主通風機葉輪葉片的應力應變狀態(tài)及振動頻率v.帕諾娃，E. A. Spiridonov 該 chinakal 礦業(yè)學院，科學院，俄羅斯科學院西伯利亞分院新西伯利亞，俄羅斯新西伯利亞國立技術(shù)大學。摘要討論風扇葉片配備可更換活性部分,由于改善置換或活性部分,去除風扇調(diào)節(jié)強度參數(shù)的幾何特性，使風機保持廣泛的通氣模式。關(guān)鍵詞：應力應變狀態(tài)；振動頻率；礦井通風機葉輪1.景區(qū)簡介控制礦井空氣純度的主要途徑是稀釋和攜帶采礦誘發(fā)的有毒污染物。礦井主扇：現(xiàn)有礦井主扇是不經(jīng)濟的，交流并且敏感；他們花了太多的空間，位于地表，在等缺點，不適應礦井通風方式的變化時。在一個通風網(wǎng)絡(luò)單元或大部分的運行時間的一個礦井主扇低技術(shù)經(jīng)濟性能缺乏適應性的結(jié)果；否則，礦井主要通風機，運行幾年后，就不能服務這個特定的通風網(wǎng)絡(luò)，因此，網(wǎng)絡(luò)新煤礦風機工作或施工通風改造是必需的。在研究俄羅斯的實際礦山通風網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的行為，烏克蘭和哈薩克斯坦（如庫茲涅茨克和頓涅茨克煤盆地，及其他） ，代表統(tǒng)計為期 9 至 10 年已收集和處理。基本指標的選擇研究參數(shù)的變化率，除測定作為一個參數(shù)，其前的時間間隔值和以后的時間間隔值的比值，時間長度的變化。發(fā)現(xiàn)通風參數(shù)變化的參數(shù)在礦山的時間是不恒定的，速率是不同的，在不同的流域，在很寬的范圍內(nèi)變化，平均容量 VQ = 4.5 - 15.4%每年用于風扇和VA＝4 種通風網(wǎng)絡(luò)的有效口 5.5%。因此，如果所需的風機容量增加了每三個月0.9%（QV = 1.009） ，或每年 3.8%，然后風扇儲備（10%）將工作不到三年，和風扇的性能不足會延緩開采業(yè)務發(fā)展。提高礦井主扇表明適應性能力可能為風機提供所需的范圍不同方法的分析（十次以上）和壓力（五倍高）利用改進的軸流風機有可能重新從風機葉輪的位置或多個葉片去除。在軸流風機空氣動力研究，控制導管在該 CHINAKAL 礦業(yè)學院，科學院俄羅斯科學院西伯利亞分支，表明它是唯一可能的解簽可更換，雙軸流風機擴大在坐標 Q-P 可能合理模式的地區(qū)片葉。為了達到目標，系列 VO，配有可更換（可適應不同的通風網(wǎng)絡(luò)標準）和旋轉(zhuǎn)葉片在運行，從而降低其操作鋁連續(xù)控制（見圖 1：在 B to B”；從 а 到а” ；從 с 到 с” ） 。在這種情況下，風機調(diào)整參數(shù)的變化是在播出交流完成更換或去除一些葉片在模式一`，B-B `或 C-C `，在通風網(wǎng)絡(luò)中，空氣阻力的變化在 R1，R2 和 R3，分別為（參見圖 1） 。雙片葉片的軸流風機的旋轉(zhuǎn)底座與一根固定設(shè)計，兩個特殊的葛法指示葉片和連接帶保持所需的葉片剛度。雙片葉片對異形葉片有利于（1）的彎曲和扭轉(zhuǎn)的時刻，岑 TRIFUGAL 力量相對風扇的旋轉(zhuǎn)軸的總消除；和（2）大大簡化制造工藝。圖 2 和圖 3 顯示中心 TRIFUGAL 內(nèi)力和彎矩影響的雙重計算方案，軸流風機葉片片。雙片葉片設(shè)計[ 1 ]為風扇設(shè)定參數(shù)（壓力、容量等） ，另外考慮到離心-零力矩要求的葉片，[ 2 ]加力量，這是通過確定群眾 О1 和 О2 葉片的中心，整個葉片對群眾的中心在 Z 軸：時刻 MZ 是零。圖 1。風機的氣動特性，模型 vo 21K，在旋轉(zhuǎn)頻率為 1000（1500）轉(zhuǎn)，在 zimp = 8 = 4 zimp 量葉片，安裝在風機葉輪的氣動方案根據(jù) am-17a（1 和 1，高壓）和 am-19a（2 和 2，大容量） ，在距 θ= 15-50°和空氣電阻 R1，R2 和 R3。圖 2。對風機葉片矩的計算方案：МX，影響葉片力相對于軸 X，OY，盎司，分別 ωMZ 的時刻；葉輪旋轉(zhuǎn)頻率；О1 和 О 雙中心點刀片的群眾；θ-葉片的螺距圖 3。影響風機葉片的力計算方案。影響葉片的力圖在圖 3 中給出的坐標，在 ОХ，ОУ，ОZ，它是假定的合力是在點 М[ 2 ]，逆時針旋轉(zhuǎn)，如果從吸入的方向看，和牛的方式投影,是由葉片的牽引力和葉片轉(zhuǎn)動阻力 Dru。組件 а 的力量? ,主要氣動性。OM 的方式投射 DP 的力量,受慣性影響葉片的力（離心） 。氣動力 Dru 和 а 產(chǎn)生扭曲和彎曲的時刻，而離心力產(chǎn)生的拉伸作用 DP 和扭矩葉片上。а 和 DP，DP 產(chǎn)生的離心力對葉片支架組最高負荷、葉輪和葉片轉(zhuǎn)動機構(gòu)的權(quán)力。相對于轉(zhuǎn)子軸的旋轉(zhuǎn)軸的葉片質(zhì)量離心部件從公式計算使葉片更換簡單，例如，當與其它氣動特性的葉片需要增加礦井主要通風機壓力或容量，葉片的設(shè)計單位已經(jīng)修改：底座和葉片單元更換部分固定用螺栓式連接（圖 4） 。其中：Q（ t）- 時變負荷每單位長度的葉片；qcons 恒載荷對葉片；的時變負載每在頻率 F =市凱安捷葉片單元長度 qkz 振幅；2? NT 角坐標葉片旋轉(zhuǎn)角度?к 狀態(tài)?？煽啃允潜ＷC葉片通過（1）他們的足夠的結(jié)構(gòu)強度， （2）無共振現(xiàn)象對非平穩(wěn)接觸，反應如轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、振動等的通風網(wǎng)絡(luò)，在第一種情況下，它需要在一個葉片承受的許用應力，考慮強度極限和所用材料的負荷因素；由于實現(xiàn)安全調(diào)整葉片的振動頻率的激振力作用下，第二目標，可能的共振作用下的動應力消除危險。解決上述工程任務的主要途徑是優(yōu)化葉片設(shè)計變量，以保證強度和頻率。隨著經(jīng)典的方法，如材料的選擇和在緊張的成員葉片截面的變化，在雙片葉片的情況下，有一個額外的選擇壓力和頻率的連接帶，加勁板的參數(shù)數(shù)值建模方法的控制等。圖 4。風扇葉片適用單位：VO 系-可放置部分；根固定 b-rotary；1-blades；2-connecting 表帶； 3-stiffening 板；4-opening 的螺栓式連接； 5-帶和葉片夾具點；在根固定 6-keyseat。上述設(shè)計中的一個刀片單元，但在可更換的部分，進行了分析，雖然影響的螺栓連接的類型的連接的強度和共振的刀片單位，超出了分析。本文作者進行了適應性葉片的應力應變狀態(tài)和頻率，和螺栓式連接可更換部件和基板之間的應力應變狀態(tài)；這里的首要條件是一個葉片單位所有成員平等的優(yōu)勢，調(diào)整激振力在已知頻率。強度計算不同結(jié)構(gòu)的普遍使用，可以成功地習慣了電子和計算機技術(shù)的發(fā)展以及允許復雜對象計算的有限元方法，包括幾何、載荷分布的分析設(shè)備，是由材料的邊界條件和物理特性。應力應變狀態(tài)的分析，在問題的頻率和振動用 ANSYS 程序，三維建模和有限元建模。葉片被分成四個單元的三維有限元。錨桿支護模型涉及零位移和旋轉(zhuǎn)離心力計算征收；自動，通過一個特殊的選項設(shè)置。作為一個結(jié)果，應力-應變狀態(tài)圖，得到了給定的設(shè)計葉片單元和葉輪直徑為 2100 毫米，2400 毫米，3000 毫米，3600 毫米，4300 毫米，毫米和 5000 毫米和旋轉(zhuǎn)頻率范圍從 375到 1500 轉(zhuǎn)的風扇。對于每一個維度類型的球迷，作者已經(jīng)確定了以下特點：1）高效幾何特性和旋轉(zhuǎn)底座的加勁板數(shù)量；2）允許厚度的材料片來制造葉片和連接帶；3）連接帶的允許寬度；4）應力應變狀態(tài)和葉片單元的頻率：分別為可更換部件和底座；5）刀片單元的應力- 應變狀態(tài)及頻率。下面的表 1 給出了分析的數(shù)據(jù)連接帶的寬度的影響，給出了葉片的寬度相等，在葉片單元的應力應變狀態(tài)和頻率上安裝 4300 毫米的速度 ω= 600 轉(zhuǎn)葉輪直徑的風機模型 vo-43k。在計算截面上，連接帶的寬度是不同的，在計算截面上的葉片的弦長的百分比；下面的帶寬度-到和弦長的比例比例進行了分析：52%，68%，73%，84%，94%。已發(fā)現(xiàn)的極大應力出現(xiàn)在鍵槽的根固定（ 6 圖4） ，或在 strap-2 / 3 的葉片長度的固定點從基地（ 5 圖 4） ，表 1。連接帶寬度對葉片的應力-應變狀態(tài)的影響。從表 1 中，當連接帶寬度減小，葉片的單位重量越低，從 5 公斤到 9 公斤，并在根固定減少鍵槽的離心力和應力。在計算截面的條帶寬度和葉片弦長之間的比例一定的值后（即 68%） ，最大應力在帶固定點觀察；在進一步 DIMINU 等連接帶，最大應力和最大位移的增長也在葉片的尖端。對葉片單元的自由振動頻率的分析表明，在比例是帶寬度、94%、葉片弦長之間的第一、第二和第三免費的頻率為 26.6 赫茲，89.5 赫茲和 115 赫茲；52%種由 26.3 赫茲的比例相同，91.8 赫茲和 111.7 赫茲，分別。可以看出，頻率無顯著差異，以及所需的調(diào)諧共振的實現(xiàn)。強度評估包括安全系數(shù)的計算：n =? ABS /? 應用。為分析葉片單位球迷 VO，安全系數(shù)的范圍從 1.4 到 4.5。據(jù)俄羅斯聯(lián)邦標準的礦井風機的設(shè)計，對葉片型線的偏差（的技巧） ，葉環(huán)和引導葉片的名義支持文件應不超過 0.002 的公稱直徑風機葉輪。因此，葉片的允許偏差為一個風扇葉輪與直徑為 4300 毫米的直徑為 8.6 毫米，和最大位移是在限制范圍內(nèi)（參見表 1） 。它上面已經(jīng)說了，振動的主要原因，在刀片單元的風扇轉(zhuǎn)子的自由振動頻率和可變空氣動力平衡通風網(wǎng)絡(luò)平衡。氣動流非干擾的條件是由不穩(wěn)定的電阻網(wǎng)絡(luò)。流的擾動行為已得到充分的研究，和充足的實驗結(jié)果提供的證據(jù)表明，流動擾動范圍位于子低頻率（?? 10–3 - 10–2 Hz） 。因此，通風網(wǎng)絡(luò)的振動的影響是低的相比，與轉(zhuǎn)子速度的影響（表 2） ，可以從計算中提取。所完成的測試表明，與可更換的刀片單元，以滿足每一個需求的強度和耐久性，即，這樣的刀片單位站允許的應力，位移和共振調(diào)諧-在第一三個振動頻率。2.結(jié)論葉片單元，配備可更換的活性部位具有足夠的安全系數(shù)的容許應力，位移和共振屯出在第一個三的振動頻率。軸流風機通過更換或風扇葉片的活性部位的去除效率的適應性，設(shè)計了根據(jù)不同的氣動方案，有利于通氣模式廣泛被maintaned 應用。3.致謝工作是在財政支持下執(zhí)行的。引用聯(lián)合國彼得洛夫， “主軸流通風機具有更高的適應性、可維護性和可靠性， “繼續(xù)下第二十二 WMC 和世博會，伊斯坦布爾，土耳其， 11-16 九月，2011。聯(lián)合國彼得洛夫，N.波波夫，E. A. batyaev 和 V. A.諾維柯夫， ”理論與葉輪葉片的轉(zhuǎn)動運動可逆式軸流風機的設(shè)計， “采礦科學雜志第 35 卷，5 號，1999，pp. 79-97。關(guān)鍵詞：10.1007/bf02562513K. N. borishansky， “渦輪葉片的振動， “學習指南，圣彼得堡： pimash，1995。