Техника безопасности при обслуживании ведущего оборудования

Перед пуском необходимо убедитесь в наличии заземления и в отсутствии посторонних предметов в корпусе оборудования. При пуске не должно быть сильной вибрации, шума, запаха изоляции и т.д., а при их возникновении немедленно отключить сепаратор, найдите и устраните неполадки. Периодически нужно контролировать температуру электродвигателя и состояния накладок на тормозных диске и планке.

В условиях техники безопасности при эксплуатации электросепаратора запрещается работать без его закрепления в рабочем месте; производить снятие приемно-выводного устройства и разборку сепаратора без полного отключения от сети; устанавливать барабан на вал электродвигателя и приводить его во вращение с незатянутой до конца гайкой; тормозить барабан рукой или салфеткой; работать на сепараторе при задевании барабаном приемно-выводного устройства.

БИЛЕТ № 4, ВОПРОС № 2

«Гибкие» и «жесткие» валы, условия их работы

Критические угловые скорости валов при отсутствии сил сопротивления

Пусть имеется вертикальный вал, на который в среднем сечении насажен с эксцентриситетом е диск с массой m. О – точка пересечения изогнутой оси вала со срединной плоскостью диска; S – центр масс диска. Обозначим прогиб вала через r.

Рис. 1. Схемы положения центра масс диска, насаженного на вал:

а – не вращающегося; б – вращающегося со скоростью, не превышающей

критическую; в – вращающегося со скоростью, превышающей критическую

Центробежная сила инерции диска, вызывающая этот прогиб

. (1)

Со стороны вала на диск будет действовать восстанавливающая сила упругости

, (2)

где ₁₁ – прогиб вала в среднем сечении его от действия единичной силы.

Приравнивая F_ин и F_упр, получаем

, (3)

или

. (4)

При , из этого следует, что критической угловой скоростью вала называется угловая скорость, при которой упругие восстанавливающие силы, возникающие при прогибе вала, уравновешиваются силами инерции сосредоточенных масс при их вращении вокруг оинии подшипников (через ось О₁).

Если , то прогибы вала .

Существуют три случая:

1. если , то вал динамически устойчив;

2. если , то вал динамически неустойчив.

3. если , то вал устойчив, т.к. устойчивость обусловлена кориолисовым ускорением, которое появляется при перемещении центра масс диска S в радиальном направлении от точки О₁, т.е. .

При вал называется жестким, а при вал называется гибким.

Критические угловые скорости валов при наличии сил сопротивления

(силы трения в опорах, аэродинамическое сопротивление).

При наличии сил сопротивления характерные точки: центр масс диска S, точки пересечения изогнутой оси вала и оси подшипников со срединной поверхностью диска О₁ не лежат на одной прямой. Kr – сила упругости вала.

Рис. 2. Схема действия сил на вал, вращающийся при наличии сил сопротивления

Сила сопротивления направлена в сторону, противоположную движению диска:

, (5)

где  – угловая скорость вала; r – динамический прогиб вала;  – коэффициент сопротивления.

Сила сопротивления (W) при равномерном вращении должна уравновешиваться составляющей центробежной силы, приложенной к центру масс диска S

, (6)

где  – радиальное отклонение центра масс от оси вращения вала.

Указанная составляющая возникает, когда О₁, О и S не лежат на одной прямой.

Спроектируем на оси x и y силы, действующие на систему при =const, тогда

, (7)

где K – сила, вызывающая прогиб вала, равный 1 метру, причем ;  – угол, образованный осью x и линией О₁S;  – коэффициент сопротивления.

Из геометрии

, . (8)

Подставляя (8) в (7) и решая относительно sin и cos

,

, (9)

, (10)

где γ – безразмерная характеристика демпфирования.

Так как , то

, (11)

Учитывая и , получаем динамический прогиб вала

. (12)

C учетом

. (13)

Из уравнения (13) видно, что при , т.е. при динамический прогиб вала r при переходе через критическую скорость не будет превышать эксцентриситет e.

Влияние размеров ротора на критическую угловую скорость вала

Приведенные выше уравнения для определения ω_кр и r получены в предположении, что диск насажен на вал в середине пролета или его масса сосредоточена в одной точке. Однако в действительности диски и роторы имеют определенные размеры и форму, их расположение на валу различно.

Рассмотрим систему, состоящую из вертикального вала, вращающегося в двух опорах, и ротора, закрепленного на конце консольного участка вала (рис. 3).

Введем обозначения: r – отклонение от оси центра масс ротора при вращении вала;  – расстояние от вертикали до любой точки ротора; K – расстояние от точки O до центра масс ротора О₁; dm – элемент массы ротора, находящийся на расстоянии  от оси z₁z₁.

Центробежная сила инерции, действующая на dm

, (14)

где  – расстояние от вертикали (первоначальной оси вала) до элемента массы ротора (см. рис.).

, (15)

Рис. 3. К определению гигроскопического момента (схема

вращающегося вала с консольно укрепленным ротором)

Момент силы

, (16)

где z₁ – ордината элемента массы dm.

. (17)

Тогда, подставляя в (16) уравнения (15) и (17) и интегрируя, получаем суммарный момент центробежных сил инерции, действующих на ротор

, (18)

где I_x, I_z – моменты инерции массы ротора относительно осей xx и zz:

; (19)

. (20)

Учитывая, что так мал, и , , после преобразований имеем

, (21)

где – момент центробежной силы инерции ротора; – гигроскопический момент.

Прогиб конца вала

,

или

, (22)

где ₁₁ – прогиб от действия единичной силы; ₁₂ – прогиб от действия единичного момента.

Учитывая, что и, следовательно, , приравниваем знаменатель уравнения (22) нулю (т.е. ), тогда критическая угловая скорость равна

, (23)

т.е. _кр существенно зависит от размеров ротора (I_x, и I_z).

Если I_x > I_z, то _кр меньше скорости при наличии сосредоточенной массы, а при _кр больше.

Для сепараторов величина K равна длине вала; в нашем случае K равна длине консоли вала.