Прочность и защищенность вентиляторов

При работе вентиляторов в их конструкции появляются напряжения за счет возникающих при вращении колес центробежных сил, вибрации. Напряжения, зависящие прежде всего от частоты вращения колес, при определенных условиях могут вызвать разрушение.        Заводы, выпускающие вентиляторы, гарантируют их надежность в эксплуатации до предельной частоты вращения (числа оборотов), выявляемой расчетами и опытной проверкой. Однако  этот предел зависит не только от возникающих; напряжений, но и от условий эксплуатации. Для дымососов и пылевых вентиляторов, например, всегда принимается больший запас прочности.

Для однотипных серийных вентиляторов в паспортах удобнее указывать не предельную частоту вращения ω, а предельную окружную скорость на концах лопастей, т. е. на наружном диаметре колеса D₂: u₂= ω D₂/2.

Важно отметить, что во многих случаях (особенно в вентиляционных системах) предельная окружная скорость колеса определяется не прочностью, а требованиями малошумной работы, причем во втором случае она почти всегда меньше. Особенно это заметно в осевых вентиляторах, для которых из условий прочности допускается u₂=100. ...120 м/с и более, а исходя из требования малошумной работы — 15. . .30 м/с.

Необходимость в расчете на прочность может возникнуть при проектировании нового или форсировании серийного вентилятора. Тогда рассчитывают лопасти, диски колеса и вал. Рекомендуется проверять на прочность заклепочные соединения и другие элементы вращающейся системы. Неподвижный спиральный корпус и станину не рассчитывают. Методика этих достаточно сложных расчетов излагается в специальной литературе.

На прочность вентиляторов может существенно влиять эксплуатационный износ деталей и отложение пыли. Износ их от вредного влияния механических и газовых примесей к воздуху может быть абразивным и коррозионным (то и другое особенно характерно для дымососов).

В случае применения газоочистки следует иметь в виду, что при мокром способе хотя абразивный износ уменьшается, но коррозионный износ может увеличиться.

Отложения пыли, нарушающие балансировку и сужающие протоки, особенно заметны при температуре воздуха ниже точки росы и образования конденсата внутри вентилятора.

Корпуса дымососов, перемещающих загрязненный золой и нагретый газ, в целях предохранения от быстрого истирания приходится снабжать более толстой или прочной обшивкой (из легированных сталей), накладками. Особенно следует в этом случае усиливать лопасти колеса (например, твердыми наплавками).

Для предохранения подшипников дымососов от тепловых деформаций, возникающих при температурах газа более 400°, их следует охлаждать проточной водой. Для предотвращения возможной вибрации больших вентиляторов боковые стенки их корпусов полезно усиливать уголками жесткости.

Для перемещения газовых сред повышенной влажности используются коррозионностойкие вентиляторы, выполняемые из нержавеющей стали или титановых сплавов. Индекс их маркировки принято в конце дополнять буквой К. Практикуется и противокиcлотная защита вентиляторов путем изготовления их из алюминия, железохромистой или хромоникелевой стали, а при малых размерах — из винипласта.

Вентиляторы, предназначенные для перемещения газопаровоздушных взрывоопасных смесей, называются искрозащищенными (взрывозащищенными) и их индекс на маркировке принято в конце дополнять буквой И.

Они выполняются из алюминиевых сплавов и разнородных металлов (например, сталь — латунь). Проточная часть может покрываться химически стойкими эмалями и графитонаполненным полиэтиленом. Искрозащищенные вентиляторы требуются также в коррозионностойком и термостойком исполнениях. Все они должны комплектоваться с взрывозащищенными электродвигателями, а выбор их необходимо согласовать с нормативами действующих правил безопасности (например, Правилами устройства электроустановок — ПЭУ).

VI.32. Радиальный пылевой вентилятор

Вентиляторы для перемещения газов с механическими примесями, например от стружкоотсасывающих систем, для предотвращения возможной закупорки выполняются с редко расставленными лопастями рабочего колеса и называются пылевыми, причем перед индексом маркировки обозначается ЦП (см. рис. VI.32). Если требуется перемещать через вентилятор вместе с воздухом волокнистые примеси, сохраняя их от повреждения и предотвращая закупорку рабочего колеса, то нужно использовать вентиляторы смерчевого типа (см. рис. 1.10).

Интересна конструкция защищенного и достаточно бесшумно работающего вентилятора из буксолита (бумага с картоном), предложенного А. А. Меликсетовым.