Спосіб підвищення терміну безпечної експлуатації зношених профільних, загнутих назад лопаток робочого колеса радіального вентилятора

1. Спосіб підвищення терміну безпечної експлуатації зношених профільних, загнутих назад лопаток робочого колеса радіального вентилятора, виготовлених зі сталеви х листів випуклої, плоскої або криволінійної форми, що жорстко закріплені між дисками за допомогою зварювання і 3 24470 Недоліком відомого способу є те, що вхідна частина таких лопаток має трубчасті деталі круглого перетину. При їхньому механічному зносі й зменшення товщини поверхні профілю відбувається розрив поперечного переріза, що приводить до проникнення усередину оболонки лопатки вугільного пилу й шламу і негативно впливає на вібраційний технічний стан ротора, його корозійний знос і безпеку експлуатації вентилятора і вентиляторної установки. При спільній дії агресивного й вологого середовищ і великому запиленні вихідного струменя повітря (запиленість повітря частками вугілля або гірської маси може досягати 150мг×м -3 при відносній вологості до 98%) [5], а також у тривалій експлуатації вентиляторів, значно перевищуючі нормативні терміни [6] поряд із механічним зносом вхідних тр убчасти х частин інтенсивно руйнуються робочі (передні) і неробочі (задні) поверхні обшивок лопаток. Згідно [7] знос лопаток більш ніж на 2/3 товщини обшивок не допускається. Поряд із цією вимогою авторами установлено, що гранично припустимим коефіцієнтом залишкового ресурсу обшивок є величина 0.5, [8], при якій напруги в лопатках робочих коліс не перевищують припустимих значень по границі текучості, [9]. Таким чином, сумарні товщини зношених і нових обшивок не повинні перевищувати номінальних значень. Спосіб, що пропонується припускає продовження безпечної експлуатації й підвищення терміну служби вентиляторів без заміни робочих коліс. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення терміну безпечної експлуатації робочого колеса радіального вентилятора шляхом застосування нових конструктивних елементів і технології, що дозволяє збільшити його механічну міцність. Поставлена задача вирішується таким чином, що зношені вхідні трубчасті деталі профілів (носики) лопаток замінюються спеціальними металевими стрижнями, що приварюються до переднього й заднього дисків колеса, а також до верхнього (робочої) та нижньої (тильної) поверхні обшивок лопаток. Потім на зношені робочі та тильні поверхні обшивок лопаток колеса приварюють нові металеві обшивки до переднього й заднього дисків, до спеціальних металевих стрижнів, а також до каркасів жорсткості, розташованих у середині профільних лопаток. При необхідності для зменшення механічного зносу лопаток і дисків їхні поверхні покривають спеціальною пастою, змішаної із затверджувачем. Суть даної корисної моделі пояснюється кресленням. На Фіг.1 зображене робоче колесо шахтного вентилятора ВЦ-25, що являє собою зварену металеву конструкцію, що складається з плоского корінного 4 і конічного покривного 2 дисків, між якими приварені вісім профільних загнутих назад лопаток 3, що зварюються з листових обичайок і ребер жорсткості. До конічного покривного диска приварене ущільнювальне кільце 1. Корінний диск 4 укріплюється на литу маточину 5, що насаджена на консолі головного вала. Відомі типи профільних лопаток з різними формами сталевих обшивок і ребер жорсткості приведені на Фіг.2, що складаються з верхніх (робочих) частин 1 і нижніх (неробочих) частин 2, приварених до трубчастих стрижнів 4 на вході й хвостовиків 6 на виході, а також до внутрішніх каркасів жорсткості 3 різної конфігурації. Конфігурація лопатки, що використовується як прототип, зображена на Фіг.2б. Трубчата вхідна частина лопатки шахтного радіального вентилятора ВЦ-25 з вихідним діаметром Ди., що пропонується до заміни, зображена на Фіг.3. Фіг.4 (фотознімок) відображає корозійний знос профілів обшивок робочого колеса шахтного радіального вентилятора ВЦД 31.5, що експлуатується на шахті імені «50-річчя СРСР» державного підприємства «Краснодонуголь», де між виступаючими ребрами жорсткості 1 видна залишкова частка обшивки. На Фіг.5 зображена схема вхідної частини лопатки робочого колеса після заміни її трубчастих елементів фрезерованими металевими стрижнями 1 із запропонованим діаметром Дп, новими обшивками 2 і 2', зношеними 3 і 3' відповідно по робочої і неробочої поверхні лопаток. Нові обшивки за допомогою зварювання 4 приварюють до стрижнів і дисків колеса. У вентиляторній установці для головного провітрювання шахт і рудників функціонально передбачені два вентилятори - один робочий, другий резервний з періодичністю експлуатації один місяць. [10]. Це створює технічну можливість для мобільного (протягом декількох годин) проведення модернізації резервного вентилятора за способом, що пропонується й запуску вентилятора в роботу на шахтн у вентиляційну мережу. Підвищення терміну безпечної експлуатації зношених загнути х назад профільних лопаток робочого колеса радіального вентилятора здійснюється на зупиненому (резервному) вентиляторі. Для цього зрізують зношені трубчасті деталі на вході лопаток, потім зрізані поверхні вирівнюють і зачищають. Для виконання технології заміни вхідної частини лопаток колеса необхідно підготувати металеві круглі стрижні, виходячи з кількості лопаток, із фрезерованими по вертикальному діаметру площинами і за допомогою електрозварювання металеві стрижні пропонованої конструкції кріпляться до переднього й заднього дисків та до верхніх і нижніх обшивок лопаток. Далі варто підготувати нові профільні обшивки, що складаються з металевих частин (листів) із сумарною товщиною, що не перевищує (із зношеної) номінальних значень по конструкторській документації заводувиготовлювача вентилятора і приварити нові сталеві криволінійні листи на попарно-протилежні лопатки робочого колеса до переднього й заднього дисків, металевим стрижням, а також до каркасів жорсткості, розташованими усередині профільних лопаток. 5 24470 Для запобігання корозійного й механічного зносу поверхні лопаток і дисків колеса при необхідності покривають спеціальною пастою, змішаною з затверджувачем, після відповідної підготовки їхніх поверхонь. За аналогічною схемою при відповідній підготовці проводять реконструкцію лопаток вентилятора, виведеного в резерв. При цьому за Правилами безпеки у вугільних ша хтах [10] реверс повітря в шахту при пожежі повинний забезпечуватися за 10 хвилин, що технічно можливо при роботі модернізованих вентиляторів. Після запуску вентиляторів у роботу на ша хтн у вентиляційну мережу варто перевірити рівень вібрації і при необхідності провести роботи по її зниженню. Даний спосіб має практичне застосування, наприклад, на шахті імені «50-річчя СРСР» державНайменування елемента Передні диски Задній диск 6 ного підприємства «Краснодонуголь» і показав технологічну можливість пропонованого винаходу, його економічну доцільність, а також здатність витримувати навантаження на диски колеса вентилятора головного провітрювання ВЦД 31.5, розташованого навколо скіпового стовбура шахти, не впливаючи істотно на коефіцієнт запасу міцності по границі текучості ( n т ³ 2 ), [11]. Ме ханічною службою виробничого об'єднання «Краснодонуголь» і шахтою імені «50-річчя СРСР» була зроблена заміна зношених трубчасти х елементів новими металевими стрижнями (O 70мм і / масою 25,8кг кожний). Оцінка величин напруг ( s t ) у дисках робочих коліс і коефіцієнти запасів міцності ( nт ) приводяться в таблиці s t до модернізації nт s t після модернізації nт 250 139 9,6 17s' 325 181 7,4 13 Джерела інформації: 1. Центробежные вентиляторы. Под ред. Т.С.Соломаховой. М., "Ма шиностроение", 1975, 416с. с ил. 2. Высоконапорные дутьевые машины центробежного типа. С.П.Лившиц, Ленинград «Машиностроение», 1976г., 296с. 3. Патент на изобретение. Украина №62767А, кл. 7 F04D29/34, F04D29/30, В21КЗ/00, В21КЗ/04, 2003г. 4. Шахтные вентиляторные установки главного проветривания. Справочник. Бабак Г.А., Бочаров К.П., Волохов А.Т. и др. М., «Недра», 296с. 5. Неисправности шахтны х вентиляторных установок главного проветривания. Справочное пособие. С.И.Демочко, А.В.Кузнецов. Москва «Недра», 1990г. 189с. 6. Вентиляторы шахтные главного проветривания. Технические условия. ГОСТ 11004-84. М., 32с. 7. Руководство по техническому обслуживанию и ремонту ша хтны х вентиляторних установок главного проветривания. М., «Недра», 1983г., 133с. 8. Проблеми експлуатації обладнання шахтни х стаціонарних установок. Определение остаточного ресурса шахтных вентиляторов главного проветривания, отработавших нормативный срок службы. Дворников В.И., Мялковский В.И, Стешенко В.А. Збірник наукових праць. Випуск №95. ВАТ "НДІ гірничої механіки імені М.М.Федорова. Донецьк, 2002, с.185...196. 9. Справочник по сопротивлению материалов. С.П.Фесик. Издательство "Будівельник", 1982г, 280с. 10. Правила безопасности в угольных ша хтах. ДНАОП 1.1.30-1.01-00. Киев, 2000г., 496с. 11. Шахтные центробежные вентиляторы. В.И. Ковалевская, Г.А.Бабак, В.В.Пак, Москва. «Недра», 1976г., 157с. 7 Комп’ютерна в ерстка Н. Лисенко 24470 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601