论文轴流式风机叶轮脱落事故原因分析与改进措施是关于本文可作为相关专业轴流式风机论文写作研究的大学硕士与本科毕业论文轴流式风机论文开题报告范文和职称论文参考文献资料。
摘 要：本文通过一起轴流式风机整个叶轮脱落事故进行事故原因分析,并阐述了叶轮锁紧螺栓受力情况及叶轮锁紧要求理论计算方法,再根据前面阐述提出该事故中叶轮锁紧的改进措施.
关键词：轴流式风机；叶轮；受力分析
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.22.030
0 引言
2012年在某个风力发电场出现2台空气散热器的轴流式风机整个叶轮脱落导致相应风塔不得不停止发电事故.事故发生后,从外表现象上判断,可能有如下4种原因：1）锁紧螺栓的旋入深度不够；2）性能等级为4.8级的锁紧螺栓强度不够；3）锁紧螺栓螺纹旋向与叶轮转向一致,电机启动时因惯性作用造成锁紧螺栓松动；4）锁紧螺栓未被有效拧紧.对于以上可能原因能否经得住考究呢?本文将根据相关理论分析对以上可能原因进行一一核实,并根据分析情况,推断出此事故的真正原因,最后提出相应的改进措施.
1 轴流式风机叶轮锁紧方式介绍
本文所介绍轴流式风机叶轮锁紧方式是通过适当厚度的锁紧垫圈和锁紧螺栓实现,叶轮使用锁紧螺栓为M10×60,如图1所示.
2 风机叶轮脱落的原因分析
现通过相关理论进行分析,对可能原因一一核对.
2.1 锁紧螺栓的旋入深度要求
查机械设计手册第2卷对螺钉拧入盲孔的要求可知,对于M10螺钉,盲孔型螺纹孔的螺纹深度为13mm,螺钉的螺纹拧入深度为10mm.而此次事故中,经过对电机转轴的内螺纹孔进行实测,经测量螺纹内孔的长度为16.5mm,大于设计手册要求的13mm.同时,叶轮锁紧螺钉选用规格为M10×60,经过实际测量,螺钉锁紧后的拧入深度在15mm左右,大于设计手册要求的10mm旋入深度,全部均符合机械设计手册要求,因此,锁紧螺栓的旋入深度不够的原因判断不成立.
2.2 性能等级为4.8级的锁紧螺栓强度要求
在此次事故中,风机垂直安装且运转时,叶轮的受力分别有：G为电机叶轮自身重量；f为叶轮内孔与电机转轴过渡配合所产生的摩擦力；A为叶轮转动时所产生的轴向推力；F为锁紧螺栓的预紧力为；N为电机转动轴反作用力；在此次受力分析中摩擦力f可以忽略不计,则可得如下公式：F等于G+A+N；由此可知,螺栓旋紧时,螺栓预紧力F/安全系数SS ≥ G+A,则可以实现叶轮安全锁紧.
（1）电机叶轮自身重量计算：经实际称重,电机叶轮的重量为3.5Kg,那么G等于mg等于35 N；
（2）叶轮转动时所产生的轴向推力计算：当气体流经叶轮时,叶轮对它做功使得压力提高,同时产生反向的轴向推力A,轴流式风机叶轮的受力分别有：p1为进口压力,p2为出口压力,而p2大于p1,由于两边压差使其产生轴向推力A,此推力需通过锁紧螺栓传递到轴承所负担而平衡.因此,对此事故的叶轮所受的轴向推力A计算如下：叶片的轴向投影面积约：18700*9等于168300 mm2等于0.168 m2 ；叶轮的面积约：0.032 m2 .那么,总轴向受力面积：S等于0.032+0.168等于0.2 m2根据风机选型手册可知,在额定工况运行时,此款叶轮全压为321 Pa,即是（P2-P1）等于321 Pa；由此可知,叶轮的轴向推力A等于（P2-P1）*S等于321*0.2等于64.2 N
（3）叶轮锁紧螺栓的预紧力计算.4.8级的螺栓要求的拧紧力矩T为20 N.m；根据《机械设计手册 第2卷》,螺栓预紧力的计算如下：拧紧扭矩T转换为预紧力F的公式：T等于K×F×d×10-3,其中K为拧紧力系数,d为螺纹公称直径；再查表可知,无润滑的镀锌螺栓K等于0.22,最终得出：F等于 T/K×d×10-3≈9090 N
（4）叶轮锁紧螺栓安全系数.查机械设计手册对应表格可知,在变载荷中,碳钢螺栓预紧连接最大安全系数Ss等于10.通过以上计算和查表可最终得出：F/10等于909 N > G+A≈99 N,即是4.8级螺栓的预紧力完全满足此事故的叶轮锁紧要求,因此,性能等级为4.8级的锁紧螺栓强度不够的原因判断不成立.
2.3 锁紧螺栓螺纹旋向与叶轮转向关系
叶轮的锁紧螺栓是对称件,安装在轴中心,理论上不受离心力；而且螺栓的质量很小,所产生的旋转惯性力远小于螺纹拧紧后的摩擦力,此旋转惯性力可以忽略不计.退一步考虑,此旋转惯性力对螺栓锁紧有影响,那么,顺时针旋转的叶轮,在电机启动期间,此旋转惯性力与螺栓松开方向一致,而在电机停止期间,此旋转惯性力与螺栓拧紧方向一致；而逆时针旋转的叶轮则刚好相反,因此,不管是叶轮是顺时针旋转还是逆时针旋转,螺栓旋转惯性力对螺栓锁紧的影响是相近的；因此,锁紧螺栓螺纹旋向与叶轮转向一致,电机启动时因惯性作用造成锁紧螺栓松动的原因判断不成立.
2.4 锁紧螺栓未被有效拧紧
该风场仅出现2台空气散热器风机叶轮脱落,属于极个别现象,同时,其他可能的3个可能原因已被排除.因此,笔者认为,在此次事故中,造成叶轮脱落的原因是：锁紧螺栓未被有效拧紧,属于安装过程施工人员疏忽造成.经过1年多运行,除刚开始出现的2台空气散热器风机叶轮脱落外,该风场再未出现类似叶轮脱落现象.事实再次证明此事故的原因.
3 风机叶轮锁紧的改进措施
虽然此次事故中叶轮脱落是有安装过程施工人员疏忽造成,但是叶轮锁紧作为关键部分,其单靠弹簧垫圈防松,方法过于简单.因此,为了杜绝类似问题的出现,笔者建议对叶轮锁紧方式增加机械防松零件,使得锁紧螺栓是否锁紧更有效更直观地被识别,同时,增加了双重保险.增加机械防松零件的实现方法：利用叶轮内孔的原有键槽,增加一个双耳止动垫圈,与弹簧垫圈形成双重防松的锁紧方式.
实践证明,经过增加机械防松的叶轮锁紧方式,虽然叶轮安装过程增加一点工作量,但确实非常有效地避免了类似的叶轮脱落事故发生,同时,提高了安全性能,为风机的正常运行提供有力的理论保障.
4 结语
综上所述,作为风机高速旋转件的叶轮,其锁紧方式是相当关键,但由于看似简单,在设计过程往往容易被忽视,这就可能因设计考虑不全面,而为后续安装工作出错埋下伏笔,造成不必要的损失.因此,叶轮锁紧方式设计时要综合考虑各种因素,优化结构,是风机顺利安装、安全运行的基础保障.
参考文献：
[1]昌泽舟等.轴流式通风机实用技术[M].机械工业出版社,2005.
[2]成大先.机械设计手册（第4版）第2卷[K].
总结:本论文可用于轴流式风机论文范文参考下载，轴流式风机相关论文写作参考研究。
参考文献：
1、 论斜巷跑车事故原因防范 摘 要：斜巷跑车事故是煤矿运输系统中危险性最大的，也是较易发生的事故。笔者通过分析斜巷轨道跑车事故的发生原因，总结出了防范斜巷轨道跑车事故的一些。
2、 脚手架坍塌事故原因分析 摘 要：在施工过程中经常发生混凝土浇筑工程坍塌或脚手架坍塌事故，造成重大人身伤亡和财产损失。本文针对现今我国建筑业模板与脚手架工程坍塌事故原因进。
3、 基于流式细胞术的芒果基因组C值测定 摘 要 以‘串芒’、‘象牙22号芒’和‘白象牙芒’的嫩叶为材料，改进了细胞核提取缓冲液配方， 优化了芒果细胞核提取方法，以基因组C值已知的‘Ze。
4、 从限流式到分压式电路的建构 摘 要：本文针对学生画分压式电路时容易出现一些错误，笔者从教与学的角度分析了错误的原因，并结合建构主义的学习理论，试图改变以往传授式教学的方式，。
5、 角管式热水锅炉爆管原因分析 【摘 要】 近几年来，性能优异的大容量角管式热水锅炉产品得到了广泛应用，但其运行中必然会发现一些问题。本文简要分析了某供热公司角管式热水锅炉发生。
6、 基于事故树分析薄膜型LNG船泄漏事故原因分析 【摘 要】 为预防LNG船泄漏事故发生，对近年世界各地LNG船泄漏事故进行调查分析，以薄膜型LNG船为研究对象，采用事故树分析法建立以“薄膜型L。