[实用新型]新型复合材料牵引风机叶轮

说明书

本实用新型涉及流体机械技术领域，公开一种新型复合材料牵引风机叶轮，包括上轮盘、叶片、下轮盘和轮芯，上轮盘、叶片和下轮盘均采用碳纤维层和玻璃纤维层层层铺贴复合而成。将成本较高的碳纤维与成本较低的玻璃纤维有效结合，在上轮盘、叶片、下轮盘的成型过程中采用特定的铺贴方式，使叶轮分体成型，叶轮整体制造工艺简单，比强度高，抗冲击性能好，能满足5000r/min以上高速运转，且比强度高的碳纤维和玻璃纤维结合成型的叶轮有助减小风机振动，提高风机轴承的寿命，可显著降低风机的能耗10％以上。

技术领域

本实用新型涉及流体机械技术领域，具体地，涉及一种新型复合材料牵引风机叶轮。

背景技术

非金属材料(纤维增强复合材料)是防腐蚀、防静电风机叶轮的理想制作材料，其在轻质高强、抗疲劳、减振降噪、耐腐蚀、吸声性好以及材料性能的可设计性和材料与结构的一致性等方面比传统的单一金属材料有明显的优越性。尤其是碳纤维复合材料，有很高的比强度，但成本较高，但玻璃纤维比模量低，成本低。如何将碳纤维和玻璃纤维有效结合形成碳玻纤维复合材料的牵引风机叶轮，在满足风机的各项性能指标的同时实现风机轻质高效、减振降噪成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本实用新型解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种有助减小风机振动、降低风机能耗的新型复合材料牵引风机叶轮。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

一种新型复合材料牵引风机叶轮，包括上轮盘、叶片、下轮盘和轮芯，上轮盘、叶片和下轮盘均采用碳纤维层和玻璃纤维层层层铺贴复合而成。

进一步地，上轮盘包括六层第一碳纤维层和八层第一玻璃纤维层，以a代替第一碳纤维层，b代替第一玻璃纤维层，上轮盘上第一碳纤维层和第一玻璃纤维层的排列方式为abaabbaabababa。

更进一步地，下轮盘包括八层第二碳纤维层和十层第二玻璃纤维层，以c代替第二碳纤维层，d代替第二玻璃纤维层，下轮盘上第二碳纤维层和第二玻璃纤维层的排列方式为cdccddccddccdcdcdc。

再进一步地，叶片包括六层第三碳纤维层和八层第三玻璃纤维层，以e代替第三碳纤维层，f代替第三玻璃纤维层，叶片上第三碳纤维层和第三玻璃纤维层的排列方式为efeeffeefefefe。

还进一步地，第一碳纤维层、第二碳纤维层和第三碳纤维层均为T300碳纤维0°/90°预浸料布，第一玻璃纤维层、第二玻璃纤维层和第三玻璃纤维层均为270g玻璃纤维±45°预浸料布，第一碳纤维层的厚度为0.22mm，第二碳纤维层的厚度为0.25mm，第三碳纤维层的厚度为0.2mm，第一玻璃纤维层、第二玻璃纤维层和第三玻璃纤维层的厚度均为0.22mm。

进一步地，叶片的进口角度为28°～32°、出口角度为58°～63°。

更进一步地，叶片进口宽度为115～125mm、出口宽度为65～75mm。

再进一步地，叶片在近心端为斜切结构。

更进一步地，上轮盘、叶片和下轮盘在各碳纤维层和玻璃纤维层排列铺放完毕后先进行袋压预成型，再加热加压固化，固化过程为温度达80℃时加压2MPa 保温1h，然后升温至125℃并保温2h。

再进一步地，上轮盘、叶片和下轮盘在定位组装完成后需对接缝处进行打胶粘接，上轮盘、下轮盘在与叶片连接位置处均包裹有碳纤维预浸料进行补强。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1)将成本较高的碳纤维与成本较低的玻璃纤维有效结合，在上轮盘、叶片、下轮盘的成型过程中采用特定的铺贴方式，一来实现叶轮的分体成型，降低整体结构的复杂性，二来降低原材料使用成本和模具制作成本，三来更是防止了叶轮成型材料内部存在空隙、缺陷等不利因素，有利于叶轮产品结构的实现，同时满足高速运转下叶轮的力学性能要求；