Розрахунок вала на міцність

7.3.1 Розрахунок ведеться, виходячи з теорії найбільшої дотичної механічної напруги.

Розрахунок вала проводиться на ділянці с в найбільш навантаженому перерізі Г-Г (рис.4.1) виступаючого кінця вала, зменшеному на висоту канавки шпонки.

У даному перерізі вала згинальний момент на ділянці c, Н×м,

,

(4.5)

де – коефіцієнт допустимого перенавантаження двигуна, обирається за [4], ;

z₁ – відстань, яку відраховують від кінця полу муфти, z₁= с = 18 мм.

Підставляємо отримані значення у (4.5)

7.3.2 Момент крутний, Н×м,

.

7.3.3 Момент опору при згинанні, мм³,

.

7.3.4 При сумісній дії згину і кручення зведена механічна напруга, Па,

,

межа текучості якісної сталі при розтягуванні

.

7.4Вибір підшипників

7.4.1 У відносно малих машинах з h ≤ 160 – 200 мм обидва підшипники кулькові радіальні однорядні з захисними шайбами за ГОСТ 7242 (рис.5.3). Радіальні підшипники можуть сприймати як радіальне, так і осьове (аксіальне) навантаження, яке не перевищує 70 % невикористаного радіального навантаження. При дотриманні цієї умови машини з шарикопідшипниками можуть працювати як з горизонтальним, так і вертикальним розташуванням вала.

Обираємо по [9] підшипник 180205 за ГОСТ 7242, показаний на рис. 7.3.

= 25 мм; = 10800 H;

= 52 мм; = 6950H;

= 15 мм; = 10000 об/хв.;

= 1,5 мм;

Рисунок 7.3 − Підшипник кочення

7.5Розрахунок підшипників кочення

7.5.1 Найбільше радіальне навантаження на підшипники А і В

;

Н.

7.5.2 Для асинхронного двигуна з горизонтальним розташуванням вала у багатьох випадках можна не враховувати аксіальне навантаження. Але в даному проекті, приймемо, що аксіальне навантаження викликане осьовим магнітним тяжінням осердь ротора і статора, яке виникає через їхній взаємний зсув, і складає

Н.

(7.8)

7.5.3 Динамічне зведене навантаження для шарикопідшипника однорядного радіального

,

– коефіцієнт урахування характеру навантаження двигуна, який визначається по [9], = 1,5.

Підставляємо отримане значення у (7.8)

Н.

7.5.4 Необхідна динамічна вантажопідйомність шарикопідшипника

(7.9)

,

де – розрахунковий термін служби (довговічність) підшипника, який приймаємо = 18000 годин;

– найбільша робоча частота обертання машини, яка для асинхронного двигуна може бути прийнята рівною і не повинна перевищувати граничного значення , n_max = 10000 об/хв.

Підставляємо отримані значення і у (9.9)

Н.

Знайдене розрахункове значення не повинне перевищувати значенняпідшипника. Отже, відповідно 3567,21H < 10800 Н – умова виконується.

 

 

Відповідно до технічного завдання було спроектовано асинхронний двигун з такими вихідними даними:

- номінальна потужність 1,5 кВт;

- номінальна лінійна напруга 220 В;

- синхронна частота обертання 1500 об/хв.;

- коефіцієнт потужності = 0,8;

- ККД дорівнює 0,75.

В процесі проектування виконано огляд асинхронних двигунів, що випускаються серійно та обрано в якості базової конструкцію двигуна серії АИР. Розроблені технічні умови на двигун, що проектується.

Вибрані головні розміри двигуна. Спроектовано статор двигуна. Для осердя статора використовується електротехнічна сталь марки 2312 і провід для обмотки статора марки ПЭТ-155. Таким чином стало можливим покращити заповнення паза і зменшити втрати в сталі осердя статора. Запропоновані трапецеїдальна форма паза статора і овальна форма паза ротора, що дозволило покращити пускові характеристики двигуна і коефіцієнт заповнення паза статора.

Отримані високі значення коефіцієнта корисної дії і коефіцієнта потужності . Робочі характеристики спроектованого двигуна відповідають умовам технічного завдання.

Виконано аналіз типів обмоток статора, що використовуються в АД з короткозамкненим ротором.

Спроектований двигун відповідає умовам техніки безпеки і охорони навколишнього середовища.

 

 

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Гольдберг О.Д., Гурин Я.С., Свириденко И.С. Проектирование электрических машин. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 2001.– 430 с.

2. Методические указания по проектированию асинхронных двигателей с короткозамкнутой обмоткой ротора по курсу «Электрические машины». Сост. В.Н.Иваненко и др.- Харьков: ХГПУ, 1995.- 77 с.

3. Костромин В.Г. Технология производства асинхронных двигателей.- М: Энергоиздат, 1981.-272 с.

4. Юхимчук В.Д. Технология производства электрических машин: Уч. пос. / В 2-х кн. – Х.: Тимченко, 2006. – Кн. 1. – 560 с.; Кн. 2. – 590 с.

5. Справочник по электротехническим материалам: в 3-х т. Т.1 / Под ред. Ю.В.Корицкого и др.- Энергоатомиздат, 1986.- 526 с.

6. Копылов И.П., Горяинов Ф.А., Клоков Б.К. и др. Проектирование электрических машин. / Под ред. И.П.Копылова – М.: Энергия, 1980.– 496 с.

7. Справочник по электрическим машинам: В 2 т. / Под общ. ред. И.П.Копылова и Б.К.Клокова. – Т.1.– М.: Энергоатомиздат, 1988.–456 с.

8. Мілих В.І., Шавьолкін О.О. Електротехніка, електроніка та мікропроцесорна техніка: Підручник. За ред. В.І.Мілих.– К.: «Каравела», 2007.– 688 с.

9. Брускин Д.Э., Зорохович А.Е., Хвостов В.С. Электрические машины и микромашины. М.: Высш. шк. 1990.– 528 с.

10. Вольдек А.И. Электрические машины. Л.: Энергия, 1978.– 832 с.

11. Літерні позначення величин та параметрів електричних машин: методичні вказівки до використання в навчальному процесі кафедри «Електричні машини» для студентів і викладачів електротехнічних спеціальностей / Укладач В.І.Мілих.– Харків: НТУ «ХПІ», 2007.– 28 с.

12. СТВУЗ–ХПИ–3.01–2006 Текстовые документы в сфере учебного процесса. Общие требования к выполнению.