книги из ГПНТБ / Пак, В. В. Шахтные вентиляционные установки местного проветривания

ваемая на трение в подшипниках.

Скорость вращения рабочего колеса измеряется либо счетчиком оборотов класса 0,3 (например, СК-751), либо с помощью индукцион­ ной катушки с присоединенным к ней гальванометром и частотомера класса 0,3. Все остальные приборы (наклонные микроманометры, ваттметры и т. д.) должны иметь класс не ниже 0,5.

Полные к. и. д. вентилятора и вентиляторного агрегата опреде­

Величину N ip проще всего можно определить способом. пада­ ющего груза, который наиболее удобен при испытаниях центробеж­ ных проходческих вентиляторов. При этом через блок, находящийся на высоте Z, перебрасывают нить, один конец которой наматывают на вал вентилятора, а на другом конце нити имеется чашка со смен­ ным грузом G. Под действием груза чашка опускается с некоторым ускорением а и через t сек достигает нижней опоры. Опыт повторяют несколько раз с разными грузами. В каждом опыте фиксируют величину груза и время его опускания. Строят зависимость ускоре­ ния от величины груза и определяют величину (70, при которой а = = 0, после чего определяют величину

(295)

где гн — радиус навивки нити.

Для вентиляторов со встроенным двигателем обычно применяют более сложный способ — изменение скорости вращения двигателя с помощью потенциал-регулятора [99].

§2. Аэродинамические испытания пневматических вентиляторов

На схеме стенда для испытаний пневматических вентиляторов (рис. 123) показан наиболее общий случай определения аэродинами­ ческих характеристик двух последовательно включенных машин.

Производительность и давление вентилятора и в этом случае определяют с помощью трубы Вентури со встроенным насадком пол­ ного давления и подсчитывают соответственно по формулам (288)

и (291).

Давление и температура воздуха при входе в пневмодвигатель

221

Давление воздуха на выходе из пневмодвигателя определяется

Рпс. 123. Схема стенда аэродинамических испытаний пневматических вентиляторов:

1 — вентилятор; 2 —■коллектор; 3 — манометр; 4 — виОротахометр; 5 — патру­ бок соединительный; 6 — измерение расхода; 7 — манометр дифференциальный; 8 — измерение давления; 9 — труба Вентури; 10 — психрометр; 11 — барометр; 12 — дроссель; 13 — термометр

Индекс «а» отмечает значения соответствующих параметров при атмосферном давлении.

222

Удельная адиабатическая работа при расширении сжатого воз­ духа в пневмодвигателе вентилятора

где к — показатель адиабаты (для сухого воздуха к = 1,4); Лф — газовая постоянная атмосферного воздуха (при t ^ 30° С и влаж­ ности ср = 50% величина = 29,4).

Адиабатическая мощность сжатого воздуха, расходуемого пневмо­ двигателем, составляет

Гидравлическая мощность вентиляторного агрегата составляет

а его адиабатический к. п.д.

Скорость вращения рабочего колёса п измеряется вибротахомет­ ром или с помощью магнитного датчика.

Измерение расхода воздуха пневмодвигателем по перепаду давле­ ния на диафрагме выполняется согласно Правилам № 28—64 изме­ рения расхода жидкостей, газов и паров стандартными диафрагмами и соплами.

Испытания пневматических вентиляторов следует проводить при температуре воздуха на входе в вентилятор 16° С ^ t ^ 24° С и при температуре сжатого воздуха при входе в пневмодвигатель 20° С ^ «S f «£ 30° С.

§ 3. Акустические испытания вентиляторов

Целью акустических испытаний является определение уровня шума, возникающего при работе вентилятора, на различных расстоя­ ниях от вентилятора и режимах его работы, которое в настоящее время осуществляется измерением суммарного звукового давления в октавных полосах для трех основных режимов работы вентилятора, соответствующих максимальному к. п. д., максимальному и мини­ мальному давлениям в рабочей области. -

Акустические испытания следует проводить в свободном звуко­ вом поле (открытом пространстве) или в больших помещениях, если акустические условия в них соответствуют требованиям ГОСТ 15529—70 «Вентиляторы общего назначения. Методы определения шумовых характеристик».

Звуковое давление измеряют со стороны всасывания на расстоя­ нии, равном трем диаметрам рабочего колеса или всасывающего отверстия вентилятора.

223

\

При этом вентилятор должен быть смонтирован совместно с воз­ духоводом длиной не менее 10 м и установлен на высоте не менее 1,5 м над полом.

Шум регулирующего дросселя и другие помехи не должны пре­ вышать уровень, регламентируемый ГОСТ 15529—70 (шум привода не считается шумом помех).

Аппаратура, применяемая для измерения шумовых характери­ стик вентилятора, должна соответствовать ГОСТ 15529—70. При измерении спектров используется линейная частотная характери­ стика приборов, а при ее отсутствии —

к/ , характеристика С. Все показания шу-

'' момера округляются до 1 дБА [100].

§4. Прочностные испытания вентиляторов

Прочностные испытания вентиля­ торов проводят для определения на­ пряженного состояния и полной не­ сущей способности рабочего колеса исследуемого вентилятора. Для по­ лучения картины напряженного со­ стояния применяют метод измерения относительных деформаций посред­

ством проволочных датчиков сопро­

Рис. 124. Схема расположения тивления с базой не более 5 мм, тензодатчиков в розетке собранных в прямоугольные розетки

(рис. 124).

Средние величины относительных деформаций элементов колеса, измеренных вдоль каждого датчика розетки, служат исходными дан­ ными для расчета главных нормальных а х и о 2 и наибольших каса­ тельных напряжений ттах, подсчитываемых по следующим форму­ лам [101]:

Напряжения вдоль осей х ж у определяются с помощью соотно­

где Е — модуль упругости, кгс/см2; р — коэффициент Пуассона.

224

Угол ср (см. рис. 124) между максимальным главным напряже­ нием и осью датчика 1, отсчитываемый против часовой стрелки, находится из выражения

' Ф -4 -а г с 1 8 [ ^ - ^ + ^ ] . (307)

Для получения более или менее полной картины напряженного состояния элементов рабочего колеса необходимо иметь около ста розеток, поэтому тензометрические испытания весьма трудоемки. Однако путем комбинирования метода хрупких лаковых покрытий [102], дающего полную качественную картину распределения напря­ жений в элементах колеса, и наклейки в характерных точках поля напряжений тензодатчиков можно значительно облегчить определе­ ние напряженного состояния элементов рабочего колеса.

Полную несущую способность рабочего колеса вентилятора мож­ но определить с помощью его разгонных испытаний, при которых определяется значение максимальной угловой скорости тгтах, вызы­ вающих разрушение наиболее слабого его элемента. Так как вели­ чина напряжений в данном колесе пропорциональна квадрату его угловой скорости, то, получив с помощью разгонных испытаний

Г л а в а XV

ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ВЕНТИЛЯТОРОВ

§ 1. Подготовка испытаний

Промышленные испытания вентиляторов местного проветрива­ ния следует проводить в условиях, характерных для эксплуатации этих машин. Вентиляторы устанавливают на свежей струе с выпол­ нением требований ПБ и по трубопроводу соответствующего диа­ метра подают воздух в тупиковую горизонтальную выработку опре­ деленной длины и площади поперечного сечения. При этом вентиля­ торная установка не должна мешать подземному транспорту, ее либо подвешивают к кровле, либо устанавливают на почве. Гибкий воз­ духовод подвешивают к канатику. Воздуховод должен быть нормаль­ но натянут, не допускаются резкие перегибы, пережимы и волни­ стость его поверхности.

При испытании вентиляторов высокого давления или каскада из нескольких машин с применением прорезиненного трубопровода всегда существует опасность превышения максимального допусти-

мого (по условию прочности последнего) давления Hdmax. Чтобы не допустить этого, определим величину максимальной длины трубо­ провода при разных его диаметрах и расходах'воздуха, подаваемого в забой, при которой достигается значение Hdmax-

Прежде всего, исходя из известной величины Я 0i0 max = 600 кгс/м2 для трубопровода c.dT = 0,6 м и учитывая, что все прорезиненные трубопроводы имеют одинаковую толщину стенок 6Т, с помощью известного соотношения для величины допустимого напряжения [а ]

< 2 3 4 5 В 7 8 3 W /2 f4 7В йд^/сек

= 510 кгс/м2; Я 0>8тах= 450 кгс/м2; Я 1|0тах — 360 кгс/м2. С помощью формул (32)—(35) для среднего значения коэффициента неплотности

При выборе места испытания вентилятора необходимо по извест­ ным величинам Q0 и dr с помощью рис. 125 определить значение Id шах и сравнить его с длиной проветриваемой выработки. Если длина окажется больше, то следует либо применить трубопровод из дру­ гого материала, либо перейти на трубопровод большего диаметра.

Перед спуском в шахту вентиляторы и их двигатели должны быть подвергнуты контрольной разборке, осмотру и прокрутке. При раз­ борке электродвигатели должны быть просушены, замерено сопроти­ вление изоляции, подшипники промыты и заряжены свежей туго­

226

плавной смазкой, проверены зазоры между рабочим колесом и кор­ пусом, а также углы поворота лопаток направляющего аппарата или закрылков рабочего колеса. В пневмодвигателях тщательно проверяют состояние лопаток турбины и фактический зазор между рабочим колесом и соплом. После сборки вентиляторы обкатывают вхолостую в течение 3—4 ч. Разборку и обкатку вентилятора про­ изводят на поверхности в присутствии членов комиссии и предста­ вителей завода-изготовителя.

§ 2. Промышленные испытания

Величину Q0 определяют замером расхода воздуха по мерному участку, установленному в конце трубопровода. За вентилятором также устанавливают мерный участок, с помощью которого опреде­ ляют расход и давление, развиваемые вентилятором. Устройство мерного участка аналогично устройству, применяемому при стендо­ вых испытаниях (см. рис. 121). До­ пускается также упрощенная кон-

Рпс. 126. Схема вентиляционной установки местного проветривания при испыташш в шахтных условиях:

1 — патрубок мерный входной; 2 — микроманометр наклонный; 3 — вентилятор; 4 — ми­ кроманометр вертикальный; 5 — жесткий патрубок; в — трубопровод; 7 — жесткий патру­

бок; S — патрубок мерный выходной; 9 — термометр; 10 — барометр

Измерения производительности и давления вентилятора можно выполнить с помощью трубки Пито. В этом случае по ГОСТ. 10921—64 измерения следует производить не менее чем в 30 точках по сечению трубопровода. Определение величины Q0 часто выпол­ няют измерением средней скорости воздуха в выработке с помощью крыльчатого анемометра. Такой способ вполне допустим. Все замеры необходимо выполнять на расстоянии 15 м от конца трубопровода.

Для выявления работоспособности и надежности вентилятора необходимо, чтобы он проработал на шахтный трубопровод в течение двух месяцев, при этом машинное время должно составлять не менее 720 ч. За этот период эксплуатации ведутся наблюдение за работой вентилятора и учет в специальном журнале производительности,

давления, а также неполадок, возникающих в процессе работы вен­ тилятора.

После проведения шахтных испытаний вентилятор должен быть подвергнут контрольной ревизии и осмотру узлов и деталей, при которых определяется степень их износа. По окончании всех этапов стендовых и промышленных испытаний на основании журналов наблюдений, дневников и протоколов составляют акт приемки и протокол испытаний вентилятора.

Г л а в а XVI

ЭКСПЛУАТАЦИЯ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ УСТАНОВОК

МЕСТНОГО ПРОВЕТРИВАНИЯ

§ 1. Монтаж и эксплуатация центробежных вентиляторов

Вентиляторы ВЦПД-8 и ВЦП-16 монтируются вне здания. Над электродвигателем и пусковой аппаратурой должен быть установлен навес или здание временного типа.

Оборудование монтируют в такой последовательности. Перед установкой вентилятора очищают и продувают сжатым воздухом поверхность фундамента. Собранный на раме вентилятор опускают на фундаментные болты, а под его раму в 8—10 местах подкладывают клинья. С помощью уровня и струны проверяют горизонтальность вентилятора с точностью не ниже 0,5 мм на 1 м. После затяжки фундаментных болтов раму вентилятора подливают бетоном.

Реверсивное устройство монтируют в случае проветривания околоствольных выработок при их прохождении.

Перед пробным запуском вентилятора в гнездах подшипников устанавливают термосигнализаторы ТСМ-100, проверяют затяжку всех болтов на роторе. Тщательно проверяют зазор между рабочим колесом и входным патрубком, который должен быть равномерным и составлять 2—4 мм. Подшипники вентилятора тщательно промы­ вают и заполняют смазкой УТВ (1— 13) ГОСТ 1631—61. Затем про­ веряют направление вращения электродвигателя.

После монтажа и регулировки проводят первый пуск и обкатку вентилятора с закрытым направляющим аппаратом в течение 10 мин. При этом выясняют величину вибрации каждого корпуса подшип­ ника и корпуса вентилятора, которые не должны превышать соот­ ветственно 0,08 и 0,15 мм. Затем определяют, нет ли утечки масла из подшипников, какова их температура и др.

После пробного пуска и осмотра вентилятор обкатывают на холо­ стом ходу в течение 3 ч. При этом определяют также вибрацию и температуру подшипников, которая не должна превышать +70° С. При значительном перегреве подшипников вентилятор следует остановить, выяснить причину нагрева и устранить ее, затем про­ должить обкатку.

228

По окончании обкатки производят осмотр вентилятора, при кото­ ром проверяют состояние подшипников, упругой муфты, смазки и т. д. Затем вентилятор испытывают под нагрузкой в течение 72 ч и при отсутствии дефектов сдают заказчику по акту, после чего вклю­ чают для проветривания ствола.

При эксплуатации необходимо ежедневно проверять крепление двигателя, корпусов вентилятора и подшипников, направляющего аппарата, рамы. Ревизию вентилятора проводят один раз в месяц, при этом осматривают состояние лопаток рабочего колеса, корпус, подшипники, муфту, проверяют установку и крепление лопаток направляющего аппарата. Периодически один раз в два месяца про­ веряют затяжку болтов крепления рабочего колеса.

Температуру подшипников контролируют систематически. О рез­ ком повышении температуры или приближении ее к 70° С необхо­ димо немедленно сообщить механику шахты. При увеличении темпе­ ратуры до 90° С вентилятор останавливают. При обнаружении стука в подшипниках, большой вибрации и т. д. необходимо немедленноего остановить и вызвать механика шахты.

Вибрацию подшипников и корпуса вентилятора проверяют не реже одного раза в три месяца. Нормы вибрации те же, что и при обкаТке вентилятора.

Смазку вентиляторов ВЦПД-8 и ВЦП-16 производят в соответст­

вии с табл. 33 и 34.

Т абл и ц а 33-

Один раз в шесть месяцев подшипники промывают керосином и полностью заменяют в них смазку. При этом подшипники тщательно осматривают, проверяют состояние поверхностей шариков, а также плотность посадки внутреннего кольца подшипника на вал.

Вентилятор ВЦ-7 предназначен для эксплуатации в подземных условиях. Поэтому те образцы, которые по какой-либо причине не устанавливаются на рабочем месте, следует хранить в закрытых помещениях при температуре воздуха —40° ^ t ^ -J-400 С, относи­ тельной влажности не более 80% и при отсутствии в воздухе агрес­ сивных паров.

Погрузку и разгрузку вентиляторов следует производить с по­ мощью подъемно-транспортных средств, не допуская кантовки и уда-

229

ров вентилятора, которые могут привести к повреждению чугунного коллектора, кольцевого корпуса и кабельного ввода.

Перед спуском вентилятора в шахту его следует тщательно осмот­ реть с внешней стороны проверить отсутствие посторонних предметов в проточной части, вручную проверить легкость вращения ротора, убедиться в исправности кабельного ввода, обратив особое внимание на прилегание поверхностей камеры ввода и патрубка, обеспечиваю­ щих взрывобезопасность вентилятора. Необходимо также проверить правильность соединения обмоток статора в соответствии с напряже­ нием на участке, где устанавливается вентилятор (380 или 660 В). Следует отметить, что соединение фаз статорной обмотки электродви­ гателя вентилятора при выпуске с завода выполнено для работы на 660 В. И, наконец, обязательно следует замерить сопротивление обмотки статора в холодном состоянии по отношению к корпусу вентилятора. Электродвигатель может быть допущен к работе, если величина сопротивления изоляции будет не менее 1,5 МОм.

Впротивном случае он должен быть подвергнут сушке.

Вшахте вентилятор устанавливают на почву в горизонтальном устойчивом положении, и при необходимости закрепляют. Подклю­ чают двигатель к сети с помощью пускателя, имеющего защиту от перегрузки и короткого замыкания.

Запускать вентилятор необходимо двумя-тремя следующими один за другим кратковременными включениями двигателя, чтобы обеспе­ чить постоянное нарастание давления, развиваемого вентилятором, и плавное заполнение воздухом гибкого вентиляционного трубо­ провода.

При перестановке закрылков на новый угол запрещается замена специального самостопорящего винта Ml 2, имеющего головку с экс­ центриковым приливом, обычным винтом, так как это может при­ вести к самопроизвольному отвинчиванию последнего. Самостопорящийся винт при перестановке рычага закрылка во избежание попа­ дания его в полость кольцевого корпуса не следует выкручивать пол­ ностью. При попадании какого-либо постороннего предмета в по­ лость кольцевого корпуса необходимо его извлечь и только после этого производить запуск вентилятора.

230