книги / Эксплуатация шахтных вентиляторов

далее через ступицу или втулку (в осевых вентилято­ рах) на лопатки, взаимодействующие с воздухом. В шахтном вентиляторостроении применяется несколь­ ко конструктивных элементов крепления перечисленных узлов на валу и между собой, расчет этих элементов и рассматривается в настоящем параграфе.

Шпоночное соединение втулки приводной муфты или ступицы рабочего колеса проверяется на напряже­ ние смятия:

где iVmax — максимальная мощность на аэродинамичё-1 ских характеристиках вентилятора (см. приложение) ; п, об/мин — частота вращения ротора, соответствующая Nmax] J — полярный массовый момент инерции ротора вентилятора,

GD2— маховой момент ротора, заданный в технической

характеристике вентилятора; е = -у - , с-2 — угловое уско­

рение при пуске; ^=10—20 с — время разгона при пуске. Мкр также можно определять с учетом максимального момента приводного электродвигателя. Тогда

Болты крепления, соединяющие ступицу с диском рабо­ чего колеса, а также половинки муфты между собой, передают крутящий момент в основном за счет сил трения, возникающих при затяжке болтов между кон­ тактирующими поверхностями. Прочность болтов про-

Г л а в а 14

РАСЧЕТ НАПРАВЛЯЮЩИХ И СПРЯМЛЯЮЩЕНАПРАВЛЯЮЩИХ АППАРАТОВ

§ 58. Усилия, действующие на лопатки аппаратов

Лопаточные, венцы НА и спрямляюще-направляю- щих аппаратов (СНА) не вращаются. На них действу­ ют только нагрузки от аэродинамических сил, поэтому напряжения в их элементах зависят всецело от пара­ метров режима работы вентилятора.

Лопатки СНА осевых двухступенчатых вентиляторов воспринимают распределенное по профилю давление воздушного потока, направленное от вогнутой к выпук­ лой обечайке. Максимальные нагрузки возможны в слу­

расположенных на меньших радиусах). Величина этого давления

Исключение составляет только область непосредствен­ но у носика лопатки, где давление может быть найдено из выражения

Большие значения Коэффициента соответствуют околовтулочным сечениям.

Равнодействующая сил давления в лопатке, ось вра­ щения которой расположена на расстоянии 0,1 D2 от

=0,039 D2\ у =0,07ô D2 ( о с ь х совмещена с привтулочными сечениями лоПатки на диаметре Du ось у прохо­ дит по оси поворота лопатки).

В центробежных вентиляторах применяются два ти­ па НА — осевые (ОНА), установленные в корпусе на входе в рабочее коЛесо, и так называемые упрощенные УНА, лопатки которых располагаются во входных ко­ робках.

степени закручивания потока, выражающейся через тангенциальную скорость потока с„, и коэффициента сопротивления аппарата при данном угле установки ло­ паток. На основании экспериментальных исследований, продувок аппаратов [1] и испытаний на полупромыш­ ленных моделях Ah может быть найден в зависимости от величины Q/0,4 £>2 по кривым, представленным на рис. 96, из выражения

В обоих случаях коэффициент запаса k — \,Z—1,5. Приводной момент, необходимый для поворота ло­

паток СНА осевого вентилятора,

Мощность приводного двигателя должна быть не менее

мый запас мощности, приблизительно равный двум), об/мин.

§ 60. Расчет подшипников скольжения опор лопаток

Подшипники скольжения применяются в опорах ло­ паток НА, СНА осей рычагов, подвесках, блочках, при*1 водных валах и винтах реверсивных устройств. Все эти узлы характеризуются отсутствием постоянного вращения, поворот, как правило, осуществляется перио­ дически на угол 90—360° Вместе с тем нагрузки на опору довольно высокие.

Втулки подшипников скольжения изготовляются из бронзы различных марок, латуни и капрона (поликапролактан). В последнее время нашло широкое приме­ нение стальных втулок с латунированием опорных по­ верхностей осей.

Капроновые подшипники скольжения в условиях за­ пыленного влажного воздуха, проходящего через про­ точную часть шахтных центробежных вентиляторов, работают зачастую недостаточно надежно. Причины этого, в частности, неправильный выбор в них зазора и прочностных характеристик материала.

Ниже рассматриваются некоторые особенности рас­ чета капроновых подшипников, вытекающие из свойств этого полиамида.

При длительном воздействии постоянной нагрузки деформация капроновой втулки возрастает почти вдвое по сравнению с первоначальной. Это явление, называе­ мое холодной текучестью или ползучестью, приводит к. тому, что модуль упругости капрона в течение времени приложения нагрузки снижается в первые 10—20 ч в 2 раза, а затем стабилизируется.

Кроме того, пределы прочности и текучести капрона снижаются при повышении температуры примерно в линейной зависимости.

Подшипник нормально нагружен при условии

где d — диаметр цапфы; / — длина втулки.

Проверка температурной нагруженности подшипни­ ка скольжения производится по формуле

о, Н^доП^ 2/у/г + to(Vn-l-kn + А)

щей 1,5 мм, &п=0; А — коэффициент, учитывающий ус­

(97)

где Q (м3/с), ЯСщ, Па — соответственно производи­ тельность и давление вентилятора на расчетном режи­

вия, учитывающая увеличение удельного веса холодно­ го воздуха и, соответственно, мощности, необходимой для его перемещения. Эта поправка вводится в том случае, когда при реверсе возможна работа на холод­ ном воздухе

где Рат и Р — атмосферное давление соответственно стандартное, равное 1013 гПа, и наиболее вероятное максимальное в местности, где установлен вентилятор; t — наиболее низкая температура зимнего времени, °С.

Если в процессе эксплуатации вентилятора замена приводного электродвигателя не предусматривается, то выбор его должен производиться по максимальной рас­ четной мощности с учетом максимальной производитель­ ности за весь период эксплуатации вентилятора.

Вентиляторы являются механизмами с большими маховыми массами и если для привода их применяются синхронные двигатели или синхронные двигатели ко­ роткозамкнутым ротором, то последние должны быть проверены по нагреву пусковой обмотки в период пус­ ка вентилятора. При этом падение напряжения на ши­ нах питания при совмещенной силовой и осветительной нагрузках допускается до величины 90%, а при редких кратковременных пусках — до 85% номинального на­ пряжения.

В каталогах на некоторые синхронные и асинхрон­ ные двигатели указывается маховой момент приводного механизма, при котором указанные двигатели до­ пускают прямой пуск от сети. В этом случае дви­ гатель по пусковому ре­ жиму пригоден, если ма­ ховой момент ротора вен­ тилятора меньше или ра­ вен указанному в ката­ логе.

НА осевого вентилятора; 3 — закры­ тые НА центробежного вентилятора

Если таких данных нет, то проверить синхронный электродвигатель по нагреву при пуске можно простым методом, обеспечивающим достаточную для инженерных расчетов точность.

Исходными данными для расчета нагрева пусковой обмотки являются: зависимость момента сопротивления от частоты вращения Mc= f(n) при закрытом или при­ крытом НА (рис. 97), величины маховых моментов вен­ тилятора и двигателя и пусковая механическая харак* теристика электродвигателя, которая может быть рас­ считана по известной формуле Клосса по паспортным данным двигателя. Точки пд= 1 и Мд= 1 (см. рис. 97) соответствуют номинальной частоте вращения вентиля­ тора и номинальному моменту сопротивления.

Расчет производится графоаналитическим методом- В координатах М и п в одинаковом масштабе строятся механическая характеристика двигателя MnB = f(n) и график зависимости момента сопротивления вентилято­ ра от частоты вращения. Построенные кривые разбива­ ются на z участков с усредненными значениями М и пу для каждого участка графически определяется динами­ ческий момент МД= М ДВ—МС, равный разности крутя­ щего момента электродвигателя и противодействующе­

частота вращения, об/мин.

Суммируя полученные значения времени разгона на отдельных участках, получаем общее время пуска

вентилятора.

На ускорение вращающихся масс расходуется энер­