Вал шахтного відцентрового вентилятора головного провітрювання

Корисна модель відноситься до вентиляторобудівництва, зокрема до конструкцій валів, і може бути використана у валах відцентрових вентиляторів головного провітрювання шахт. Спочатку вал ша хтного відцентрового вентилятора мав переходи між ступенями у вигляді галтелей, потім було запропоновано використовува ти галтелі, описані двома радіусами для зниження концентрації напруг, а також конусні переходи малої довжини. Це вказує на те, що в цьому напрямі є технічні рішення для створення умов надійнішої роботи валів відцентрових вентиляторів головного провітрювання шахт, проте дані технічні рішення радикально не вирішують проблему зниження концентрації напруг, необхідні нові способи підвищення надійності експлуатації валів ша хтни х відцентрових вентиляторів головного провітрювання. Найближчим аналогом пристрою, який заявляється, вибраним прототипом, є вал ротора шахтного відцентрового вентилятора головного провітрювання із ступенями, переходи між ступенями якого в проточній частині вентилятора конструктивно виконані у формі галтелей або конусів малої довжини (Фіг.1) [1, 2]. Недоліком даного валу є висока вірогідність його утомного руйнування через виникнення і розвиток мікротріщин. Це відбувається внаслідок виникнення місцевих напруг у місцях переходу між ступенями валу, що зменшують границю його витривалості і підвищують вірогідність виникнення аварійної ситуації внаслідок відмови його функціонування, а також знижуючих надійність експлуатації валу відцентрового вентилятора головного провітрювання. В основу корисної моделі покладено задачу підвищення надійності експлуатації валу шахтного відцентрового вентилятора головного провітрювання. Поставлена задача розв’язується тим, що у валу шахтного відцентрового вентилятора головного провітрювання, який має ступені і переходи між ними, відповідно до корисної моделі переходи між ступенями в проточній частині вентилятора для зниження концентрації напруг виконано у формі подовжених конусів, 2r + r подовження яких здійснюється за рахунок зменшення довжин ступенів і зв’язано залежністю D1 = D 2 2 1 - A , 2r1 + r2 де D 1 - різниця між первинною і зміненою довжиною ступеня більшого радіусу; D 2 - різниця між первинною і зміненою довжиною ступеня меншого радіусу; r1 - радіус більшого ступеня валу; r2 - радіус меншого ступеня валу; 3d + ad2 А - поправочна різниця між масою конуса та галтелі, що дорівнює - 1 , де а=l-(а1+а2); h=r1-r2; h a - x0 x 2 + x 0 r - x 0 + rar sin 0 , 2r 2r d2=r21+r 22+r1r 2+a2-3ax0+3 x20 , а l - загальна довжина ступенів більшого та меншого радіусів та переходу між ними, а1 - первинна довжина меншого ступеня, а2 - первинна довжина більшого ступеня, r - радіус галтелі, x0 абсциса центра кривизни галтелі. Поставлена задача розв’язується на основі встановленого теоретичним шляхом наступного факту: якщо переходи між ступенями валу виконати у формі подовжених конусів, подовження яких здійснюватиметься так, щоб виконувалася умова 2r + r D1 = D 2 2 1 - A , 2r1 + r2 то в цьому і лише в цьому випадку маса валу із ступенями не зміниться, а така форма переходів дозволить більш рівномірно розподілити напруги по небезпечних перетинах валу і тим самим знизити концентрації напруг в місцях переходу між ступенями, що в свою чергу зменшить вірогідність утомного руйнування валу через виникнення і розвиток мікротріщин і призведе до зменшення вірогідності виникнення відмови валу ша хтного відцентрового вентилятора головного провітрювання і підвищення надійності його експлуатації. На Фіг.2 приведена принципова схема здійснення заміни переходів між ступенями валу на нову конструктивну форму: а - заміна галтелі на подовжений конус, б - подовження конусного переходу. Вал працює таким чином. Робота валу шахтного відцентрового вентилятора головного провітрювання полягає в передачі обертального моменту від однієї деталі до іншої за допомогою з’єднання двох основних пар, а саме: валу - маточини і маточини - робочого колеса, що передають момент, необхідний для створення потрібних аеродинамічних параметрів при робочій швидкості обертання, а також динамічного моменту при пуску. Конструктивні форми валу в місцях переходу між ступенями в основному визначають витривалість валу, тобто міцність при змінних в часі напругах. Зменшення витривалості валу пояснюється виникненням концентрації напруг вигину і кручення у місцях переходу між ступенями [1]. Слід враховувати, що корозія поверхні валу, що має місце на більшості вентиляторів через 3-5 років роботи на шахтну мережу, додатково знижує межу витривалості до 40-50% свого первинного значення. Це відноситься до перетинів ділянок валу, що розташовані в проточній частині вентилятора [1]. Пропонована корисна модель дозволяє більш рівномірно розподілити напруги по небезпечних перетинах валу, і тим самим знизити концентрації напруг в місцях переходу між ступенями, що в свою чергу зменшує вірогідність утомного руйнування валу через виникнення і розвиток мікротріщин і призводить до зменшення вірогідності виникнення відмови валу відцентрового вентилятора головного провітрювання і підвищення надійності його експлуатації. Джерела інформації: 1. Шахтные вентиляторные установки главного проветривания: Справочник / Бабак Г.А., Волохов К.П. и др. М.: Недра, 1982. - 296с. 2. Ковалевская В.И., Бабак Г.А., Пак В.В. Ша хтные центробежные вентилятори. -М.: Недра, 1976. - 320с. 3. Справочник машиностроителя: В 6-ти т. - Т.3. / Под ред. С.В. Серенсена. -М.: Изд-во машиностроительной литературы, 1962. - 651с. d1= a - x 0 r 2 - (a - x0 )2 + rar sin