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發布時間:2021-09-11 03:46  
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烘箱循環風機氣流擾動方面
根據流體動力學研究,在封閉蝸殼的氣流壓力、風量的變化會改變風機的工作狀態致使風機發生振動;11mm/s,若擔心儀表信號失真導致誤跳閘,可設置二選二跳閘。當氣流通道不暢,氣流對動葉的不均勻沖擊和腐蝕,也會造成風機的葉片和軸承振動;當氣流中的粉塵濃度不均勻時,將導致轉子受力不均衡,且風機葉片的不均勻磨損,也誘發風機振動異常。
烘箱循環風機潤滑系統方面
所用旋轉設備的支撐軸承包含兩類軸承,即滑動軸承和滾動軸承。軸承的供油和保證其潤滑系統的動態特性引起軸承各種形式的振動,對于滑動軸承可能引起油膜渦動和油膜振蕩等故障;對于滾動軸承易引起軸承溫度高、軸承點蝕及膠粘等故障[5]。對該引風機軸承振動烈度超標的振動現象如下:在烘箱循環風機軸承座和機殼振動烈度中,振動主要以多倍頻成分為主,且基頻份額占30%左右。風機以額定功率運行,風機上安裝的三向加速度傳感器將測點處的振動信號傳送給SCADAS多功能數據采集裝置。可以從以下幾方面進行故障排查:
①檢查引風機連接情況;
②檢查引風機和空心長軸及空心長軸和電機中心情況;
③檢查聯軸器的膜片情況;
④檢查風機是否存在碰磨情況;
⑤檢查風機的動葉不同步情況;
⑥風
烘箱循環風機機軸承是否正常。
基于上述情況的分析,首先可以對故障情況進行排查。烘箱循環風機的外部結構如圖5 所示,對連接部件進行振動測試。現場測試發現,引風機外殼與軸承座支撐肋板、軸承座支撐肋板與基礎臺板之間振動幅值之差均在10μm 內,認為該引風機外部連接剛度正常。
加載氣動力、離心力后計算得到烘箱循環風機導葉數目變化后動葉的應力基本沒有影響,動葉吸力面的近葉頂部位等值線沿葉高方向近似呈倒S 分布且應力較小; 葉根部分布應力較為復雜,較大值位于葉根中部與輪轂接觸位置,此處是由于承受較大的徑向離心力、垂直于烘箱循環風機葉片表面的氣動力和扭曲的葉型結構共同作用造成; 級等效應力稍微高于第二級等效應力,這是由于離心力沿徑向,而氣動力垂直于葉片表面,氣動力的作用效果抑制離心力作用效果造成的,但氣動力作用效果影響較小; 總變形近似沿對角線方向由小到大發生變化,烘箱循環風機葉根處變形基本為零,較大值變形位于葉頂后緣。由此可知導葉數目變化后,對葉片總變形基本沒有影響。烘箱循環風機葉片泄漏有兩種情況:a)稀油潤滑的葉柄泄漏可以通過添加美孚600油或更換油來解決。
烘箱循環風機在靜應力強度分析中,通常選取材料的屈服極限作為極限應力,基于第四強度理論對葉片進行強度校核。塑性材料的許用應力[σ]= σs /ns,其中σs是材料的屈服極限,ns為材料的安全系數,一般對于彈性結構材料加載靜力載荷的情況下,ns = 1. 5 ~ 2。葉片材料為ZL101,其屈服強度σs = 180 MPa,ns = 2,計算葉片的許用應力為90 MPa,而葉片較大等效應力的峰值為21. 3 MPa,遠小于葉片許用應力,因此改型后方案三強度仍滿足要求。qv表示風機體積流量,導葉數目減少時,在qv<90m3/s時全壓均得到提高,在高于此流量時僅方案二全壓低于原風機,其中在導葉數目減少后,流量越小提升作用越明顯,方案三在qv=80m3/s時,全壓提升效果最明顯,提升數值為141Pa。在葉片剛度方面,前面分析知,氣動力作用效果對離心力效果有抑制作用,方案三全壓相對于原風機有所增大,較大變形有所降低。
(1)烘箱循環風機葉頂間隙超差對失速點壓力偏差和風機效率偏差有顯著影響。
(2)葉頂間隙與失速點壓力偏差的相關系數為-0.99,即葉頂間隙越大,失速點負壓偏差越大,實際失速線向下偏離理論失速線的程度越嚴重。
(3)葉尖間隙與效率偏差的相關系數為-0.93。
葉尖間隙與效率也有很強的相關性,也就是說,葉尖間隙越大,負效率偏差越大。以葉片角度可調、葉片角度固定的對旋軸流風機葉輪為研究對象,建立了兩種葉輪的三維模型,并引入ANSYS進行計算模型分析。得到了兩個烘箱循環風機葉輪的種振型。葉片變形量較大,尤其是葉片頂部,通過角度調節機構,葉片變形量略有增加。利用LMS模態試驗軟件得到了兩個葉輪的個固有頻率。通過比較發現,葉片角度調節機構使葉輪的固有頻率略有增加,烘箱循環風機葉輪的固有頻率避開了電機的頻率,在正常運行時不產生共振。葉輪是旋轉軸流風機的重要部件。其安全性和可靠性直接影響到風機的正常運行。一方面,葉輪的模態分析可以得到結構的固有頻率,使葉輪的工作頻率遠離其固有頻率,有效地避免了共振引起的疲勞損傷;另一方面,可以得到葉輪機構在不同頻率下的振動模態。研究表明:導葉數目減少方案風機性能明顯優于導葉數目增加的方案,其中方案三為改型性能較佳的方案,改型后的方案其軸功率有所增大、耗電量有所增加。變形較大的區域可能出現裂紋、松動、零件損壞等,變形較小。該地區在工作中相對穩定。


將烘箱循環風機葉輪模型引入到ANSYS中。葉輪整體材料為Q235普通碳素結構鋼,密度7850 kg/m3,彈性模量210 gpa,泊松比0.3。葉片角度可調的葉輪,輪轂和葉片調節機構采用Q235普通碳素結構鋼,葉片采用尼龍66。該材料阻燃、防爆、耐磨、耐熱。它常被用作機械配件,而非有色金屬,作為機械外殼或發動機葉片。該材料的密度為1150 kg/m3,彈性模量為8.3gpa,泊松比為0.28。葉輪各部分采用可調葉片固定連接。在葉片角度可調的葉輪中,當葉片臂與輪轂連接時,烘箱循環風機葉片臂可以旋轉和調整,即接觸面的法向可以分離,在切向上沒有相對滑動。由于葉片的葉尖比整個葉輪機構中的其他零件更容易變形,因此葉片嚙合時應減小網格尺寸,輪轂零件在整個結構中的變形較小。考慮計算時間,可以適當增大網格尺寸。本公司采用多功能數字環境噪聲分析儀對某項目上大風量軸流風機聲壓級進行測量,結果可知,烘箱循環風機的等效連續A聲級約為87dB(A),并且噪聲在63Hz單頻時峰值達98dB(A),在125Hz單頻時噪聲峰值達96dB(A)。在求解自由模態時,剛體有三個平移和三個旋轉,因此個頻率是系統的剛體模態。整個烘箱循環風機葉輪機構為對稱結構。計算了兩個葉輪的前20個自由振型,并從中提取了前6個自由振型。