一种改变外转子轴流风机焊接铁叶片结构的调频方法技术

本发明专利技术公开了一种改变外转子轴流风机焊接铁叶片结构的调频方法，其方法步骤为：对叶片进行主加强筋的设计，对设计主加强筋后的叶轮进行有限元计算，根据叶轮的常用转速区间

【技术实现步骤摘要】
一种改变外转子轴流风机焊接铁叶片结构的调频方法


[0001]本专利技术涉及外转子轴流风机结构
，尤其涉及一种改变外转子轴流风机焊接铁叶片结构的调频方法
。

技术介绍

[0002]外转子轴流风机是一种提供风能的一种设备，被广泛应用于各个行业，因此人们对风机的可靠性越发的关注
。
其中叶轮是风机的重要组成部分，叶轮的失效也是风机主要的失效形式之一
。
叶轮的失效会导致风机的基本功能丧失，造成财产损失，甚至可能会发生安全事故
。
[0003]目前对风机叶轮失效原因分析，一般认为是
:1.
叶轮转速过高，静应力超过材料的抗拉强度，导致断裂；
2.
叶轮转速频率与叶轮固有频率相重合，发生共振现象
。
[0004]因此需要改变叶片频率避开共振频率，且提升叶片的抗拉强度
。
[0005]现有常用的叶片调频方法通常通过改变叶片材料或改变叶片厚度和形状重新设计叶片来实现；而材料的选择需要考虑加工难度
、
制造成本
、
应用环境等诸多因素，单纯出于调频目的改变材料存在较大困难；而改变叶片厚度和形状重新设计叶片又需要耗费大量的实验过程和时间，成本太高，费时费力
。

技术实现思路

[0006]为解决上述技术问题，本专利技术设计了一种改变外转子轴流风机焊接铁叶片结构的调频方法，加强抗拉强度的同时，通过调整加强筋角度
、
增加加强筋厚度来改变叶片的频率，能够避免叶片共振导致的断裂事故
、
同时可以减少气动设计的迭代
。
[0007]本专利技术采用如下技术方案：一种改变外转子轴流风机焊接铁叶片结构的调频方法，其方法步骤为：
S1、
对符合流体性能的原始叶片进行有限元仿真分析，叶轮静强度及变形量是否满足需求，选取满足需求的叶片；
S2、
对叶片进行主加强筋的设计：在弧形叶片的根部中心位置外凸形成主加强筋，主加强筋外凸形成的弧面位于弧形叶片的根部的弧线为
L
，
L
与原始叶片根部的弧线平行，设主加强筋起始位置点
A1
与
L
的起始位置点
A2
连成直线
L1
；加强筋起始位置
A1
与
L
的起始位置点
A2
在原始叶片曲面对应的点
A3
连成直线
L2
，
L1
与
L2
组成一夹角
α
，叶片的厚度为
t
；
S3、
对设计主加强筋后的叶轮进行有限元计算，根据叶轮的常用转速区间
、
叶片固有频率绘制坎贝尔图，判断常用转速区间段内有无危险共振，若没有危险共振点，叶片开模，并进行测试验证；若有危险共振点，则需要调节叶片主加强筋的夹角
α
、
厚度
t
进行调频，增大
α
，增大频率，减小
α
，减小频率，增大
t
，增大频率，减小
t
，减小频率，并重新判断危险共振点，直至没有危险共振点
。
[0008]作为优选，所述主加强筋的大小不超过叶片大小的
1/2。
[0009]作为优选，所述叶片和主加强筋通过一体冲压成型
。
[0010]作为优选，在弧形叶片的根部主加强筋的两侧分别内凹形成辅加强筋，辅加强筋内凹形成的弧面位于弧形叶片的根部的弧线为
N
，
N
与原始叶片根部的弧线平行
, 设辅加强筋起始位置点
B1
与
N
的起始位置点
B2
连成直线
N1
；加强筋起始位置
B1
与
N
的起始位置点
B2
在原始叶片曲面对应的点
B3
连成直线
N2
，
N1
与
N2
组成一夹角
β
，对设计有主加强筋和辅加强筋的叶轮进行有限元计算，根据叶轮的常用转速区间
、
叶片固有频率绘制坎贝尔图，判断常用转速区间段内有无危险共振，若没有危险共振点，叶片开模，并进行测试验证；若有危险共振点，则需要调节叶片主加强筋的夹角
α
、
厚度
t
和辅加强筋的夹角
β
进行调频，增大
α
，增大频率，减小
α
，减小频率，增大
t
，增大频率，减小
t
，减小频率，增大
β
，增大频率，减小
β
，减小频率，并重新判断危险共振点，直至没有危险共振点
。
[0011]作为优选，所述叶片和辅加强筋通过一体冲压成型
。
[0012]作为优选，所述夹角
α
的上限和材料的塑性有关，夹角
α
的下限为
0。
[0013]作为优选，所述夹角
β
的上限和材料的塑性有关，夹角
β
的下限为
0。
[0014]作为优选，所述
t
的下限确定，需要叶片的静强度满足叶轮的最大转速；
t
的上限由成本限定
。
[0015]本专利技术的有益效果是：本专利技术区别于现有技术，设计了一种改变外转子轴流风机焊接铁叶片结构的调频方法，在不改变叶片材料形状重新设计叶片的情况下，仅调整加强筋外凸角度
、
增加加强筋厚度来改变叶片的频率，简化了叶片调频的结构和方法，大大方便了叶片的调频，节省了叶片调频的时间和成本
。
可节约气动设计迭代时间，缩短设计周期，节约了验证成本；在常用转速区间段内，避免了共振，增强了叶轮的可靠性，增加了叶轮使用寿命
。
附图说明
[0016]图1是本专利技术的一种结构示意图；图2是本专利技术另一角度的一种结构示意图；图3是本专利技术相同夹角
α
，厚度
t
为
1.2mm
时的叶片共振转速图；图4是本专利技术相同夹角
α
，厚度
t
为
1.5mm
时的叶片共振转速图；图5是本专利技术相同夹角
α
，厚度
t
为
2.0mm
时的叶片共振转速图；图6是根据图3‑
图5的常用转速区间
、
叶片固有频率数据绘制坎贝尔图；图7是本专利技术相同厚度
t
，夹角
α
分别为5度时的叶片共振转速图；图8是本专利技术相同厚度
t
，夹角
α
分别为...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种改变外转子轴流风机焊接铁叶片结构的调频方法，其特征是，其方法步骤为：
S1、
对符合流体性能的原始叶片进行有限元仿真分析，叶轮静强度及变形量是否满足需求，选取满足需求的叶片；
S2、
对叶片进行主加强筋的设计：在弧形叶片的根部中心位置外凸形成主加强筋，主加强筋外凸形成的弧面位于弧形叶片的根部的弧线为
L
，
L
与原始叶片根部的弧线平行，设主加强筋起始位置点
A1
与
L
的起始位置点
A2
连成直线
L1
；加强筋起始位置
A1
与
L
的起始位置点
A2
在原始叶片曲面对应的点
A3
连成直线
L2
，
L1
与
L2
组成一夹角
α
，叶片的厚度为
t
；
S3、
对设计主加强筋后的叶轮进行有限元计算，根据叶轮的常用转速区间
、
叶片固有频率绘制坎贝尔图，判断常用转速区间段内有无危险共振，若没有危险共振点，叶片开模，并进行测试验证；若有危险共振点，则需要调节叶片主加强筋的夹角
α
、
厚度
t
进行调频，增大
α
，增大频率，减小
α
，减小频率，增大
t
，增大频率，减小
t
，减小频率，并重新判断危险共振点，直至没有危险共振点
。2.
根据权利要求1所述的一种改变外转子轴流风机焊接铁叶片结构的调频方法，其特征是，所述主加强筋的大小不超过叶片大小的
1/2。3.
根据权利要求1所述的一种改变外转子轴流风机焊接铁叶片结构的调频方法，其特征是，所述叶片和主加强筋通过一体冲压成型
。4.
根据权利要求1所述的一种改变外转子轴流风机焊接铁叶片结构的调频方法，其特征是，在弧形叶片的根部主加强筋的两侧分别内凹形成辅加强筋，辅加强筋内凹形成的弧面位于弧形叶片的根部的弧线为
N
...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡渊海，王统，李向峰，
申请(专利权)人：杭州顿力风机有限公司，
类型：发明
国别省市：