煤矿离心通风机叶轮结构性能研究分析侯伟1，2（1.中国煤炭科工集团太原研究院有限公司，山西太原030051；2.煤矿采掘机械装备国家工程实验室，山西太原030051）摘要：离心通风机是常用的煤矿通风设备，叶轮受到离心力及激振力的作用，对其结构性能具有较高的要求。采用有限元仿真分析的形式建立叶轮的分析模型，对其应力及变形进行模拟计算。结果表明，叶轮产生的最大应力为105.9MPa，位于叶片的出口位置处，最大应力值小于材料的许用应力175MPa；叶轮在径向上产生的最大变形量为0.19mm，在周向上的最大位移为0.14mm，变形量整体较小；叶轮的应力及变形满足使用的强度及刚度需求。关键词：离心通风机叶轮应力变形应力集中中图分类号：TD441文献标识码：A文章编号：1003-773X（2023）02-0050-03引言煤矿地下开采过程中产生大量的有毒有害气体，且井下的密闭环境中存在粉尘积聚的风险，对煤矿的开采及作业人员的安全造成威胁。在矿井开采的组成系统中，通风系统是必备的生产系统，实现对井下新鲜空气的供给[1]，保证煤矿开采的通风安全。在矿井的通风系统中，离心通风机是主要的风机设备，通过电机的作用将机械能转化为气体的风能，在矿井的通风中被广泛应用。在离心通风机的结构组成中，叶轮是主要的转换结构，在工作过程中受到离心力、气流的激振力等作用[2]，对叶轮的结构性能具有较高的要求。叶轮的结构复杂性较高，采用仿真模拟的形式对叶轮进行静力学强度及刚度性能的分析，从而保证叶轮使用过程中的可靠性，减少其故障率，提高离心通风机的使用稳定性[3]，保证煤矿开采的通风安全。1离心通风机叶轮分析模型的建立离心通风机的结构简单，便于生产制造，叶轮是其中主要的结构部分。在离心通风机工作过程中，通过电动机提供动力，经过传动轴的旋转带动叶轮旋转，叶片与空气接触带动流体作用输出蜗壳，由于叶轮气动布局差的作用[4]，使得输出的气流具有较高的压力，实现矿井的通风。采用有限元分析的方式对叶轮的性能进行分析，通过离散化的方式将叶轮的复杂结构离散化成有限个单元物体[5]，经过理论计算转化为线性方程组进行求解。Solidworks可将结构、流体及热力学等分析集为一体，在机械、土木等领域具有广泛的应用。对叶轮的结构性能进行分析，采用Solidworks自带的建模功能对叶轮进行结构模型的创建[6]，在建模过程中，对叶轮结构进行一定的简化处理。叶轮的轴盘直径较大且具有较大的厚度，在工作过程中不易发生磨损，对轴盘不再进行建模分析...
