Основные технические характеристики главного вентилятора

1. Часть рабочего колеса

1) Индивидуальный проект: проводится оптимизация выбора в соответствии с предоставленными заказчиком параметрами и осуществляется индивидуальное проектирование, при котором характеристики вентилятора точно согласуются с характеристиками сопротивления шахты, что обеспечивает его высокую эффективность как при минимальном, так и при максимальном разрежении и позволяет избегать области флаттера.

2) Разработка процедуры контроля: лопатки спроектированы на основе экспериментальных данных по испытаниям лопастей при низких скоростях, полученных Национальным консультативным комитетом по аэронавтике США; для обеспечения прочности лопаток применена конструкционная концепция трёхмерного искривлённого профиля крыла с большим поперечным сечением; как в конструкции самих лопаток, так и в конструкции стержня лопатки предусмотрен запас прочности не менее 10–13 раз. Кроме того, для оценки обоснованности проекта лопаток проводятся испытания на частоту вибраций и модальный анализ, с целью исключения совпадения резонансных частот с частотами возбуждения первой и второй ступеней рабочего колеса и предотвращения резонанса. Для каждой партии лопаток предоставляются отчёты о химическом анализе материала и отчёты о механических свойствах; одновременно каждая лопатка подвергается неразрушающему контролю — рентгенографическому контролю и магнитопорошковому контролю — в специализированной камере дефектоскопии.

3) Лопасти изготавливаются из высокопрочного качественного сплава ZL104 методом прессования в металлической форме, что обеспечивает повышенную прочность лопастей и улучшенное качество их поверхности. В окислительной среде они обладают отличными антикоррозионными и износостойкими свойствами: не ржавеют, устойчивы к износу и коррозии. При расчёте прочности опасных сечений лопастей и стержней лопастей предусмотрен запас прочности более чем в 13 раз; лопасти подвергаются старению.

4) Установка и регулировка лопаток: лопатки надёжно и безопасно закрепляются на ступице; на ступице нанесена чёткая градуировка углов установки лопаток — −9°, −6°, −3°, 0°, +3°, +6° — что позволяет произвольно регулировать угол установки лопаток на сферической поверхности ступицы в зависимости от условий эксплуатации. Регулировка лопаток осуществляется внерабочим способом — по одной лопатке вне установки — с помощью специального инструмента для поворота регулировочных болтов и ослабления клиновидных прижимных блоков, что обеспечивает возможность внешней регулировки угла установки лопаток и удовлетворяет потребности в подаче воздуха в различные периоды эксплуатации.

5) Изготовление ступицы: ступица является одним из ключевых узлов ветрового генератора; при этом деталь имеет большой диаметр и значительный вес, а требования к точности размеров и геометрической точности изделия весьма высоки. Это представляет сложность в технологическом процессе обработки и одновременно является ключевым этапом производства ветрогенератора. Для изготовления ступицы используется сталь марки Q355; сварные швы контролируются методом магнитопорошковой дефектоскопии, при этом предоставляется соответствующий отчёт о магнитопорошковом контроле. В целях обеспечения соосности отверстия для соединения со стержнем ступицы с её наружным диаметром, а также точности сферической формы торцевой поверхности ступицы и размеров отверстий, наша компания специально применяет крупногабаритный токарный станок с ЧПУ вертикального типа с падающим инструментом: при обработке ступицы используется программное управление компьютером, что позволяет выполнить обработку за одну установку и за один проход, что не только гарантирует высокую точность размеров и геометрическую точность детали, но и полностью соответствует требованиям чертежей по качеству поверхности. Шпиндель электродвигателя, совмещённый с валом, выполнен в конической форме, что обеспечивает непосредственное соединение электродвигателя с рабочим колесом и точное взаимное позиционирование за счёт конического соединения, что оптимизирует удобство монтажа, демонтажа и технического обслуживания рабочего колеса. Фиксация рабочего колеса на валу электродвигателя осуществляется двойным зажимом — с использованием двух гаек и двух стопорных шайб.

6) Балансировка рабочего колеса: Наша компания приобрела станок для динамической балансировки YYW-6000; сначала проводятся испытания на динамическую и статическую балансировку ступицы, после чего выполняется контрольная динамическая и статическая балансировка рабочего колеса до достижения соответствия требованиям — таким образом обеспечивается уровень качества балансировки рабочего колеса G4, что превышает требуемый национальный стандарт G5.6. Это придаёт вентилятору высокие статические и динамические характеристики, гарантирует надёжную эксплуатацию и, соответственно, обеспечивает соответствие значений вибрации основного вентилятора соответствующим национальным и отраслевым стандартам, в частности стандарту JB/T8689-2014 «Контроль вибрации вентиляторов и предельные значения», согласно которому максимальное действующее значение скорости вибрации не должно превышать 4,6 мм/с.

2. Основная и вспомогательная части

1) В состав узлов вентилятора входят соединительные элементы штольни, коллектор, первичный вентилятор, вторичный вентилятор, диффузор, переходник кругло‑квадратного сечения, звукопоглощающий короб, диффузионная башня и т. п. Внутренние каналы вентилятора выполнены ровными и гладкими; коллектор, направляющее устройство и змеевидные охлаждающие трубы изготавливаются методом холодной прокатки в пресс‑формах. При этом для змеевидных охлаждающих труб и опорной плиты основания электродвигателя, помимо обеспечения достаточной прочности и жёсткости, а также других механических характеристик, применяются конструктивные решения, такие как радиусные переходы для снижения аэродинамического сопротивления, что гарантирует равномерность и гладкость внутренних каналов вентилятора, уменьшает их сопротивление и повышает эффективность работы вентилятора. Все несущие элементы имеют симметричную конструкцию, что позволяет оптимизировать внутреннюю структуру каналов. Монтаж осуществляется путём параллельного горизонтального размещения двух вентиляторов; в комплект поставки вентилятора входят манометрические кольца и другие接口 для испытаний характеристик, предназначенные для измерения параметров, таких как разрежение и расход воздуха; эти接口 могут быть подключены к датчикам давления для измерения динамического и статического давления, а также расхода воздуха. На внешней поверхности воздуховода предусмотрены опорные площадки для установки виброметрических датчиков, с заранее предусмотренными крепёжными отверстиями. Конструкция и изготовление всех узлов вентилятора должны обеспечивать способность выдерживать нагрузки при эксплуатации в различных режимах; материал ступицы — не ниже Q345; наружная поверхность ступицы выполнена в виде сферической поверхности, а толщина лопастей ступицы — не менее 35 мм. Корпус вентилятора изготавливается из стали марки Q235; толщина стального листа корпуса основного блока — не менее 8 мм, толщина стального листа основания электродвигателя — не менее 25 мм; внутренняя стенка защитного кожуха формуется методом механической обработки, после чего её толщина составляет не менее 15 мм. Конструкция и изготовление всех узлов вентилятора должны обеспечивать способность выдерживать нагрузки при эксплуатации в различных режимах. После сварки ступицы проводится общий отжиг; основные детали, включая ступицу и лопасти, подлежат неразрушающему контролю с предоставлением соответствующих актов испытаний, что гарантирует высокое качество и надёжность. Сварные швы вентилятора должны быть аккуратными, эстетичными и свободными от дефектов; ключевые сварные соединения вентилятора подвергаются термической обработке для снятия остаточных напряжений.

2) Обработка корпуса вентилятора и его антикоррозионная обработка с удалением ржавчины: в качестве сырья используется высококачественная сталь марки Q235; предоставляется сертификат материала. Весь корпус изготавливается на лазерном станке для резки, что обеспечивает высокую размерную точность и высокую производительность, тем самым лучше гарантируя качество продукции. Сварка выполняется исключительно методом сварки в среде углекислого газа, что минимизирует деформацию корпуса вентилятора; все корпуса соответствуют проектным требованиям. После сварочной сборки корпус подвергается пескоструйной обработке — поверхность стали очищается от видимых загрязнений, таких как жиры, грязь, окалина, ржавчина и лакокрасочные покрытия, что повышает адгезию грунтовочного и финишного слоёв краски. Грунтовка наносится дважды; перед отгрузкой вентилятора дополнительно наносится один слой антикоррозионного полиуретанового финишного покрытия. Толщина каждого слоя грунтовки составляет 30–40 мкм; при отгрузке вентилятора наносится ещё один слой финишного покрытия, так что общая толщина лакокрасочного слоя составляет 100–140 мкм. Цвет внешней отделки вентилятора определяется в соответствии с требованиями заказчика.

3) Меры по снижению шума вентиляторов: основными источниками шума вентиляторов являются шум работы электродвигателя, шум, возникающий при движении воздушного потока, а также прочие механические шумы. С учётом этих источников шума, при проектировании вентиляторов применяются такие конструктивные решения, как камеры разделения потока, диффузоры, специализированные шумоглушители и диффузионные башни; помимо обеспечения оптимизации эксплуатационных характеристик вентилятора, в его конструкции реализован принцип низкошумного исполнения. В комплекте с вентилятором устанавливаются шумоглушащие диффузоры (двухсекционные), рядовые шумоглушители, а также встроенные шумопоглощающие пластины в диффузионной башне — все эти меры позволяют снизить уровень шума вентилятора до значений, соответствующих требованиям стандарта JB/T 8690 «Предельные значения шума вентиляторов», и удовлетворяют требованиям оценки воздействия на окружающую среду.