Зменшення вібрацій осьових вентиляторів низького тиску балансуванням звичайної і аеродинамічної незрівноваженостей

Abstract

Доведена можливість статичного і динамічного балансування звичайної і аеродинамічної незрівноваженостей крильчатки осьового вентилятора, як до початку експлуатації – коригуванням мас, так і під час роботи вентилятора – пасивними АБ. Розроблена методика розрахунку аеродинамічної незрівноваженості. Вироблені рекомендації з балансування незрівноваженостей осьового вентилятора коригуванням мас і пасивними АБ. Натурним експериментом встановлено, що при статичному балансуванні віброшвидкості в площині крильчатки зменшуються не менше, ніж на 42 % від максимально допустимої величини, а при динамічному – не менше, ніж на 54 %. Встановлено, що при динамічному балансуванні на вибігу при переході ротора через резонансні швидкості величина віброшвидкостей зменшується не менше, ніж на 80%. Встановлено, що приєднання додаткових мас до захисного кожуха вентилятора зменшує його вібрації, але не знижує навантаження на підшипники

Исследуется возможность статической и динамической балансировки обычной и аэродинамической неуравновешенностей крыльчатки осевого вен- тилятора, как до начала эксплуатации – корректировкой масс, так и во время работы – пассивными АБ. Предполагается, что крыльчатка неточно изготовлена и (или) насажена на вал с эксцентриситетом и перекосом. Найдены главные вектор и момент аэродинамических сил, действующие на вращающуюся в первоначально неподвижном воздухе (газе) крыльчатку осевого вентилятора в случаях: насадки крыльчатки на вал с эксцентриситетом и перекосом – с использованием дисковой теории воздушного винта; неточного изготовления крыльчатки – с использованием теории воздушного винта Загордана. Найдена соответствующая им аэродинамическая неуравновешен- ность. Установлена ее аналогия с неуравновешенностью от неуравновешенных масс – возможность приведения к двум плоскостям коррекции, зависимость величины аэродинамической силы от квадрата угловой скорости вращения крыльчатки. Также найдено ее отличие, заключающееся в прямопропор- циональной зависимости от плотности воздуха (газа). Сделан вывод о возможности балансировки обычной и аэродинамической неуравновешенностей корректировкой масс до начала эксплуатации вентилятора, и по возможности статической или динамической добалансировки этих неуравновешенностей пассивными АБ во время работы вентилятора.

Investigate the possibility of automatic balancing by passive auto-balancers of ordinary and aerodynamic imbalances of the impeller of the axial fan. It is assumed that the impeller is made inaccurate or planted on the shaft eccentricity and misalignment. Using the disc theory of impeller were found the resultant vector and the resultant moment of the aerodynamic forces acting on rotating in the initial still air (gas) axial fan impeller. Find the corresponding their aerodynamic imbalance. It established its analogy with the imbalance of the unbalanced mass. Also, found its difference consisting in dependence of the aerodynamic imbalance on the density of air (gas). Was concluded about the possibility of balancing aerodynamic imbalance by corrective of mass before operating the fan. Was concluded about the possibility of static or dynamic balancing by passive auto-balancers of conventional and aerodynamic imbalances during fan operation. Is determined the efficiency of the dynamic balancing by the ball type auto- balancers of the impellers of the axial fan. For this purpose are compared vibro- accelerations on the protective sheepskin coat of the fan in the process of his work in different configurations: with and without ball type auto-balancers; after a presence and absence of additional masses which are fastened on a protective sheepskin coat.