通风机的结构及原理

1 矿用轴流式通风机工作原理和应用现状

矿用风机作为矿山安全生产的主要技术装备，是矿井通风系统的重要组成部分，是矿井安全生产和灾害防治的基础。矿用风机产品质量的优劣，运行安全稳定与否，检测和调节、控制方法是否可信可靠，都至关重要。

2.1 轴流式通风机工作原理

轴流式通风机（下图）主要部件有叶轮3、5，导叶2、4、6，机壳10，主轴8等。叶轮由叶片和轮毂组成，叶片断面成机翼型，并以一定的安装角装在轮毂上。当叶轮由主轴拖动旋转时，叶轮流道中的气体受到叶片的作用而增加能量，经固定的各导叶校正流动方向后，以接近轴向的方向通过扩散器7排出。

1-集流器;2-前导叶;3-第一级叶轮;4-中导叶;5-第二级叶轮;

6-后导叶;7-扩散器;8-主轴;9疏流器;10-外壳

图2.1 轴流式通风机示意图

2 2.2 主扇发展应用基本情况

20世纪50年代初至70年代末，我国矿山使用的矿井轴流主扇几乎都是仿制苏联BY型的ZBY、70B和K70等型风机(统称为70B2型)。风量范围7~160m3/s，静压范围400~5900Pa。这类通风机是根据原苏联的煤矿通风网路参数设计的高风压、中小风量型主扇，最高静压效率仅有70%左右。

在20世纪70年代沈阳鼓风机厂研制出了62A型单级主扇，其全压、风量参数基本上适合我国的矿井通风网路。但因其本机效率未达到设计要求，相差甚远，没有进一步改进和完善就停止生产了。在此基础上于20世纪80年代，该厂参考原苏联中央流体动力研究所提供的通风机气动略图和特性曲线，又研制推出了2K60型轴流式通风机，风量范围为20~400m3/s，静压范围为2000~5000Pa，最高静压效率为80%左右。比70B2型风机约提高10%。全压效率在80%以上的风范围量比值为1.8，静压范围比值为1.43。可逆转反风，反风率在60%以上。2K60和2K58型矿井通风机在煤矿比较受欢迎，20世纪80年代在煤矿和少量金属矿山中共推广应用了500台左右。但在运行了几年后，随着叶片安装角度的提高达到25度以上，第II级叶轮开始出现叶片撕裂和叶柄折断等质量事故，较为严重的是在平顶山矿物局七矿，几天之内两台主扇连续发生这种事故。据不完全统计，仅在1985至1990年间，原中国统配煤矿总公司就有26个矿58台主扇风机出现过设计与制造质量问题。这不仅影响了矿山的正常生产，造成较大的经济损失，

HXD3型电力机车牵引通风机的结构原理及故障处理

【摘要】：和谐型大功率交流传动机车因牵引性能优越、功率黏着利用率高、启动加速性能好、可靠性能高、节能减排好等特点，广泛营运于铁路线，有力的促进国民经济的发展。本文介绍了HXD3型大功率机车牵引通风机组成、作用原理。通过列举牵引通风机检修、营运过程中出现的故障问题，分析故障原因，提出具体解决方法及措施。

【关键词】通风机 电机 振动 异音 故障处理

一、概述

HXD3型电力机车牵引通风机是机车冷却系统的重要部件，它的主要作用是对机车牵引电动机进行强迫冷却，使强电设备牵引电动机工作中产生的大量热量经空气强制循环，散发到大气中，使工作温升不超过允许值，从而保证机车正常可靠的工作。HXD3型电力机车的6台牵引电动机采用6台牵引通风机进行独立冷却。牵引通风机采用离心涡轮叶轮，平衡修正为两面修正，以提高风机性能和效率；风机叶轮与壳体间隙较大，以防止结冻；风机电机为三相鼠笼型异步电动机，其滚动轴承采用NSK生产的单列深沟球轴承，型号为6309VVC3，轴承封入ENS油脂润滑油；风机噪声小。

二、牵引通风机主要结构组成

牵引通风机主要由机壳、导风罩、电动机、叶轮、接线盒等组成。电动机借助其底座上的4个安装孔用机壳内座板相连接并保证同心度，在底座下段安装轴向止挡。为增强电机安装稳定性，在电机端面设计螺栓孔，用电机拉板以螺栓与风机壳体连接，加固电机，保证电机的安装稳定。电机的三项引出线经连接护线管由机壳孔在经密封后引至接线盒内。通风机的上、 下风口法兰盘面安装密封圈，用于与

风道连接。

叶轮为离心涡轮式。叶轮由叶片、

轮盘和衬套等组成。叶轮需进行动平

衡试验，动不平衡在0.25g以下（平

衡修正要两面修正）。

图2牵引通风机组成造

1—密封圈；2—机壳；4—电动机；5—叶轮；

6—制动垫圈；7—螺帽；8—导风筒；9—密封圈；

10—接线盒；11—连接线；12—接地螺栓

第四章 通风动力

本章重点和难点

1、自然风压的产生、计算、利用和控制

2、轴流式和离心式主要通风机特性

3、主要通风机的联合运转

4、主要通风机的合理工作范围

欲使空气在矿井中源源不断地流动，就必须克服空气沿井巷流动时所受到的阻力。这种克服通风阻力的能量或压力叫通风动力。由第二章可知，通风机风压和自然风压均是矿井通风的动力。本章将就。对这两种压力对矿井通风的作用、影响因素、特性进行分析研究，以便合理地使用通风动力，从而使矿井通风达到技术先进、经济合理，安全可靠。

第一节 自然风压

一、 自然风压及其形成和计算

自然风压和自然通风 图4-1-1为一个简化的矿井通风系统，2-3为水平巷道，0-5为通过系统最高点的水平线。如果把地表大气视为断面无限大，风阻为零的假想风路，则通风系统可视为一个闭合的回路。在冬季，由于空气柱0-1-2比5-4-3的平均温度较低，平均空气密度较大，导致两空气柱作用在2-3水平面上的重力不等。其重力之差就是该系统的自然风压。它使空气源源不断地从井口1流入，从井口5流出。在夏季时，若空气柱5-4-3比0-1-2温度低，平均密度大，则系统产生的自然风压方向和冬季相反。地面空气从井口5流入，从井口1流出。这种由自然因素作用而形成的通风叫自然通风。

图4—1—1 简化矿井通风系统

由上述例子可见，在一个有高差的闭合回路中，只要两侧有高差巷道中空气的温度或密度不等，则该回路就会产生自然风压。根据自然风压定义，图4—1—1所012345dzρ1dzρ2z 示系统的自然风压HN可用下式计算：

gdZgdZHN532201 4-1-1

式中 Z—矿井最高点至最低水平间的距离，m；

g—重力加速度，m/s2；

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【专业知识】通风机的工作原理与特性

【学员问题】通风机的工作原理与特性？

【解答】通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，它是一种从动的流体机械。

通风机广泛用于工厂、矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘和冷却；锅炉和工业炉窑的通风和引风；空气调节设备和家用电器设备中的冷却和通风；谷物的烘干和选送；风洞风源和气垫船的充气和推进等。

通风机的工作原理与透平压缩机基本相同，只是由于气体流速较低，压力变化不大，一般不需要考虑气体比容的变化，即把气体作为不可压缩流体处理。

通风机已有悠久的历史。中国在公元前许多年就已制造出简单的木制砻谷风车，它的作用原理与现代离心通风机基本相同。1862年，英国的圭贝尔发明离心通风机，其叶轮、机壳为同心圆型，机壳用砖制，木制叶轮采用后向直叶片，效率仅为40%左右，主要用于矿山通风。1880年，人们设计出用于矿井排送风的蜗形机壳，和后向弯曲叶片的离心通风机，结构已比较完善了。

1892年法国研制成横流通风机；1898年，爱尔兰人设计出前向叶片的西罗柯式离心通风机，并为各国所广泛采用；19世纪，轴流通风机已应用于矿井通风和冶金工业的鼓风，但其压力仅为100～300帕，效率仅为15～25%，直到二十世纪40年代以后才得到较快的发展。

1935年，德国首先采用轴流等压通风机为锅炉通风和引风；1948年，丹麦制成运行本文极具参考价值，如若有用请打赏支持我们！不胜感激！

中动叶可调的轴流通风机；旋轴流通风机、子午加速轴流通风机、斜流通风机和横流通风机也都获得了发展。

按气体流动的方向，通风机可分为离心式、轴流式、斜流式和横流式等类型。

离心通风机工作时，动力机（主要是电动机）驱动叶轮在蜗形机壳内旋转，空气经吸气口从叶轮中心处吸入。由于叶片对气体的动力作用，气体压力和速度得以提高，并在离心力作用下沿着叶道甩向机壳，从排气口排出。因气体在叶轮内的流动主要是在径向平面内，故又称径流通风机。