一种半开式磁悬浮叶轮叶顶间隙自调节方法技术

本发明专利技术公开了一种半开式磁悬浮叶轮叶顶间隙自调节方法，该方法步骤如下：a、首先，计算整机效率最高时半开式叶轮叶顶和叶轮盖的最佳间隙δ；b、将半开式叶轮叶顶型线Sa均分成N

【技术实现步骤摘要】
一种半开式磁悬浮叶轮叶顶间隙自调节方法


[0001]本专利技术属于叶轮
，尤其是涉及一种半开式磁悬浮叶轮叶顶间隙自调节方法。

技术介绍

[0002]鼓风机广泛应用于冶金、建材、化工、市政等高能耗行业，在国民经济发展中起着至关重要的作用。鼓风机的能耗大，例如污水处理厂中曝气鼓风机的能耗占污水处理厂总能耗的50％
‑
60％，可见提高鼓风机的运行效率，将带来可观的经济效益。
[0003]半开式叶轮鼓风机的整机效率可分为叶轮效率和扩压器、蜗壳等静止部件的效率；当扩压器、蜗壳等静止部件的效率一定时，提高叶轮效率必然使整机效率提升，半开式叶轮叶顶间隙对叶轮效率有明显的影响，学者何毅通过CFD计算和大量实际测试得出，叶顶间隙比每增加1％将导致级效率下降超过0.5％，并且级比越高，效率下降越大。控制叶轮叶顶间隙是学者们研究的共同话题，例如专利号：CN105201904A，一种半开式叶轮叶顶间隙的控制方法，该方法虽然能达到控制叶顶间隙的效果，但操作较为繁琐。为了解决其不足之处，本专利技术创新的提出了一种半开式磁悬浮叶轮叶顶间隙自调节方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术为了克服现有技术的不足，提供一种半开式磁悬浮叶轮叶顶间隙自调节方法。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种半开式磁悬浮叶轮叶顶间隙自调节方法，包括以下步骤：
[0006]a、计算确定三元流叶轮的外形尺寸及轮廓；
[0007]b、建立叶轮三维模型，对叶轮三维模型进行切片处理；
[0008]c、将叶轮三维模型的中轴线与水平方向呈45
°
角放置，在叶轮三维模型中与水平方向夹角小于40
°
的叶片部位下端添加网格工艺支撑模型，网格工艺支撑模型由叶片下端连接到水平放置的盖板上表面；盖板下表面与基板之间添加实体支撑；
[0009]d、根据S
‑
04/S
‑
08高强不锈钢材料特点设定激光选区熔化成形加工工艺参数；
[0010]e、按照步骤d设定的工艺参数，在惰性气体的保护下进行激光选区熔化成形；
[0011]f、激光选区熔化成形完成后清理浮粉，线切割去除基板；
[0012]g、去除网格工艺支撑；
[0013]h、对叶轮进行表面处理和热处理，所述表面处理包括喷砂、三元振动、磨料流和打磨处理；
[0014]i、计算整机效率最高时半开式叶轮和叶轮盖的最佳间隙δ；
[0015]j、将半开式叶轮叶顶型线Sa均分成N
‑
1段；
[0016]k、计算运行工况下，所分割叶顶型线Sa各端点向叶轮盖方向的最大偏移量δ1δ2···
δ
N
‑1δ
N
；
[0017]l、以叶顶型线Sa为基准，各端点向叶轮盖方向移量(δ+δ1，δ+δ2···
δ+δ
N
‑1，δ+δ
N
)并用样条曲线连接各点形成曲线Sc，曲线Sc即位即为叶轮盖基体的内表面轮廓加工曲线；
[0018]其中，所述步骤h中的打磨处理操作为将叶轮放入到打磨系统内完成叶轮的打磨处理，所述打磨系统包括处理台和设于所述处理台一侧的输送装置，所述处理台上设有加工槽，所述加工槽内设有第一打磨块，所述输送装置包括设于所述处理台一侧的底座、设于所述底座上的连接盘及设于所述连接盘上的多个第一连接板，所述底座上设有用于驱动连接盘转动的第二电机，所述连接盘底部设有连接环，所述底座上设有与所述连接环相配合的环槽，所述第一连接板上设有与所述加工槽相对应的第一通孔，所述第一通孔内壁上设有第一活动槽，所述第一活动槽内设有支撑板；所述处理台上设有设备腔，所述设备腔内设有第一气缸，所述第一气缸的活塞杆上设有承接板，所述处理台上方设有用于驱动叶轮转动的第一电机；叶轮在做表面处理时将叶轮放入到第一通孔内，支撑板处于第一通孔底部，连接盘转动带动叶轮转动，叶轮转动至加工槽上方，第一气缸推动承接板往上运动，承接板上升至第一通孔底部，支撑板进入到第一活动槽内，第一通孔内的叶轮掉落在承接板上，承接板带动叶轮往下运动至加工槽内，第一连接板继续转动从加工槽上方移开，第一电机驱动叶轮转动，第一打磨块与叶轮侧壁相接触打磨叶轮侧壁，完成叶轮的打磨处理；叶轮打磨完成后，连接盘继续转动，第一连接板再次转动至加工槽上方，承接板带动叶轮往上运动，支撑板进入到第一活动槽内后，叶轮进入到第一通孔内，随后支撑板从第一活动槽内伸出移动至叶轮底部，承接板下降，第一连接板转动将叶轮运出。
[0019]利用本专利技术的叶轮叶顶间隙自调节方法，在保正安全的前提下，利用叶轮运行工况自身产生的变形量，使得叶顶与叶轮盖的间隙始终处于最佳间隙δ；同时，半开式叶轮和叶轮盖的间隙增大，减低整机装配的难度，提高装配效率；通过输送装置和加工台的配合，可自动的完成叶轮的加工，提升叶轮加工效率，降低叶轮加工难度，以便快速得到所需叶轮，完成对叶轮的各项数据采集，从而提高整个方法的实施效率，进一步的增加风机的装配效率；利用承接板的升降运动，使叶轮更加平稳的放入到加工槽内，避免叶轮从高处落下造成损坏；同时利用承接板以便对叶轮起定位作用，将叶轮以指定位置放置于加工台上，提升对叶轮的加工效果；通过输送装置可自动的完成叶轮的送料和出料，无需人工参与，提升叶轮加工过程中的自动化程度。
[0020]步骤j中叶顶型线SaN取值不小于20。
[0021]步骤k分割叶顶型线Sa各端点向叶轮盖方向的最大偏移量δ1δ2···
δ
N
‑1δ
N
采用有限元仿真软件计算得出。
[0022]所述第一电机上方设有第二气缸，所述第一电机设于所述第二气缸的活塞杆上，所述第一电机的输出轴上设有第一连接杆，所述第一连接杆上设有安装槽，所述安装槽内设有第二打磨块；所述第一连接杆侧壁上还设有第二活动槽，所述第二活动槽内设有第一固定块，所述加工槽内壁上设有第三活动槽，所述第三活动槽内设有第二固定块；叶轮放置于加工槽内后，第一连接板从加工槽上方转开，第二气缸驱动第一连接杆往下运动，第一连接杆插入到叶轮轴孔内，第二固定块从第三活动槽内伸出抵在叶轮侧壁上，第一电机驱动第一连接杆转动，第一连接杆相对于叶轮转动，第二打磨块与叶轮轴孔内壁相接触，对叶轮轴孔内壁做打磨；叶轮轴孔内壁打磨完成后，第一连接杆往上运动，第二固定块进入到第三活动槽内，第一固定块从第二活动槽内伸出，第一固定块抵叶轮轴孔内壁上，第一电机带动
第一连接杆转动时带动叶轮转动，叶轮侧壁与第一打磨块相接触，完成叶轮侧面的打磨处理。
[0023]所述第二固定块侧壁上设有第一连接弹簧，所述第三活动槽底部设有第一传动槽，所述第一传动槽底部设有第四活动槽，所述第一传动槽内设有与所述第二固定块相配合的第一传动辊；所述承接板上设有凹槽，所述凹槽侧壁上设有第一通腔，所述第一通腔内壁上设有第一活动腔，所述第一通腔内穿设有与所述第四活动槽相配合的第一传动板，所述第一传本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半开式磁悬浮叶轮叶顶间隙自调节方法，其特征在于：包括以下步骤：a、计算确定三元流叶轮的外形尺寸及轮廓；b、建立叶轮三维模型，对叶轮三维模型进行切片处理；c、将叶轮三维模型的中轴线与水平方向呈45
°
角放置，在叶轮三维模型中与水平方向夹角小于40
°
的叶片部位下端添加网格工艺支撑模型，网格工艺支撑模型由叶片下端连接到水平放置的盖板上表面；盖板下表面与基板之间添加实体支撑；d、根据S
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04/S
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08高强不锈钢材料特点设定激光选区熔化成形加工工艺参数；e、按照步骤d设定的工艺参数，在惰性气体的保护下进行激光选区熔化成形；f、激光选区熔化成形完成后清理浮粉，线切割去除基板；g、去除网格工艺支撑；h、对叶轮进行表面处理和热处理，所述表面处理包括喷砂、三元振动、磨料流和打磨处理；i、计算整机效率最高时半开式叶轮和叶轮盖的最佳间隙δ；j、将半开式叶轮叶顶型线Sa均分成N
‑
1段；k、计算运行工况下，所分割叶顶型线Sa各端点向叶轮盖方向的最大偏移量δ1δ2···
δ
N
‑1δ
N
；l、以叶顶型线Sa为基准，各端点向叶轮盖方向移量(δ+δ1，δ+δ2···
δ+δ
N
‑1，δ+δ
N
)并用样条曲线连接各点形成曲线Sc，曲线Sc即位即为叶轮盖基体的内表面轮廓加工曲线；其中，所述步骤h中的打磨处理操作为将叶轮放入到打磨系统内完成叶轮的打磨处理，所述打磨系统包括处理台(10)和设于所述处理台(10)一侧的输送装置，所述处理台(10)上设有加工槽，所述加工槽内设有第一打磨块(14)，所述输送装置包括设于所述处理台(10)一侧的底座(20)、设于所述底座(20)上的连接盘(21)及设于所述连接盘(21)上的多个第一连接板(22)，所述底座(20)上设有用于驱动连接盘(21)转动的第二电机，所述连接盘(21)底部设有连接环，所述底座(20)上设有与所述连接环相配合的环槽，所述第一连接板(22)上设有与所述加工槽相对应的第一通孔，所述第一通孔内壁上设有第一活动槽，所述第一活动槽内设有支撑板(23)；所述处理台(10)上设有设备腔，所述设备腔内设有第一气缸(11)，所述第一气缸(11)的活塞杆上设有承接板(12)，所述处理台(10)上方设有用于驱动叶轮转动的第一电机(31)；叶轮在做表面处理时将叶轮放入到第一通孔内，支撑板(23)处于第一通孔底部，连接盘(21)转动带动叶轮转动，叶轮转动至加工槽上方，第一气缸(11)推动承接板(12)往上运动，承接板(12)上升至第一通孔底部，支撑板(23)进入到第一活动槽内，第一通孔内的叶轮掉落在承接板(12)上，承接板(12)带动叶轮往下运动至加工槽内，第一连接板(22)继续转动从加工槽上方移开，第一电机(31)驱动叶轮转动，第一打磨块(14)与叶轮侧壁相接触打磨叶轮侧壁，完成叶轮的打磨处理；叶轮打磨完成后，连接盘(21)继续转动，第一连接板(22)再次转动至加工槽上方，承接板(12)带动叶轮往上运动，支撑板(23)进入到第一活动槽内后，叶轮进入到第一通孔内，随后支撑板(23)从第一活动槽内伸出移动至叶轮底部，承接板(12)下降，第一连接板(22)转动将叶轮运出。2.按照权利要求1所述的一种半开式磁悬浮叶轮叶顶间隙自调节方法，其特征在于：步骤j中叶顶型线SaN取值不小于20。3.按照权利要求1所述的一种半开式磁悬浮叶轮叶顶间隙自调节方法，其特征在于：步
骤k分割叶顶型线Sa各端点向叶轮盖方向的最大偏移量δ1δ2···
δ
N
‑1δ
N
采用有限元仿真软件计算得出。4.按照权利要求1所述的一种半开式磁悬浮叶轮叶顶间隙自调节方法，其特征在于：所述第一电机(31)上方设有第二气缸(30)，所述第一电机(31)设于所述第二气缸(30)的活塞杆上，所述第一电机(31)的输出轴上设有第一连接杆(33)，所述第一连接杆(33)上设有安装槽，所述安装槽内设有第二打磨块(331)；所述第一连接杆(33)侧壁上还设有第二活动槽，所述第二活动槽内设有第一固定块(332)，所述加工槽内壁上设有第三活动槽，所述第三活动槽内设有第二固定块(18)；叶轮放置于加工槽内后，第一连接板(22)从加工槽上方转开，第二气缸(30)驱动第一连接杆(33)往下运动，第一连接杆(33)插入到叶轮轴孔内，第二固定块(18)从第三活动槽内伸出抵在叶轮侧壁上，第一电机(31)驱动第一连接杆(33)转动，第一连接杆(33)相对于叶轮转动，第二打磨块(331)与叶轮轴孔内壁相接触，对叶轮轴孔内壁做打磨；叶轮轴孔内壁打磨完成后，第一连接杆(33)往上运动，第二固定块(18)进入到第三活动槽内，第一固定块(332)从第二活动槽内伸出，第一固定块(332)抵叶轮轴孔内壁上，第一电机(31)带动第一连接杆(33)转动时带动叶轮转动，叶轮侧壁与第一打磨块(14)相接触，完成叶轮侧面的打磨处理。5.按照权利要求1所述的一种半开式磁悬浮叶轮叶顶间隙自调节方法，其特征在于：所述第二固定块(18)侧壁上设有第一连接弹簧(181)，所述第三活动槽底部设有第一传动槽，所述第一传动槽底部设有第四活动槽，所述第一传动槽内设有与所述第二固定块(18)相配合的第一传动辊(140)；所述承接板(12)上设有凹槽，所述凹槽侧壁上设有第一通腔，所述第一通腔内壁上设有第一活动腔，所述第一通腔内穿设有与所述第四活动槽相配合的第一传动板(123)，所述第一传动板(123)上设有第一限位杆(124)，所述第一限位杆(124)上设有第一复位弹簧(125)；所述凹槽内设有气囊(122)，所述气囊(122)顶部设有第一推板(121)；叶轮处于承接板(12)上时，叶轮的轴孔处于第一推板(121)位置，第一连接杆(33)往下运动插入到叶轮轴孔内后，第一连接杆(33)推动第一推板(121)往下运动，第一推板(121)推动气囊(122)形变，气囊(122)内的空气进入到第一通腔内，气压推动第一传动板(123)往空腔外移动，第一传动板(123)插入到第四活动槽内，第一传动板(123)带动第一传动辊(140)转动，第一传动辊(140)带动第二固定块(18)往第三活动槽外侧移动，第二固定块(18)伸入到加工槽内抵在叶轮侧壁上，第一连接杆(33)相对叶轮转动，对叶轮的轴孔内壁做打磨处理。6.按照权利要求4所述的一种半开式磁悬浮叶轮叶顶间隙自调节方法，其特征在于：所述第一电机(31)的输出轴上设有第二连接杆(34)，所述第一连接杆(33)上设有第二通腔，所述第二连接杆(34)穿设于所述第二通腔内，所述第二通腔内壁上设有第二活动腔，所述第二连接杆(34)上设有与所述第二活动腔相配合的第一限位板(341)，所述第一限位板(341)底部设有第二复位弹簧(342)，所述第二活动腔顶部设有与所述第二活动槽相通的第五活动槽，所述第一固定块(332)上设有第三连接杆(333)，所述第三连接杆(333)穿设于所述第五活动槽内，所述第五活动槽内可转动连接有第一传动杆(334)，所述第五活动槽底部穿设有推杆(335)，所述推杆(335)上设有第一滑块，所述第五活动槽内壁上设有与所述第一滑块相配合的第一滑槽；第一连接杆(33)往下运动时，第一连接杆(33)插入到叶轮的轴孔内，第一连接杆(33)移动至叶轮轴孔底部后，第二连接杆(34)相对于第一连接杆(33)移
动，第二连接杆(34)推动第一推板(121)往下运动，第一推板(121)挤压气囊(122)，第二固定块(18)从第三活动槽内伸出抵在叶轮侧壁上；当叶轮轴孔内壁打磨完成后，第二连接杆(34)相对于第一连接杆(33)往上运动，第一推板(121)往上运动，第一传动板(123)进入到第一通腔内，第二固定块(18)进入到第三活动槽内；第一限位板(341)随第二连接杆(34)往上运动，第一限位板(341)推动推杆(335)往上运动，推杆(335)推动第一传动杆(334)一端转动，第一传动杆(334)绕连接点转动，第一传动杆(334)另一端推动第三连接杆(333)移动，第三连接杆(333)带动第一固定块(332)往第二活动槽外移动，第一固定块(332)从第二活动槽内伸出抵在叶轮轴孔内壁上，完成第一连接杆(33)与叶轮的连接，第一电机(31)驱动第二连接杆(34)转动时带动第一连接杆(33)转动，叶轮随第一连接杆(33)转动，对叶轮侧壁做打磨处理。7.按照权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐朋帅，邵准远，刘燕潇，
申请(专利权)人：浙江上风高科专风实业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：