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山東冠熙環(huán)保設(shè)備有限公司主營：軸流風(fēng)機(jī),耐高溫高濕風(fēng)機(jī),烘干設(shè)備用風(fēng)機(jī),離心風(fēng)機(jī),除塵風(fēng)機(jī)

在礦井掘進(jìn)巷道中，采用短距離通風(fēng)時，工作面所需的風(fēng)量和壓力較小，因此減小葉片安裝角度可有效降低風(fēng)機(jī)的輸出功率，節(jié)約能耗；在進(jìn)行長距離通風(fēng)時，所需的風(fēng)量和壓力為La。適當(dāng)增排風(fēng)機(jī)大葉片安裝角度，可滿足工作面高氣壓大流量的需要。為此，設(shè)計(jì)了葉片角度可調(diào)的對旋軸流風(fēng)機(jī)葉輪結(jié)構(gòu)。通過模態(tài)分析可以得到葉片的固有頻率和振動模態(tài)，分析了葉片調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)對葉輪機(jī)構(gòu)振動特性的影響。本文的研究對象是葉片角度固定的葉輪和葉片角度可調(diào)的葉輪。兩個葉輪的軸向間距為95mm，葉片數(shù)相等。個葉輪有14個葉片，第二個葉輪有10個葉片。排風(fēng)機(jī)葉輪的外徑約為800mm，輪轂比為0.60。兩個葉輪均為反旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，消除了中間和后部的固定導(dǎo)葉。兩級葉輪以相同速度反向運(yùn)動，在集熱器前部形成較大的負(fù)壓。外部空氣通過集熱器緩慢流入風(fēng)道。在一級葉輪的旋轉(zhuǎn)作用下，動能和壓力勢能增大，氣流迅速流向二級葉輪，排風(fēng)機(jī)的二級葉輪反向加速。能量，終空氣通過擴(kuò)散器順利流出風(fēng)管，這種結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的高風(fēng)壓、大流量、率、低噪聲和運(yùn)行。

本試驗(yàn)選用力錘激勵，排風(fēng)機(jī)采用三向加速度傳感器采集信號，采用SCADAS多功能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理軟件LMSTESTLAB對采集到的信號進(jìn)行分析和處理。SCADAS多功能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由LMS公司生產(chǎn)。排風(fēng)機(jī)具有和率。它可以采集速度、加速度、力、位移、聲音、扭矩等信號。它是用于振動、聲學(xué)和疲勞耐久性測試的專業(yè)硬件。同時可以與lmstestlab無縫對接，將采集到的信號輸入專業(yè)處理軟件進(jìn)行后處理分析。

初步設(shè)計(jì)了排風(fēng)機(jī)實(shí)驗(yàn)方案。在此基礎(chǔ)上，建立了風(fēng)機(jī)殼體的簡化模型。采用錘擊法進(jìn)行錘擊試驗(yàn)，獲得頻率響應(yīng)信號。然后利用后處理函數(shù)識別模態(tài)參數(shù)，后得到模態(tài)參數(shù)。在LMSTESTLAB中，對風(fēng)機(jī)殼體的三維模型進(jìn)行了簡化。通過建立多個試驗(yàn)點(diǎn)，盡可能反映殼體的形狀，在殼體的進(jìn)口、葉輪和出口處設(shè)置48個圓周試驗(yàn)點(diǎn)，選擇靠近殼體中間位置的點(diǎn)作為錘擊點(diǎn)。排風(fēng)機(jī)采用固定錘擊點(diǎn)和移動傳感器進(jìn)行測試。錘擊殼體施加瞬時激勵。傳感器測量每個位置的響應(yīng)。從各測點(diǎn)采集數(shù)據(jù)后，在polymax輸入模塊中選擇已有的fr集，在穩(wěn)態(tài)圖中選擇符號較多的列，即阻尼穩(wěn)定的頻率、頻率和模矢量。風(fēng)機(jī)外殼的前六階振型頻率如表1所示。風(fēng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速為2900r/min，基頻為48.3Hz，四次諧波頻率為193.2Hz，類似于機(jī)殼的五階振型。應(yīng)優(yōu)化風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)，以避免運(yùn)行時發(fā)生共振。

在采集到排風(fēng)機(jī)的振動信號中，電機(jī)的水平振動和徑向振動是整個風(fēng)機(jī)嚴(yán)重的振動。在1159.86赫茲時，振動幅度大，與兩級葉輪通過頻率之和一致。高頻頻率是由于葉片在旋轉(zhuǎn)過程中周期性地通過空氣中固定位置的壓力波動引起的，等于葉片的旋轉(zhuǎn)頻率乘以葉片數(shù)。排風(fēng)機(jī)葉片通過頻率的計(jì)算公式為f=m.n/60，其中m為動葉片數(shù)，n為風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，風(fēng)機(jī)兩級葉片數(shù)為14和10，兩級葉片通過頻率分別為676.67hz、483.33hz，兩個頻率之和為1160hz。通過該頻率時，葉片的振動加速度為2.0g，說明葉片與風(fēng)機(jī)外殼的動、靜干擾對氣流波動影響較大。

從軸向不同位置的振動來看，排風(fēng)機(jī)進(jìn)出口振動小。入口主振頻率分別為47.27Hz和96.18Hz，分別為風(fēng)機(jī)的基頻和雙頻。入口流速為層流狀態(tài)，振動為機(jī)械振動。出口處主要振動頻率為189.91赫茲、1159.86赫茲、1351.40赫茲和2313.19赫茲，主要為風(fēng)機(jī)基頻的四倍和氣流脈動引起的高頻振動。入口的振動略強(qiáng)于出口的振動。級葉輪旋轉(zhuǎn)加速后，排風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場變得更加復(fù)雜，而第二級葉輪反向加速時，葉片迎角較大，氣動力影響較大，通過第二級葉輪等流量后流場趨于穩(wěn)定。一級葉輪的振動與電機(jī)的振動相似，主要是由復(fù)雜流場的氣動力和風(fēng)機(jī)基頻的四、五倍頻率振動引起的。二級葉輪高頻寬帶振動的振幅遠(yuǎn)大于風(fēng)機(jī)基頻機(jī)械振動的振幅。