Thiết Kế Và Lựa Chọn Động Cơ Kéo Quạt Hướng Trục
MỤC LỤC
Phương án thiết kế quạt và chọn động cơ kéo quạt 1. Nội dung đề tài được giao
Hiệu suất thuỷ lựccủa quạt phụ thuộc vào sự hoàn thiện hình dạng phần dẫn dòng của quạt, chất lượng gia công sản phẩm dẫn dòng và vào kích thước của quạt. Chọn động cơ điện: động cơ điện ta chọn phải có công suất lớn hơn hoặc bằng công suất trên trục quạt để bù vào phần mất mát do ma sát, truyền động khớp nối từ động cơ điện đến quạt. Đồng thời có thể tận dụng được toàn bộ công suất của quạt, động cơ điện chọn có mômen mở máy đủ lớn để thắng mômen cản ban đầu của phụ tải khi mới khởi động.
Dựa vào số vòng quay đặt trưng nS và mục ( 1.1 ) ta có thể lựa chọn loại quạt hướng trục thoả mãn yêu cầu là loại quạt thấp áp, quay nhanh, và là quạt hướng trục một cấp một cửa vào.
Xác định đường kính trục và bầu của quạt 1. Xác định đường kính trục
Như vậy việc chọn động cơ kéo quạt là phù hợp cho việc thiết kế quạt hướng trục. Để đảm bảo tính kinh tế trong quá trình sử dụng đòi hỏi ta phải lựa chọn phương án thiết kế quạt cho phù hợp. Là tỷ số giữa đường kính bầu gắn cánh Db và đường kính buồng làm việc Dt.
Đường kính bầu của bánh xe công tác về cấu tạo có thể xác định theo đường kính trục và phụ thuộc vào hệ số lắp ghép.
Tính toán bánh xe công tác 1. Kích thước các đường dòng
Ở đây u2i = ui = u1i vì chất khí chuyển động trong mặt dòng hình trụ có bán kính không đổi từ cửa vào đến cửa ra. Giá trị của thành phần vận tốc hướng trục ca khi chưa kể đến sự chiếm chổ của cánh guồng động được xác định như sau. Do thành phần hướng trục vận tốc tuyệt đối bằng nhau tại các mặt dòng ca = const có phương theo trục của quạt nên gọi là vận tốc hướng trục.
Từ các giá trị Ca1 và Hth đã tính cho từng mặt dòng, ta xác định được đường đặc tính của từng mặt dòng (Hình 5-21). Như vậy cột khí tại các mặt dòng tương ứng sẽ nhận được những năng lượng khác nhau. Nhận thấy các đường đặc tính của mặt dòng I, , III nằm ở phía trên điểm S nên ta giảm giá trị ymax và β∞.
Còn các đường đặc tính của mặt dòng, V nằm trung với điểm S nên ta không cần phải điều chỉnh lạiymax và β∞. Ở phần trên, ta đã chọn tuỳ ý giá trị của góc tới δ để xây dựng đường đặc tính của các mặt dòng nên đó không phải là góc. Đường thẳng này sẽ cắt các đường biểu diễn quan hệ tại giữa Hth va δ của 5 mặt dòng tại năm điểm.
III V
Bộ phận dẫn hướng và chỉnh dòng
Khảo sát quá trình điều chỉnh trên đồ thị đặc tính, hình 1.3 ta có thể thấy được hiệu quả khi sử dụng bánh hướng dòng để điều chỉnh năng suất cho quạt li tâm. Nối các điểm I, II, III với nhau ta được một đường cong điều đặn xác định sự thay đổi công suất tiêu thụ khi điều chỉnh bằng bánh hướng dòng. Điều này cho thấy rằng, năng lượng tiêu thụ trong trường hợp điều chỉnh bằng cách lắp bánh hướng dòng trước bánh công tác nhỏ hơn so với các trường hợp khác.
Quạt hướng trục là một trường hợp của quạt cánh dẫn, quạt hướng trục có số vòng quay lớn hơn quạt li tâm với mục đích để tăng áp lực đẩy dòng khí đi theo chiều song song với trục của quạt. Tương tự quạt li tâm, để giảm tiêu hao công suất cho động cơ kéo quạt, giảm hệ số phản lực tác dụng lên cánh quạt hoặc thay đổi hệ số phản lực tác dụng lên quạt hướng trục và để tăng Q theo yêu cầu sử dụng củng như tăng hiệu suất của quạt. Đồng thời hướng dòng chất công tác đi tốt hơn chúng ta nghiên cứu và tìm hiểu các phương pháp bố trí lắp đặt bánh hướng dòng cho quạt hướng trục.
Theo (hình 6-3) đó là một phương án bố trí bánh hướng dòng vào quạt hướng trục với mục đích nắn dòng không khí đi vào quạt được tốt hơn để tạo áp suất dòng khí và lưu lượng khí đi ra theo yêu cầu sử dụng. Bánh hướng dòng chủ yếu gồm những cánh có cấu tạo tương tự cánh của bánh công tác nhưng được lắp vào stato để hướng dòng chất công tác, cánh của bánh hướng dòng thường được tạo hình như một prôfin cong có lực kéo thấp và độ dày thay đổi điều đặng theo dạng khí động học. Trên cơ sở phân tích các trường hợp lắp bánh hướng dòng cho quạt hướng trục em đã chọn phưong án 1 đó là bố trí bánh hướng dòng trước bánh công tác với phương pháp lắp bánh hướng dòng dọc trục tương tự như lắp bánh hướng dòng dọc trục cho quạt li tâm.
- Vị trí tối thiểu : vị trí đóng hoàn toàn ; các cánh của bánh hướng dòng đóng không cho không khí đi vào bánh công tác lúc này Q = 0. Sau khi đã chọn các thông số cơ bản của bánh hướng dòng ta chọn cách lắp đặt bánh hướng dòng tại cửa vào tức là lắp bánh hướng dòng trước bánh công tác.
Tính toán lực trong quạt
Tương ứng với mỗi góc vào của cánh hướng dòng là một năng suất (Q) của quạt. - Vị trí lớn nhất : tương ứng góc mở lớn nhất theo thiết kế ; lưu lượng đạt giá trị cực đại Qmax. Các giá trị khác đạt được bằng cách thay đổi góc vào nhờ trục điều chỉnh.
Là lực tác dụng lên rôto của quạt hướng trục, đại lượng của lực này là cơ sở để tính toán độ bền và độ chắc chắn của ổ đỡ chặn. Ngoài các lực này, còn có lực ly tâm do các phần không cân bằng gây ra. Song bánh xe công tác được thiết kế sẽ có trọng tâm của tất cả các tiết diện cùng nằm trên đường thẳng hướng tâm, hay gần như là đường thẳng.
Điều này đảm bảo có hay không có một lượng nhỏ lực ly tâm gây ứng suất kéo phụ.
Tính toán bền các chi tiết 1. Kiểm tra bền cánh
Trục quạt thuộc loại trục truyền chung, chỉ chịu mômen xoắn truyền từ động cơ tới bánh công tác. Tại bề mặt lắp với bánh công tác, dùng then bằng để truyền mômen xoắn. Kích thước của mối ghép then đã được tiêu chuẩn hóa theo đường kính trục;.
Khi bánh công tác làm việc, lực hướng trục tác dụng ngược lên phía trên theo chiều trục, lực khối lượng có xu hướng kéo lực xuống dưới. Trong các loại này, ổ bi đỡ chặn có thể chịu đồng thời lực hướng tâm và lực dọc trục tác động về một phía. Có khả năng làm việc với số vòng quay lớn hơn so với ổ bi đỡ một dãy.
Thông thường trong bộ phận ổ người ta đặt hai ổ đối nhau, nhờ đó có thể cố định trục theo hai chiều. Ổ bi đỡ chặn dùng nhiều đối với trục khá cứng và quay tương đối nhanh. Ổ làm việc với số vòng quay trung bình, nhiệt độ làm việc thấp, ta dùng mỡ bôi trơn.
Như vậy việc bôi trơn dễ dàng, có khả năng tự che kín, tránh được việc bụi rơi vào.
Những lưu ý khi sữ dụng quạt hướng trục
- Trước khi khởi động cần kiểm tra xem các mối nối đã đúng chưa, kiểm tra độ bền của mối lắp bánh công tác và dầu trong bình dầu. Đóng cầu dao để xác định hướng quay của bánh công tác có đúng không (bằng cỏch ngắt cầu dao để quạt quay chậm lại nhỡn cho rừ). - Tiếng động khí động lực học sinh ra do sự tác dụng của các bộ phận của quạt lên không khí tiếp xúc với nó.
- Tiếng động cơ học sinh ra do chấn động của động cơ làm việc và quạt (tiếng động của ổ đỡ và truyền động). Để giảm tiếng động lực học thì các cánh của bánh công tác quạt hướng trục có vận tốc vòng lớn hơn 30 m/s và cánh không được làm quá mỏng. Để giảm tiếng động cần dùng ổ đỡ trượt, làm các nền đàn hồi, các tấm đệm và đặt các chất hấp thụ âm.
Sự cân bằng của guồng dẫn tới giảm tiếng động khi quạt làm việc, tăng độ bền, giữ tính cứng vững của ổ đỡ. Khối lượng của guồng cần phải phân bố sao cho trọng tâm của nó trùng với tâm quay và đối xứng trên mặt phẳng quay. Đồng thời khi guồng động là hàn hoặc ghép đinh thì ta hàn thêm hoặc ghép thêm vào các đối trọng để đảm bảo cân bằng.
Cân bằng tĩnh thực hiện như sau: quay bánh công tác và để nó chạy khi guồng dừng lại ta đánh dấu phần thấp nhất rồi xoay nhẹ cho bánh công tác rời khỏi vị trí cân bằng. Nếu bánh công tác dừng lại ở điểm bất kì thì bánh công tác đã cân bằng, còn nếu phần thấp nhất vẫn là phần cũ thì trọng tâm đã lệch về phần thấp nhất.