一種半開式葉輪葉頂間隙的控制方法技術

本發明專利技術創造提供一種半開式葉輪葉頂間隙的控制方法，包括以下步驟：(1)首先計算葉輪最大直徑處的軸向變形量△D；(2)將葉輪的輪蓋面曲線S1沿軸向偏移△D的距離，得到曲線S2；(3)將偏移得到的曲線S2向外等距移動1mm得到曲線S3，曲線S3為集流器基體的內表面輪廓加工曲線；(4)對加工后集流器內表面采取靜電噴涂保護涂層，涂層厚度1mm，耐溫260℃，使噴涂涂層后最終形成的集流器內表面曲線為S2。本發明專利技術創造的有益效果是：集流器與葉輪裝配后，葉輪初始旋轉將與涂層摩擦，刮去微量涂層，之后葉片與涂層不再摩擦，并保持極小的葉頂間隙。

【技術實現步驟摘要】
一種半開式葉輪葉頂間隙的控制方法
本專利技術創造屬于葉輪領域，尤其是涉及一種半開式葉輪葉頂間隙的控制方法。
技術介紹
離心式鼓風機、壓縮機等風機設備的組成部件中包括葉輪、集流器(吸氣室)、擴壓器、蝸殼等。其中集流器和葉輪作為吸氣部件，它們的裝配間隙會直接影響風機效率。集流器內表面與葉輪的輪蓋面配合，集流器與葉輪之間采取間隙配合，傳統經驗要求將葉頂間隙控制在葉輪出口寬度的百分之五以內。由于加工誤差及裝配誤差，葉頂間隙通常過大，導致間隙泄露增加、葉輪升壓能力減弱，壓比下降，風機效率降低。
技術實現思路
本專利技術創造要解決的問題是減少葉片與集流器之間的間隙。為解決上述技術問題，本專利技術創造采用的技術方案是：一種半開式葉輪葉頂間隙的控制方法，包括以下步驟：(1)設計確定葉輪的形狀尺寸；(2)計算葉輪最大直徑處的軸向變形量△D；(3)將葉輪的輪蓋面曲線S1沿軸向偏移△D的距離，得到曲線S2；(4)將偏移得到的曲線S2沿軸向向外等距移動1mm得到曲線S3，將曲線S3作為集流器基體的內表面輪廓加工曲線；(5)對加工得到的集流器內表面噴涂保護涂層，涂層厚度1mm，使噴涂涂層后最終形成的集流器內表面曲線為S2。優選地，步驟(1)中△D采用有限元軟件仿真計算得到。優選地，步驟(5)中采取的保護涂層為聚四氟乙烯涂層，采用靜電噴涂方式。本專利技術創造具有的優點和積極效果是：。(1)集流器與葉輪裝配后，葉輪初始旋轉將與涂層摩擦，刮去微量涂層，之后葉片與涂層不再摩擦，并保持極小的葉頂間隙；(2)當葉輪發生軸向竄動以及徑向振動時，涂層可以有效保護葉輪和集流器不損壞，涂層損壞后可重新噴涂，降低維修更換成本；(3)涂層是葉片沿軸向的位置偏移，在裝配時能保證葉頂間隙不均勻，即葉輪進氣側間隙小，出氣側間隙大，葉輪高速旋轉后發生變形，進氣側變形量小，初期側變形量大，使變形量有效的彌補了裝配間隙。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術創造實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術創造的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本專利技術中葉輪的結構示意圖；圖2是本專利技術中葉輪與集流器的裝配示意圖；圖3是本專利技術中集流器增加涂層后的裝配示意圖；圖4是本專利技術的圖3中涂層部分的局部示意圖；圖5是本專利技術中葉輪切削涂層示意圖。圖中：1、集流器2、葉輪3、涂層具體實施方式下面將結合本專利技術創造實施例中的附圖，對本專利技術創造實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術創造一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術創造中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術創造保護的范圍。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本專利技術創造，但是本專利技術創造還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本專利技術創造內涵的情況下做類似推廣，因此本專利技術創造不受下面公開的具體實施例的限制。其次，本專利技術創造結合示意圖進行詳細描述，在詳述本專利技術創造實施例時，為便于說明，表示裝置件結構的剖面圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應限制本專利技術創造保護的范圍。此外，在實際制作中應包含長度、寬度及高度的三維空間尺寸。如圖1和圖2所示，集流器1的內表面與葉輪2的輪蓋面配合，集流器1與葉輪2之間采取間隙配合，傳統經驗要求將葉頂間隙控制在葉輪2出口寬度B的百分之五以內。以往采用的方法是將葉輪的輪蓋面向外等距形成集流器內表面。葉輪在高速旋轉過程中會發生軸向與徑向變形，且進氣口處變形量小于出氣口的變形量。葉輪高速旋轉時由于變形，進氣側間隙增大，出口側間隙減小，葉片的葉頂間隙沿軸向方向不均勻。等距后的集流器要保證裝配間隙大于葉輪變形量，否則會造成葉片頂部與集流器內表面摩擦，損壞葉輪和集流器，因此現有的技術下葉片與集流器之間會存在較大間隙。本專利技術的目的是減小葉頂間隙，將葉頂間隙控制在0.05mm內，提高葉輪的壓比和風機的效率。同時如果葉輪高速旋轉時發生意外竄動，當軸向竄動量＜1mm時，保護葉輪和集流器不會因接觸摩擦發生損壞。如圖3、4所示，本專利技術采用的方法包括以下步驟：(1)設計確定葉輪的形狀尺寸；(2)計算葉輪最大直徑處的軸向變形量△D；(3)將葉輪的輪蓋面曲線S1沿軸向偏移△D的距離，得到曲線S2；(4)將偏移得到的曲線S2沿軸向向外等距移動1mm得到曲線S3，將曲線S3作為集流器基體的內表面輪廓加工曲線；(5)對加工得到的集流器內表面噴涂聚四氟乙烯涂層等保護涂層，涂層厚度1mm，耐溫260℃，使噴涂涂層后最終形成的集流器內表面曲線為S2。步驟(1)中△D采用ansys有限元軟件仿真計算得到。葉輪2與集流器1均為金屬材質，若在葉輪2高速旋轉時發生摩擦，摩擦生成的大量熱對兩者造成損壞。本專利技術中采用集流器內表面增加涂層3的方法，避免葉輪2與集流器1直接接觸。風機首次運行時，葉輪2旋轉變形，葉片與集流器涂層3發生摩擦，由于涂層3硬度遠低于葉輪2硬度，涂層3被葉片刮掉，形成碎屑，隨流體排出，涂層3與葉輪2之間達到緊密配合。風機正常運轉后，葉輪2就與集流器涂層3之間不再發生摩擦，同時間隙保持最小。所述保護涂層可以采用其他的軟質金屬涂層等。葉輪在高速旋轉時會發生軸向和徑向變形，葉片曲線上任意一點的軸向變形量△d，徑向變形量△r，總變形量為△L，如圖5所示，△L＞△d，因此葉片會與涂層發生微量摩擦，涂層被切削量為其中，由于徑向變形量△r很小，因此△t很小。根據本方案，當葉輪發生軸向竄動以及徑向振動時，涂層可以有效保護葉輪和集流器不損壞，涂層損壞后可重新噴涂，降低維修更換成本；涂層是葉片沿軸向的位置偏移，在裝配時能保證葉頂間隙不均勻，即葉輪進氣側間隙小，出氣側間隙大，葉輪高速旋轉后發生變形，進氣側變形量小，初期側變形量大，使變形量有效的彌補了裝配間隙。以上對本專利技術創造的一個實施例進行了詳細說明，但所述內容僅為本專利技術創造的較佳實施例，不能被認為用于限定本專利技術創造的實施范圍。凡依本專利技術創造申請范圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬于本專利技術創造的專利涵蓋范圍之內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種半開式葉輪葉頂間隙的控制方法，其特征在于：包括以下步驟：(1)設計確定葉輪的形狀尺寸；(2)計算葉輪最大直徑處的軸向變形量△D；(3)將葉輪的輪蓋面曲線S1沿軸向偏移△D的距離，得到曲線S2；(4)將偏移得到的曲線S2沿軸向向外等距移動1mm得到曲線S3，將曲線S3作為集流器基體的內表面輪廓加工曲線；(5)對加工得到的集流器內表面噴涂保護涂層，涂層厚度1mm，使噴涂涂層后最終形成的集流器內表面曲線為S2。

【技術特征摘要】
1.一種半開式葉輪葉頂間隙的控制方法，其特征在于：包括以下步驟：(1)設計確定葉輪的形狀尺寸；(2)計算葉輪最大直徑處的軸向變形量△D；(3)將葉輪的輪蓋面曲線S1沿軸向偏移△D的距離，得到曲線S2；(4)將偏移得到的曲線S2沿軸向向外等距移動1mm得到曲線S3，將曲線S3作為集流器基體的內表面輪廓加工曲線；(5)對加工得到...

【專利技術屬性】
技術研發人員：蔣益民，沙洪磊，俞天野，何毅，張志華，劉志忠，
申請(專利權)人：億昇天津科技有限公司，
類型：發明
國別省市：天津;12