矿井通风机的作用就是把地面新鲜空气送到井下，供工人呼吸，同时把有害气体从井下排出，使有害气体的浓度降到对人体无害的程度，在现代化煤矿中称通风机为“矿井的肺脏&dquo;，可见其重要性。风机的参数是风机选型的唯一依据，因此正确理解和计算风机的参数是风机选型的基础。 风机的主要参数包括气体流量、压力、温度、密度、气体介质、转速、功率、效率等，气体的流量、压力、密度是风机选型的三大参数，下面就详细解释一下部分主要参数的含义。 1 气体的流量 风机在单位时间内所输送的气体数量被称为流量，通常用Q表示。风机的流量可以用体积流量和质量流量来表示，体积流量（Qv）的单位是m3/s,质量流量（Qm）的单位是kg/s。 Qm=&ho;Qv 其中&ho;为气体的密度，kg/m3 在流道内，通常质量流量是不变的，但由于介质密度的变化，所以流道内不同位置的体积流量是改变的。 通常都用体积流量来表示风机的流量。 需要注意的是，风机的体积流量与密度有关，密度与气体的状态（温度、压力等）有关，还与海拔有关，因此体积流量指的是一定状态下的气体流量。由于风机的进口和出口气体状态不一样，因此风机的进口体积流量与出口体积流量也是不同的。通常，风机的流量指的是风机的进口体积流量。 风机的体积流量按照气体的流速计算得到： Qv=vA  其中：  A为截面的截面积，m2     V为气体的流速，m3/s。速度取该截面的均方根值。 2 压力 为了进行正常通风，需要有克服矿井风道的阻力的压力，风机必须有这种压力。风机的压力分为静压、动压、全压。 风机静压PS是指气体对平行于气流的物体表面作用的压力，静压是克服矿井风道阻力的压力，静压是通过垂直于表面的孔测量出来的。 气体流动需要动能，把该动能转化为压力的形式即为动压Pd， Pd=1/2&ho;v2 其中：      &ho;为气体的密度，kg/m3      V为气体的流速，m3/s 全压为动压与静压之和。 P=PS+Pd 风机的全压升是指风机出口的全压与进口的全压之差。 &Dela;P=P2-P1 风机的静压升是指风机出口的静压与进口的静压之差。    &Dela;PS=PS2-PS1 3 密度的修正 风机输送介质的密度对风机的性能有很大的影响，风机的压力与介质的密度成正比，在风机选型的时候必须考虑密度的影响。 根据风机的相似定律，风机的压力与密度成正比。 所以风机提供的压力随密度的变小而减小。 可以看出，随着介质密度的减小，风机的性能也随之降低。 影响密度的因素： 1)  气体温度 2)  海拔高度（大气压力） 对矿井风机来说，因为井下的气体温度都差不多，可以按20度考虑。 海拔高度对密度的影响可以按下面的曲线查询，横坐标为海拔高度，纵坐标为密度。   4 风机效率 风机的效率是指被输送的介质的有功功率与电机功率的比值，其计算公式如下：     &ea;=kPQ/N 其中： &ea;：风机效率 k:压缩系数，通常可以取0.99。 P：风机压力，Pa   Q：流量，m3/s   N：电机输入功率，kW 根据压力的不同，风机的效率可以用全压效率和静压效率来表示，上面公式中的压力如果使用全压，那么计算的效率就是全压效率；上面公式中的压力如果使用静压，那么计算的效率就是静压效率。 虽然对用户有用的是静压，但风要流动就必须有动压，因此使用全压效率来表示风机的效率更为合理，所以国内外大都使用全压效率。 风机效率是衡量风机是否节能的重要指标，风机的效率通常要按照GB/T10178-2006《工业通风机现场性能试验》进行。 5 矿井风机的选型 对于矿井来说，风机的作用是把井下的废气抽出来，因此风机需要克服风井的系统阻力，通常风井的系统阻力用井口负压PS1来表示，该井口负压指的是此处的静压。 风机选型时需要考虑从井口到风机出口的损失，包括： 风机风道的损失&Dela;PS1、风机本体的损失&Dela;PS2、过渡段的损失&Dela;PS3、消音器的损失&Dela;PS4等，如下图所示：   所以风机需要克服的总阻力为： PS=PS1+&Dela;PS1+&Dela;PS2+&Dela;PS3+&Dela;PS4 由于矿井风机的出口为敞开式排到大气中，因此出口的静压近似为零，所以风机的静压升近似与风机的总阻力相等： &Dela;PS=PS 从上面的分析可以看出，风机必须考虑各项压力损失，才能满足井口的负压，如果风机供货商不考虑这些损失，仅按照风机的井口负压来选型，那么在实际运行中，风机是无法满足井口的负压的，这就意味着风机满足不了矿井需要的风量。 下面举例来说明一下： 某煤矿需要的风机参数如下： 风量：224m3/s 井口负压：3214Pa 风机供货商需要根据风机的布置情况计算各项损失，经过计算损失如下： &Dela;PS1=120Pa &Dela;PS2=130Pa &Dela;PS3=90Pa &Dela;PS4=150Pa 所以风机的静压升为： &Dela;PS=PS= PS1+&Dela;PS1+&Dela;PS2+&Dela;PS3+&Dela;PS4=3704Pa。 风机静压升为井口负压的1.15倍，风机选型时静压升应按照3704Pa来选型，而不是井口负压3214Pa。   6 结束语    通过上面对风机基本参数的解释，定义了风机的流量、压力、效率等参数，明确了各项参数的意义，并针对矿井抽出式风机根据井口负压得选型进行了分析，风机的选型静压升需要考虑井口负压和各项损失之和，这样如果不同风机供货商都按照上面的方法来计算风机，基准点都是一致的，可以确保所选的风机满足矿井的需求，同时也可以在同一基准下比较不同供货商的风机性能，比如风机的效率。

摘要:介绍了风机叶轮前盘冷压成型制作工艺方法，应用该方法制作的风机叶轮能够达到设计要求和质量标准，能够保证安装配合的要求，并节省了能源，减少了环境污染，缩短了生产周期。 0 引言 我厂是电站风机专业生产厂家，所设计生产的6-30型离心式通风机叶轮前盘为弧、锥组合结构（图1）。为保证前盘与叶片结合面的紧密度以及与集流器出口的配合尺寸，对叶轮前盘圆弧型线有严格要求，同时对前盘进口直径也有严格的要求。以往，我厂对该结构前盘采用整体热压成型工艺，为了降低此类前盘的制造成本，提高其生产效率及质量，减少环境污染，采用了冷压成型工艺。通过一段时间的使用，发现此种方法较为适用，不但降低了制造成本，减少环境污染，还提高了生产效率，保证了产品的质量。 1 冷压成型方案  （1）首先，按前盘中性层母线展开长以及进、出口直径设计压型毛坯的主体锥。主体锥两端的内径尺寸分别为前盘的进、出口直径尺寸减去3mm。主体锥中性层的母线长为前盘型线中性层母线展开长。压型毛坯则为沿主体锥母线方向各向两端延长5mm余量的锥体。前盘成型后进口高度以及出口外圆都有5mm的机加工余量。 （2）利用模具将锥体毛坯各截面圆压制到前盘型线对应位置上，在压制的同时模具对各截面圆进行了整型。 1.2 模具分析 由于锥体毛坯的两端直径分别按前盘进、出口直径尺寸预留了一定撑展量，锥体中性层母线与前盘中性层母线展开长相同。所以该件成型后，只是将锥体相应的截面圆压制到前盘型线的对应位置上，因此在前盘各截面圆上不会产生反弹，但在前盘高度方向上会产生一定的回弹量，因此模具型线R和锥面角度需留一定的回弹量。16Mn材料的前盘R模＝R/(1+3.66&imes;10-3&imes;R/)、&bea;模＝&bea;－0.414R/其中：R模为与图1中R对应的上、下模之间的型线；为前盘材料的厚度；&bea;模为与图1中&bea;对应的角度。   另外，为了便于前盘压型后的出模以及压型过程中的受力均匀，在下模的前盘进口与毛坯小端之间设计一段导向段，上端直径为毛坯小端直径，大端为前盘的进口加5mm高度加工余量直径尺寸。为限制前盘压制过程中，毛坯沿受力方向移动，因此在下模上按前盘出口尺寸处设计了止口台阶。为便于前盘压型后顺利出模，在下模外沿设计一段50&imes;50缺口，用于前盘压型后锹出前盘（见图2）。 2 制作工艺 2.1模具制造 依据叶轮前盘的具体尺寸和模具分析的原则设计模具，利用CAD绘图软件绘制上、下模图纸及车加工用样板。按图铸造上、下模毛坯（需加工处单边留5mm加工余量），在立式车床加工上、下模（加工时先将进口和止口台阶加工至尺寸，然后按车加工样板加工上、下模型线）。 2.2 前盘毛坯制作 （1）首先将前盘型线中性层母线展开测量长度，依据其长度及前盘进、出口直径设计压型毛坯的主体锥。主体锥两端中性层直径分别为前盘的进、出口尺寸减去5mm。主体锥中性层的母线长等于前盘型线中性层母线长。压型毛坯为沿主体锥母线方向向两端分别延长5mm余量的正锥体。 （2）将压型毛坯展开放样，数控下料，卷制锥体，接口处开坡口焊接。 （3）焊缝进行超声波探伤。 2.3 冷压成型 将上/下模合模置于压力机工作平台上，上模与压力机上工作台联结，下模用压板固定在下工作台上，在下模导向段上均匀涂上一层润滑脂，然后将前盘毛坯套装于下模，开动压力机缓慢下压，直至模具与工件完全贴合，然后拆卸。 2.4 探伤 成型面进行表面探伤，焊缝进行超声波探伤。 2.5 组焊和校正 将压制好的前盘组焊于叶轮，注意保证前盘进口与后盘基准线的同轴度。 2.6 车削加工 以叶轮后盘的组焊基准线为基准找正，车削加工叶轮外圆、内孔及进口高度，直至达到尺寸要求。 3 应用效果分析 经过使用发现，冷压成型工艺制作的外径为φ1300、材料为16Mn、厚度8mm以下的前盘，组焊成叶轮后，完全能够达到设计要求和质量标准。可提高前盘的制作效率。降低了压型对环境的污染，节省了能源，完全具备推广应用的价值。