一種半開式葉輪葉頂間隙的控制方法
【技術領域】
[0001] 本發明創造屬于葉輪領域，尤其是設及一種半開式葉輪葉頂間隙的控制方法。
【背景技術】
[0002] 離屯、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W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。

【發明內容】

[0003] 本發明創造要解決的問題是減少葉片與集流器之間的間隙。
[0004] 為解決上述技術問題，本發明創造采用的技術方案是：
[0005] -種半開式葉輪葉頂間隙的控制方法，包括W下步驟：
[0006] (1)設計確定葉輪的形狀尺寸；
[0007] 似計算葉輪最大直徑處的軸向變形量AD;
[000引 （3)將葉輪的輪蓋面曲線Sl沿軸向偏移AD的距離，得到曲線S2 ;
[0009] (4)將偏移得到的曲線S2沿軸向向外等距移動Imm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；
[0010] (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。
[0011] 優選地，步驟（1)中AD采用有限元軟件仿真計算得到。
[0012] 優選地，步驟巧）中采取的保護涂層為聚四氣乙締涂層，采用靜電噴涂方式。
[0013] 本發明創造具有的優點和積極效果是：。
[0014] (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；
[0015] (2)當葉輪發生軸向竄動W及徑向振動時，涂層可W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；
[0016] (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】
[0017] 為了更清楚地說明本發明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 是本發明創造的實施例，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W根據運些附圖獲得其他的附圖。
[0018] 圖1是本發明中葉輪的結構示意圖；
[0019] 圖2是本發明中葉輪與集流器的裝配示意圖；
[0020] 圖3是本發明中集流器增加涂層后的裝配示意圖；
[0021] 圖4是本發明的圖3中涂層部分的局部示意圖；
[0022] 圖5是本發明中葉輪切削涂層示意圖。
[0023] 圖中：
[0024] 1、集流器2、葉輪3、涂層
【具體實施方式】
[0025] 下面將結合本發明創造實施例中的附圖，對本發明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發明創造一部分實施例，而不是全部的 實施例。基于本發明創造中的實施例，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，都屬于本發明創造保護的范圍。
[0026] 在下面的描述中闡述了很多具體細節W便于充分理解本發明創造，但是本發明創 造還可W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W在不違背本發 明創造內涵的情況下做類似推廣，因此本發明創造不受下面公開的具體實施例的限制。
[0027] 其次，本發明創造結合示意圖進行詳細描述，在詳述本發明創造實施例時，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 在此不應限制本發明創造保護的范圍。此外，在實際制作中應包含長度、寬度及高度的=維 空間尺寸。
[0028] 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W內。W 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。
[002引本發明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<Imm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，本發明采用的方法包括W下步驟：
[0030] (1)設計確定葉輪的形狀尺寸；
[0031] 似計算葉輪最大直徑處的軸向變形量AD ;
[003引（3)將葉輪的輪蓋面曲線Sl沿軸向偏移AD的距離，得到曲線S2;
[003引 （4)將偏移得到的曲線S2沿軸向向外等距移動Imm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；
[0034] (5)對加工得到的集流器內表面噴涂聚四氣乙締涂層等保護涂層，涂層厚度1mm， 耐溫260°C，使噴涂涂層后最終形成的集流器內表面曲線為S2。
[0035] 步驟（1)中AD采用ansys有限元軟件仿真計算得到。
[0036] 葉輪2與集流器I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。本發明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。
[0037] 所述保護涂層可W采用其他的軟質金屬涂層等。
[0038] 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 A山徑向變形量Ar，總變形量為AL如圖5所示，AL>A山因此葉片會與涂層發生微量 摩擦，涂層被切削量為
其中，
也于徑向變形量Ar 很小，因此At很小。
[0039] 根據本方案，當葉輪發生軸向竄動W及徑向振動時，涂層可W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。
[0040] W上對本發明創造的一個實施例進行了詳細說明，但所述內容僅為本發明創造的 較佳實施例，不能被認為用于限定本發明創造的實施范圍。凡依本發明創造申請范圍所作 的均等變化與改進等，均應仍歸屬于本發明創造的專利涵蓋范圍之內。
【主權項】
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AD; (3) 將葉輪的輪蓋面曲線Sl沿軸向偏移AD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Imm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。2. 根據權利要求1所述的半開式葉輪葉頂間隙的控制方法，其特征在于：步驟（1)中 AD采用有限元軟件仿真計算得到。3. 根據權利要求1所述的半開式葉輪葉頂間隙的控制方法，其特征在于：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。
【專利摘要】本發明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。
【IPC分類】F04D29/02, F04D29/28, F04D29/42
【公開號】CN105201904
【申請號】CN201510556996
【發明人】蔣益民, 沙洪磊, 俞天野, 何毅, 張志華, 劉志忠
【申請人】億昇(天津)科技有限公司
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年9月2日