通风机气流扰动方面

根据流体动力学研究，在封闭蜗壳的气流压力、风量的变化会改变风机的工作状态致使风机发生振动；当气流通道不畅，气流对动叶的不均匀冲击和腐蚀，也会造成风机的叶片和轴承振动；当气流中的粉尘浓度不均匀时，将导致转子受力不均衡，且风机叶片的不均匀磨损，也诱发风机振动异常。

通风机润滑系统方面

所用旋转设备的支撑轴承包含两类轴承，即滑动轴承和滚动轴承。轴承的供油和保证其润滑系统的动态特性引起轴承各种形式的振动，对于滑动轴承可能引起油膜涡动和油膜振荡等故障；对于滚动轴承易引起轴承温度高、轴承点蚀及胶粘等故障[5]。对该引风机轴承振动烈度超标的振动现象如下：在通风机轴承座和机壳振动烈度中，振动主要以多倍频成分为主，且基频份额占30%左右。可以从以下几方面进行故障排查：

①检查引风机连接情况；

②检查引风机和空心长轴及空心长轴和电机中心情况；

③检查联轴器的膜片情况；

④检查风机是否存在碰磨情况；

⑤检查风机的动叶不同步情况；

⑥风

通风机机轴承是否正常。

基于上述情况的分析，首先可以对故障情况进行排查。通风机的外部结构如图5 所示，对连接部件进行振动测试。现场测试发现，引风机外壳与轴承座支撑肋板、轴承座支撑肋板与基础台板之间振动幅值之差均在10μm 内，认为该引风机外部连接刚度正常。

比较两种叶轮的振动模态，可以看出，每种叶片的低阶模态都表现出从叶片顶部到根部的弯曲变形，高阶模态是叶片两侧的扭转变形。通风机叶轮各级的形状变形和较大变形都在叶片顶部，叶片角度可调的叶轮的叶片变形相对较大，因为其材质为尼龙66，刚度小于Q235，更容易变形。叶片角固定叶轮的叶根与轮毂固定，因此叶根与轮毂相对稳定，基本无变形。由于叶片角度可调叶轮增加了角度调节机构，使得叶根弯曲变形和扭转变形较小。通风机实验采用了力锤激励、加速度传感器采集信号、LMS数据采集与处理等方法。该测试的主要过程包括：支持被测对象、选择激励方案、布置传感器、确定输入通道、建立测试模型和与通道相关、确定分析带宽、测量和保存数据。由于轮毂变形基本为0，通风机叶轮通过柔性弹性绳悬挂在轮毂上进行测量。振动方式选择力锤激振，固定锤击点，移动传感器测量。由于叶片的明显变形，每个叶片顶部和根部有两个测量点，叶片下方轮毂有一个测量点，每个叶轮有50个测量点。建立合适的圆柱坐标系，测量各测点的相对坐标，建立测试模型。传感器布置完毕后，测试通道与模型中相应的测量点相关联。通过力锤激励收集数据。同样的方法依次测量每个叶轮的50个测量点。在PolyMax输入模块中选择已有的fr集，在高层稳态图中选择符号较多的列，即阻尼频率、频率和模向量稳定性。

通风机在实际应用过程中，叶片型线的优化可能面临一个问题。不同叶片高度的不同进水条件导致叶片型线优化结果差异过大，难以对叶片型线进行过度优化。为此，本文提出了多截面轮廓协同优化的方法，建立了轮廓几何与轮廓目标函数之间的关系，使得到的轮廓满足三维实际要求。在优化过程中，增加了叶片型线的几何分析和设计点气流角的调整模块，以保证获得的叶片型线能达到与原型相同的气流转向能力。同时，通风机设计点的气动性能满足一定要求，否则，可以以罚函数的形式尽快完成叶型的气动分析，提高优化过程的快速性。在确定优化目标时，综合考虑了设计点的性能和非设计条件，通风机对有效范围内的剖面性能进行了研究。目标函数括号中的项为设计点损失，第二项为有效流入流角范围，边界为设计点损失的1.5倍，第三项为失速裕度，第四项为有效流入流角范围内的平均损失，第五项为平均损失差的方差。有效流入角范围内的分布。分子是分析叶片外形的气动性能，分母是原型参考值。通风机利用加权因子w对截面之间的关系进行加权，设置目标函数，得到损失小、失速裕度高的多截面S1剖面。各参数的权重和各截面的权重系数决定了优化目标是集中于中间截面的性能，以及中间截面的损失和末端截面的失速裕度。