公法线必定通过节
点P,并经过叶峰B A 22的圆心o 3,因此G,P, o 3:三点落在同一条直线上。
过点
o 1作
的平行线,交o o 32的延长线于点M,
与轴成夹角 。
过点o 2作
轴的平行线,交轴于点D 。
过点o 3作
轴的平行线,交
于点Q 。
过点M 作轴的平行线交的延长线于点E ,作
轴的垂直线MF 。
过点G 作
轴的平行线,交的反向延长线于点N 。
点P 是线段
的中点,
可以写出:
故:
齿合点G (x,y )在坐标系
中的坐标为:
这就是叶谷理论型线的参数方程,其中参变量α的取值范围为Z
2~0π。
渐开线叶型
3.1.3 轴通C, 为渐开线在以α 的长度,即发生线在基圆上滚过的弧长:
渐开线形成原理 图3—3 同一基圆上的两条渐开线3—4
2.渐开线方程 在图3一3中,设
,则:
故渐开线的极坐标参数方程为:
(3—11)
设 即
故渐开线的直角坐标方程为:
(3—12)
在图3—4中,设两条渐开线的法向间距为e ,点p 的坐标为(p x ,p y ),则渐开
线
A C在坐标系xoy中的方程为:
00
(3—13a)
(3—13b)
3.2轴的强度与刚度计算
从动轴的载荷比主动轴的小,因此一般只对主动轴的强度与刚度进行校核。
1.主动抽受力分析
对采用直齿轮传动、气流下进上出的卧式鼓风机,假定轴承支反力集中作用在轴承宽度的中心,轴为铰支梁、不计自重。
主动轴受到的水平外力有齿轮径向力Fr,皮带拉力分量凡F px,轴承支反力分量R ax和R bx,.;铅垂外力有叶轮均布载荷q,齿轮重力W g及其圆周力F t,皮带拉力分量F py凡及皮带轮重力W P,轴承支反力分量R ay和R by。
(1)重力和叶轮均布载荷。
叶轮最大均布载荷作用于转子轴心,计算式为:
式中W叶轮重力,N。
W视为集中载荷,作用点在质同时,将齿轮重力W、皮带轮(或联轴器)重力
p
心。
(2)皮带(或联轴器)传递的力和扭矩。
当鼓风机轴功率为sh N (kW)时,每分钟作功60×sh N (kJ )。
设皮带轮(或联轴器)传递的扭矩为T P (N m ⋅),每
分钟作功。
以上两种功量相等,即。
由此
得到扭矩计算公式:
(3—15)
式中n —转速,r/min 。
采用皮带传动时,皮带的线速度为:
式中p D 为皮带轮的节圆直径,m 。
计算功率为:
式中A K 为载荷系数,罗茨鼓风机通常取A K =1.2—1.5。
皮带的初拉力计算公式为:
(3—16)
式中 z —皮带根数;
m —单位长度的皮带质量,kg/m;
a K —小带轮包角修正系数。
轴功率中,一部分为压缩气体的理论功率,另一部分是克服同步齿轮及轴承摩擦阻损的机械损失功率。
表达式为:
)(634.1p p N
s
d
sh
v -
=/(λξ
m
) (3—17)
ξ
m
—机械效率 ξm =0.87—0.94 P d
—排气压力 P d =101.3kp+50kp P
s
—进气压力 P s =101.3kp。