某车间多级离心风机至2016年止已运行近8 年，振动一直偏大，已困扰生产多年。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。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。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，该多级离心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。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，引起多级离心风机振动将不可避免。这种分布不均匀的现象会直接堵塞叶轮出口，从而使叶轮发生周期性的加速或减速，进而降低离心风机的工作效率，缩小了多级离心风机工作的范围，影响了金属叶轮的平稳运行。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。

多级离心风机进气箱出口处（叶轮进口处）水平横向截面速度的矢量图及云图，从图中可以看出，虽然其出口几何结构是对称的，然而在出口处其流速为不均匀分布，靠进气方向处流速较高，被进气方向速度较低，气流经弯头转弯后，流速分布比较紊乱，从而使得进入风机叶轮的流速不均匀，与文献的研究结果一致，这是导致离心风机效率低的原因之一。联轴器对中找正应注意的是：一是，应以多级离心风机的联轴器为基准，测定和调整多级离心风机电机来保证电机与风机两轴线同轴。

进气箱内的流动损失

进气箱的流动损失可以通过数值模拟计算分析，为理论研究提供参考，其大小为进气箱出口截面的动压乘以损失系数。由于进气箱出口速度大致与叶轮的进口速度一样。

进气箱对离心风机性能的影响可知在进气箱出口与多级离心风机叶轮进口处存在涡旋现象，研究中发现该涡旋与流量大小有关，在大流量区涡旋不明显，且位于进气箱侧的叶轮叶套的进口处，随着流量的减小，涡旋形状更加的明显，并向进气箱出口方向B侧偏移。可以看出，原始风机叶轮流道内靠近出口处形成涡旋，主要原因是叶片出口附近存在较为严重的边界层分离现象。15m3/s，主要尺寸参数为：多级离心风机蜗壳宽度b1152mm，叶轮内径1D210mm,叶轮外径2D246mm，叶片进口安装角178A，叶片出口安装角2160A，叶片圆弧半径r14mm，叶片数z60。多级离心风机叶片表面存在附面层，随着叶轮旋转，吸力面和压力面附面层的结构和形态是不同的。

整机压力云图分布

通过Fluent 软件对掘进工作面离心风机进行流场数值模拟，模拟得出在同流量下，加米字集流器和普通集流器离心风机压力云图可以看出，风机静压从进口至出口逐渐增大，在蜗壳外达到较大。加米字集流器风机进口静压明显高于普通集流器离心风机， 其较大静压达到2 510 Pa，普通集流器达到1 440 Pa；加米字风机的全压较大可达5 860 Pa，而普通集流器较大达到4 260 Pa。因此提高蜗壳型线设计水平，不仅能改善风机气动性能，还能达到降低噪声的效果。

多级离心风机集流器的压力用Tecplot 软件对模拟结果进行后处理，可以对离心风机集流器的受压进行对比分析。加米字形集流器和普通圆弧形集流器内部流场受压分布所示， 多级离心风机米字形集流器入口压力为-8 000 Pa，到集流器出口达到-18 000 Pa，压差10 000 Pa；普通圆弧形集流器入口压力为-8 000 Pa，到集流器出口达到-16 000 Pa，压差8 000 Pa，小于米字形集流器。同时也可以看出，加米字形集流器压力梯度变化趋势比普通圆弧形集流器平缓，对稳定进口气流，保证气流的均匀及稳定有更明显的作用。风机结构复杂且叶片外形不规则，因此生成结构化网格比较困难，相反非结构化网格适应能力强，在处理复杂结构时有利于网格的自适应。

多级离心风机对比分析

在额定转速下， 假定风机进出口处截面上动压静压均匀分布，对风机进口、出口压力及压差，集流器进出口压力及其压差进行统计。取点方法：在截面中心为轴心，周边均匀取了20 个点，之后计算取其平均值，可以看出，同流量下，加米字形集流器的静压和全压差分别为-4 389.0 Pa 和-2 252.9 Pa，而普通圆弧形集流器的压差为-982.9 Pa 和-32.1 Pa，相比可以看出，多级离心风机 加米字形集流器导流效果比普通圆弧形集流器好。但是同流量下，普通圆弧形集流器比加米字形集流器风机压差大，有效值大2 366 Pa，风机全压差加米字形比普通圆弧形小2 350.8 Pa，减少的这部分能量用于摩擦发热。Sheard通过研究加进气箱的通风机，在多级离心风机叶轮进口加导流板控制叶轮进口的非均匀气流，结果表明在叶轮进口加导流板能够提高风机的全压，并得出了叶片根部断裂的原因。说明集流器经过改造提高了粉尘流的导流能力，提高了风机的性能。

本文对掘进工作面多级离心风机集流器结构进行了改进研究。并对改进前、后的结构的集流器导流效果做了理论分析。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。研究结果表明：多级离心风机加米字形集流器使集流器进出口压差增加，明显地起到对粉尘流场的导流作用。但是集流器由于增加米字形支撑架，造成集流器截面的摩擦力增大，消耗了风机的一部分动能。工业生产中的多级离心风机特别是离心式风机应用很广泛，在一些生产装置中甚至属关键设备。但对大型除尘离心风机总体来看，采用该结构大大减少制造难度和加工成本，提高了经济效益。