本實(shí)用新型涉及通風(fēng)設(shè)備，特別的，涉及一種軸流風(fēng)機(jī)葉輪。

背景技術(shù)：

隨著國家對工業(yè)設(shè)備的能耗要求越來越高，目前軸流風(fēng)機(jī)正向著輕量化方向發(fā)展，現(xiàn)有的軸流風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)較笨重，噪音較大，多采用是鑄鋁材料鑄造完成，而且為了降低成本，多采用的是普通砂鑄工藝，該工藝的缺點(diǎn)是產(chǎn)品成型后材料組織結(jié)構(gòu)疏松，缺陷較多。

對于中小型軸流風(fēng)機(jī)葉輪，由于葉輪尺寸小，葉輪各部位的厚度較薄，鋁液澆注時(shí)間較短，產(chǎn)品材料組織結(jié)構(gòu)尚能滿足要求。但對于大型軸流風(fēng)機(jī)葉輪，由于葉輪尺寸較大，葉輪各部位的厚度也較厚，鋁液澆注時(shí)間會較長，易造成鑄鋁葉輪在澆注成型過程中因各部位冷卻不均勻造成應(yīng)力不均衡，導(dǎo)致葉輪成型質(zhì)量較差或不符合力學(xué)性能要求，且葉輪的厚度將嚴(yán)重增加其自身重量，導(dǎo)致葉輪難于滿足風(fēng)機(jī)的輕量化設(shè)計(jì)要求，葉輪的增重也會加重風(fēng)機(jī)的振動(dòng)。

因此，需要一種方案使得軸流風(fēng)機(jī)在滿足葉輪力學(xué)性能要求的同時(shí)，盡量減輕自重，即滿足輕量化要求、減小振動(dòng)。

中國專利201320437583.5公開了一種具有分體式輪轂的葉輪，其輪轂包括由數(shù)個(gè)葉柄套依次拼接而成的圓環(huán)，每個(gè)葉柄套上配合安裝一個(gè)葉片，該方案中葉片與葉輪輪體也是分體式的(用螺栓與法蘭套與輪盤固連在一起)，但該葉輪零部件多，結(jié)構(gòu)繁雜，安裝與維護(hù)不方便。

因此，需要一種方案使得軸流風(fēng)機(jī)葉輪在滿足輕量化要求的同時(shí)，盡量精簡葉輪結(jié)構(gòu)，并盡量簡化或減少安裝與維護(hù)程序。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型目的在于提供一種軌道列車軸流風(fēng)機(jī)葉輪，以解決背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種軸流風(fēng)機(jī)葉輪，包括徑向由外而內(nèi)設(shè)置的葉片1、輪圈2及輪轂3，所述葉片與輪圈外圓面固連在一起，且葉片與輪圈為一體鑄造而形成的整體，所述輪轂同軸設(shè)置在輪圈徑向內(nèi)側(cè)，所述輪圈的徑向內(nèi)圓面設(shè)有一圈凸緣21，凸緣沿葉輪的徑向向內(nèi)凸出，輪轂的徑向外側(cè)邊緣與凸緣采用可拆卸的連接方式固定連接。

進(jìn)一步的，所述輪轂的徑向外側(cè)邊緣設(shè)有用于與凸緣固定連接的法蘭邊314，所述法蘭邊314包括徑向在外的平行部315和在內(nèi)的定位部316，所述平行部315上的軸向通孔與凸緣上的軸向通孔對齊且二者通過螺栓A5軸向疊加連接，實(shí)現(xiàn)輪轂與輪圈的可拆卸連接，定位部316用于安裝過程中對輪圈進(jìn)行徑向輔助定位；與凸緣軸向疊加的所述平行部315在軸向上位于葉輪出風(fēng)口的一側(cè)，以使葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，平行部可沿與進(jìn)風(fēng)方向相反的方向提供一定的軸向支撐力而減小螺栓A5所受的軸向力。

進(jìn)一步的，所述輪轂的中心軸孔內(nèi)設(shè)有與輪轂主體31材質(zhì)不同的輪芯4，所述輪芯為筒狀結(jié)構(gòu)，輪芯的中心通孔41用于連接葉輪驅(qū)動(dòng)軸，所述輪轂主體通過鑄造的方式與輪芯外圓面接合，使得輪轂主體與輪芯之間形成帶分子接合力的整體式結(jié)構(gòu)，所述輪芯的材質(zhì)強(qiáng)度大于輪圈、葉片及輪轂主體的材質(zhì)強(qiáng)度，且輪圈、葉片及輪轂主體的材質(zhì)密度均小于輪芯的材質(zhì)密度。

進(jìn)一步的，所述輪芯與輪轂主體接合的外圓面凸設(shè)有凸部42，且通過鑄造方式與輪芯外圓面接合的輪轂主體在對應(yīng)凸部的位置設(shè)置為與凸部匹配的凹部32，輪芯凸部用于防止輪芯與輪轂主體之間發(fā)生軸向方向的相對位移，增強(qiáng)葉輪的穩(wěn)定性。

進(jìn)一步的，所述輪轂主體徑和由內(nèi)而外包括輪芯接合部311、輪轂根部312、輪轂腹板313和法蘭邊314，所述輪芯接合部呈筒狀結(jié)構(gòu)并包裹在輪芯外，與輪芯上的凸部42匹配的凹部32設(shè)置在筒狀結(jié)構(gòu)輪芯結(jié)合部的徑向內(nèi)壁，所述輪轂根部凸出于輪芯接合部外表面并用于銜接沿輪轂徑向方向設(shè)置的所述輪轂腹板，所述輪轂腹板為一塊整體的盤狀結(jié)構(gòu)板，所述定位部316設(shè)置在輪轂腹板的徑向外緣，所述凸緣與輪轂腹板位沿輪轂徑向方向?qū)R，所述凹部32與輪轂根部312沿輪轂徑向方向?qū)R，以避免因設(shè)置有凹部而需額外增加輪芯接合部的厚度，有效的減輕輪轂重量，使輪轂的實(shí)體部分得到最合理的利用。

進(jìn)一步的，所述輪圈與葉片固連的外圓面為球狀弧面，即輪圈沿輪轂軸向方向設(shè)有弧度，且輪圈外圓面的最大直徑點(diǎn)與輪圈內(nèi)圓面的凸緣沿徑向方向?qū)R；且以凸緣為界，所述輪圈位于葉輪進(jìn)風(fēng)口一端的厚度δ₁大于輪圈位于葉輪出風(fēng)口一端的厚度δ₂。

進(jìn)一步的，輪圈半徑R與所述輪圈的外圓面沿輪轂軸向方向剖得的圓弧的半徑SR的比值為R：SR＝1.5～2.7。

優(yōu)選的，所述輪芯材質(zhì)采用鑄鐵或鑄鋼，所述輪圈、葉片及輪轂主體材質(zhì)均采用鑄鋁。

進(jìn)一步的，所述輪圈的軸向一端的端面固設(shè)有防塵板6，且所述防塵板與葉輪進(jìn)風(fēng)口位于同一側(cè)。

進(jìn)一步的，所述防塵板上開設(shè)有對準(zhǔn)輪轂中心軸孔的位置以便于檢查維修的手孔61，手孔處固設(shè)有可拆卸的蓋板62，且所述可拆卸的蓋板位于防塵板軸向遠(yuǎn)離輪圈一端的外側(cè)。

所述防塵板與輪圈端面之間的縫隙處以及所述蓋板與防塵板之間的縫隙處均填充有密封膠。

所述軸流風(fēng)機(jī)葉輪的制備方法包括以下步驟：

1)將輪圈及輪圈外圓面分布的葉片整體鑄造，另將輪芯整體鑄造；

2)再將輪芯置于輪轂?zāi)＞邇?nèi)，開始澆鑄輪轂，使得輪芯埋于輪轂內(nèi)，輪轂和輪芯一體成形；

3)將輪轂與輪圈用螺栓A5固連到一起。

本實(shí)用新型中所述輪圈直徑為輪圈外圓面最大半徑位置處(點(diǎn)M處)的半徑值。

本實(shí)用新型具有以下有益效果：

本實(shí)用新型的葉輪輪轂與輪圈采用可拆卸的分體式結(jié)構(gòu)，安裝方便，簡化鑄造工藝，降低成本，且使得葉輪的不同部位可以分別鑄造，可以大大減少葉輪鑄造缺陷，提高葉輪的鑄造質(zhì)量，同時(shí)，輪轂與輪圈的厚度也可減薄，從而大大減輕葉輪的重量，減小風(fēng)機(jī)振動(dòng)。

本實(shí)用新型的輪圈與葉片固連的外圓面為球狀弧面，一方面可使輪圈局部減薄，減輕風(fēng)機(jī)重量，另一方面使風(fēng)機(jī)氣流更順暢，本實(shí)用新型相對于普通外圓面為圓柱狀弧面的葉輪，可使風(fēng)機(jī)的效率提高5～10％。

本實(shí)用新型的輪轂設(shè)有與輪轂主體材質(zhì)不同的輪芯，且輪芯與輪轂主體之間存在通過鑄造形成的分子接合力，使得輪芯與輪轂之間構(gòu)成不可拆卸的半分體式結(jié)構(gòu)，輪轂主體可采用輕質(zhì)材料如鑄鋁，以減輕葉輪重量，為保證整個(gè)輪轂與葉輪驅(qū)動(dòng)軸之間的可靠連接，輪芯采用強(qiáng)度較高的材料如鑄鐵或鑄鋼，由于輪芯采用鑄鐵或鑄鋼有足夠的強(qiáng)度，輪芯的厚度可以減薄，輪轂中心軸孔區(qū)域的輪芯接合部的厚度也可以減薄，進(jìn)一步的減輕葉輪重量，減小風(fēng)機(jī)振動(dòng)。

本實(shí)用新型的葉輪設(shè)有防塵板，可有效保護(hù)葉輪內(nèi)部結(jié)構(gòu)，延長葉輪壽命，防塵板上設(shè)有相對較小的手孔，手孔處蓋設(shè)有蓋板，可減少所需拆卸的螺栓，簡化維護(hù)過程。

除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本實(shí)用新型還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照圖，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的葉輪主視剖面圖；

圖2是本實(shí)用新型圖1的仰視圖(去除防塵板及蓋板)；

圖3是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的輪圈主視剖面圖；

圖4是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的輪轂主體主視剖面圖；

圖5是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的防塵板俯視圖；

圖6是本實(shí)用新型圖5中的A-A剖視圖；

圖7是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的蓋板俯視圖。

圖中：1-葉片，2-輪圈，21-凸緣，3-輪轂，31-輪轂主體，311-輪芯接合部，312-輪轂根部，313-輪轂腹板，314-法蘭邊，315-平行部，316-定位部，32-凹部，4-輪芯，41-輪芯中心通孔，42-凸部，5-螺栓A，6-防塵板，61-手孔，62-蓋板，63-螺母、64-螺栓B，65-螺栓C。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本實(shí)用新型可以根據(jù)權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。

參見圖1～圖7一種軸流風(fēng)機(jī)葉輪，徑向由外而內(nèi)設(shè)置的葉片1、輪圈2及輪轂3，葉片與輪圈外圓面固連在一起，且葉片與輪圈為一體鑄造而形成的整體，輪轂同軸設(shè)置在輪圈徑向內(nèi)側(cè)，輪圈的向內(nèi)圓面的軸向中間區(qū)域沿輪轂徑向方向設(shè)有一圈凸緣21，凸緣沿葉輪的徑向向內(nèi)凸出，輪轂的徑向外側(cè)邊緣與輪圈內(nèi)圓面采用螺栓A5固定連接。

本實(shí)施例中，輪轂的徑向外側(cè)邊緣設(shè)有用于與凸緣固定連接的法蘭邊314，凸緣與法蘭邊通過螺栓A5連接，法蘭邊設(shè)有沿輪轂徑向方向設(shè)置的且與凸緣沿輪轂軸向方向疊加的平行部315，螺栓A穿設(shè)在疊加后的凸緣與平行部預(yù)設(shè)的通孔內(nèi)并擰緊而實(shí)現(xiàn)輪轂與輪圈的可拆卸連接，法蘭邊還設(shè)有沿輪轂軸向方向設(shè)置的定位部316，定位部316用于安裝過程中對輪圈進(jìn)行徑向輔助定位；與凸緣軸向疊加的平行部315在軸向上位于葉輪出風(fēng)口的一側(cè)，以使葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，平行部可提供一定的軸向支撐力而減小螺栓A5所受的軸向力。

輪轂的中心軸孔內(nèi)設(shè)有與輪轂主體31材質(zhì)不同的輪芯4，輪芯為筒狀結(jié)構(gòu)，輪芯的中心通孔41用于連接葉輪驅(qū)動(dòng)軸，輪轂主體31通過鑄造的方式與輪芯4的外圓面接合，使得輪轂主體31與輪芯4之間形成帶分子接合力的整體式結(jié)構(gòu)，輪芯的材質(zhì)強(qiáng)度大于輪圈、葉片及輪轂主體的材質(zhì)強(qiáng)度，且輪圈、葉片及輪轂主體的材質(zhì)密度均小于輪芯的材質(zhì)密度，本實(shí)施例中，輪芯4材質(zhì)采用鑄鐵，輪圈2、葉片1及輪轂主體材質(zhì)均采用鑄鋁。

本實(shí)施例中，輪芯4與輪轂主體31接合的外圓面凸設(shè)有凸部42，且通過鑄造方式與輪芯外圓面接合的輪轂主體在對應(yīng)凸部42的位置設(shè)置為與凸部匹配的凹部32，輪芯凸部用于防止輪芯與輪轂主體之間發(fā)生軸向方向的相對位移，增強(qiáng)葉輪的穩(wěn)定性。

本實(shí)施例中，輪轂主體徑向由內(nèi)而外包括輪芯接合部311、輪轂根部312、輪轂腹板313和法蘭邊314，輪芯接合部呈筒狀結(jié)構(gòu)并包裹在輪芯外，與輪芯上的凸部42匹配的凹部32設(shè)置在筒狀結(jié)構(gòu)輪芯結(jié)合部的徑向內(nèi)壁，輪轂根部凸出于輪芯接合部外表面并用于銜接沿輪轂徑向方向設(shè)置的輪轂腹板，輪轂腹板為一塊整體的盤狀結(jié)構(gòu)板，法蘭邊的定位部316設(shè)置在輪轂腹板的徑向外緣，凸緣與輪轂腹板沿輪轂徑向方向?qū)R且二者厚度相等，參見圖1，凸緣21靠近進(jìn)風(fēng)口一端的表面與輪轂腹板313靠近進(jìn)風(fēng)口一端的表面齊平。凹部32與輪轂腹板313及輪轂根部沿輪轂徑向方向?qū)R，使得凹部與輪轂根部沿輪轂徑向方向?qū)R，一方面充分保證葉輪的強(qiáng)度，另一方面避免因設(shè)置有凹部而需額外增加輪芯接合部的厚度，有效的減輕輪轂重量，使輪轂3的實(shí)體部分得到最合理的利用，節(jié)省材料。

參見圖1及圖3，本實(shí)施例中，輪圈2與葉片1固連的外圓面為球狀弧面，本實(shí)施例中，葉輪輪圈半徑R＝536mm，球狀弧面沿輪轂軸向方向剖得的圓弧的半徑SR＝280mm，且輪圈外圓面的最大直徑點(diǎn)M與凸緣21位于葉輪位于出風(fēng)口一側(cè)的表面沿徑向方向?qū)R，圖1中凸緣21位于葉輪出風(fēng)口一側(cè)的表面即為凸緣的上表面，凸緣的上表面亦為與平行部315疊合的一面；且以凸緣21為界，輪圈位于葉輪進(jìn)風(fēng)口一端的厚度δ₁大于輪圈位于葉輪出風(fēng)口一端的厚度δ₂，本實(shí)施例中，δ₁＝20mm，δ₂＝12mm；。

本實(shí)施例中，輪圈的軸向一端的端面通過螺栓B64固設(shè)有防塵板6，且防塵板6與葉輪進(jìn)風(fēng)口位于同一側(cè)。防塵板主要用于防止污染物進(jìn)入葉輪中，特別是保護(hù)輪芯，從而提高葉輪防污能力，提高葉輪使用壽命。

本實(shí)施例中，防塵板上開設(shè)有對準(zhǔn)輪轂中心軸孔的位置以便于檢查維修的手孔61，手孔處固設(shè)有可拆卸的蓋板62，且可拆卸的蓋板位于防塵板沿軸向遠(yuǎn)離輪圈一端的外側(cè)。

本實(shí)施例中，防塵板沿厚度方向靠近輪圈一端的內(nèi)側(cè)固定焊接有螺母63，防塵板上設(shè)有與螺母對應(yīng)的通孔，蓋板通過穿過通孔并旋入螺母的螺栓C65可拆卸的固定在手孔處。

由于防塵板安裝的螺栓B64較多，拆卸起來不方便，通過拆開固定螺栓C65相對較少的蓋板62對葉輪進(jìn)行檢修，可大大提搞葉輪的檢修效率。

防塵板與輪圈端面之間的縫隙處以及蓋板與防塵板之間的縫隙處均填充有密封膠(圖中未示出)。

軸流風(fēng)機(jī)葉輪的制備方法包括以下步驟：

1)將輪圈及輪圈外圓面分布的葉片整體鑄造，另將輪芯整體鑄造；

2)再將輪芯置于輪轂?zāi)＞邇?nèi)，開始澆鑄輪轂，使得輪芯埋于輪轂內(nèi)，輪轂和輪芯一體成形；

3)將輪轂與輪圈用螺栓A5固連到一起。

本實(shí)施例的軸流風(fēng)機(jī)葉輪與對比例1及對比例2的軸流風(fēng)機(jī)葉輪各參數(shù)及效果對比如表1：

表1

從表1可以看出相對于輪圈與輪轂一體鑄造的葉輪(對比例1)，本實(shí)用新型的葉輪重量減輕約30％，由于重量減輕，葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的離心力減小，對風(fēng)機(jī)殼體的沖擊也隨之減小，經(jīng)實(shí)測，相同的轉(zhuǎn)速下，風(fēng)機(jī)機(jī)體最大振動(dòng)幅度約減小50％，可大大減小風(fēng)機(jī)零件的損耗，延長風(fēng)機(jī)壽命；

由于輪圈外圓面為球狀弧面，可使風(fēng)機(jī)氣流更順暢，風(fēng)機(jī)效率提高了9％，風(fēng)機(jī)效率提高的同時(shí)，噪音也減小3.54％。

相對于輪芯與輪轂一體鑄造成型的葉輪(對比例2)，本實(shí)用新型的葉輪重量減輕約17.6％，使用一段時(shí)間后，對比例2中葉輪的最大振動(dòng)幅度由開始的2.5增至3.5，由于輪芯為鑄鋁，輪芯與電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸連接后，更容易磨損而產(chǎn)生間隙，使裝配精度下降，造成風(fēng)機(jī)振動(dòng)幅度逐漸增強(qiáng)，葉輪壽命也會隨之降低。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。