一種高壓鼓風的製造方法
2023-04-23 17:20:01
一種高壓鼓風的製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種高壓鼓風機，屬於風機設備【技術領域】。所述高壓鼓風機包括風桶和電機，所述電機的輸出軸伸入風桶，且在輸出軸的伸入端固連有風葉，所述風桶朝向電機的一側外側面上固連有一圓形的軸承蓋板，所述軸承蓋板的圓心位置開設有通孔，軸承蓋板朝向電機的一側側面上圍繞通孔具有一軸承座，所述軸承座內固連有軸承，所述軸承蓋板、軸承均由以下重量百分比的成分組成：C0.12-0.15％，Si0.25-0.30％，Mn0.50-0.80％，Cr0.50-0.80％，Mo0.05-0.10％，Cu≤0.20％，Ni≤0.10％，S≤0.025％，P≤0.025％，餘量為Fe。本發明高壓鼓風機設計合理，使用壽命長。
【專利說明】-種高壓鼓風機
【技術領域】
[0001] 本發明屬於風機設備【技術領域】，涉及一種高壓鼓風機。
【背景技術】
[0002] 鼓風機是主要由電機、空氣過濾器、葉輪、空氣室、底座等部件組成，靠葉片之間的 容積變化將空氣吸入、壓縮、吐出，由於葉輪在機體內運轉無摩擦，不需要潤滑，使排出的氣 體不含油，是化工、食品等工業理想的氣力輸送氣源。使用時，隨著壓力的變化，流量變動甚 小，但流量隨著轉速而變化，因此壓力的選擇範圍很寬，流量的選擇可通過選擇轉速而達到 需要。鼓風機種類多樣，可以分為魯式鼓風機、高壓鼓風機等，其中高壓鼓風機，也叫高壓風 機，其內部安裝有風葉，當風葉轉動時，由於離心力的作用，風向標促使氣體向前向外運動， 從而形成一系列螺旋狀的運動，風葉刀片之間的空氣呈螺旋狀加速旋轉並將泵體之外的氣 體擠入側槽，當它進入側通道以後，氣體被壓縮，然後又回復到葉輪刀片間再次加速旋轉， 每個葉輪片增加了壓縮和加速的程度，隨著旋轉的進行，氣體的動能增加，使得沿側通道通 過的氣體壓力進一步增加，最終氣體被擠出葉片並通過出口排出泵體。
[0003] 如中國發明專利申請（申請號：02822446.9)公開了一種高壓鼓風機，它包括具 有一穿過其中的軸的一電動機；主要由一種碳纖維基複合材料製成的葉輪，該葉輪設置在 該電動機的兩側並直接安裝到該電動機的該軸上；包圍該葉輪的鼓風機殼體；和一連接一 鼓風機殼體的一壓力開口與另一鼓風機殼體的一負壓開口的中間通道；該中間通道與該高 壓鼓風機的基座結構成一體。該高壓鼓風機雖然結構較為緊湊，但是由於該鼓風機的軸承 安裝在風桶的前端，因此進入風桶的雨水等液體容易順著電機輸出軸進入電機而對電機造 成損害。
【發明內容】
[0004] 本發明針對現有的技術存在上述問題，提出了一種高壓鼓風機，該高壓鼓風機能 夠避免液體進入電機，對電機起到保護作用。
[0005] 本發明的目的可通過下列技術方案來實現：一種高壓鼓風機，包括風桶和電機，所 述電機的輸出軸伸入風桶，且在輸出軸的伸入端固連有風葉，其特徵在於，所述風桶朝向電 機的一側外側面上固連有一圓形的軸承蓋板，所述軸承蓋板的圓心位置開設有通孔，軸承 蓋板朝向電機的一側側面上圍繞通孔具有一軸承座，所述軸承座內固連有軸承，上述輸出 軸穿過軸承，且輸出軸與軸承內圈相固連，其中，所述軸承蓋板、軸承均由以下重量百分比 的成分組成：C :0· 12-0. 15%，Si :0· 25-0. 30%，Μη :0· 50-0. 80%，Cr :0· 50-0. 80%，Mo : 0.05-0. 10%，Cu< 0.20%，Ni <0· 10%，0.025%，P< 0.025%，餘量為 Fe 及其他不 可避免的雜質。
[0006] 風桶的側壁圓心位置開設有中心孔，電機、軸承蓋板及風桶固連在一起，電機的輸 出軸自由端依次穿過通孔及風桶的中心孔伸入風桶內，風葉固連在輸出軸的自由端，軸承 蓋板位於風桶與電機之間，軸承固連在軸承座內，且輸出軸的外側壁與軸承內圈的內側壁 貼合固連，因此當風桶內的風葉工作時，被吸入風桶的雨水等液體會沿著輸出軸流動，當流 到軸承處時能夠被軸承所阻擋，避免液體繼續順著輸出軸流入電機，對電機起到保護作用。 其次，本發明高壓鼓風機中的軸承蓋板、軸承選用耐磨性高的的滲碳軸承鋼製成，為了獲得 性能較好的軸承蓋板、軸承，在現有滲碳軸承鋼G20CrMo的化學成分的基礎上，嚴格控制各 合金元素的成分配比，新增加了 Ni含量，進一步控制了 Si、Mn、Cu等主要元素，並降低了 C、 Mo的含量，提高了 Cr的含量，而在合金【技術領域】中，一個成分的微小改變都能導致合金性 能的劇烈變化，同時，軸承蓋板、軸承所用的合金通過各個合金元素之間產生的協同作用， 使製得的軸承蓋板、軸承具有較高的硬度、耐磨性、接觸疲勞強度，以及良好的韌性、尺寸穩 定性、耐蝕和冷熱加工性能，從而提高高壓鼓風機的機械性能，並延長高壓鼓風機的使用壽 命。
[0007] C元素是一種基本元素，在軸承鋼中的含量越高，軸承鋼的硬度就越高，但是隨著 軸承鋼硬度的增加，其可塑性、韌性、焊接性隨之變差。而碳元素含量過大，會導致軸承鋼的 耐大氣腐蝕能力大大降低。在本發明高壓鼓風機中軸承蓋板、軸承所用的軸承鋼中加入適 量的碳，可增加軸承蓋板、軸承的硬度，經大量實驗表明，將軸承蓋板、軸承中C元素的含量 控制在0. 12% -0. 15%之間，在增加軸承蓋板、軸承硬度的同時，能保證其焊接性和在大氣 中的耐腐蝕性。
[0008] Si元素作為一種有益的元素添加到軸承蓋板、軸承中，不僅能增加軸承蓋板、軸承 的強度和硬度，還可作為軸承蓋板、軸承中的脫氧劑和還原劑，但是會降低軸承蓋板、軸承 的塑性、韌性。根據其他元素的選擇以及矽元素的作用，本發明在軸承蓋板、軸承加入適量 的 Si 元素為 0· 25% -0· 30%。
[0009] Μη元素不僅能提高軸承蓋板和軸承的強度，還可消弱和消除硫在軸承蓋板、軸承 中的不良影響，並能提高軸承蓋板、軸承的淬透性。在軸承蓋板、軸承中當Μη元素達到一定 程度時，可使軸承蓋板、軸承具有較高的耐磨性，並增強其低溫下的冷脆性，但過量的錳會 降低軸承蓋板、軸承的焊接能力和抗腐蝕能力。因此，在軸承蓋板、軸承中將Μη的含量控制 在 0.50% -0.80%最佳。
[0010] Cr元素在軸承蓋板、軸承中不僅能使軸承蓋板、軸承在高溫下仍能具有高強度， 同時還可增加軸承蓋板、軸承的耐磨性能和耐腐蝕性，還具有良好耐疲勞性，但是會導致 軸承蓋板、軸承的韌性和塑性降低。因此綜合考慮在本發明中的軸承蓋板、軸承中加入 0· 50-0. 80% Cr 元素。
[0011] 將Mo加入到本發明的軸承蓋板、軸承中最大的作用是細化晶粒的作用。可最大化 地增加軸承蓋板、軸承的強度和硬度，同時提高軸承蓋板、軸承的淬透性和熱強性能以及機 械性能。當軸承蓋板、軸承中的Mo含量過高，反而會降低軸承蓋板、軸承的韌性，且Mo的價 格昂貴,過多的Mo會增加材料的成本。因此本發明的軸承蓋板、軸承中加入0. 05-0. 10%的 Mo〇
[0012] Cu在軸承蓋板、軸承中的突出作用是改善軸承蓋板、軸承的抗大氣腐蝕性，與P配 合使用時效果尤為明顯。當Cu含量在0. 1%以上，它能有效提高軸承蓋板、軸承的強度和韌 性，但當Cu含量超過0. 20%時，會降低軸承蓋板、軸承的焊接性能，並增大軸承蓋板、軸承 的熱脆性。經實驗證明，本發明的直線軸承軸承蓋板、軸承中加入適量Cu，可有效地增加軸 承蓋板、軸承材料的穩定性，並提高軸承蓋板、軸承的強度、韌性、抗腐蝕性。
[0013] Ni元素在軸承蓋板、軸承中不僅能有效地提高軸承蓋板、軸承的強度，又能保證軸 承蓋板、軸承良好的塑性和韌性，並提高其淬透性、抗腐蝕性和焊接性。當加入的部分Ni元 素，軸承蓋板、軸承強度的提高較為明顯，但是Ni元素是一種稀缺資源，價格比較昂貴，過 多的Ni不僅會增加生產成本還會對軸承蓋板、軸承產生不良的影響。因此本發明最終將軸 承蓋板、軸承中的Ni元素控制在0. 10%以內。
[0014] S作為一種有害元素存在於軸承蓋板、軸承中，它會使軸承蓋板、軸承產生熱脆性。 經大量實驗證明，S雖為有害物質，但若以微量元素存在於軸承蓋板、軸承中在不影響其他 性能的同時可防止軸承蓋板、軸承部分性能的下降，若將S的範圍控制在不大於0. 025%， 有利於軸承蓋板、軸承的加工，並使軸承蓋板、軸承的表面光滑。
[0015] P和S -樣，也會使軸承蓋板、軸承的韌性和可塑性明顯下降，當溫度降低時，這種 現象尤為嚴重，稱之為冷脆性，且P會使軸承蓋板、軸承的焊接性能降低，使軸承蓋板、軸承 的冷彎性變差。但P以微量元素存在軸承蓋板、軸承中，有利於軸承蓋板、軸承的加工性能。 經實驗證明，將軸承蓋板、軸承中P的含量控制在不大於0. 025%時，P元素對軸承蓋板、軸 承性能的影響極小，但能適當提高軸承蓋板、軸承的加工性能。
[0016] 作為優選，所述軸承蓋板、軸承均由以下重量百分比的成分組成：C :0. 13%，Si : 0. 28 %, Μη ：0. 70 %, Cr ：0. 70 %, Mo ：0. 08 %, Cu ^ 0. 20 %, Ni ^ 0. 10 %, S ^ 0. 025 %, P < 0. 025%，餘量為Fe及其他不可避免的雜質。
[0017] 作為優選，所述軸承蓋板、軸承均由以下重量百分比的成分組成：C :0. 12%，Si : 0. 30%, Μη ：0. 50%, Cr ：0. 80 %, Mo ：0. 05 %, Cu ^ 0. 20%, Ni ^ 0. 10%, S ^ 0. 025%, Ρ < 0. 025 %，餘量為Fe及其他不可避免的雜質。
[0018] 作為優選，所述軸承蓋板、軸承均由以下重量百分比的成分組成：C :0. 15%，Si : 0. 25%, Μη ：0. 80%, Cr ：0. 50 %, Mo ：0. 10 %, Cu ^ 0. 20%, Ni ^ 0. 10%, S ^ 0. 025%, P < 0. 025%，餘量為Fe及其他不可避免的雜質。
[0019] 其中，所述軸承蓋板、軸承的製備方法，包括鍛造工序和熱處理；鍛造工序中，始鍛 溫度為1100°c -1140°C，終鍛溫度為780°C -830°c;在熱處理工序中，待溫度為850°C -950°c 時進行淬火，淬火後先保溫2-4小時；待溫度為470-520°C時回火，回火後再保溫3-4小時。
[0020] 先鍛造後熱處理的工序簡化生產工藝，減少能源消耗，且同樣能使鑄件具有常規 熱處理後的性能水平。由於該方法可立即快速升溫到淬火溫度，這樣就縮短了碳化物重新 溶解的時間。因此，軸承蓋板、軸承的性能得到顯著的提高。
[0021] 在上述的高壓鼓風機中，所述軸承座包括固連在軸承蓋板側面上的環形凸沿，上 述軸承外圈的外側壁與環形凸沿的內側壁緊配合，所述通孔的內徑小於環形凸沿的內徑。 軸承外圈卡接固連在環形凸沿內，通孔的內徑小於環形凸沿的內徑，即軸承一端能夠抵靠 在軸承蓋板內側壁上，因此風桶內側壁也軸承起到軸向限位作用。
[0022] 在上述的高壓鼓風機中，所述軸承座內還固連有軸承墊片，所述軸承端面抵壓在 軸承墊片上，軸承墊片抵壓在軸承蓋板側面上。軸承墊片能夠避免軸承直接與軸承蓋板相 接觸，對軸承起到保護作用，同時也起到密封作用，避免液體進入電機。
[0023] 在上述的高壓鼓風機中，所述風桶朝向軸承蓋板的一側側面上環繞輸出軸具有一 環形連接槽，所述連接槽內固連有油封。油封起到密封作用，避免液體順著輸出軸流動。
[0024] 在上述的高壓鼓風機中，所述軸承蓋板呈圓盤狀，且通過螺栓固連在風桶側面上， 所述風桶另一側側面上固連有風蓋。風蓋也是通過螺栓固定在風桶上，拆裝方便。
[0025] 與現有技術相比，本高壓鼓風機具有以下優點：
[0026] 1、由於軸承蓋板位於風桶與電機之間，軸承固連在軸承座內，因此當風桶內的風 葉工作時，被吸入風桶的雨水等液體會沿著輸出軸流動，當流到軸承處時能夠被軸承所阻 擋，避免液體繼續順著輸出軸流入電機，對電機起到保護作用。
[0027] 2、由於風桶朝向軸承蓋板的一側側面上環繞輸出軸具有一環形連接槽，連接槽內 固連有油封，因此避免液體順著輸出軸流動。
[0028] 3、由於軸承座內還固連有軸承墊片，軸承墊片能夠避免軸承直接與軸承蓋板相接 觸，對軸承起到保護作用，同時也起到密封作用，避免液體進入電機。
[0029] 4、軸承蓋板、軸承的軸承鋼材料通過合理配伍，提高其硬度、耐磨性、接觸疲勞強 度，以及良好的韌性、尺寸穩定性、耐蝕和冷熱加工性能，從而提高高壓鼓風機的機械性能， 並延長高壓鼓風機的使用壽命。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030] 圖1是本高壓鼓風機的結構爆炸圖。
[0031] 圖2是本高壓鼓風機的結構剖視圖。
[0032] 圖3是圖2中A處的結構放大圖。
[0033] 圖中，1、風桶；11、連接槽；2、電機；21、輸出軸；3、軸承蓋板；31、通孔；32、軸承 座；33、環形凸沿；4、風葉；5、軸承；6、軸承墊片；7、油封；8、風蓋。
【具體實施方式】
[0034] 以下是本發明的具體實施例並結合附圖，對本發明的技術方案作進一步的描述， 但本發明並不限於這些實施例。
[0035] 如圖1、圖2所示，一種高壓鼓風機，包括風桶1和電機2,風桶1的側壁圓心位置 開設有中心孔，電機2的輸出軸21伸入風桶1，且在輸出軸21的伸入端固連有風葉4,風桶 1朝向電機2的一側外側面上固連有一圓形的軸承蓋板3,軸承蓋板3的圓心位置開設有通 孔31，電機2、軸承蓋板3及風桶1固連在一起，電機2的輸出軸21自由端依次穿過通孔31 及風桶1的中心孔伸入風桶1內，風葉4固連在輸出軸21的自由端，軸承蓋板3位於風桶1 與電機2之間，軸承蓋板3朝向電機2的一側側面上圍繞通孔31具有一軸承座32,軸承座 32內固連有軸承5,輸出軸21穿過軸承5,且輸出軸21與軸承5內圈相固連，因此當風桶1 內的風葉4工作時，被吸入風桶1的雨水等液體會沿著輸出軸21流動，當流到軸承5處時 能夠被軸承5所阻擋，避免液體繼續順著輸出軸21流入電機2,對電機2起到保護作用。
[0036] 具體來說，結合圖3所示，軸承座32包括固連在軸承蓋板3側面上的環形凸沿33， 軸承5外圈的外側壁與環形凸沿33的內側壁緊配合，通孔31的內徑小於環形凸沿33的內 徑，軸承5外圈卡接固連在環形凸沿33內，通孔31的內徑小於環形凸沿33的內徑，即軸承 5-端能夠抵靠在軸承蓋板3內側壁上，因此風桶1內側壁也軸承5起到軸向限位作用。軸 承座32內還固連有軸承墊片6,軸承5端面抵壓在軸承墊片6上，軸承墊片6抵壓在軸承 蓋板3側面上，軸承墊片6能夠避免軸承5直接與軸承蓋板3相接觸，對軸承5起到保護作 用，同時也起到密封作用，避免液體進入電機2。風桶1朝向軸承蓋板3的一側側面上環繞 輸出軸21具有一環形連接槽11，連接槽11內固連有油封7,油封7起到密封作用，避免液 體順著輸出軸21流動。軸承蓋板3呈圓盤狀，且通過螺栓固連在風桶1側面上，風桶1另 一側側面上固連有風蓋8,風蓋8也是通過螺栓固定在風桶1上，拆裝方便。
[0037] 其中，上述高壓鼓風機中軸承蓋板、軸承均為軸承鋼，按照GB/T3203-82規定 G20CrMo 成分及其質量百分比為：C :0· 17-0. 23%，Si :0· 20-0. 35%，Μη :0· 65-0. 95%，Cr : 0· 35-0. 65%，Mo :0· 08-0. 15%，Cu 彡 0· 25%，S 彡 0· 03%，P 彡 0· 03%，餘量為 Fe 及其他 不可避免的雜質。為了獲得性能較好的軸承蓋板、軸承，在現有G20CrMo軸承鋼化學成分 的基礎上，在滿足上述化學成分的基礎上，嚴格控制各合金元素的成分配比，確定成分及其 質量百分比為：C :0· 12-0. 15%，Si :0· 25-0. 30%，Μη :0· 50-0. 80%，Cr :0· 50-0. 80%，Mo : 0· 05-0. 10%，Cu < 0· 20%，Ni < 0· 10%，S < 0· 025%，P < 0· 025%，餘量為 Fe 及其他不 可避免的雜質。
[0038] 表1 :本發明實施例1-3軸承蓋板、軸承的成分及其質量百分比
[0039]
【權利要求】
1. 一種高壓鼓風機，包括風桶和電機，所述電機的輸出軸伸入風桶，且在輸出軸的伸入 端固連有風葉，其特徵在於，所述風桶朝向電機的一側外側面上固連有一圓形的軸承蓋板， 所述軸承蓋板的圓心位置開設有通孔，軸承蓋板朝向電機的一側側面上圍繞通孔具有一軸 承座，所述軸承座內固連有軸承，上述輸出軸穿過軸承，且輸出軸與軸承內圈相固連，其中， 所述軸承蓋板、軸承均由以下重量百分比的成分組成：C :0. 12-0. 15%，Si :0. 25-0. 30%， Μη ：0. 50-0. 80 %, Cr ：0. 5〇-〇. 80 %, Mo ：0. 05-0. 10 %, Cu ^ 0. 20 %, Ni ^ 0. 10 %, S彡0. 025%，P彡0. 025%，餘量為Fe及其他不可避免的雜質。
2. 根據權利要求1中所述的高壓鼓風機，其特徵在於，所述軸承蓋板、軸承均由以 下重量百分比的成分組成：C :0. 13%，Si :0. 28%，Μη :0. 70%，Cr :0. 70%，Mo :0. 08%， Cu < 0. 20%，Ni < 0. 10%，S < 0. 025%，P < 0. 025%，餘量為Fe及其他不可避免的雜質。
3. 根據權利要求1中所述的高壓鼓風機，其特徵在於，所述軸承蓋板、軸承均由以 下重量百分比的成分組成：C :0. 12%，Si :0. 30%，Μη :0. 50%，Cr :0. 80%，Mo :0. 05%， Cu < 0. 20%，Ni < 0. 10%，S < 0. 025%，P < 0. 025%，餘量為Fe及其他不可避免的雜質。
4. 根據權利要求1中所述的高壓鼓風機，其特徵在於，所述軸承蓋板、軸承均由以 下重量百分比的成分組成：C :0. 15%，Si :0. 25%，Μη :0. 80%，Cr :0. 50%，Mo :0. 10%， Cu < 0. 20%，Ni < 0. 10%，S < 0. 025%，P < 0. 025%，餘量為Fe及其他不可避免的雜質。
5. 根據權利要求1中所述的高壓鼓風機，其特徵在於，所述軸承蓋板、軸承的製備 方法，包括鍛造工序和熱處理；鍛造工序中，始鍛溫度為ll〇〇°C -1140°C，終鍛溫度為 780°C _830°C ;在熱處理工序中，待溫度為850°C _950°C時進行淬火，淬火後先保溫2-4小 時；待溫度為470-520°C時回火，回火後再保溫3-4小時。
6. 根據權利要求1中所述的高壓鼓風機，其特徵在於，所述軸承座包括固連在軸承蓋 板側面上的環形凸沿，上述軸承外圈的外側壁與環形凸沿的內側壁緊配合，所述通孔的內 徑小於環形凸沿的內徑。
7. 根據權利要求1中所述的高壓鼓風機，其特徵在於，所述軸承座內還固連有軸承墊 片，所述軸承端面抵壓在軸承墊片上，軸承墊片抵壓在軸承蓋板側面上。
8. 根據權利要求1中所述的高壓鼓風機，其特徵在於，所述風桶朝向軸承蓋板的一側 側面上環繞輸出軸具有一環形連接槽，所述連接槽內固連有油封。
9. 根據權利要求1中所述的高壓鼓風機，其特徵在於，所述軸承蓋板呈圓盤狀，且通過 螺栓固連在風桶側面上，所述風桶另一側側面上固連有風蓋。風蓋也是通過螺栓固定在風 桶上，拆裝方便。
【文檔編號】F04D29/02GK104088809SQ201410256589
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月11日 優先權日:2014年6月11日
【發明者】陳鎮華, 周政富 申請人:寧波升鴻機械設備有限公司