國內(nèi)外研究風機現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢（2）
作者：石家莊風機 日期：2014-10-17 瀏覽：1065
用相似設(shè)計來得到母系列產(chǎn)品;在保持與母系列產(chǎn)品相似條件(幾何相似、運動相似和動力相似,即輪穀比相同、葉片相對厚度和扭曲角分布規(guī)律相同,葉片相對寬度分布或相同或保持一定的比例關(guān)系),改變?nèi)~片數(shù),根據(jù)實度效應(yīng)法則設(shè)計出若干子系列;相似設(shè)計得到的母系列和模化設(shè)計(實度變換)得到的子系列構(gòu)成一個產(chǎn)品系列群,在此產(chǎn)品系列群的基礎(chǔ)上,通過用已有葉輪的輪轂和葉片,用變型設(shè)計方法(不保持相似條件,改變輪穀比、葉片數(shù)和葉片寬度),迅速而靈活地組裝出新的系列群產(chǎn)品;在變型設(shè)計得到的系列群產(chǎn)品基袖上,再利用相似設(shè)計和模化設(shè)計方法設(shè)計得到更新的產(chǎn)品系列群。如此,三種設(shè)計方法循環(huán)使用,從一個系列群擴展到多個系列群,以適應(yīng)市場的需求和產(chǎn)品竟爭的需求。漸進設(shè)計法過程如圖20世紀50年代歐美一些國家提出了模塊化設(shè)計的概念。最早的模塊化工業(yè)應(yīng)用可以追溯到20世紀30年代時的德國,德國人在統(tǒng)床設(shè)計中引入了積木式設(shè)計思想,之后積木式設(shè)計方法在國外機床行業(yè)受到熱捧,得到迅猛發(fā)展。到了 70年代,國內(nèi)一些機床企業(yè)也對模塊化設(shè)計進行了嘗試,比如北京第一機床廠和天津第一機床廠等都在不同程度和規(guī)模上應(yīng)用了模塊化設(shè)計【341。帶目前為止,模塊化設(shè)計在電子設(shè)備中應(yīng)用最為廣泛,其中,計算機行業(yè)已經(jīng)出合相應(yīng)行業(yè)標準,提高了軟件的模塊化發(fā)展。另外,在汽車、造船和家電等行業(yè),模塊化也得到了不同程度地應(yīng)用和發(fā)展,并取得了較多成果。隨著模塊化思想不斷完善,模塊化的工業(yè)應(yīng)用也在不斷拓展新的領(lǐng)域。
在模塊化設(shè)計中,將不同功能或相同功能不同性能的產(chǎn)品劃分成不同的模塊,通過模塊間組合形成不同的產(chǎn)品,以滿足不同的市場需求模塊化設(shè)計一般分為兩個過程:先對產(chǎn)品進行分解劃分;不同模塊間組合形成新產(chǎn)品。一般的產(chǎn)品模塊化設(shè)計模式為:新產(chǎn)品(系統(tǒng))=通用模塊+準通用模塊+專用模塊[35】。
在進行產(chǎn)品模塊劃分時,可以從不同的角度進行劃分。常用的劃分方法有四種:1.根據(jù)產(chǎn)品組成的相關(guān)程度劃分;2.根據(jù)加工問題劃分;3.根據(jù)裝卸和接口問題;4.根據(jù)材料和可重用部件劃分[34】。對于市場需求穩(wěn)定、制造復雜的產(chǎn)品,傾向于根據(jù)加工問題劃分,這樣可以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。對于傳統(tǒng)的軸流風機而言,新型葉片的設(shè)計更新較慢,降低風機生產(chǎn)成本、提高葉輪的加工質(zhì)量對于提高企業(yè)競爭力具有重要影響。
除了模塊外,模塊化設(shè)計中另外一個重要的概念是“接口”,接口是指模塊間的連接部分,模塊接口技術(shù)主要包括兩個方面:接口本身的設(shè)計加工;接口的管理技術(shù)[341。在可靠接口的基礎(chǔ)上,模塊化產(chǎn)品才能發(fā)揮其功能作用。在風機產(chǎn)品模塊設(shè)計方面,吳秉禮先生提出了變輪轂組合設(shè)計,該方法借用已有風機系列的葉輪和輪轂進行組合,組成新輪轂比系列群[30]。該方法有兩種情況:(1)、已知滿足優(yōu)先數(shù)系標準風機的葉輪幾何參數(shù)(直徑,葉片長度、輪轂比),
選定葉輪和輪轂的增減后,進而確定新系列風機的輪轂比、葉片序號和風機組合方式;(2)、已知葉輪幾何參數(shù),選定輪轂比后,確定新風機的組合方式。吳秉禮先生對其按變輪轂組合方法所設(shè)計風機的性能進行了估算,所依據(jù)的基細是:當風機的葉輪直徑、轉(zhuǎn)速、葉片數(shù)目和安裝角相同時,輪轂比在0.12范圍內(nèi)并按優(yōu)先系數(shù)R40變化時,認為風機的流量和效率不變,其壓力和軸功率按優(yōu)先系數(shù)R20增大或減小PG】。
吳秉禮先生采用的優(yōu)先數(shù)系方法屬于傳統(tǒng)的模塊化設(shè)計方法,使用此方法進行模塊化設(shè)計時,風機系列分得越細,相應(yīng)的設(shè)計和加工制造成本就會更高;系列分得越粗,雖然制造變得簡單,但是產(chǎn)品的功能就會出現(xiàn)不足或者冗余[36】。對于大尺寸的風機產(chǎn)品,相鄰一個優(yōu)先數(shù),其結(jié)構(gòu)和價格會差別很大。在此種情況下,研究相近尺寸下通用模塊的設(shè)計顯得更有意義,即將產(chǎn)品分為不同尺寸范圍,同一尺寸范圍內(nèi)的產(chǎn)品使用同一模塊。另外,組合設(shè)計方法單純從風機結(jié)構(gòu)出發(fā),對于模塊化風機的性能估算不夠準確。模塊化設(shè)計需建立功能域和結(jié)構(gòu)域,只有較準確建立兩者之間的映射關(guān)系才能更好的指導模塊化產(chǎn)品的應(yīng)用。在推測模塊化風機的性能時,現(xiàn)代數(shù)值模擬的計算方法,顯然比估算更加準確。
