某车间9-12风机至2016年止已运行近8 年，振动一直偏大，已困扰生产多年。9-12风机流体的数学模型粉尘流体在风机中流动的物理条件较为复杂，影响因素较多，因此在离心风机的数值计算中，假设流体为连续等温不可压缩的牛顿流体稳态运动而且各组分之间没有化学反应。即使是更新了叶轮总成，并在联轴器对中性符合允差的情况下，运行时前后两轴承位壳振实测振动速度有效值分别达到了3.0 mm/s 和3.6 mm/s 左右，这是属于“可容忍”的范围，但不宜长期运行工作。经我设备人员分析，认为振动大的原因有：一是混凝土基础过于单薄，重量不足，且运行时基础周围地板有明显的颤动；二是预埋地脚螺栓有松动迹象。经上级研究，决定趁当年大修时间充足的机会，对上述存在问题整改，破除旧基础后，按本文前述处理措施重新设计、施工新的混凝土基础和预埋地脚螺栓。

开机正常生产后，该9-12风机轴承位壳振实测振动速度有效值分别降到了0.45 mm/s 和0.52 mm/s，属“良好”级别。试验采用进口堵片方式调节流量，从大流量至小流量共选取8个工况点，分别测试每个工况点的风机流量、压力、功耗和噪声。安装精度不达标及其检查处理措施安装精度主要是指风机轴与驱动电机轴的同心度，即对中性。离心式风机联轴器的同心度要求很高。如果联轴器没有找正，或是找正达不到要求，引起9-12风机振动将不可避免。应注意的是，即使原来同心度已经符合要求了，但是风机运行一段时间后，由于各种原因，同心度会也会发生变化，所以应注意定期检查同心度，如发现同心度超过允许偏差了，要立即重新找正。因此，当风机发生异常的振动故障时，检查联轴器的对中情况是必不可少的。

9-12风机产生的原因是此次打表所用的磁性表座固定百分表的方式刚性和可靠性欠佳，当联轴器转到下方时，由于磁性表座、连接杆、紧固件和百分表的自重，造成百分表下坠，探头脱离测点，结果就是产生上文所述的异常读数。当检修人员按作者建议制作的表架后，在检修过程中，不再出现异常读数，检修任务按时圆满完成。9-12风机转子不平衡和检查处理措施造成风机转子不平衡的原因主要有：叶轮出现不均匀的磨损或腐蚀；然后应用Fluent流体软件对其进行了数值建模分析，充分认识离心分机内部流场流体的流动规律，并得到集流器及整个风机的压力云图，截面所受阻力云图，并取点做了统计分析。叶轮表面存在不均匀的积灰或附着物；叶片连接处存在裂纹或叶轮与轮毂、轮毂与轴颈的连接配合松动等。用测振仪测得数据，如果显示振动值径向较大而轴向较小或者振动值随转速上升而增大，都是转子不平衡引起振动的特征。

预防处理措施主要有：

一是，根据9-12风机的运行工况，在进风机前工序上采取除尘措施，控制减少进入风机的粉尘等含量；

二是，定期清理风机叶轮，顺便仔细检查叶轮是否存在裂缝以及叶轮与主轴的配合情况。一般来说，转子不平衡引起的振动都是叶轮表面存在不均匀的积灰或附着物产生的。对于难于清洗的9-12风机叶轮转子可采用化学法清洗，如***生产中二硫化硫主风机叶轮，可采用氢氧化钙稀水，再用高压喷射机喷射清洗叶轮，速度快效果佳。粉尘不仅严重危及采掘工作面人员的身体健康，而且容易造成重大事故隐患。

叶片形状优化对9-12风机金属叶轮稳定运行的影响

叶片的结构优化对离心风机金属叶轮平稳运行有着重要的影响。目前很多学者研究了叶片出口安装角的结构优化以及叶片高度的结构优化，但是对于叶片形状的结构优化研究得较少。气流在叶片的不同区域的流动有很大的不同。在叶轮前盘，气流的流动方式主要是轴向流动。在叶轮的中后盘，气流的流动方式主要是径向流动。9-12风机性能试验原理及其装置为了验证修正后数值计算模型的准确度，对原风机的不同工况气动性能试验。通过这种方式，达到叶轮前盘向中后盘送风，使叶轮中后盘出风的目的。由此可见，通过对叶片形状进行优化设计，可以在一定程度上增加叶片的送风量以及有效通道的宽度，使得离心风机的效率得到提高，从而保证金属叶轮的平稳运行。

9-12风机具有体积小、压力系数高等一系列优点，在工业、农业等各个领域都得到广泛应用，是人们生产生活中必不可少的一种机器设备。离心风机主要由集流器、蜗壳、电机以及叶片四个部件组成。各部件的结构优化对离心风机金属叶轮稳定运行起着重要的作用。随着科学技术的发展以及生活水平的提高，对9-12风机进行结构优化越来越受到人们的关注。加米字风机的全压较大可达5860Pa，而普通集流器较大达到4260Pa。因此本文通过对集流器优化、蜗壳优化、电机优化以及叶片形状进行优化，来观察结构优化之后的离心风机对金属叶轮稳定运行的影响，以促进离心风机的生产工作朝着更完善、更健康的方向发展。

在标准进气风管测试装置上，对9-12风机及在风机蜗壳周向板、前盖板、后盖板等部位分别加装吸声材料后，测试了不同结构形式下风机性能和噪声特性。试验结果表明:相比原风机，蜗壳周向板与后盖板同时加装吸声材料效果较好，设计工况下A声级能够降低7．2dB(A)，在小流量工况下，吸声蜗壳的降噪效果变差;根据风机噪声频谱，穿孔板加玻璃棉吸声蜗壳的吸声性能中高频好于低频，风机基频噪声在设计点能够降低12．5dB(A);9-12风机加装吸声材料后风机气动性能会略有下滑，压力和效率都有不同程度的降低。离心式风机是工业生产中应用广泛的通用辅助设备，而风机噪声尤其大型风机噪声很大，严重影响人的身心健康，所以降低风机噪声有着重要的意义。由于蜗壳壁面是离心风机主要的气动噪声源，蜗壳不消声时，声波在风机蜗壳内连续反射，形成一个混响声场，声压级较高。进气箱在其出口处气体发生近90°转弯，内部流场十分复杂，并造成很大的流动损失。采用消声蜗壳后，被吸收的声能多，被反射的声能少，其声场的声压级就会降低。

对于9-12风机消声蜗壳降噪效果的研究，国内外很多学者都做了不少的研究工作。Bartenwerfer等将蜗板外侧消声部分的外壳做成方形，里面填充消声材料对离心风机进行降噪试验研究，使改进后的风机A声级降低了9～12dB(A)。刘晓良等研究了消声蜗壳消声材料厚度、空腔厚度等对风机降噪效果的影响，结果表明:适当增加消声材料厚度或空腔厚度可以提高消声蜗壳的降噪效果。考虑到离心风机结构的复杂且不规则性，本文采用非结构四面体网格进行划分，其中无进气箱的离心风机网格数量约370万，网格质量为0。到目前为止，对消声蜗壳的研究基本都集中在周向蜗板上加装消声材料，对风机侧板加消声材料的消声蜗壳降噪效果研究得还比较少。