高壓離心風機在高速旋轉(zhuǎn)的過程中,葉片除了受到離心力的作用外還會受到氣流與蝸殼作用所產(chǎn)生的附加的應力,但這個附加應力和葉片在高速旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的離心力相比較小,因此為了便于對高壓風機葉片在高速旋轉(zhuǎn)時的強度進行計算,忽略氣流與蝸殼作用所產(chǎn)生的附加的應力對葉片的作用。
將葉片簡化為一個固定梁,對于固化梁結(jié)構(gòu)來說,其在工作時的極大力矩主要產(chǎn)生在梁的兩端位置。q為均布載荷在單位長度上的大??;I為固定梁的長度。
對于平板直葉輪,其葉片在工作中的受力如圖2所示。
高壓離心風機的葉輪在高速旋轉(zhuǎn)時,設其角速度為ω,因此其在高速旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力P可表示為:
式中:ρ為葉輪的材料密度;b為葉輪的葉片長度;ω為葉輪的旋轉(zhuǎn)角速度;δ為葉輪的壁厚;I為葉輪葉片的平均寬度;R為葉輪中心到葉片重心的距離;c為輔助計算系數(shù),取86.8。
如上頁圖2所示,在計算高壓離心風機的葉片強度時,假設葉片的重心位于O點,則其在工作過程中的離心力可分解為法向力P1和切向力P2,葉片旋轉(zhuǎn)時在這兩個力的作用下發(fā)生形變,同時在葉片內(nèi)產(chǎn)生彎曲應力,因葉片的結(jié)構(gòu)形狀決定了其在旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的正應力的數(shù)值要遠大于切應力的數(shù)值,因此在分析時,只考慮產(chǎn)生的彎曲正應力,該正應力可表示為:
式中:φ為P方向和P2的夾角。因為葉片的極大彎矩為,因此葉片在高速旋轉(zhuǎn)過程中的極大彎曲應力為:
式中:e為葉片中心到葉片迎風面的垂直距離;W為抗彎截面模數(shù)。
上述內(nèi)容便是高壓風機廠家為大家介紹的高壓離心風機的葉片強度的計算,葉片強度是高壓離心風機的一個重要參數(shù),直接關(guān)系著高壓風機的質(zhì)量和性能,所以大家在設計高壓風機時,對于高壓離心風機的葉片強度要著重把握一下。
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