Анализ статической и динамической прочности осевого вентилятора с учётом аэродинамических свойств потока и неоднородности температурного поля

摘要

Комплексно исследовано динамику и прочность осевого вентилятора главного проветривания рудника по добыче медной руды. С целью получения аэродинамических нагрузок и параметров конвективного теплообмена между воздухом проточной части и материалом вентилятора решена циклически симметричная стационарная задача течения воздуха. Определение напряжённо-деформированного состояния конструкции уточнено с помощью учёта неоднородного распределения температур в вентиляторе. Разработан подход к построению циклически симметричной расчётной модели для определения напряжённо-деформированного состояния ротора осевого вентилятора. Результаты статического анализа свидетельствуют о значительной напряжённости шейки хвоста лопатки ротора. Проведенный анализ динамической прочности вентилятора показывает, что отстройка ротора от резонанса между собственными частотами и частотами возбуждающей силы и её кратностей составляет более 20%. С целью уточнения роторной собственной частоты была разработана балочная конечноэлементная модель вентилятора, а также построена соответствующая ей диаграмма Кэмпбелла. Результаты исследований, представленные в виде контурных графиков распределения основных параметров напряжённо-деформированного состояния конструкции, а также табличных значений её динамических характеристик, позволяют сделать вывод о статической и динамической прочности вентилятора.