摘要：普通型轴流风机可用于一般工厂、仓库、办公室、住宅内等场所的通风换气，也可用于冷风机（空气冷却器）、蒸发器、冷凝器、喷雾降、等等，也有矿用轴流风机，防腐、防爆型轴流风机采用防腐材料及防爆措施，基于此，本文作者结合自身实践就轴流式风机技术改造的相关内容实施分析，其中不足之处，希望同行多加指正。
关键词:轴流风机；节能；电动闸门；监测系统
引言：风机是工厂排风、通风，提高流体能量所必须的设备，因此风机工作的稳定就显得尤为重要。目前，在外转子离心风机风轮安装方式主要参考国外结构，就外转子离心风机转子风轮安装面工艺来说，因采用整体压铸形式，法兰面材质同转子铸条材质相同，存安装强度不好，金加后如存气孔等缺陷，容易滑丝，存安全隐患，因此系统全面的规划外转子离心风机转子风轮安装面工艺的设计问题势在必行。 轴流风机在启动时，电机的电流会比额定高5-6倍的，不但会影响电机的使用寿命而且消耗较多的电量.系统在设计时在电机选型上会留有一定的余量，电机的速度是固定不变，但在实际使用过程中，有时要以较低或者较高的速度运行，因此进行变频改造是非常有必要的。变频器可实现电机软启动、通过改变设备输入电压频率达到节能调速的目的，而且能给设备提供过流、过压、过载等保护功能。
1 外转子离心风机简介
外转子顾名思义就是转子在外，外面在转，不同于传统内转子电机，其负载直接加载在转子上，因而结构紧凑，体积小（比传统内转子风机节省空间达30%以上），安装方便，节约空间，适用性强，负载在电机中间位置，两端轴承受边均匀，寿命长，可广泛用于管道风机，屋顶风机等制冷通风行业，在行业内有逐步取代传统内转子风机趋势，用量大，前景广阔。
2 国内现状
现阶段，在我国外转子离心风机还是以仿造为主，电机结构采用和国外一样的结构，风轮安装法兰采用铝压铸，工艺简单，成形快，效率高，但也存机械强度不高，拆卸的互换性不好，废品多的缺陷。下面就外转子离心风机风轮安装法兰面工艺来作进一步的探讨。
3、外转子电机结构介绍
3.1 为改进前的风轮安装法兰面结构
1、外转子离心风轮；
2、转子风轮安装六角法兰螺栓；
3、转子风轮安装面，与转子一体压铸成形
3.2为改进后的风轮安装法兰面结构：
1、外转子离心风轮；
2、转子风轮安装六角法兰螺栓；
3、风轮安装面螺纹孔处增加钢套嵌件；
4、转子风轮安装面，与转子一体压铸成形
3.3 风轮安装面螺纹强度校核
在同等载荷下计算：
横向载荷：0.27kN
接合面间摩擦因数：0.15
螺栓公称直径：M10
接合面可靠系数：1.2
安全系数：3.5
压铸铝的屈服强度σs：195MPa 法兰面安装螺纹的许用[σ1] = 55.71 MPa
钢套的屈服强度σs：355MPa 法兰面安装螺纹的许用[σ2] = 101.43 MPa
受横向载荷-紧螺栓连接校核计算结果
螺栓机械性能等级 ： 8.8
螺栓安全锁紧强度要求： σ= 61.34 MPa
校核计算结果：[σ1] ≤σ 不满足要求， [σ2]≥σ 满足强度要求
4.1 轴流风机生产企业的概况
目前为止，已经取得制冷设备生产许可证的制冷空调用轴流通风机制造企业有70
余家。这些轴流风机制造企业主要集中在华东地区及广东省，其分布区域比例见图1。
就轴流通风机制造企业目前的经营状况而言，大多数国内品牌的制造商未能摆脱主要是依靠较低的价格来占领市场的经营策略。多数企业的产量是每年递增的，但是从2015年的统计数据来看，多数企业的总产值并没有大的增长，企业的生产规模按其年销售额进行划分的统计图表见图2。
就企业目前的技术人员配备而言，许多中小规模的轴流风机制造企业基本上没有能独立进行设计开发、试验定型的专业技术人员，很多企业基本上处于完全仿制生产的状态，企业老板兼技术员、生产厂长和销售员于一身。因此，也就导致了其产品一直在行业的低技术水平徘徊。很多企业无人能有足够的技术水平和用户进行风机的选型、匹配等方面的沟通，也就不可能有针对性地进行产品研发。
4.2 轴流风机产品概况
应用于风冷式中央空调机组表冷器强制热交换的轴流风机，其叶轮直径大多在500～1000mm，单台风机的风量一般不超过28000m3/h ，静压不高于200Pa。轴流风机的叶轮一般与电动机直联,主要有普通型电机直联和外转子电机直联两种型式。轴流风机选用的电动机以4极、6极、8极居多，部分特殊场合选用2极、10极电动机驱动。
5轴流风机的发展前景
5.1 轴流风机的市场前景
随着经济的发展，我国城市化进展的速度进一步加快，公共及私有建筑物的数量及容量与日俱增，对各类中央空调的需求量也越来越大。轴流风机作为多种空调主机必备的重要辅机产品，其市场需求受其带动也必然增长。
从中央空调机组市场需求的发展来看，叶轮直径在560～800mm的轴流风机的需求量增长最快。从用户的使用要求来看，低噪声的外转子轴流风机的需求量日益增长，高效率机翼型叶片的轴流风机的市场需求也越来越大。一些发达国家的知名轴流风机制造企业在国内设厂生产，其国内制造的轴流风机渐不逊色于直接进口的同类产品品质，而其制造成本大幅度降低，价格优势日益凸显。同时，轴流风机行业内的竞争也必然日趋激烈，一些有规模效益的企业在竞争中会得到进一步提升的机会，而一些缺乏核心竞争力的小企业其生存空间势必越来越小。
5.2 轴流风机的技术发展趋势
从我国政府的倡导和用户的长期需求两方面综合来看，开发高效率的节能型产品与低噪声的环保型产品是大势所趋。通过使用一些新型的计算软件对风机的流场与强度等进行模拟、计算，然后与试验检测数据对比，可以更快捷准确地得出其空气动力性能参数。
设计制造高效率的轴流风机主要可以通过以下途径来实现。
（1）设计开发出合适的叶片型线，以减小叶栅中的摩擦损失和尾迹涡流损失。
（2）确定适当的叶片数和轮毂比，以减小二次流损失。
（3）设计合理的筒状机壳高度和叶轮径向间隙，以减小环面损失。
（4）匹配合适的高效率电动机，以提高整机效率。
（5）改进设计风机筒状机壳的进口集流部位，以改善进口气流状况。
（6）改进设计风机出口的网罩，以减小出口阻力。
（7）将风叶与电动机支架改进设计，让其尽量发挥出导流的作用。
（8）完善试验检验设备，以便及时掌握风机的实际空气动力性能。
设计制造低噪声环保型的轴流风机除了需要对叶片的型线、叶片数、叶轮径向间隙以及电动机进行合理地设计与选配外，还可通过以下途径来实现：
（1）提高动平衡精度，以减小整机振动产生的噪声；
（2）采用具有一定吸声性质的材质制作叶轮等部件，以减小因叶片自身振动而产生的辐射噪声；
（3）根据仿生学原理设计开发新型低噪声叶片。
总结：
综上所述，通过对外转子离心风机转子风轮安装面工艺改良，转子压铸时增加钢套，对有效防止安装时螺纹打滑，增加强度，从而有效提高风轮运转可靠性，同时也减少了浪费，因螺纹滑扣造成的报废降为零，整体质量明显提高，为外转子离心风机的推广奠定了坚实的基础，一个新的工艺就代表着一种创新，也代表着技术上的一大改革，外转子离心风机转子风轮安装面工艺得到了保证。
参考文献：
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[3]史富川, 汤志德, 张福旺. 2K58轴流通风机的技术改造[J]. 风机技术, 2016(5):36-38.
论文作者:胡凯
论文发表刊物:《电力设备》2018年第18期
论文发表时间:2018/10/19
标签：轴流论文; 风机论文; 风轮论文; 转子论文; 法兰论文; 电机论文; 叶轮论文; 《电力设备》2018年第18期论文;