壁掛爐罩極風機的設計特點

羅勁生

摘 要：介紹壁掛爐罩極風機主要部件的材料、結構及設計等方面的特點

關鍵詞：罩極風機 材料 結構 設計

引言：罩極式交流離心風機在壁掛爐的作用是以一定流速將煙氣強制排出爐體，同時使燃燒室與室外之間形成穩定壓差，保證適量新鮮空氣進入燃燒室與噴嘴噴出的燃氣以一定的比例混合，達到最佳過?？諝庀禂担谷細膺M行完全燃燒；燃燒室內保持微負壓，煙氣不會通過家用燃氣壁掛爐殼體間的縫隙散入室內，避免煙氣中毒現象的發生。對產品的安全性及穩定性有著較高要求。

壁掛爐罩極風機主要由電機部分及風機部分構成，風機部分主要包刮風輪、蝸殼、風壓管等，電機部分主要包刮定子、繞組、轉子、前后支架、減震圈、軸承、散熱風葉等。

1.風機部分的材料、結構、設計特點

壁掛爐正常排煙溫度達到160℃～180℃，由于天然氣完全燃燒時是二氧化碳和水，壁掛爐停止工作時會有冷凝水和沙塵從排煙管進入到風機蝸殼里面，所以風機部分的材料除了要耐高溫還要耐濕熱腐蝕。

㈠風機蝸殼：使用壓鑄鋁合金或者電鍍鐵板。壓鑄鋁殼有較強的機械性能、耐腐蝕性能和更好的隔音性能，而電鍍鐵板具有加工方便，使用靈活等特性，可以根據安裝及使用要求進行選擇；

㈡風輪：使用鋁合金板或者電鍍鐵板。鋁合金密度低，強度較高，質量較輕，具有良好的成形加工性能、抗蝕性、可燭性、疲勞強度，但有些鋁合金的耐腐蝕性差，高溫軟化快，所以需要注意選用合適牌號的鋁合金；電鍍鐵板重量較重，對于電機軸承的負荷較大會影響軸承壽命，并且葉片切口容易銹蝕，在使用過程中葉片容易積聚沙塵使風機整機的動平衡性能越來越差而引起風機的振動噪音，其優點是風輪葉片鉚接牢靠，不會松動；

㈢風壓管：使用鐵管或者塑料管，其作用是連接風壓開關，起到啟停壁掛爐的作用。鐵管一般只能做成單負管形狀，風壓值較低，對于壁掛爐的匹配性能要求較高。塑料管一般采用PPS塑料，耐溫可以達到265℃，可以做成喇叭形狀，并可以設計成雙取樣管形式（一正一負），對風壓有放大作用，風壓值較高，通用性較好，但塑料模具的加工精度要求較高，一致性較差；

2. 電機部分的材料、結構、設計特點

電機部分作為整個風機的驅動部分，所使用的材料需要用H級（最高級）的絕緣材料。

㈠散熱風葉：采用電鍍鐵板，安裝在電機軸前端與蝸殼之間，由于風機部分受到溫度較高，電機部分溫度相對較低，風葉起到一定的隔斷熱空氣的作用，采用離心式設計使電機后面的空氣往前軸端流動并向外擴散，能降低繞組溫升，起到最大的降溫效果；

㈡減震圈：電機與蝸殼的連接部分要用減震圈連接，采用硅橡膠材料，其設計結構、硬度要求要合理，一方面需固定電機位置，支撐電機重量，不能讓風輪的位置相對風壓管的位置發生偏移而影響風壓值，另一方面防止電機的振動傳遞到蝸殼而產生振動噪音，設計時應避免用緊固件壓住減震圈使減震作用失效；

㈢前后支架：常用的材料有壓鑄鋁合金、壓鑄鋅合金等。由于鋁的密度比鋅的密度小，壓鑄鋁合金相對壓鑄鋅合金材料成本低，壓鑄鋁合金熔化溫度較高，壓鑄工藝較難，壓鑄鋅合金則相反，但機械強度不如鋁合金，熱變形量較大，在壁掛爐里面使用壓鑄鋁合金支架較適宜。由于壓鑄鋁合金韌性差，延伸率不高，對于需要鉚接壓圈來固定軸承的結構應避免直接鉚支架，對于必須對支架進行鉚接的設計，應盡量減少支架變形量并采用韌性高的壓鑄鋁合金，延伸率高的有6系的如6061、6063，可以達到20%，并對支架進行熱處理可以提高韌性，但由于其強度不如普通ADC12，只能用作受力不大后支架。

㈣轉子：轉子結構為籠型斜槽鑄鋁轉子，由矽鋼片沖壓疊片再壓鑄純鋁而成，一般端環體積越大，轉速越高，但起動性能稍差。由于罩極電機的轉子外徑較小，其不平衡振動噪聲一般不嚴重，但如果轉子壓鑄缺陷（氣孔縮孔）嚴重時，以及轉子端環跳動大于0.2mm時將出現振動，為了減少這種情況，壓鑄應采用三板模，轉子壓鑄進水從端面多點進水，提高壓鑄質量，提高轉子的平衡性，必要時需全檢轉子重量及對轉子端環整形。

㈤轉子與定子：轉子與定子內孔配合的氣隙均勻性會影響電機噪音，氣隙越小，精加工要求以及零配件配合的精度越高，易造成偏心值（相對值）增加，使制造和運行都增加困難，加大氣隙可以降低大批量裝機時的返修率，削弱諧波磁場，減少諧波漏抗，減少諧波磁場引起的附件轉矩和附加損耗，降低溫升，提高電機起動性能，氣隙一般取δ=0.35mm較佳。

㈥軸承：軸承有滾珠軸承及含油軸承兩種，由于風機運行時，電機軸是水平放置的，前支架軸承需要支撐轉子及風輪重力，為了避免軸承與軸單邊摩擦，要用滾珠軸承，后支架軸承可以用滾珠軸承或含油軸承。含油軸承具有結構簡單、成本低、噪音小等優點，但軸承與軸的配合公差比較難掌握，它們之間容易發生抖動產生異音，當油脂用完或有灰塵進入后軸承很快會被軸磨損而發生轉子偏心不轉現象。兩者比較起來滾珠軸承應用更方便，更適合在較惡劣的環境中使用。由于北方地區冬天的氣溫低，壁掛爐運行時的爐溫又高，所以需選用使用溫度范圍為-40℃～200℃的長壽命高溫軸承（油脂）。

結語：

針對我廠多年生產壁掛爐罩極風機的實踐，風機上面所用的材料、結構必須能長期在高溫壞境中使用而不發生變形松動，零部件之間配合要牢靠，尤其是鋁合金風輪葉片、軸套有很輕微松動的都會產生高頻異音，影響客戶使用體驗，鋁合金風輪葉片的鉚接工藝仍是生產罩極風機的難點。

參考文獻：

[1] GB 25034-2010《燃氣采暖熱水爐》標準；

[2] GB12350-2000《小功率電動機的安全要求》；