离心式冷风机结构解析如下:
电机:作为动力源,三相异步电机可提供较大功率,其结构简单、工艺方便、节约材料且运行性能良好,能保障离心风机设备稳定运行。不过电机故障多由机械故障引起,其中70%以上是轴承损坏导致,因此关注轴承可降低电机故障率。
叶轮:是核心做功部件,由叶片、前盘、后盘及轮毂组成。按叶片出口角度可分为后向叶片、径向叶片、前向叶片三类。后向叶片效率最高,适用于高风压、低噪声场景;径向叶片结构简单、强度高,适合含尘气体输送,但效率较低;前向叶片风量系数大,可缩小叶轮直径,常用于低压大流量场景,但易产生涡流噪声。叶片材料有金属材料(如普通碳钢、不锈钢、铝合金)和非金属材料(如玻璃钢、碳纤维复合材料)。关键设计参数包括叶片数和叶轮直径,后向叶片叶片数一般为8 - 12片,前向叶片为16 - 24片;叶轮直径增大10%,风量提升15%,风压提升21%,但需校核强度,许用应力≤材料屈服强度的60%。
蜗壳:呈螺旋形,由侧板、蜗板及扩压器组成,是气体收集与能量转换枢纽。其关键参数有蜗壳基圆直径、蜗壳宽度、扩散器角度等。蜗壳基圆直径=(1.05 - 1.15)D2,确保叶轮出口气流顺畅导入;蜗壳宽度B=(0.8 - 1.2)B2(叶轮宽度),过宽易导致涡流,过窄增加流动阻力;扩散器角度θ=8° - 15°,太大易产生分离损失,太小增加轴向尺寸。材料方面,普通场景采用Q235钢板焊接,内壁喷涂耐磨涂层;高压风机采用铸钢蜗壳,经时效处理消除内应力。蜗壳侧板粘贴阻尼材料可降噪。
进气口:是气流导入的预优化单元。进气口与叶轮间隙δ=(0.01 - 0.02)D2,间隙过大导致泄漏,泄漏量每增加1%,效率下降0.5%;内壁粗糙度Ra≤6.3μm,采用冲压成型后抛光处理,减少边界层分离。
轴与轴承:轴的材料选用45#钢(调质处理,硬度HB220 - 250)或40Cr(强度提升30%,适用于高速风机),工作转速需低于一阶临界转速的70%(安全系数S≥1.4),避免共振。轴承配置方案有滚动轴承和滑动轴承,滚动轴承中深沟球轴承适用于转速≤3000rpm、承载径向载荷的情况,角接触球轴承能承受轴向载荷;滑动轴承适用于大型风机(叶轮直径>1.5m),采用油膜润滑,温度控制≤70℃。密封设计采用迷宫式密封+甩油环,防止粉尘进入轴承。
传动部件:是能量传递的效率保障。传动方式多样,联轴器选择有弹性联轴器和膜片联轴器,弹性联轴器可补偿轴向/径向偏差,降低振动传递;膜片联轴器无润滑需求,适用于高精度场景,但成本较高。
密封装置:是减少泄漏的必要措施。轴封类型有迷宫式密封、填料密封、机械密封,迷宫式密封适用于清洁气体,填料密封适用于含尘气体,机械密封用于易燃易爆气体。蜗壳密封设计方面,侧板与蜗板连接处采用满焊工艺,焊后进行气密性测试;法兰连接面加装橡胶密封垫,防止气体外溢。
集流器:装置在叶轮前,使气流能均匀地充满叶轮的入口截面,并且气流通过它时的阻力损失最小。其类型有圆筒形、圆锥形、弧形、锥弧形,锥弧形集流器效果最佳。集流器与叶轮的配合以套口间隙形式为好,需保证含口间隙符合图纸标准。
蜗舌:位于蜗壳出口处,可防止气体在机壳内循环流动。蜗舌有尖舌、深舌、短舌等类型,尖舌用于高效率的风机,但噪音一般较大;深舌大多用于低转速的风机;短舌大多用于高转速的风机。蜗舌顶端的圆弧r对风机气动力性能无明显影响,但对噪声影响较大,圆弧半径r小,噪声会增大,一般取r=(0.03~0.06)D2。
调节风门:常见的调节门是花瓣式叶片型调节门,调节范围由0°(全开)到90°(全闭)。调节门的搬把位置,从进风口方向看过去在右侧。对于右旋转风机,搬把由下往上推是全闭到全开方向;对于左旋转风机,搬把由上往下拉是全闭到全开方向。
机壳:用钢板制成坚固结构,有整体式和半开式两种,半开式便于检修。
底座、电机支架、进出口软接头或进出口防护网、减震器及若干紧固件:这些部件共同构成离心式冷风机的整体结构,确保其稳定运行和安全使用。


