Експериментальне дослідження точності балансування осьового вентилятора коригуванням мас і пасивними автобалансирами

Автор(и)

  • Irina Filimonikhina Центральноукраїнський національний технічний університет пр. Університетський, 8, м. Кропивницький, Україна, 25006, Україна https://orcid.org/0000-0002-1384-6027
  • Yuriy Nevdakha Центральноукраїнський національний технічний університет пр. Університетський, 8, м. Кропивницький, Україна, 25006, Україна https://orcid.org/0000-0003-4355-4065
  • Lubov Olijnichenko Центральноукраїнський національний технічний університет пр. Університетський, 8, м. Кропивницький, Україна, 25006, Україна https://orcid.org/0000-0001-9351-6265
  • Viktor Pukalov Центральноукраїнський національний технічний університет пр. Університетський, 8, м. Кропивницький, Україна, 25006, Україна https://orcid.org/0000-0002-0848-5861
  • Hanna Chornohlazova Льотна академія Національного авіаційного університету вул. Добровольського, 1, м. Кропивницький, Україна, 25005, Україна https://orcid.org/0000-0002-3207-3525

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.184546

Ключові слова:

осьовий вентилятор низького тиску, балансування, кульовий автобалансир, автоматичне балансування, балансування коригуванням мас, віброшвидкість

Анотація

На прикладі осьового вентилятора ВО 06-300-4 визначається і порівнюється точність динамічного балансування обертових частин в зборі (крильчатки) коригуванням мас і пасивними автобалансирами. Крильчатка балансуються в двох площинах корекції – з боку обтічника і з боку хвостовика електродвигуна.

Встановлено, що до балансування величини середніх квадратичних значень (СКЗ) віброшвидкостей на кожусі вентилятора з запасом відповідають класу точності балансування: обертові – G2,5; повні – G6,3. Основним джерелом вібрацій є динамічна залишкова незрівноваженість крильчатки. Основна складова віброшвидкостей – обертова (частота 25 Гц), тобто може бути зменшена балансуванням. Необертові складові відбуваються з субгармонійними частотами 25/2 і 25/3 Гц і на порядок менші.

При балансуванні крильчатки коригуванням мас початкові незрівноваженості з боку крильчатки і хвостовика, відповідно, 81,4 та 115,2 г×мм, а залишкові – 7,4 та 7,2 г×мм. Величини СКЗ віброшвидкостей можна зменшити на кожусі вентилятора до величин, що відповідають класу точності балансування (з запасом): обертові – G0,4; повні – G2,5. Основний внесок в залишкові вібрації дають необертові складові, що відбуваються з субгармонійними частотами.

При динамічному балансуванні крильчатки двома кульовими автобалансирами, за наявністю будь-яких незрівноваженостей (в двох площинах корекції), що можуть збалансувати автобалансири, СКЗ віброшвидкостей на кожусі вентилятора відповідають класу точності балансування: обертові – G1; повні – G2,5. Кульові автобалансири реагують на незрівноваженості, що складають не менше 3 % від їх балансувальної ємності. Залишкові незрівноваженості не стабільні, але не перевищують з боку крильчатки і хвостовика, відповідно, 22,2 г×мм і 21,6 г×мм.

Результати досліджень застосовні для осьових вентиляторів низького тиску, зокрема, ВО 06-300/ВО-12-300; ВОГ/ВО-15-320; ВО 2,3-130/ВО 46-130. Дозволяють приймати рішення про доцільність баланасування вентиляторів пасивними автобалансирами

Біографії авторів

Irina Filimonikhina, Центральноукраїнський національний технічний університет пр. Університетський, 8, м. Кропивницький, Україна, 25006

Кандидат фізико-математичних наук, доцент

Кафедра вищої математики та фізики

Yuriy Nevdakha, Центральноукраїнський національний технічний університет пр. Університетський, 8, м. Кропивницький, Україна, 25006

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра деталей машин та прикладної механіки

Lubov Olijnichenko, Центральноукраїнський національний технічний університет пр. Університетський, 8, м. Кропивницький, Україна, 25006

Кандидат технічних наук, інженер

Кафедра матеріалознавства та ливарного виробництва

Viktor Pukalov, Центральноукраїнський національний технічний університет пр. Університетський, 8, м. Кропивницький, Україна, 25006

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра деталей машин та прикладної механіки

Hanna Chornohlazova, Льотна академія Національного авіаційного університету вул. Добровольського, 1, м. Кропивницький, Україна, 25005

Кандидат педагогічних наук, старший викладач

Кафедра авіаційної техніки

Посилання

  1. Polyakov, V. V., Skvortsov, L. S. (1990). Nasosy i ventilyatory. Moscow: Stroyizdat, 336.
  2. Ventilyatory osevye. Available at: http://gradvent.org.ua/ventilyatory/ventilyatory-osevye
  3. Ziborov, K. A., Vanzha, G. K., Mar'enko, V. N. (2013). Disbalans kak odin iz osnovnyh faktorov vliyayushchiy na rabotu rotorov shahtnyh ventilyatorov glavnogo provetrivaniya. Sovremennoe mashinostroenie. Nauka i obrazovanie, 3, 734–740.
  4. Korneev, N. V. (2008). Aerodinamicheskiy disbalans turboagregatov i algoritmy ego prognozirovaniya. Mashinostroitel', 10, 24–27.
  5. Korneev, N. V., Polyakova, E. V. (2014). Raschet aerodinamicheskogo disbalansa rotora turbokompressora DVS. Avtomobil'naya promyshlennost', 8, 13–16.
  6. Idel'son, A. M. (2003). Modelirovanie aerodinamicheskogo disbalansa na lopatkah ventilyatora. Problemy i perspektivy razvitiya dvigatelestroeniya: trudy MNTK. Samar. gos. aerokosm. un-t im. S. P. Koroleva. Ch. 2. Samara: SGAU, 180–185.
  7. Idelson, A. M., Kuptsov, A. I. (2006). Elastic deformation of fan blades as a factor, influencing the gas-dynamic unbalance. Vestnik SGAU, 2-1 (10), 234–238.
  8. Yang, X., Wu, C., Wen, H., Zhang, L. (2017). Numerical simulation and experimental research on the aerodynamic performance of large marine axial flow fan with a perforated blade. Journal of Low Frequency Noise, Vibration and Active Control, 37 (3), 410–421. doi: https://doi.org/10.1177/0263092317714697
  9. Almazo, D., Rodríguez, C., Toledo, M. (2013). Selection and Design of an Axial Flow Fan. World Academy of Science, Engineering and Technology International Journal of Aerospace and Mechanical Engineering, 7 (5), 923–926.
  10. Liu, Z., Han, B., Yeming, L., Yeming, L. (2017). Application of the objective optimization algorithm in parametric design of impeller blade. Journal of Tianjin University (Science and Technology), 50 (1), 19–27. doi: http://doi.org/10.11784/tdxbz201508001
  11. Qu, X., Han, X., Bi, R., Tan, Y. (2015). Multi-objective genetic optimization of impeller of rail axial fan based on kriging model. Zhongguo Jixie Gongcheng/China Mechanical Engineering, 26 (14), 1938–1943. doi: http://doi.org/10.3969/j.issn.1004-132X.2015.14.017
  12. Bamberger, K., Carolus, T. (2017). Development, Application, and Validation of a Quick Optimization Method for the Class of Axial Fans. Journal of Turbomachinery, 139 (11). doi: https://doi.org/10.1115/1.4036764
  13. Suvorov, L. M. (2009). Pat. No. 2419773 RU. Sposob nizkooborotnoy balansirovki massy i aerodinamiki vysokooborotnogo lopatochnogo rotora. MPK G01M 1/00 (2006.01). No. 2009109011/28; declareted: 11.03.2009; published: 27.05.2011, Bul. No. 15.
  14. DeSmidt, H. A. (2010). Automatic Balancing of Bladed-Disk/Shaft System via Passive Autobalancer Devices. AIAA Journal, 48 (2), 372–386. doi: https://doi.org/10.2514/1.43832
  15. Filimonikhin, G., Olijnichenk, L. (2015). Investigation of the possibility of balancing aerodynamic imbalance of the impeller of the axial fan by correction of masses. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (7 (77)), 30–35. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2015.51195
  16. Olijnichenko, L., Filimonikhin, G., Nevdakha, A., Pirogov, V. (2018). Patterns in change and balancing of aerodynamic imbalance of the low­pressure axial fan impeller. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (7 (93)), 71–81. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.133105
  17. Ryzhik, B. Sperling, L. Duckstein, H. (2004). Auto-Balancing of Anisotropically Supported Rigid Rotors. Technische Mechanik, 24 (1), 37–50. Available at: http://www.uni-magdeburg.de/ifme/zeitschrift_tm/2004_Heft1/ryzhik_autobalancing.pdf
  18. Rodrigues, D. J., Champneys, A. R., Friswell, M. I., Wilson, R. E. (2008). Automatic two-plane balancing for rigid rotors. International Journal of Non-Linear Mechanics, 43 (6), 527–541. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijnonlinmec.2008.01.002
  19. Goncharov, V. V., Filimonikhin, G. B. (2015). Form and structure of differential equations of motion and process of auto-balancing in the rotor machine with auto-balancers. Izvestiya Tomskogo politehnicheskogo universiteta. Inzhiniring georesursov, 326 (12), 20–30. Available at: http://www.lib.tpu.ru/fulltext/v/Bulletin_TPU/2015/v326/i12/02.pdf
  20. Artyunin, A. I., Eliseev, S. V., Sumenkov, O. Y. (2018). Determination of parameters and stability zones of pendulum auto-balancer of rotor, installed in housing on elastic supports. Proceedings of the International Conference “Aviamechanical Engineering and Transport” (AVENT 2018). doi: https://doi.org/10.2991/avent-18.2018.5
  21. Olijnichenko, L., Goncharov, V., Sidei, V., Horpynchenko, O. (2017). Experimental study of the process of the static and dynamic balancing of the axial fan impeller by ball auto-balancers. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (1 (86)), 42–50. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.96374
  22. Goncharov, V., Filimonikhin, G., Nevdakha, A., Pirogov, V. (2017). An increase of the balancing capacity of ball or roller-type auto-balancers with reduction of time of achieving auto-balancing. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (7 (85)), 15–24. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.92834

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-11-21

Як цитувати

Filimonikhina, I., Nevdakha, Y., Olijnichenko, L., Pukalov, V., & Chornohlazova, H. (2019). Експериментальне дослідження точності балансування осьового вентилятора коригуванням мас і пасивними автобалансирами. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(1 (102), 60–69. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.184546

Номер

Том 6 № 1 (102) (2019): Виробничо-технологічні системи

Розділ

Виробничо-технологічні системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2019 Irina Filimonikhina, Yuriy Nevdakha, Lubov Olijnichenko, Viktor Pukalov, Hanna Chornohlazova

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.