一 引言
为 了确保离心风机运转的可靠性 , 往往 需 要对其叶轮进行超转速运转考核, 并获得材质 强度 、 叶轮结构特征对安全系数影响等设计参 考数据。 叶轮超速时所耗功率关 系到试验台动 力源的承受能 力。 例如具备5。。 k w 动力的试验 台能否完成配用 3 o00k w 以上功率的大中型 鼓 风机叶轮的超速r 解答这一问题的关键是如何 比较准确的估算超速时的耗功 。 本文分析 了叶 轮超速时的耗功类型及 其机理, 根据有关公式 和试验数据的 回归, 推荐一个既实用又 可靠的 估算超速耗功的半经验公式。
二、 叶轮超速耗功分析

对于离心叶轮, 为节省超速功耗 , 通常用 档板封隔进 口, 这时运转耗功由下列四部分组 成:1 . 齿轮增速器耗功 由于齿轮啮合和 轴承副摩擦所耗的 功, 可 用总耗功的传递效率 刀来表示〔” 。 2 . 轴承箱轴承 副雇擦耗功 由于 轴承和 轴之 间的摩擦损失 引 起 的 耗 功 , 它 与润滑油性质及温度有关, 据 文献[ 2 〕 介绍 , 轴承副摩擦力 F 决定于转子重量 G 与摩 擦系数 f 。 而 f 与油温、 油质及工件的材质 、 工艺有关, 可在手册中选取 。 F 二 fG ( 1 ) 而摩擦力矩M . 、 与轴的半 径有关, 或者说与轴 的线速度 v 和转速 n 有关。 考虑到前后两端轴 颈直径不 一, 故线 速度 记 为 v : 和v Z , 按式 (2 ) 近似 计 算 M . 、 或 者 取 F/ 2 对 v , 和 v : 分别计算均可。
 

4 . 叶轮库风功耗 叶 轮出 口处叶道内气体与叶 片相互作用所 耗的功 , 称为 库风功耗 , 用N 。 表示。 上述 前三种耗功已有成熟的计算公式, 而 N 。 则没有 。 本文着 重对库风功耗的机理 和 影 响因素进行分析研究 。 最终得出序风功率的估 算公式。
三、 库风功率的估算

不管是前向叶轮或是后向叶轮, 超速时均 按后向型 式安装运转。 如 图 1 所示 , 在叶 轮超速过程 中 , 由于离 心力作 用, 使叶道内的 气体向外甩出, 从而造 成一定的真空, 于是周围气体又在叶轮出 口倒 流人叶道 内, 由于叶轮连 续运转, 这种在叶轮 出 口处气体流进流出的相对运动 也是连续的, 但与喘振现象截然不同。 现假定 流入和流出叶 轮的序风速度相等, 记为 v , 其值显然主要与 叶轮转速 n , 叶轮外径D : , 叶片数 z 、 叶片出 口 安装角 刀Z A 有关, 亦 即主要与叶轮圆 周速度 u : , 面积 A Z (二 , D Zb Z ) 及叶片数 z 有关。 通过对众多超速试验的考察分析, 序风功 耗主要与空气密度 p , 叶轮周速u Z 、 序风速度 v 、 叶轮出 口序风面积 A Z = 二D : b : 有 关。 可 以通过量纲分析初步确定序风功率估算公式的 构成形式 。 因为 v 与 u Z 具有同一量纲, 将其 统一为速度因素 u , 于是 N 。= 雪 p O A 夕u 占 式中 亡—经验系数 根据等式两边量纲 平衡的原则, 得 : a = 1 , d

四 、 计算实例
某工厂有一鼓风机叶轮, 其结构参数和超 转速要求如下: 叶轮直径 D Z = 1 . 550 m , 叶片 数z 。 = 2 6片, 叶轮重 量G = i05ok g , 超转要 求n 二 3 100 r/ m in , 叶轮出 口 宽 度 b : = 0 . 102m 。 (1 ) 根据手 网 取 齿 轮 传 递 效 率 n - 0 . 9 6 ; (2 ) 根据公式 ( 1 ) 和 (2 ) 、 (3 ) 求 出滑动轴承耗功为 N 。 、二 6 . 86 k w ; (3 ) 根据公式 ( 4 ) 求 出轮 阻 耗 功 为 N d r = 23 . 7 6 kw ; (4 ) 根据公 式 (7 ) 求 出库 风 耗 功 为 N 。= 87 . 0 7 kw ; (5 ) N , 、 十 N d + N 。二 2z 7 . 69 kw ; ( 6 ) 因两级齿 轮传动 则超速耗功(7 ) 试验 实测超速耗功值为126k w 。 经过多次试验将 实测和 计算结 果 进 行 比 较, 其误差一般都在 8 % 以下, 这个精度已经 能和 等量功率 电机所能承受的能 力相适应 , 基本满足 了工程上估算要求。
五 、 结 语
由于叶轮超速时影响耗功的 因素很多, 如 冷油温度、 密度、 叶片出 口安装角、 试验的环 境条件及试验时有无振动 等等, 所以耗功的准 确估算是 一个极为复杂 的问题 , 加之轮阻损失 、 轴承 摩擦损失、 齿 轮传动 损失等耗功 的计算亦 系半经验公式, 其中的误差在所难免, 故本文 仅解决了离心风机叶轮超速耗功估算的 问题。 在这一方面今后还有必要进一步探讨和 完善。
 

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