大型D、F式风机临界转速的核定计算方法


来源:智慧水泥
作者:王占光

任何物体均有其固有的振动频率,当振动频率与其固有频率接近或重叠时,就会产生共振。风机作为一个回转体,当其转速与其固有频率重叠时同样发生共振,所以风机在设计时必须对其临界转速进行核定,以避免产生共振,造成事故。现在风机制造商或引进或自创,均有自己的计算软件,简单快捷,但使用单位很难做到这一点,特别是在提速改造时,无所适从;为了方便期间,笔者现就回转体或风机转子特别是D、F式大型风机临界转速的计算方法进行介绍,以便在风机提速改造中,对其临界转速进行核定。

作为风机来,转速相对较低,一般只要转速在临界转速安全以内,轴的强度一般是无需校核的,主要是临界转速的核定。

1、回转体临界转速的通用核定方法

如图是一个等径轴,且支撑点内外均有固定圆盘的回转体。

    
那么其临界转速的计算公式和轴的当量直径的计算公式为:

图及式中符号的意义:

mi ---支撑点以内的固定圆盘质量  Kg

GI---支撑点以外的固定圆盘质量  Kg

m0---轴的质量    Kg

Dm轴的当量直径     m

ai----支撑点间固定圆盘到左支点的距离  m

bi----支撑点间固定圆盘到右支点的距离  m

λ1---系数 查支座形式系数

bi ---支撑阶梯轴各段中心到右侧支点的距离  m

ai----支撑阶梯轴各段中心到左侧支点的距离  m

di----支撑阶梯轴各段直径  m

li----支撑阶梯轴各段长度  m

L---轴的总长度     m

l---两支撑点的距离    m

ci----支撑点到其外侧圆盘中心的距离     m

2、支座形式系数的选取

下面是一端有轴伸和两端都有轴伸的对应表,首先计算出支撑间距与轴的长度与比值μ1μ2按下表选取λ1值。

3、计算实例

下面是笔者在一台BB24高温风机提速改造中的计算实例,供参考。

该高温风机需提速到740rpm,轴长4414mm,重1863kg,最大直径290mm,轴伸装有300kg的联轴器,两支撑间装有5000kg 、直径4000mm的叶轮,支撑间距为3699mm,具体轴的各段直径和各段长度如下图。

根据图表可计算出μ1=(151+48.5)/4414=0.452   μ2=360/4414=0.082 那么可近似选取λ1=12.42
根据公式可计算出轴的当量直径Dm=1.094(0.170×0.151+0.2×0.097+0.215×0.348+0.29×2.09+0.29×0.425+0.29×0.423+0.215×0.316+0.20×0.097+0.162×0.467)/4.414=0.281m
把相关数据代入公式:

经以上计算该叶轮临界转速为1133.35rpm,风机需用转速为740rpm,二者相差较远,可以认为没有问题。

4、结束语

由于水平有限,本文只提供核定临界转速方法的一种,其它方法也行;同时提醒改造单位不但要对临界转速核定,还要对全压、风量、轴功率等进行分析核定,以免对系统产生不良影响。再者,笔者涉及风机有限,只是提醒对改造的内容进行关注,文中不对之处请批评指正,不可冒然相从。

作者:王占光 焦作坚固水泥有限公司


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