Добавлен: 26.10.2023
Просмотров: 34
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
.
10.9 Эквивалентная поверхность охлаждения корпуса (8.343)
Sкор=(Da+8Пр)(l1+2lвыл1)=(3,14.278+8.319)(130+2.76,5)=9,69.105 мм2,
где Пр=319 мм (рисунок 8.73) – условный периметр поперечного сечения ребер корпуса двигателя.
10.10 Сумма потерь, отводимых в воздух внутри двигателя
Вт,
где
Вт;
P=2319,81 Вт (таблица 8.34) – сумма всех потерь в двигателе.
10.11 Превышение температуры воздуха внутри двигателя над температурой окружающей среды (8.338)
,
где в=20 Вт/(м2.С) (рисунок 8.70,б) – коэффициент подогрева воздуха.
10.12 Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой окружающей среды (8.344)
.
10.13 Проверка условий охлаждения двигателя
10.13.1 Коэффициент, учитывающий изменение условий охлаждения по длине поверхности корпуса, обдуваемого наружным вентилятором (8.357)
.
10.13.2 Требуемый для охлаждения расход воздуха (8.356)
м3/с.
10.13.3 Расход воздуха, обеспечиваемый наружным вентилятором (8.358)
м3/с.
Нагрев двигателя находится в допустимых пределах. Вентилятор обеспечивает необходимый расход воздуха.
11 Механический расчет вала
11.1 Расчет вала на жесткость
Рисунок 11.1 – Эскиз вала к механическому расчету
Вал асинхронного двигателя соединен с приводимым механизмом упругой муфтой: Dн2=144 мм; =0,4 мм; муфта – тип МУВП 1-32; m=6,97 кг; L=165 мм; r=50 мм. Размеры вала: d1=38 мм; d2=40 мм; d3=49 мм; с=49мм; b=169 мм; а=169 мм; ℓ=338 мм; t=5 мм; сталь 45.
11.1.1 Сила тяжести сердечника ротора с обмоткой и участком вала по длине сердечника (3.2)
G'2=64ּD2н2ּℓ2ּ10-6=64ּ1442ּ130ּ10-6
=173 Н.
11.1.2 Прогиб вала посередине сердечника (3.5)
ft=
мм,
где Е=2,06ּ1011 Па – модуль упругости стали;
S0=0,011 мм-1;
Sа=15,74 мм-1;
Sb=15,74 мм-1.
11.1.3 Номинальный момент вращения (3.1)
М2=9,55ּP2/n=9,55ּ19200/3000=57,94 Нּм.
11.1.4 Поперечная сила, вызываемая передачей через упругую муфту (3.7)
Fп=(кпМ2/r)ּ103=(0,3ּ57,94/50)ּ103=347,62 Н.
11.1.5 От поперечной силы передачи прогиб вала посередине сердечника (3.8)
fн=Fnc[1,5ℓS0-Sb]a+bSa]ּ10-6/3Eℓ2=347,62ּ49[(1,5.338∙1,1∙10-3 -
-15,74)ּ169+169ּ15,74]ּ106/(3ּ2,06ּ1011ּ3382)=2,27.10-5 мм.
11.1.6 Начальный расчетный эксцентриситет сердечника ротора (3.9)
е0=к+fT+fП=0,15ּ0,4+2,2.10-3+2,27.10-5=6,22ּ10-2 мм.
11.1.7 Сила одностороннего магнитного притяжения (3.10)
Т0=0,15ּDн2ℓ2е0/=0,15ּ144ּ130ּ6,22ּ10-2/0,4=437,43 H.
11.1.8 Дополнительный прогиб от силы Т0 (3.11)
f0=fТТ0/G'2=2,2.10-3ּ437,43/173=0,005571 мм.
11.1.9 Установившийся прогиб вала (3.12)
fм=f0/(1-f0/е0)=0,005571/(1-0,005571/6,22ּ10-2)=0,00612 мм.
11.1.10 Результирующий прогиб вала (3.13)
f=fT+fn+fM=2,2.10-3+2,27.10-5+0,00612=0,00834 мм.
11.2 Определение критической частоты вращения
11.2.1 Прогиб от силы тяжести упругой полумуфты (3.14)
fс=fnFc/(2Fn)= 2,27.10-5ּ34,2/(2ּ347,62)=1,12.10-6 мм,
где Fс=9,81.m/2=34,2 Н – сила тяжести соединительного устройства;
11.2.2 Первая критическая частота вращения (3.16)
nкр=950
=
об/мин.
Больше минимально допустимого значения nкр=1,3ּ3000=3900 об/мин
11.3 Расчет вала на прочность
11.3.1 Определение Z1 (3.18)
z1=L/2+ℓ1/2=165/2+32/2=98,5 мм.
11.3.2 Изгибающий момент (3.17)
Ми=к(Fn+Fc)z1ּ10-3=2(347,62+34,2)ּ98,5ּ10-3=75,22 Нּм.
11.3.3 Момент кручения (3.19)
Мк=кּМ2=2ּ57,94=115,87 Нּм.
11.3.4 Момент сопротивления при изгибе (3.20)
w=0,1ּd3=0,1.(38-5)=3593,7 мм3.
11.3.5 Приведенное напряжение (3.21)
σпр=(
ּ109)/w=(
Па.
Полученное значение меньше допустимого для стали марки 45 значения σпр=245ּ106 Па.
12 Расчет подшипников
12.1 Наибольшая радиальная нагрузка на подшипник А (3.26)
RA=(G2+T0)b/l+FПc/l=(173+437,43)169/338+347,62ּ49/338=355,6 Н.
12.2 Динамическая приведенная нагрузка для подшипника А
Н,
где k=1,5 – коэффициент, учитывающий характер нагрузки машины.
12.3 Необходимая динамическая грузоподъемность подшипника А (3.33)
Н.
12.4 Наибольшая радиальная нагрузка на подшипник В (3.27)
RВ=(G2+T0)а/l+FП(l+c)/l=(173+437,43)169/338+347,62.(338+49)/338=703,2 Н.
12.5 Динамическая приведенная нагрузка для подшипника В
Н.
12.6 Необходимая динамическая грузоподъемность подшипника В (3.33)
Н.
Выбираем радиальные шарикоподшипники легкой серии 207 с динамической грузоподъемностью С = 25100 Н.
Заключение
Ускорение научно-технического прогресса требует всемерной автоматизации производственных процессов. Для этого необходимо создавать электрические машины, удовлетворяющие своим показателям и характеристикам, весьма разнообразным требованиям различных отраслей народного хозяйства.
Процесс создания электрических машин включает в себя проектирование, изготовление и испытание. Под проектированием электрической машины понимается расчет размеров отдельных ее частей, параметров обмоток, рабочих и других характеристик машины, конструирование машины в целом, а также ее отдельных деталей и сборочных единиц, оценка технико-экономических показателей спроектированной машины, включая показатели надежности.
Список литературы
1 Гольдберг О.Д. Проектирование электрических машин: Учебник для вузов. – М.: Высшая школа, 2001. – 430 с.
10.9 Эквивалентная поверхность охлаждения корпуса (8.343)
Sкор=(Da+8Пр)(l1+2lвыл1)=(3,14.278+8.319)(130+2.76,5)=9,69.105 мм2,
где Пр=319 мм (рисунок 8.73) – условный периметр поперечного сечения ребер корпуса двигателя.
10.10 Сумма потерь, отводимых в воздух внутри двигателя
Вт,где
Вт;P=2319,81 Вт (таблица 8.34) – сумма всех потерь в двигателе.
10.11 Превышение температуры воздуха внутри двигателя над температурой окружающей среды (8.338)
,где в=20 Вт/(м2.С) (рисунок 8.70,б) – коэффициент подогрева воздуха.
10.12 Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой окружающей среды (8.344)
.10.13 Проверка условий охлаждения двигателя
10.13.1 Коэффициент, учитывающий изменение условий охлаждения по длине поверхности корпуса, обдуваемого наружным вентилятором (8.357)
.10.13.2 Требуемый для охлаждения расход воздуха (8.356)
м3/с.10.13.3 Расход воздуха, обеспечиваемый наружным вентилятором (8.358)
м3/с.Нагрев двигателя находится в допустимых пределах. Вентилятор обеспечивает необходимый расход воздуха.
11 Механический расчет вала
11.1 Расчет вала на жесткость
Рисунок 11.1 – Эскиз вала к механическому расчету
Вал асинхронного двигателя соединен с приводимым механизмом упругой муфтой: Dн2=144 мм; =0,4 мм; муфта – тип МУВП 1-32; m=6,97 кг; L=165 мм; r=50 мм. Размеры вала: d1=38 мм; d2=40 мм; d3=49 мм; с=49мм; b=169 мм; а=169 мм; ℓ=338 мм; t=5 мм; сталь 45.
11.1.1 Сила тяжести сердечника ротора с обмоткой и участком вала по длине сердечника (3.2)
G'2=64ּD2н2ּℓ2ּ10-6=64ּ1442ּ130ּ10-6
=173 Н.
11.1.2 Прогиб вала посередине сердечника (3.5)
ft=
мм,где Е=2,06ּ1011 Па – модуль упругости стали;
S0=0,011 мм-1;
Sа=15,74 мм-1;
Sb=15,74 мм-1.
11.1.3 Номинальный момент вращения (3.1)
М2=9,55ּP2/n=9,55ּ19200/3000=57,94 Нּм.
11.1.4 Поперечная сила, вызываемая передачей через упругую муфту (3.7)
Fп=(кпМ2/r)ּ103=(0,3ּ57,94/50)ּ103=347,62 Н.
11.1.5 От поперечной силы передачи прогиб вала посередине сердечника (3.8)
fн=Fnc[1,5ℓS0-Sb]a+bSa]ּ10-6/3Eℓ2=347,62ּ49[(1,5.338∙1,1∙10-3 -
-15,74)ּ169+169ּ15,74]ּ106/(3ּ2,06ּ1011ּ3382)=2,27.10-5 мм.
11.1.6 Начальный расчетный эксцентриситет сердечника ротора (3.9)
е0=к+fT+fП=0,15ּ0,4+2,2.10-3+2,27.10-5=6,22ּ10-2 мм.
11.1.7 Сила одностороннего магнитного притяжения (3.10)
Т0=0,15ּDн2ℓ2е0/=0,15ּ144ּ130ּ6,22ּ10-2/0,4=437,43 H.
11.1.8 Дополнительный прогиб от силы Т0 (3.11)
f0=fТТ0/G'2=2,2.10-3ּ437,43/173=0,005571 мм.
11.1.9 Установившийся прогиб вала (3.12)
fм=f0/(1-f0/е0)=0,005571/(1-0,005571/6,22ּ10-2)=0,00612 мм.
11.1.10 Результирующий прогиб вала (3.13)
f=fT+fn+fM=2,2.10-3+2,27.10-5+0,00612=0,00834 мм.
11.2 Определение критической частоты вращения
11.2.1 Прогиб от силы тяжести упругой полумуфты (3.14)
fс=fnFc/(2Fn)= 2,27.10-5ּ34,2/(2ּ347,62)=1,12.10-6 мм,
где Fс=9,81.m/2=34,2 Н – сила тяжести соединительного устройства;
11.2.2 Первая критическая частота вращения (3.16)
nкр=950
=
об/мин.Больше минимально допустимого значения nкр=1,3ּ3000=3900 об/мин
11.3 Расчет вала на прочность
11.3.1 Определение Z1 (3.18)
z1=L/2+ℓ1/2=165/2+32/2=98,5 мм.
11.3.2 Изгибающий момент (3.17)
Ми=к(Fn+Fc)z1ּ10-3=2(347,62+34,2)ּ98,5ּ10-3=75,22 Нּм.
11.3.3 Момент кручения (3.19)
Мк=кּМ2=2ּ57,94=115,87 Нּм.
11.3.4 Момент сопротивления при изгибе (3.20)
w=0,1ּd3=0,1.(38-5)=3593,7 мм3.
11.3.5 Приведенное напряжение (3.21)
σпр=(
ּ109)/w=(
Па.Полученное значение меньше допустимого для стали марки 45 значения σпр=245ּ106 Па.
12 Расчет подшипников
12.1 Наибольшая радиальная нагрузка на подшипник А (3.26)
RA=(G2+T0)b/l+FПc/l=(173+437,43)169/338+347,62ּ49/338=355,6 Н.
12.2 Динамическая приведенная нагрузка для подшипника А
Н,где k=1,5 – коэффициент, учитывающий характер нагрузки машины.
12.3 Необходимая динамическая грузоподъемность подшипника А (3.33)
Н.12.4 Наибольшая радиальная нагрузка на подшипник В (3.27)
RВ=(G2+T0)а/l+FП(l+c)/l=(173+437,43)169/338+347,62.(338+49)/338=703,2 Н.
12.5 Динамическая приведенная нагрузка для подшипника В
Н.12.6 Необходимая динамическая грузоподъемность подшипника В (3.33)
Н.Выбираем радиальные шарикоподшипники легкой серии 207 с динамической грузоподъемностью С = 25100 Н.
Заключение
Ускорение научно-технического прогресса требует всемерной автоматизации производственных процессов. Для этого необходимо создавать электрические машины, удовлетворяющие своим показателям и характеристикам, весьма разнообразным требованиям различных отраслей народного хозяйства.
Процесс создания электрических машин включает в себя проектирование, изготовление и испытание. Под проектированием электрической машины понимается расчет размеров отдельных ее частей, параметров обмоток, рабочих и других характеристик машины, конструирование машины в целом, а также ее отдельных деталей и сборочных единиц, оценка технико-экономических показателей спроектированной машины, включая показатели надежности.
Список литературы
1 Гольдберг О.Д. Проектирование электрических машин: Учебник для вузов. – М.: Высшая школа, 2001. – 430 с.