葉輪

動機通過泵軸帶動葉輪旋轉(zhuǎn)，對液體作功，使其能量增加，從而將葉輪的機械能轉(zhuǎn)換成液體能量[1]。普通的離心泵是用多級實現(xiàn)小流量、高揚程的目標，高速泵則是用高轉(zhuǎn)速替代多級，即它是單級高轉(zhuǎn)速離心泵。高速泵的葉輪通過齒輪箱可將轉(zhuǎn)速提高到30000r·min-1，揚程達到2000m甚至更高[2]。葉輪是高速泵的關(guān)鍵部件，其結(jié)構(gòu)設(shè)計直接影響泵的流量、揚程、效率、抗汽蝕性能等。近年來，為了獲得更優(yōu)異的性能，高速泵的轉(zhuǎn)速不斷提高，使用環(huán)境也變得更加惡劣，對高速泵葉輪的力學(xué)強

用壽命；2）切割葉輪外徑的方法[3-7]，由于切割葉輪使設(shè)計工況點發(fā)生偏移，揚程降低，但切割葉輪同時也導(dǎo)致泥泵效率下降，切割比例越大，效率下降越為明顯；3）在排出管路出口加縮口的方法[8]，該方法直接增加了管阻損失，增加了能耗，同時降低了疏浚效率，此外，楊正軍等[9]設(shè)計的小葉輪用來代替切割葉輪，但泥泵最高效率僅有84%。針對上述問題，以大型絞吸挖泥船“新海燕”輪為研究對象，結(jié)合切割定律、保角變換法以及數(shù)值模擬等手段，開展了包括水下泵和艙內(nèi)泵在內(nèi)的短排距葉

發(fā)展的優(yōu)先方向。葉輪是離心式壓縮機級中唯一對氣體做功、使氣體獲得能量的元件，其性能對壓縮機整級性能有著至關(guān)重要的影響[1]。大型離心式壓縮機是衡量一個國家裝備制造業(yè)發(fā)展水平的標志性設(shè)備之一[2]。葉輪的安全性和葉輪與轉(zhuǎn)子之間的接觸狀態(tài)直接影響整個機組的安全性。國內(nèi)外對壓縮機葉輪強度分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化的研究很多，Ramamurti 等通過循環(huán)對稱方法，對渦輪增壓器中的離心葉輪用簡化模型有限元方法進行了應(yīng)力分析[3]，揚陽等應(yīng)用ANSYS 對某壓縮機半開式葉輪進行

上得到廣泛應(yīng)用。葉輪作為其核心部件，在運行過程中除受重力、電機轉(zhuǎn)矩作用外，還受到水力等外界激振力作用，容易使機組及葉輪等產(chǎn)生振動而造成嚴重事故。因此，對葉輪應(yīng)力、變形以及模態(tài)進行有效分析很有必要。國內(nèi)外已有很多學(xué)者對潛水泵、軸流泵、水輪機及離心泵的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進行了研究，但對于噴水推進泵葉輪結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性研究則相對較少。吳剛等人對噴水推進軸流泵的葉輪受力情況進行了分析，并分別推導(dǎo)出了等環(huán)量和變環(huán)量設(shè)計下的強度校核公式，可供設(shè)計人員參考。董新國利用經(jīng)驗公式和流固耦

）1 離心壓縮機葉輪概述葉輪是離心壓縮機對介質(zhì)進行做功的部件，介質(zhì)在高速旋轉(zhuǎn)的葉輪帶動下獲得較高的速度，并在離心力的作用下通過擴壓器、彎道以及回流器等部位進入下一級葉輪中，最終氣體進入蝸室后又出來，從而完成了介質(zhì)的整個增壓過程。2 離心壓縮機葉輪的分類2.1 按照結(jié)構(gòu)形式分類按照葉輪的結(jié)構(gòu)形式可以分為開式葉輪、半開式葉輪以及閉式葉輪。其中開式葉無輪蓋和輪盤，因此結(jié)構(gòu)最簡單。由于介質(zhì)體通過開式葉輪時的流動損失較大，因此開式葉輪幾乎不被用在離心壓縮機中。半開式

某農(nóng)場的一臺水泵葉輪發(fā)生斷裂為例，研究了離心泵葉輪斷裂失效的原因。該水泵類型為離心泵，泵內(nèi)介質(zhì)為灌溉水，其正常流量為311.6～318.0 m3?h-1，操作溫度為30 ℃，水泵入口壓強為0.050 7 MPaG，出口壓強為34.5 MPaG，揚程為3 515.13～3 587.00 m，泵軸功率為4 344 kW，規(guī)格型號為ADD6×12，泵殼體材質(zhì)為C-6，泵葉輪直徑為374 mm，為閉式葉輪，其材質(zhì)為GX4CrNi13-4（1.431 7）不銹鋼。1

氟氣體，容易導(dǎo)致葉輪腐蝕失重，故尾洗風(fēng)機的主要故障形式為失重導(dǎo)致的機座振動，在此情況下須更換葉輪，該工位風(fēng)機葉輪的使用周期為3個月左右，該裝置每年需更換葉輪8～9個，換下的葉輪重新涂刷鈦納米聚合物、校動平衡后備用。1.2 尾洗風(fēng)機葉輪的特點由于尾洗風(fēng)機抽吸介質(zhì)為含氟氣液，目前現(xiàn)有的任何金屬材料在該介質(zhì)環(huán)境中均會腐蝕，所以在尾洗風(fēng)機葉輪表面襯有耐氟腐蝕和顆粒結(jié)晶物沖刷的鈦納米聚合物涂料；葉輪在安裝時須保護好鈦納米聚合物，葉輪內(nèi)孔與風(fēng)機軸采用間隙配合，葉輪安裝

言壓縮機轉(zhuǎn)子熱裝葉輪過程中造成主軸彈性彎曲后進行熱應(yīng)力釋放的校直方法。不適用于轉(zhuǎn)子在裝配過程中受到非正常外力所造成的主軸塑性變形引起的彎曲。2 葉輪熱裝原理葉輪與主軸為過盈配合，利用熱脹冷縮的原理，采用加熱葉輪的方法對葉輪與主軸裝配。葉輪加熱后其內(nèi)孔尺寸大于主軸軸頸尺寸并且產(chǎn)生一定的裝配間隙這樣才能使葉輪順利裝配。葉輪裝配完成后溫度在逐漸冷卻過程中，葉輪與主軸之間間隙逐漸縮小，直到常溫后與主軸達到過盈配合。3 主軸彎曲3.1 主軸是否彎曲的判定裝配后的葉輪

04)1 熱水泵葉輪蓋板斷裂基本概況某廠橡膠裝置后處理熱水泵 (P-3001)，介質(zhì)為98 ℃熱水，葉輪材質(zhì)為304不銹鋼，已運行5 a。2018年12月葉輪的后蓋板發(fā)生了斷裂，泵中葉輪表面尚可看見機械加工的刀痕，未見明顯的腐蝕跡象。外觀形貌見圖1。對泵中熱水進行采樣分析，分析結(jié)果見表1。圖1 斷裂的葉輪蓋板表1 熱水采樣分析2 失效分析2.1 宏觀形貌觀察熱水泵的葉輪是由前、后蓋板和四個流道(葉片)構(gòu)成，為閉式葉輪。使用過程中，熱水泵葉輪后蓋板發(fā)生了斷裂

001 改進背景葉輪是泵類設(shè)備中的關(guān)鍵零部件,葉輪的鑄造質(zhì)量將直接影響泵類設(shè)備的工作性能。成套水泵的葉輪通常都是由專業(yè)鑄造廠家采用精密鑄造方法生產(chǎn)的,對承接單件、小批量葉輪鑄造的加工廠而言,在遇到各種需要修配、定制鑄造葉輪的任務(wù)時,需加工的葉輪規(guī)格從小到大非常多,小的外徑只有幾十毫米,流道高度僅為5～6 mm,大的外徑達到400～500 mm,流道高度為100 mm以上。為了適應(yīng)生產(chǎn)的需要,筆者通過對離心泵葉輪傳統(tǒng)鑄造生產(chǎn)基本工藝不斷改進,探尋采用砂型生產(chǎn)

備。離心泵工作時葉輪與液體之間產(chǎn)生相互作用，因此振動故障和異?，F(xiàn)象更加頻繁。在非設(shè)計工況下，離心泵壓力脈動會引起泵體振動[2]；轉(zhuǎn)子部件與殼體部件間動靜口環(huán)摩擦以及平衡水管支撐剛度不足也會導(dǎo)致離心泵產(chǎn)生振動故障[3]；葉輪口環(huán)密封力不足和離心泵的體積流量發(fā)生變化也會引起離心泵的振動[4-5]。偏心和不平衡作為轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動的重要誘因得到廣泛重視[6-7]，國內(nèi)外學(xué)者將轉(zhuǎn)子質(zhì)量集中于圓盤,對其動力學(xué)特性進行了研究[8]。兩級離心泵在工作過程中葉輪會被磨損[9]

必要的。1 兩級葉輪對旋通風(fēng)機通風(fēng)機是一種動力機械，能夠?qū)C械能轉(zhuǎn)化為氣體的動能，提高氣體的壓力和流速。根據(jù)結(jié)構(gòu)形式不同，主要有離心式通風(fēng)機和軸流式通風(fēng)機兩大類。目前煤礦企業(yè)使用的一般都是軸流式風(fēng)機，其中又以兩級葉輪對旋通風(fēng)機最多，其體積小，風(fēng)量大，適用于井下強制通風(fēng)工況，結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1 對旋通風(fēng)機結(jié)構(gòu)示意圖對旋風(fēng)機是由集流器和流線罩、一級風(fēng)筒、二級風(fēng)筒、一級葉輪、二級葉輪、一級防爆電機、二級防爆電機和擴散器組成的。一級與二級防爆電機的型號一般都相同

水力高程[1]。葉輪是提升泵中不可缺少的組成部件，地位極其重要。葉輪的正常運行與否對提升泵壽命具有決定性作用，同時影響提升泵流量、揚程等關(guān)鍵參數(shù)。隨著提升泵使用年限的增加，葉輪口緣會出現(xiàn)不同程度的磨損和腐蝕，特別是在提升含有顆粒物質(zhì)的污水時，葉輪口緣磨損加劇，導(dǎo)致提升泵效率降低，能耗增加。因此，修復(fù)葉輪口緣，對提高泵的工作效率，確保提升泵高效穩(wěn)定運行具有重要意義。1 泵結(jié)構(gòu)和基本原理提升泵主要由泵體、蝸殼、葉輪、機封、密封環(huán)、滾動軸承、轉(zhuǎn)子、電機定子等組成

方式與操作條件、葉輪工作參數(shù)、礦漿溶液性質(zhì)等幾個方面[5-6]。在諸多影響因素中，針對葉輪轉(zhuǎn)速、充氣量和起泡劑方面的研究目前最為活躍[7-17]，研究線條可歸結(jié)為兩方面，一方面是單因素對氣泡尺寸的影響分析[18];另一方面是多因素協(xié)同的作用效果探討。相關(guān)研究結(jié)果逐步明確了葉輪轉(zhuǎn)速和充氣量的適宜工作區(qū)間，對起泡劑分子結(jié)構(gòu)和濃度范圍的效能也有了更深層次的認識，為浮選過程適宜工作參數(shù)的選取及相互配合奠定了較好的基礎(chǔ)?？偟膩砜?，起泡劑對于改善氣泡尺寸特征可以起到一

定拆除這臺風(fēng)機的葉輪系統(tǒng)、主機、第五段塔筒及機體電氣，待處理好法蘭錯位問題并更換該段塔筒連接螺栓后對風(fēng)機進行復(fù)裝復(fù)產(chǎn)。3.0 MW風(fēng)機主要部件的重量和尺寸參數(shù)[2]見表1。表1 3.0 MW風(fēng)機主要部件的重量和尺寸參數(shù)該檢修方案中風(fēng)機葉輪的拆卸難度最大、風(fēng)險系數(shù)最高，因風(fēng)機出場設(shè)計時為保證風(fēng)機運行時葉片與塔筒之間保證一定的安全距離，主機本體與葉輪貼合面為5°仰角[2]。而依據(jù)風(fēng)機廠家的安裝手冊表明在葉輪順槳狀態(tài)下葉輪起吊后，葉輪與主機貼合的法蘭盤呈反方向的

于渦輪增壓器壓氣葉輪轉(zhuǎn)速非常高，若壓氣葉輪爆裂而引發(fā)非包容性事故，將會對內(nèi)燃機運行安全及人身安全造成極大的危害［3-4］，因此，研究渦輪增壓器壓氣葉輪的爆裂轉(zhuǎn)速和包容性對保障渦輪增壓器長期安全運行至關(guān)重要。傳統(tǒng)渦輪增壓器壓氣葉輪的材料為高溫鑄造鋁合金，其延展性較差（為3%～5%），目前新型的高強度鋁合金具有較好的延展性［5］，可達10%，雖然高溫鑄造鋁合金延性較低，但在破壞之前仍會累積大量的塑性變形。許多學(xué)者對旋轉(zhuǎn)機械葉輪的強度進行了理論計算與分析［6-8

著重要的作用。而葉輪作為離心壓縮機的核心部件，其氣動性能成為衡量壓縮機設(shè)計好壞的重要指標。如何設(shè)計出高壓比、高效率的葉輪，是人們一直關(guān)注的問題。Gurney 襟翼，即在翼型尾緣垂直于氣流方向的窄板，高度很低，可以改善翼型升阻力系數(shù)和失速迎角等特性，最初多用于航空領(lǐng)域[1-5]，而后衍生到風(fēng)力機領(lǐng)域[6-8]，軸流通風(fēng)機上亦有應(yīng)用[9-13]。Gurney 襟翼在上述領(lǐng)域均是通過對翼型升阻特性的影響，進一步改善飛行器、風(fēng)力機或軸流通風(fēng)機的氣動特性。但由于做功

理設(shè)計了一種仿生葉輪裝置，依靠剛性葉片高速、連續(xù)拍擊水面產(chǎn)生向上的托舉力和向前的推進力，實現(xiàn)其在水面高速“奔跑”，如圖1所示，避開傳統(tǒng)兩棲車輛航速“阻力墻”現(xiàn)象，為發(fā)展水面高速特種車輛提供技術(shù)基礎(chǔ)[1-2]。先期開展了直板型仿生葉輪裝置的設(shè)計、力學(xué)分析和試驗工作，取得了一定的研究成果，如圖2所示[1-3]。前期葉輪模型設(shè)計較為簡單，直接采用直板型設(shè)計。通過仿真和試驗，發(fā)現(xiàn)直板型葉片拍擊水面產(chǎn)生飛濺，造成能量損失，影響葉輪裝置的水動力性能。然而，影響葉輪水動

運行數(shù)小時，Ⅰ級葉輪斷裂，造成蝸殼與齒輪箱連接的10個強度12.9級的M15和鎖緊螺栓斷裂。其裝配如圖1所示。本文針對斷裂葉輪（見圖2），從葉輪斷口，材料成分，組織等方面入手，結(jié)合壓縮機工作過程中葉輪受力狀態(tài)分析其斷裂原因。1.試樣與分析方法經(jīng)查該葉輪加工工藝為：冶煉→鍛造→固溶處理→時效→加工內(nèi)孔→加工葉片。為方便分析除客戶返回失效葉輪1#，還從生產(chǎn)線隨機抽樣葉輪2#，同批號新葉輪3#，一共三個葉輪進行對比分析。采用Zeiss Stemi2000 體式顯

14010）引言葉輪作為離心風(fēng)機實現(xiàn)機械能轉(zhuǎn)換為風(fēng)能的核心部件，其力學(xué)性能的好壞直接影響了離心風(fēng)機的壽命及安全性。離心風(fēng)機運行過程中葉輪存在彎曲、撕裂、斷裂等安全隱患，傳統(tǒng)設(shè)計過程中一般采用理論公式對葉輪進行強度計算不能完整的預(yù)測葉輪的力學(xué)性能，而采用ANSYS有線元法不僅可對離心風(fēng)機葉輪進行強度分析和動力學(xué)特性分析，還可求得不同轉(zhuǎn)速下葉輪的應(yīng)力分布、變形分布和運轉(zhuǎn)過程中的臨界轉(zhuǎn)速，從而為實際生產(chǎn)運行工況提供理論基礎(chǔ)[1-2]。1 離心風(fēng)機葉輪建模與流場分

[1-3]。離心葉輪作為離心壓縮機的核心部件，其氣動性能的優(yōu)劣對整個壓縮機級起著決定性的影響[1,4]。在離心壓縮機的設(shè)計中，常采用?；O(shè)計方法，其特點是根據(jù)一臺性能好的模型級，利用相似原理來設(shè)計新的壓縮機[5]。應(yīng)用模化設(shè)計方法時，?；?span id="j5i0abt0b" class="hl">葉輪與原始葉輪之間需要滿足進口速度三角形守恒、Re數(shù)(雷諾數(shù))守恒和Ma數(shù)(馬赫數(shù))守恒才能保證葉輪的等熵效率不變。一般來說，除非進口氣體溫度或物性發(fā)生重大變化，Ma數(shù)都會自動滿足守恒條件，但隨著氣體黏性(或壓力)的變化，

輪作為軸流式攪拌葉輪；選取直葉槳式葉輪作為徑流式攪拌葉輪。為敘述方便，兩種葉輪均采用英文首字母簡寫形式，即折葉開啟式渦輪(Pitched-blade opening-type turbine)簡稱為PBT，直葉槳式葉輪(Direct-blade paddle-type impeller)簡稱為DBT；簡稱前的數(shù)字為葉片數(shù)，簡稱后的字母為葉輪排出流方向，向下排出流(Down-flow)添加“D”，向上排出流(Up-flow)添加“U”；在需要表明不同葉輪直徑

車是一種通過高壓葉輪系統(tǒng)產(chǎn)生強大吸力來進行挖掘及運輸?shù)姆瞧茐男允┕ぼ囕v。利用空氣動力抽吸車把土從地面抽吸上來，實現(xiàn)土壤、砂石、粉料等物料的挖掘，對市政非破壞施工具有很高的應(yīng)用價值[1]。在非破壞性挖掘抽吸車作業(yè)過程中，葉輪部分會承受由于高速旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的離心作用力以及高速氣流產(chǎn)生的壓力，由于葉輪轉(zhuǎn)速非常高，葉片會受到到很大的應(yīng)力而導(dǎo)致變形，甚至是斷裂，對其工作壽命產(chǎn)生極大的影響[2]。非破壞挖掘抽吸車作為一種新型的施工車輛，目前國內(nèi)外對它的研究不多，針對適用

限公司離心壓縮機葉輪沖蝕磨損的動力特性研究馬江峰 張麗偉沈陽鼓風(fēng)機集團安裝檢修配件有限公司離心式壓縮機是一種葉片旋轉(zhuǎn)式壓縮機，葉輪作為其主要做功部件需要有較高的旋轉(zhuǎn)速度(2000～10000r/min)。由于葉輪工作環(huán)境通常較為惡劣，輸運介質(zhì)或工業(yè)大氣中的固體顆粒容易被高速運動的氣流帶動，沖擊葉片造成固體顆粒沖蝕。固粒沖蝕磨損會造成葉輪材料損耗流失，進而造成材料破壞或設(shè)備失效。針對葉輪機械的沖蝕磨損問題，文章側(cè)重動力學(xué)特性進行研究。離心式壓縮機；葉輪沖蝕；

限公司錐度內(nèi)孔的葉輪超轉(zhuǎn)平衡工藝及組合芯軸的研制白云 王志強 欒碩 張婉悅/沈陽鼓風(fēng)機集團股份有限公司介紹了內(nèi)孔為錐孔的葉輪的超轉(zhuǎn)平衡工藝及組合芯軸的研制過程、設(shè)計要點及超轉(zhuǎn)平衡工序操作過程中的注意事項，并對超轉(zhuǎn)平衡工裝組合芯軸中調(diào)彎結(jié)構(gòu)做了詳細的說明。離心壓縮機;葉輪;超轉(zhuǎn)平衡;工藝;組合芯軸;工裝結(jié)構(gòu)0 引言葉輪是離心壓縮機中高速旋轉(zhuǎn)的零部件,要求葉輪具有高強度及高精度。如何保證及檢驗葉輪是否具有能夠高速旋轉(zhuǎn)的性能，需要在葉輪綜檢合格后，進行單個葉輪動

421005)?葉輪出口結(jié)構(gòu)形式對壓氣機性能及軸向載荷影響分析李慶斌， 張愛明， 劉麟， 何光清， 戴志輝， 曹剛(湖南天雁機械有限責(zé)任公司， 湖南 衡陽 421005)采用Numeca數(shù)值分析軟件分析了3種不同出口結(jié)構(gòu)形式的壓氣機葉輪性能，等出口大徑情況下徑流葉輪壓比最高，斜流葉輪壓比最低，效率方面則是半斜流葉輪最高。通過壓氣機流場分析發(fā)現(xiàn)，各轉(zhuǎn)速小流量下，徑流葉輪在葉輪出口輪緣一側(cè)產(chǎn)生大范圍的回流,斜流葉輪則在輪轂一側(cè)產(chǎn)生較大范圍的回流，而半斜流葉輪兼

24）共水平軸雙葉輪海流機水動力學(xué)性能的實驗研究程友良1，雷朝1，戴崢崢2，陳健梅3，吳百公3（1.華北電力大學(xué)能源動力與機械工程學(xué)院，河北 保定 071000；2.沈陽風(fēng)電設(shè)備發(fā)展有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽 110100；3.東北師范大學(xué) 物理學(xué)院，吉林長春130024）針對水平軸單葉輪海流機在低流速時啟動性能差、獲能少的缺點，采用共水平軸同向旋轉(zhuǎn)雙葉輪水輪機進行了水動力學(xué)性能的水槽試驗。由實驗結(jié)果研究了共水平軸單葉輪和雙葉輪水輪機的功率特性和啟動特性，分

110869）葉輪的焊接及其連接方法綜述劉亮費慶男田志東（沈陽鼓風(fēng)機集團股份有限公司，沈陽 110869）近年來，離心式壓縮機的葉輪焊接工作中存在一定的困難和問題，因此對焊縫技術(shù)的要求也隨之提升。文章從工業(yè)生產(chǎn)中常用的焊接方式入手，分析葉輪的焊接及其連接方法，從而找出多種其他類型的葉輪焊接方式，真正實現(xiàn)為葉輪的生產(chǎn)和完善作出啟示。葉輪 焊接 連接方法引言葉輪屬于離心式壓縮機中的重要組成部件，且其組件數(shù)目較為繁雜，因此對其所進行的焊接工作相對困難。這直接阻

貢獻，其中離心泵葉輪設(shè)計是決定離心泵效率的關(guān)鍵因素［1］。目前針對離心泵葉輪設(shè)計正在從傳統(tǒng)的一元設(shè)計方法發(fā)展成為二元或三元設(shè)計方法，三元反問題設(shè)計方法在離心壓縮機或混流泵中應(yīng)用廣泛，但是在中低比轉(zhuǎn)速離心泵中應(yīng)用比較少［2-7］。在三元反問題設(shè)計方法中，葉片載荷分布規(guī)律是葉輪設(shè)計的關(guān)鍵因素，對離心泵性能有重要的影響，目前有較多學(xué)者采用此方法對混流泵或離心式壓縮機進行設(shè)計，但是針對載荷分布規(guī)律對中低比轉(zhuǎn)速離心泵性能影響的研究確比較少［8-9］。因此本文采用三元

69的兩個軸流式葉輪和斜流式葉輪的水力性能和推進性能，分析其做為泵噴水推進器葉輪的適用性。分析結(jié)果表明，就所研究的兩個葉輪而言，斜流式葉輪的高效區(qū)更寬，當做為泵噴水推進器葉輪使用時，軸流式葉輪的結(jié)構(gòu)更緊湊、最大推力更大、最大推功比也更大。因此軸流式葉輪比斜流式葉輪更適合于用做泵噴水推進器的工作葉輪。泵噴水推進器;軸流式;斜流式;高比轉(zhuǎn)速;推力與高性能船吃水淺、航速高的優(yōu)勢相對應(yīng)，泵噴水推進器近年來越來越多地替代螺旋槳為表面效應(yīng)船等各類高性能船舶提供推進動力

有限公司熱載荷下葉輪變形仿真分析王水霞 張璞 張金娜/西安陜鼓動力股份有限公司0 引言葉輪和主軸組裝成的轉(zhuǎn)子構(gòu)成離心壓縮機的心臟，其中大部分葉輪和主軸靠過盈連接來傳遞扭矩。隨著工業(yè)裝置大型化的發(fā)展和大型離心壓縮機在石油、化工等領(lǐng)域廣泛的應(yīng)用，離心壓縮機葉輪結(jié)構(gòu)尺寸和工作轉(zhuǎn)速在不斷增大，過盈連接葉輪的過盈量也在增大。對某些結(jié)構(gòu)的葉輪來說，實際熱裝加熱溫度采用傳統(tǒng)的線性熱脹理論公式計算的加熱溫度相差很大，這給生產(chǎn)制造帶來不可控因素。溫度是熱裝配前葉輪加熱的重要

學(xué)結(jié)構(gòu)優(yōu)化對風(fēng)機葉輪焊接殘余應(yīng)力和穩(wěn)態(tài)運行的影響*張敏 陳引妮 褚巧玲*/西安理工大學(xué)0 引言隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，風(fēng)機被廣泛用于鍋爐和工業(yè)窯爐的通風(fēng)和引風(fēng)；工廠、礦井、隧道、冷卻塔、船舶和建筑物的通風(fēng)、排塵和冷卻；谷物的烘干和選送。對風(fēng)機來說，葉輪是風(fēng)機能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部件，它的設(shè)計直接影響風(fēng)機的使用環(huán)境和使用壽命[1]。某鼓風(fēng)機廠生產(chǎn)的離心式壓縮機葉輪在服役一段時間后出現(xiàn)裂紋，而導(dǎo)致葉輪開裂的原因：一方面是焊接后的殘余應(yīng)力過大，另外一方面是葉輪高速旋轉(zhuǎn)

、大容量發(fā)展，對葉輪的強度要求越來越高。葉輪的輕微破壞(磨損)將導(dǎo)致葉輪的入口角、出口角變化，影響泵的水利性能；嚴重破壞(斷裂)將直接影響泵的穩(wěn)定運行，因此對多級離心泵葉輪進行強度分析，對保證泵的穩(wěn)定運行和指導(dǎo)泵結(jié)構(gòu)設(shè)計具有重要意義。文獻[1,2]對葉輪內(nèi)液體流動情況進行數(shù)值模擬；文獻[3]對葉輪受到離心力作用的情況進行了分析，文獻[4,5]對葉輪在受到介質(zhì)壓力和離心力情況下進行了受力變形分析；文獻[6，7]對葉輪在受到介質(zhì)壓力，離心力和剪應(yīng)力的情況下進行

0kW壓氣機離心葉輪優(yōu)化設(shè)計脫燁/中航工業(yè)哈爾濱東安發(fā)動機（集團）有限公司通過對設(shè)計的100kW壓氣機離心葉輪進行強度校核時，發(fā)現(xiàn)其結(jié)構(gòu)和強度都存在一定的問題。我們采用在輪盤背部挖導(dǎo)力錐和調(diào)整離心葉輪中心與葉輪支撐中心相對位置的方法，來降低葉輪強度。又改變其原有的結(jié)構(gòu)形式和材料。對優(yōu)化后的設(shè)計分別進行靜強度和動強度分析。優(yōu)化后的設(shè)計能夠滿足結(jié)構(gòu)和強度要求。離心葉輪；導(dǎo)力錐；強度分析；模態(tài)分析一、緒論100kW壓氣機是“十一五”國家863計劃微型燃氣輪機重點

對旋轉(zhuǎn)射流鉆頭的葉輪、噴嘴結(jié)構(gòu)進行了試驗研究，并且取得了一定的成果[1，2]；筆者之前也通過Fluent軟件對旋轉(zhuǎn)射流鉆頭內(nèi)外流場的速度與壓力分布和變化規(guī)律進行了數(shù)值模擬[3]。但葉輪結(jié)構(gòu)對射流流場的影響規(guī)律還沒有進行深入的探討。故此將就不同葉輪結(jié)構(gòu)參數(shù)對射流流場的影響規(guī)律作進一步的研究。1 確定葉輪結(jié)構(gòu)參數(shù)在影響射流流場的葉輪結(jié)構(gòu)參數(shù)中，已經(jīng)確定葉輪外徑為25mm，輪轂直徑為6mm；剩下需要考慮的葉輪結(jié)構(gòu)參數(shù)為葉輪導(dǎo)向角β、葉輪葉片數(shù)n和葉輪長度L0。通

脹機的核心部件是葉輪.在實際工作中,葉輪結(jié)構(gòu)受到隨時間變化的動載荷作用,如由于葉輪入口氣流分布的不均勻及轉(zhuǎn)子的不平衡產(chǎn)生的離心力等周期性載荷的作用[1-2].當其所受的動載荷較大時,或者雖然動載荷不大,但作用力的頻率與葉輪的某一階固有頻率相等或接近時,葉輪會產(chǎn)生強烈的共振,從而造成很高的動應(yīng)力,導(dǎo)致葉輪結(jié)構(gòu)強度破壞或變形[3-5].因此,葉輪振動特性分析對于保證機器的穩(wěn)定和安全運行十分重要.筆者對透平膨脹機葉輪進行了預(yù)應(yīng)力下的模態(tài)分析,對提高機器運行的可靠