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工業(yè)生產(chǎn)中的9-19風機特別是離心式風機應用很廣泛,在一些生產(chǎn)裝置中甚至屬關鍵設備。離心式風機是工業(yè)生產(chǎn)中應用廣泛的通用輔助設備,而風機噪聲尤其大型風機噪聲很大,嚴重影響人的身心健康,所以降低風機噪聲有著重要的意義。風機的安全、可靠運行是實現(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn)的重要保證。但由于種種原因,造成風機超過允許范圍的振動的現(xiàn)象并不少見,嚴重的劇烈振動會造成風機本體及其關聯(lián)設備破壞的設備事故,甚至還會造成人身安全事故。因此,必須高度重視風機的維護檢查工作。企業(yè)的9-19風機技術(shù)人員及其操作人員和維修人員在工作中必須對風機的運行狀況進行監(jiān)測、巡查,及時發(fā)現(xiàn)故障隱患并及時排除,防患于未然。本文研究的目的在于針對工業(yè)生產(chǎn)中常用的離心式風機運行中易于發(fā)生的振動現(xiàn)象進行研究和可采取的處理措施,應該能對生產(chǎn)一線中從事此類設備管理和維修的人員提供借鑒意義。
9-19風機絕大多是由電動機驅(qū)動工作的主要由葉輪、蝸殼、軸和軸承座及一些控制附件組成,屬動設備。9-19風機性能試驗原理及其裝置為了驗證修正后數(shù)值計算模型的準確度,對原風機的不同工況氣動性能試驗。動設備完全不振動是不可能的,只是振動的允許范圍不同而已。一般來講,大型高速風機軸承采用軸瓦,潤滑采用潤滑油強制噴射潤滑,高速旋轉(zhuǎn)的主軸懸浮于油膜上,正常工況時振動很低。中小型的中低速風機軸承采用滾動軸承,常采用潤滑脂潤滑或潤滑油浸泡飛濺潤滑,正常工況時振動稍大。振動無論大小,只要符合相關技術(shù)要求即可,但是異常的、超標的振動必須及時處理,否則振動會惡化,后造成事故和經(jīng)濟損失。
處理措施就是聯(lián)軸器的重新找正,確保同心度在偏差允許值內(nèi)。為了保證數(shù)值計算結(jié)果的準確性,避免網(wǎng)格誤差對其模擬結(jié)果造成影響,對9-19風機進行網(wǎng)格無關性驗證,如表1所示。聯(lián)軸器對中找正應注意的是:一是,應以9-19風機的聯(lián)軸器為基準,測定和調(diào)整9-19風機電機來保證電機與風機兩軸線同軸;二是,電機的四個地腳螺栓必須對角均勻緊固后才能讀數(shù);三是,盤動聯(lián)軸器時轉(zhuǎn)向應與風機運轉(zhuǎn)方向一致。調(diào)整的順序應是;首先,使兩聯(lián)軸器軸線平行,即先保證軸向百分表的四個讀數(shù)相差值符合本文表1 的允許值;其次,使兩聯(lián)軸器軸線同高,即先調(diào)整左右徑向偏差,后調(diào)整上下高差,直至符合本文的允許值。在實際工作中,常用的打表工具———磁性表座雖然使用簡便,但卻存在著剛性不足和適用條件受限的不良情況。
對于重要和安裝要求高的風機,有必要設計和制作一個表架配合百分表進行測量,9-19風機主要由抱箍、角鋼表架等組成。粉塵不僅嚴重危及采掘工作面人員的身體健康,而且容易造成重大事故隱患。,主要是U102 除塵風機振動偏大需重新校正聯(lián)軸器對中?,F(xiàn)場檢修人員反映,在打表過程中,徑向百分表下方讀數(shù)不時出現(xiàn)異常情況:電機墊高已經(jīng)很明顯,但讀數(shù)卻不變或變?。ó敃r百分表探頭打在風機端半聯(lián)軸器上,此情況下,如電機墊高,徑向百分表在下方讀數(shù)應增大)。異常讀數(shù)的出現(xiàn),嚴重干擾了檢修正常進行。憑多年經(jīng)驗并仔細觀察后發(fā)現(xiàn),當聯(lián)軸器轉(zhuǎn)到下方時,百分表探頭已脫離半聯(lián)器近0.5 mm,即此時百分表探頭已不起作用,百分表出現(xiàn)假讀數(shù)。
9-19風機產(chǎn)生的原因是此次打表所用的磁性表座固定百分表的方式剛性和可靠性欠佳,當聯(lián)軸器轉(zhuǎn)到下方時,由于磁性表座、連接桿、緊固件和百分表的自重,造成百分表下墜,探頭脫離測點,結(jié)果就是產(chǎn)生上文所述的異常讀數(shù)。上文闡述的引起風機振動的因素只是本人原所在企業(yè)常見的,當然不排除其他類型的風機會有其他的因素。當檢修人員按作者建議制作的表架后,在檢修過程中,不再出現(xiàn)異常讀數(shù),檢修任務按時圓滿完成。9-19風機轉(zhuǎn)子不平衡和檢查處理措施造成風機轉(zhuǎn)子不平衡的原因主要有:葉輪出現(xiàn)不均勻的磨損或腐蝕;葉輪表面存在不均勻的積灰或附著物;葉片連接處存在裂紋或葉輪與輪轂、輪轂與軸頸的連接配合松動等。用測振儀測得數(shù)據(jù),如果顯示振動值徑向較大而軸向較小或者振動值隨轉(zhuǎn)速上升而增大,都是轉(zhuǎn)子不平衡引起振動的特征。
預防處理措施主要有:
一是,根據(jù)9-19風機的運行工況,在進風機前工序上采取除塵措施,控制減少進入風機的粉塵等含量;
二是,定期清理風機葉輪,順便仔細檢查葉輪是否存在裂縫以及葉輪與主軸的配合情況。內(nèi)藏電動機的長度、頭部傾角等在一定程度上影響著風機性能和噪音。一般來說,轉(zhuǎn)子不平衡引起的振動都是葉輪表面存在不均勻的積灰或附著物產(chǎn)生的。對于難于清洗的9-19風機葉輪轉(zhuǎn)子可采用化學法清洗,如硫酸生產(chǎn)中二硫化硫主風機葉輪,可采用氫氧化鈣稀水,再用高壓噴射機噴射清洗葉輪,速度快效果佳。
1)9-19風機在進氣箱出口與葉輪進口處有渦旋產(chǎn)生,其位置與流量大小相關,渦旋的存在導致葉輪流道發(fā)生了堵塞,是離心風機效率降低的原因之一。
2)加進氣箱后,風機葉輪尾緣的“尾跡-射流”現(xiàn)象更加的嚴重,且在小流量區(qū)風機內(nèi)部流場存在偏心現(xiàn)象。
3)加進氣箱后9-19風機不僅效率有所降低,其全開流量與壓力與無進氣箱相比也有所下降,加進氣箱后離心風機較優(yōu)工況點向小流量區(qū)偏移,進氣箱內(nèi)部流場的復雜性以及出口速度的不均勻性對風機內(nèi)部的流場分布產(chǎn)生了影響。
4)相比于無進氣箱的情況下,加進氣箱后,風機隨流量的增加,噪聲提升的更快,且在大流量區(qū)明顯高于不帶進氣箱的噪聲。
5)與實驗測試結(jié)果對比分析,結(jié)果表明采用數(shù)值模擬研究風機性能是可行的。
為了提高掘進工作面離心風機導流效果, 提出對9-19風機圓弧形集流器加米字支撐架改造。劉曉良等研究了消聲蝸殼消聲材料厚度、空腔厚度等對風機降噪效果的影響,結(jié)果表明:適當增加消聲材料厚度或空腔厚度可以提高消聲蝸殼的降噪效果。通過建立離心風機幾何模型和數(shù)值模型,并施加邊界條件,利用Fluent 軟件對加米字圓弧集流器和普通圓弧集流器離心風機進行了整機內(nèi)部流場數(shù)值模擬, 采用Tecplot 軟件進行后處理,顯示同流量下離心風機的壓力云圖。