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autocad对叶轮质量及转动惯量的计算

信息来源:发布时间:2021-02-25阅读:514

                                                            autocad对叶轮质量及转动惯量的计算

摘要:介绍了autocad系统对风机转子转动惯量方便而快捷的精确计算方法。

引言

叶轮转动惯量是风机转子的重要物理量,是计算电机启动时间和转子临界转速不可缺少的重要数据。由于叶轮叶片、前盘型线的复杂几何形状(特别是机翼型叶片),以及轴盘形状的特殊性,对叶轮质量及转动惯量的计算带来极大难度,而且难于精确求解。叶轮转动惯量偏大会导致主轴直径甚至轴承直径变大,电机启动时间计算值偏大而使电机功率选择过高,造成不必要的浪费;如果叶轮转动惯量偏小,转子临界转速计算值偏高,容易造成风机工作转速接近主轴临界转速而引起风机振动,甚至主轴断裂的重大事故,电机启动时间计算值比实际值偏大也易造成电机不能正常启动甚至烧毁事故的发生。笔者在用autocad进行风机设计的过程中,用该软件计算叶轮质量及转动惯量,不仅方便而且准确,即可以避免叶轮转动惯量偏大所造成的浪费,又不必承担转动惯量偏小所带来的风险。

2  叶轮质量及转动惯量的计算

2.1  模型的建立

用autocad系统对叶轮质量及转动惯量的求解是在autocad三维环境中实现的,所以首先要建立风机叶轮的三维几何模型。

(1)autocad二维环境中精确绘制叶轮、叶片及轴盘的两个投影图。            

(2)利用autocad的三维绘图命令执行“旋转实体”即可创建轮盖、轮盘及轴盘的三维模型。

(3)用autocad的三维绘图命令执行“拉伸实体”即可创建单板型叶片的三维模型。

(4)  执行autocad的布尔运  算及三维阵列命令即可完成风机叶轮三维模型的建立。                                                                                             

2.2 叶轮质量及转动惯量的求解

利用autocad系统提供的查询功能,选择所创建的叶轮三维模型,即可精确求出风机三维叶轮的体积、质量、转动惯量等数据。如图5所示。

 

2.3  注意事项

autocad系统默认没有定义质量单位,更没有定义材料密度。所以只要所求解的量值进行了必要的单位换算,即可带入公式进行电机启动时间和转子临界转速的计算。           

 3  结论

       autocad系统是一套完备的计算机辅助设计软件,不仅提供了丰富的二维绘图命令,也在r12版本以后逐渐增加和完善了三维功能,用autocad系统三维功能求解机械系统三维特性,不仅方便,而且准确。叶轮质量及转动惯量的精确求解对电机启动时间的计算以及主轴临界转速的校核都起着极为重要的作用。不仅可以节约成本及能源,避免不必要的浪费,又可以保证安全生产,避免不必要的损失及事故的发生。

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