Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Министерство образования Российской Федерации.
Орский гуманитарно-технологический институт (филиал)
Государственного образовательного учреждения высшего
профессионального образования
«Оренбургский государственный университет»
Механико-технологический факультет
Кафедра: Электроснабжения и электропривода.
Расчет асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
Пояснительная записка.
ОГТИ 00ЭП044
Руководитель проекта
________ Шахматов Ю.В.
«__»______________2003г
Исполнитель
Студент гр. ЭП-31
________ Патрушев М.
Срок защиты проекта
«__»______________2003г
Орск 2003 г
Содержание.
Стр.
Аннотация.
Введение.
Аннотация.
Данный курсовой проект содержит 48 страниц, 3 таблицы, 6 рисунков, а также графическую часть, выполненную на одном формате А1.
В данном курсовом проекте приведен расчет асинхронного двигателя с номинальной мощностью 11 кВт и номинальной частотой вращения 1000 об/мин, питающийся от трехфазного источника энергии напряжением 380/660 В.
Введение.
Ускорение научно-технического прогресса требует всемерной автоматизации производственных процессов. Для этого необходимо создавать электрические машины, удовлетворяющие по своим показателям и характеристикам, весьма разнообразным требованиям различных отраслей народного хозяйства.
В настоящее время отечественной электропромышленностью изготовляются асинхронные двигатели мощностью от 0,12 до 1000 кВт, синхронные двигатели мощностью от 132 до 1000 кВт серий СД2 и СД32 и машины постоянного тока мощностью от 0,37 до 1000 кВт серии 4П. Машины, выпускаемые в нашей стране, обладают высокими технико-экономическими показателями, находящимися на уровне современных ведущих зарубежных фирм.
Наибольший удельный вес в выпуске электрических машин занимают асинхронные двигатели, конструкция которых относительно простая, а трудоемкость изготовления малая. О масштабах применения и значения этих машин в народном хозяйстве страны можно судить по тому, что асинхронные двигатели мощностью от 0,12 до 400 кВт потребляют в России более 40% всей вырабатываемой электрической энергии.
1 Главные размеры.
1.1 Определяем количество пар полюсов
h=160 мм (по условию).
1.2 По таблице 9-2 [1,117] выбираем наружный диаметр сердечника
Dн1=285 мм
Для определения внутреннего диаметра сердечника статора используем зависимость D1=f(Dн1), приведенную в табл.. 9-3 [1,117] в зависимости от числа полюсов
D1=0,72·Dн1-3=0,72·285-3=202,2 мм (при 2р=6)
1.3 Расчетная мощность электродвигателя
где kн=0,965 –принимаем по рис 9-1[1,117]
η'=0,86 – предварительное значение КПД двигателя при
номинальной нагрузке (принимаем по рис 9-2 [1,118])
cos φ'=0,85 – предварительное значение коэффициента мощности
двигателя (принимаем по рис 9-3 [1,119])
1.4 Предварительное значение электромагнитных нагрузок
где определяем по рис 9-4 [1,120]
k1=0,93 – коэффициент учитывающий количество полюсов
( при 2р=6)
где определяем по рис 9-4 [1,120]
k2=1,04 – коэффициент учитывающий количество полюсов
( при 2р=6)
1.5 Предварительное значение обмоточного коэффициента
1.6 Расчетная длина сердечника статора
1.7 Конструктивная длина сердечника статора
l1=130 мм
1.8 Отношение длины сердечника статора к внутреннему диаметру
сердечника статора
1.9 Предельно допускаемое отношение длины сердечника статора к
внутреннему диаметру сердечника статора
где - поправочный коэффициент (при 2р=6)
Принимаем, т.е. l1=130 мм
2 Сердечник статора.
Сердечник статора собираем из отдельных отштампованных листов холоднокатаной изотропной электротехнической стали марки 2013
(т.к. h=160 мм) толщиной 0,5 мм, имеющих изоляционные покрытия для уменьшения потерь в стали, от вихревых токов.
Для стали 2013 используем изолирование листов оксидированием.
2.1 Коэффициент заполнения стали
kc=0,97
2.2 Количество пазов на полюс и фазу (принимаем по табл. 9-8 [1,123])
q=3
2.3 Количество пазов сердечника статора
3 Сердечник ротора.
Сердечник ротора собираем из отдельных отштампованных листов холоднокатаной изотропной электротехнической стали марки 2013
(т.к. h=169 мм) толщиной 0,5 мм, имеющих изоляционные покрытия для уменьшения потерь в стали от вихревых токов.
Для стали 2013 используем изолирование листов оксидированием.
3.1 Коэффициент заполнения стали
kc=0,97
Для уменьшения влияния моментов высших гармоник на пусковые и виброаккустические характеристики машины ротор двигателя выполняем со скосом пазов bck на одно зубцовое деление статора t1; при этом
3.2 Величину воздушного зазора выбираем по табл. 9-9 [1,124]
3.3 Наружный диаметр сердечника ротора
Dн2=D1-2·δ=202,2-2·0, 5=201,2 мм
3.4 Внутренний диаметр листов ротора
D2≈0,23·Dн1=0,23·285=65,55 мм
3.5 Длина сердечника ротора
l2=l1=140 мм
3.6 Количество пазов ротора
где m2=m1=3
q2=q1-0,5=3+0,5=3,5
Принимаем: z2=51
4 Обмотка статора
Для двигателя принимаем однослойную всыпную обмотку концентрическую обмотку из провода марки ПЭТ-155 (класс нагревостойкости F), укладываемую в трапециидальные полузакрытые пазы.
Обмотку статора выполняем шестизонной; каждая зона равна 60 эл.град.
4.1 Коэффициент распределения при шестизонной обмотки:
где
4.2 Укорочение шага
4.3 Диаметральный шаг по пазам
4.4 Коэффициент укорочения
4.5 Обмоточный коэффициент
4.6 Предварительное значение магнитного потока
4.7 Предварительное количество витков в обмотке фазы
4.8 Предварительное количество эффективных проводников в пазу
где а1=2 – количество параллельных ветвей обмотки статора
4.9 Уточненное количество витков в обмотке фазы
4.10 Уточненное значение магнитного потока
4.11 Уточненное значение индукции в воздушном зазоре
4.12 Предварительное значение номинального фазного тока
4.13 Уточненная линейная нагрузка статора
4.14 Среднее значение магнитной индукции в спинке статора принимаем
по табл. 9-13[1,130]
Вс1=1,5 Тл
4.15 Зубцовое деление по внутреннему диаметру статора
4.16 Среднее значение магнитной индукции в зубцах статора
(принимаем по табл. 9-14 [1,130])
Вз1=1,7 Тл
4.17 Ширина зубца
4.18 Высота спинки статора
4.19 Высота паза
4.20 Большая ширина паза
4.21 Меньшая ширина паза
где hш1=0,5 мм – высота шлица
- ширина шлица
Проверка правильности определения b1 и b2 исходя из требования
bз1=const
4.22 Площадь поперечного сечения паза в штампе
4.23 Площадь поперечного сечения в свету
где bc=0,1 мм – припуски на сборку сердечника статора и ротора
по ширине
hc=0,1 мм – припуски на сборку сердечника статора и ротора
по высоте
4.24 Площадь поперечного сечения корпусной изоляции
где bи.1=0,25 мм – среднее значение односторонней толщины
корпусной изоляции
4.25 Площадь поперечного сечения прокладок между верхней и нижней
катушками в пазу, на дне и под клином
4.26 Площадь поперечного сечения паза, занимаемая обмоткой
4.27 Предварительный коэффициент заполнения паза
kп=0,75
4.28 Произведение
Принимаем с=2 – количество элементарных проводов в эффективном
4.29 Диаметр элементарного изолированного провода
По приложению 1 [1,384] находим ближайший стандартизованный диаметр, соответствующий ему диаметр неизолированного провода и площадь поперечного сечения
4.30 Уточненный коэффициент заполнения паза
4.31 Уточняем ширину шлица
Принимаем
4.32 Плотность тока в обмотке статора
4.33 Уровень удельной тепловой нагрузки статора от потерь в обмотке
A1·J1=264·6,56=1732
4.34 Допустимый уровень удельной тепловой нагрузки статора от потерь
в обмотке определяем по рис 9-8 [1,133]
A1·J1=2200
5 Размеры элементов обмотки
5.1 Среднее зубцовое деление статора
5.2 Средняя ширина катушки обмотки статора
5.3 Средняя длина одной лобовой части катушки
5.4 Средняя длина витка обмотки
5.5 Длина вылета лобовой части обмотки
6 Обмотка короткозамкнутого ротора
Принимаем для обмотки ротора овальные полузакрытые пазы.
6.1 Предварительная высота пазов короткозамкнутого ротора
принимаем по рис 9-12 [1,143]
hп2=35 мм
6.2 Расчетная высота спинки ротора
6.3 Магнитная индукция в спинке ротора
6.4 Зубцовое деление по наружному диаметру ротора
6.5 Магнитная индукция в зубцах ротора определяем по табл. 9-18 [1,141]
Вз2=1,8 Тл
6.6 Ширина зубца
6.7 Меньший радиус паза
6.8 Больший радиус паза
6.9 Расстояние между центрами радиусов
h1=hп2-hш2-h2-r1-r2=35-0,75-0-2,7-0,79=30,76 мм
6.10 Проверка правильности определения r1 и r2 исходя из условия
bз2=const
6.11 Площадь поперечного сечения стержня, равная площади
поперечного сечения паза в штампе
7 Короткозамыкающее кольцо обмотки ротора.
7.1 Поперечное сечение кольца ( для литой клетки)
7.2 Высота кольца (литой клетки)
7.3 Длина кольца
7.4 Средний диаметр кольца (для литой клетки)
7.5 Вылет лобовой части обмотки
где lл2=50 мм – длина лобовой части стержня
kл=0,9 – коэффициент учитывающий изгиб стержня
8 Расчет магнитной цепи.
8.1 МДС для воздушного зазора.
8.1.1 Коэффициент, учитывающий увеличение магнитного сопротивления
воздушного зазора вследствие зубчатого строения статора
8.1.2 Коэффициент, учитывающий увеличение магнитного сопротивления
воздушного зазора вследствие зубчатого строения ротора
8.1.3 Общий коэффициент воздушного зазора
8.1.4 МДС для воздушного зазора
8.2 МДС для зубцов трапецеидальных полузакрытых пазах статора
8.2.1 Зубцовое деление на высоты зубца
8.2.2 Коэффициент зубцов
8.2.3 Напряженность магнитного поля находим из приложения 8 [1,395]
Нз.1=11,5
8.2.4 Средняя длина пути магнитного потока
Lз.1=hп.1=20 мм
8.2.5 МДС для зубцов
8.3 МДС для зубцов при овальных полузакрытых пазах ротора.
8.3.1 Напряженность магнитного поля определяем по приложению 8
Нз.2=15,2
8.3.2 Средняя длина пути магнитного потока
Lз.2=hп.2-0,2·r2=35 – 0,2·0,79=34,84 мм
8.3.3 МДС для зубцов.
8.4 МДС для спинки статора.
8.4.1 Напряженность магнитного поля находим по приложению 11 [1,393]
Нс1=5,2
8.4.2 Средняя длина пути магнитного потока
8.4.3 МДС для спинки статора
8.5 МДС для спинки ротора.
8.5.1 Напряженность магнитного поля находим по приложению 11 [1,393]
Нс2=1,15
8.5.2 Средняя длина пути магнитного потока
8.5.3 МДС для спинки статора
8.6 Параметры магнитной цепи.
8.6.1 Суммарная МДС магнитной цепи на один полюс
8.6.2 Коэффициент насыщения магнитной цепи
8.6.3 Намагничивающий ток
8.6.4 Намагничивающий ток в относительных единицах
8.6.5 ЭДС холостого хода
E=kH·U1=0,965·380=366,7 B
8.6.6 Главное индуктивное сопротивление
8.6.7 Главное индуктивное сопротивление в относительных единицах
9 Сопротивление обмотки статора.
9.1 Активное сопротивление обмотки фазы при 200С
где - удельная электрическая проводимость
меди при 200С
9.2 Активное сопротивление обмотки фазы при 200С в относительных
единицах
9.3 Проверка правильности определения
9.4 Коэффициенты, учитывающие укорочение шага
9.5 Размеры паза статора
где hk1 , h2 – размеры частей обмоток и паза (определяем
по табл.. 9-21 [1,159])
h1 – размер обмотки
9.6 Коэффициент проводимости рассеяния
9.7 Коэффициент дифференциального рассеяния статора(принимаем
по табл. 9-23 [1,159])
kд1=0,0141
9.8 Коэффициент, учитывающий влияние открытия пазов статора на
проводимость дифференциального рассеяния
9.9 Коэффициент, учитывающий демпфирующую реакцию токов,
наведенных в обмотке короткозамкнутого ротора высшими
гармониками поля статора(определяем по табл..9-22 [1,159])
kp1=0,9
9.10 Коэффициент проводимости дифференциального рассеяния
9.11 Полюсное деление
9.12 Коэффициент проводимости рассеяния лобовых частей обмотки
9.13 Коэффициент проводимости рассеяния обмотки статора
9.14 Индуктивное сопротивление обмотки фазы статора
9.15 Индуктивное сопротивление обмотки фазы статора в о.е.
9.16 Проверка правильности определения
10 Сопротивление обмотки короткозамкнутого ротора с овальными полузакрытыми пазами
10.1 Активное сопротивление стержня клетки при 200С
где - удельная электрическая проводимость алюминия
при 200С( при использовании заливки алюминия А5)
10.2 Коэффициент приведения тока кольца к току стержня
10.3 Сопротивление короткозамыкающих колец, приведенное к току
стержня при 200С
10.4 Центральный угол скоса пазов
10.5 Коэффициент скоса пазов ротора (определяем по рис 9-16 [1,160])
kск=0,98
10.6 Коэффициент приведения сопротивления обмотки ротора к
обмотке статора
10.7 Активное сопротивление обмотки ротора при 200С, приведенное к
обмотке статора
10.8 Активное сопротивление обмотки ротора при 200С, приведенное к
обмотке статора в о.е.
10.9 Ток стержня ротора для рабочего режима
10.10 Коэффициент проводимости рассеяния
10.11 Количество пазов ротора на полюс и фазу
10.12 Коэффициент дифференциального рассеяния ротора (определяем
по рис 9-17 [1,160])
kд2=0,015
10.13 Коэффициент проводимости дифференциального рассеяния
ротора
10.14 Коэффициент проводимости рассеяния короткозамыкающих
колец литой клетки ротора
10.15 Относительный скос пазов ротора в долях зубцового деления
ротора
10.16 Коэффициент проводимости рассеяния скоса пазов
10.17 Коэффициент проводимости рассеяния обмотки ротора
10.18 Индуктивное сопротивление обмотки ротора
10.19 Индуктивное сопротивление обмотки ротора, приведенное к
обмотке статора
10.20 Индуктивное сопротивление обмотки ротора, приведенное к
обмотке статора в о.е.
10.21 Проверка правильности определения
11 Сопротивления обмоток преобразованной схемы замещения двигателя
11.1 Коэффициент рассеяния статора
11.2 Коэффициент сопротивления статора
11.3 Преобразованные сопротивления обмоток
12 Расчет режима холостого хода
12.1 Реактивная составляющая тока статора при синхронном вращении.
12.2 Электрические потери в обмотке статора при синхронном вращении
12.3 Расчетная масса стали зубцов статора
12.4 Магнитные потери в зубцах статора
12.5 Масса стали спинки статора
12.6 Магнитные потери в спинке статора
12.7 Суммарные потери в сердечнике статора, включающие добавочные
потери в стали
12.8 Механические потери
12.9 Активная составляющая тока холостого хода
12.10 Ток холостого хода
12.11 Коэффициент мощности при холостом ходе
13 Расчет параметров номинального режима работы.
13.1 Активное сопротивление короткого замыкания
13.2 Индуктивное сопротивление короткого замыкания
13.3 Полное сопротивление короткого замыкания
13.4 Добавочные потери при номинальной нагрузке
13.5 Механическая мощность двигателя
13.6 Эквивалентное сопротивление схемы замещения
13.7 Полное сопротивление схемы замещения
Проверка
13.8 Скольжение
13.9 Активная составляющая тока статора при синхронном вращении
13.10 Ток ротора
13.11 Ток статора:
Активная составляющая
реактивная составляющая
фазный
13.12 Коэффициент мощности
13.13 Линейная нагрузка статора
13.14 Плотность тока в обмотке статора
13.15 Линейная нагрузка ротора
13.16 Ток в стержне короткозамкнутого ротора
13.17 Плотность тока в стержне короткозамкнутого ротора
13.18 Ток в короткозамыкающем кольце
13.19 Электрические потери в обмотке статора и ротора соответственно
13.20 Суммарные потери в электродвигателе
13.21 Подводимая мощность
13.22 Коэффициент полезного действия
13.23 Проверка
подводимая мощность
мощность Р2
14 Круговая диаграмма и рабочие характеристики
Результаты расчета рабочих характеристик Табл.ица 1
|
Условные обозначения |
Отдаваемая мощность в долях от номинальной Р2 |
||||
|
0,25 |
0,5 |
0,75 |
1 |
1,25 |
|
|
Р2 ,кВт |
2,75 |
5,5 |
8,25 |
11 |
13,75 |
|
Рд , Вт |
16 |
31,98 |
47,97 |
63,95 |
79,94 |
|
,Вт |
2832 |
5597,96 |
8363,95 |
11130 |
13895,92 |
|
RH , Ом |
147,745 |
71,87 |
45,96 |
32,73 |
24,57 |
|
zH .Ом |
150,33 |
74,57 |
48,79 |
35,69 |
27,68 |
|
S |
0,0053 |
0,108 |
0,0169 |
0,0235 |
0,031 |
|
, А |
2,53 |
5,1 |
7,79 |
10,65 |
13,73 |
|
Ia1, А |
3 |
5,57 |
8,25 |
11,06 |
14,04 |
|
Ip1, А |
6,35 |
6,5 |
6,9 |
7,56 |
8,56 |
|
I1, А |
7 |
8,56 |
10,76 |
13,4 |
16,44 |
|
Cos φ |
0,43 |
0,65 |
0,77 |
0,83 |
0,85 |
|
PM1, Вт |
247,5 |
370,18 |
584,9 |
907,14 |
1365,42 |
|
PM2, Вт |
15,13 |
61,49 |
143,46 |
268,13 |
445,64 |
|
PΣ, Вт |
665,49 |
850,51 |
1163,19 |
1626,08 |
2277,86 |
|
P1, Вт |
3415,49 |
6350,51 |
9413,19 |
12626,08 |
16027,86 |
|
η ,% |
80,5 |
86,6 |
87,6 |
87 |
85,8 |
Построение круговой диаграммы
Выбираем масштаб тока
Принимаем cI=0,3
Определяем диаметр рабочего круга
Определяем масштаб мощности
ВС=2·ρ·100=2·0,028·100=5,6 мм
ВЕ=
ВF=
15 Максимальный момент.
15.1 Переменная часть коэффициента статора
15.2 Составляющая коэффициента проводимости рассеяния статора,
зависящая от насыщения
15.3 Переменная часть коэффициента ротора
15.4 Составляющая коэффициента проводимости рассеяния ротора,
зависящая от насыщения
15.5 Индуктивное сопротивление рассеяния двигателя, зависящее от
насыщения
15.6 Индуктивное сопротивление рассеяния двигателя, не зависящее от
насыщения
15.7 Ток ротора, соответствующий максимальному моменту
15.8 Полное сопротивление схемы замещения при максимальном
моменте
15.9 Полное сопротивление схемы замещения при бесконечно большом
скольжении
15.10 Эквивалентное сопротивление схемы замещения при
максимальном моменте
15.11 Кратность максимального момента
15.12 Скольжение при максимальном моменте
16 Начальный пусковой ток и начальный пусковой момент.
16.1 Высота стержня клетки ротора
16.2 Приведенная высота стержня ротора
16.3 Коэффициент (определяем по рис 9-23 [1,183])
φ=0,8
16.4 Расчетная глубина проникновения тока в стержень
16.5 Ширина стержня на расчетной глубине проникновения тока
16.6 Площадь поперечного сечения стержня при расчетной глубине
проникновения тока
16.7 Коэффициент вытеснения тока
16.8 Активное сопротивление стержня клетки при 200С для пускового
режима
16.9 Активное сопротивление обмотки ротора при 200С , приведенное к обмотке статора
16.10 Коэффициент( определяем по рис 9-23 [1,184])
ψ=0,7
16.11 Коэффициент проводимости рассеяния паза ротора
16.12 Коэффициент проводимости рассеяния обмотки ротора при пуске
16.13 Индуктивное сопротивление рассеяния двигателя
16.14 Активное сопротивление короткого замыкания при пуске
16.15 Ток ротора при пуске двигателя
16.16 Полное сопротивление схемы замещения при пуске
16.17 Индуктивное сопротивление схемы замещения при пуске
16.18 Активная и реактивная составляющие тока статора при пуске
16.19 Фазный ток статора при пуске
16.20 Кратность начального пускового тока
16.21Активное сопротивление ротора при пуске, приведенное к статору
16.22 Кратность начального пускового момента
17 Тепловой расчет.
17.1 Потери в обмотке статора при максимальной допустимой
температуре
17.2 Условная внутренняя поверхность охлаждения активной части
статора
17.3 Условный периметр поперечного сечения трапецеидального
полузакрытого паза
17.4 Условная поверхность охлаждения пазов
17.5 Условная поверхность охлаждения лобовых частей обмотки
17.6 Высота ребер охлаждения
17.7 Число ребер охлаждения
Принимаем
17.8 Условная поверхность охлаждения двигателей с охлаждающими
ребрами на станине
17.9 Удельный тепловой поток от потерь в стали, отнесенных к
внутренней поверхности охлаждения активной части статора
где k=0,19 – определяем по табл. 9-25 [1,188]
17.10 Удельный тепловой поток от потерь в активной части обмотки,
отнесенных к поверхности охлаждения пазов
17.11 Удельный тепловой поток от потерь в лобовых частях обмотки,
отнесенных к поверхности охлаждения лобовых частей обмотки
17.12 Окружная скорость ротора
17.13 Превышение температуры внутренней поверхности активной
части статора над температурой воздуха внутри машины
где - коэффициент теплоотдачи поверхности
статора (определяем по рис 9-24 [1,190])
17.14 Перепад температуры в изоляции паза и катушек из круглого
провода
где - эквивалентный коэффициент
теплопроводности изоляции в пазу, включающий
воздушные прослойки
- эквивалентный коэффициент
теплопроводности внутренней изоляции
катушки (принимаем по рис 9-26 [1,191])
17.15 Превышение температуры наружной поверхности лобовых частей
обмотки над температурой воздуха внутри двигателя
17.16 Перепад температуры в изоляции лобовых частей катушек из
круглых проводов
17.17 Среднее превышение температуры обмотки над температурой
воздуха внутри машины
17.18 Потери в двигателе, передаваемые воздуху внутри двигателя
17.19 Среднее превышение температуры воздуха внутри двигателя над
температурой наружного воздуха
где - коэффициент подогрева воздуха (находим
по рис 9-25 [1,190])
17.20 Среднее превышение температуры обмотки над температурой
наружного воздуха
17.21 Потери в обмотке ротора при максимально допускаемой
температуре
18 Вентиляционный расчет.
18.1 Наружный диаметр корпуса
18.2 Коэффициент, учитывающий изменение теплоотдачи по длине
корпуса двигателя
18.3 Необходимый расход воздуха
где СВ=1100 - теплоемкость воздуха
18.4 Расход воздуха, который может быть обеспечен наружным
вентилятором
18.5 Напор воздуха, развиваемый наружным вентилятором
19 Масса двигателя и динамический момент инерции ротора.
19.1 Масса изолированных проводов обмотки статора
19.2 Масса алюминия короткозамкнутого ротора с литой клеткой
где - длина лопатки
Nл=12 – количество лопаток
- толщина лопатки
- высота лопатки
19.3 Масса стали сердечников статора и ротора
19.4 Масса изоляции статора
19.5 Масса конструкционных материалов
19.6 Масса двигателя
19.7 Динамический момент инерции
20.Механический расчет вала.
Принимаем соединение вала электродвигателя с приводным механизмом через упругую муфту: тип муфты – МУВП 1 – 48 .
m=18,04 кг; B=5 мм
L=226 мм; d=48 мм
D=190 мм; B1=55 мм
l1=42 мм. D1=140 мм;
Таблица 3.
|
Участок b |
||||||||
|
di ,мм |
Ji ,мм4 х104 |
yi ,мм |
yi3 ,мм3 |
, мм3 |
, мм-1 |
yi2 ,мм2 |
, мм2 |
, мм-2 |
|
50 |
26 |
15 |
3,375·103 |
3,375·103 |
0,013 |
225 |
225 |
0,00087 |
|
65 |
87,6 |
175 |
5359·103 |
4202·103 |
4,797 |
30625 |
19600 |
0,0224 |
|
Sb=4,81 |
S0=0,02327 |
|||||||
|
Участок a |
||||||||
|
di ,мм |
Ji ,мм4 х104 |
хi ,мм |
хi3 ,мм3 |
, мм3 |
, мм-1 |
|||
|
50 |
26 |
15 |
3,375·103 |
3,375·103 |
0,013 |
|||
|
65 |
87,6 |
175 |
5359·103 |
4202·103 |
4,797 |
|||
|
Sa=4,81 |
Где - экваториальный момент инерции
а= b=175 мм
l=350 мм
c=100 мм
20.1 Расчет вала на жесткость.
20.1.1 Сила тяжести сердечника якоря с обмоткой и участком вала по длине
сердечника с прибавлением силы тяжести коллектора, принимая её
приложенной к середине сердечника.
где l2 – длина сердечника ротора
20.1.2 Прогиб вала посередине сердечника
где Е=2,06·1011 Па – модуль упругости стали
20.1.3 Номинальный момент вращения двигателя
Н·м
20.1.4 Поперечная сила, вызываемая передачей через упругую муфту
где kп =0,3 – коэффициент, учитывающий неоднородную плотность
втулок (при передачи упругой муфтой)
r – радиус окружности расположения пальцев упругой муфты
Прогиб вала от поперечной силы:
20.1.5 Расчетный эксцентриситет сердечника якоря
где k=0,1 – при δ>0,5 мм
20.1.6 Сила одностороннего магнитного притяжения
20.1.7 Дополнительный прогиб от силы Т0:
20.1.8 Установившийся прогиб вала
20.1.9 Результирующий прогиб вала
где допустимое значение прогиба равно
20.1.10 Определение критической частоты вращения
20.1.10.1 Прогиб от силы тяжести упругой полумуфты
20.1.10.2 Первая критическая частота вращения
при этом максимальная рабочая частота равна
20.2 Расчет вала на прочность
20.2.1 Отрезок.
20.2.2 Изгибающий момент
где k=2 - коэффициент перегрузки
20.2.3 Момент кручения
20.2.4 Момент сопротивления при изгибе
20.2.5 Приведенное напряжение
Допустимое напряжение для стали марки 45 :
21.Расчет подшипников.
Принимаем нагрузку с умеренными толчками (kσ=1,5) ; подшипники со стороны А и В – шариковые; аксиальная нагрузка отсутствует; расчетный срок службы подшипников 12000 ч; наибольшая частота вращения 2000 об/мин.
21.1 Наибольшая радиальная нагрузка
на подшипник А
на подшипник В
21.2 Динамическая приведенная нагрузка для шарикоподшипника
на подшипник А
на подшипник В
где kσ=1,5 – коэффициент, учитывающий характер нагрузки машины
21.3 Необходимая динамическая грузоподъемность
на подшипник А
на подшипник В
где L=12000 ч – расчетный срок службы подшипника
n – наибольшая частота вращения машины
21.4 Выбор подшипников.
Из [1,412] выбираем шарикоподшипники №310 средней серии со значением С=47500 Н (с запасом надежности) и предельной частотой вращения 5000 об/мин (при использовании пластичной смазки).
Заключение.
Список использованных источников.