ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

МЕХАНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ДЕТАЛЕЙ КОНСТРУКЦИИ

Расчетные параметры машины являются основанием для конструирования: составления продольного разреза с размерами; определения габаритных размеров спроектированного двигателя; уточнение некоторых размеров деталей в процессе сборки конструкции на чертеже; определение установочных размеров, веса деталей и всех машины в сборе. Конструирование машины предусматривает механические расчеты наиболее напряженных деталей, определение напряжений и упругих деформаций деталей, их сравнение с допустимыми для принятого материала детали.

8.1 Расчет вала машины на жесткость и прочность:

Вал машины должен быть достаточно прочным, чтобы выдержать все механические нагрузки без появления остаточных деформаций. Иметь достаточную жесткость, чтобы при работе двигателя из-за прогиба вала ротор не задевал внутреннюю поверхность статора при малой величине воздушного зазора. Критическая частота вращения вала, вызывающая поперечные и крутильные резонансные колебания, должна быть достаточно удалена от рабочей частоты вращения вала.

Вал спроектированного двигателя, показанный на рис.21, имеет ступенчатую цилиндрическую форму. Число ступеней вала соответствует числу узлов машины, размещенных на валу: магнитопровод ротора, левый и правый подшипники качения, свободный конец вала с упругой муфтой для соединения с производственным механизмом. Размеры свободного конца вала выбираем по [1]: диаметр – 65 (мм), длина свободного конца – 140 (мм), ширина шпонки - 18 (мм), длина шпонки - 11 (мм), наибольшая величина вращающего момента при продолжительности режима работы – 630 (Н*м).

Жесткость вала характеризует его прогиб под действием радиальных сил. Основная из них – вес сердечника ротора. Прогиб определяют на участке вала с сердечником ротора и сравнивают с допускаемым. Масса стали сердечника ротора состоит из массы ярма и массы зубцов ротора.

Масса стали в ярме:

Массу стали в зубцах ротора:

Масса сердечника ротора:

m₂=m_я2+m_z2=37.93+11.03=48.96 (кг).

Масса вала машины:

Масса ротора вместе с валом:

m_р=m₂+m_в=48.96+3.2=52.16 (кг).

Сила тяжести ротора, приложенная посредине между опорами

подшипников:

G_p=9.81*m_р=9.81*52.16=511.7 (H).

Расчет прогиба вала посредине магнитопровода ротора от действия силы G_p показал, что расчетный прогиб вала не превышает 10% от величины воздушного зазора δ=0.445 (мм). Вал будет изготовлен из стали марки Е=2.06*10¹¹(Па), предел текучести – 3600*10⁵ (Па); допустимое напряжение

материала - 252*10⁶ (Н/м²).

Вал машины испытывает одновременное воздействие напряжений кручения и изгиба. Напряжение материала вала находим, учитывая сложное воздействие:

где s_и - напряжение изгиба вала.

Напряжение от изгиба вала:

Напряжение при кручении вала: ,

где коэффициент нагрузки к=2.

Выбранный вал удовлетворяет требованиям по прочности, так как напряжение материала от кручения и изгиба ниже допустимого:

s_и =252*10⁶ (Н/м²).

8.2 Расчет и выбор подшипников:

Принимаем шариковые радиальные однорядные подшипники легкой серии.

Параметры подшипника:

· марка 213,

· диаметр под вал - 65 (мм),

· внешний диаметр - 120 (мм),

· ширина – 23 (мм),

· динамическая грузоподъемность - С=44000 (Н),

· статическая грузоподъемность - С₀=34000 (Н),

· максимальная частота вращения - 5000 (мин^-1),

Из уравнений равновесия сил относительно опор А и В находим радиальные реакции в подшипниках:

R_a(a+в)-G_p*в=0;

R_в(a+в)-G_p*в=0; a=в следовательно: в/(a+в)=0,5

G_p=511.7 (H);

R_a=G_p*в/(a+в) = 511.7*0.5=255.85 (Н);

R_в=G_p*в/(a+в)= 511.7*0.5=255.85 (Н);

Приведенную динамическую нагрузку принимаем Q= к*R, где для машины общепромышленного назначения к=2. Тогда Q=255.85 [H].

8.3 Выбор муфты для соединения рабочего конца вала с приводным механизмом:

Для соединения рабочего конца вала двигателя с диаметром d=75 (мм) с валом приводного механизма по упругую муфту типа МУВП8.

Основные данные выбранной муфты:

· максимальный вращательный момент - 2021 (Hм);

· минимальный диаметр под вал - 50 (мм);

· максимальный диаметр под вал – 75 (мм);

· наружный диаметр муфты – 260 (мм);

· диаметр, проходящий через оси соединительных пальцев - 195 (мм);

· диаметр пальца – 24 (мм);

· число пальцев - 10;

· осевая длина одной из составляющих муфты - 112 (мм).

Определим поперечную силу:

F_n=К_п*М_ном/R=0.3*123.81/0.13=285.7 (Н),

где М_ном - номинальный вращающийся момент на валу двигателя;

К_п= 0.3 - степень воздействия упругой муфты;

R=260/2=130(мм) радиус осей соединительных

При расчете реакций опор в подшипниках R_в и R_а следует учитывать влияние силы F_n на величину радиальных усилий. Расчет этих усилий с учетом F_n показал, что нагрузка подшипников не превышает допустимой.

ВЫВОДЫ

1) Разработана конструкция, рассчитаны линейные размеры деталей, определены электрические, магнитные и механические нагрузки материала деталей асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

Сводные расчетные параметры спроектированного двигателя:

· номинальное напряжение сети: U_1фном=220 В;

· номинальная мощность на валу двигателя: Р_2ном=9,5 кВт;

· номинальный ток: I_1фном= 19.7 А;

· номинальная скорость вращения: n_ном=750 мин^-1;

· номинальный КПД: _ном= 88.5 %.

Спроектированный двигатель по своим параметрам не уступает серийно выпускаемому той же мощности и соответствует всем отраслевым стандартам.

2) При разработке конструкции применены современные проводниковые, магнитные, электроизоляционные и конструктивные материалы, что позволило сохранить габаритные и установочно – присоединительные размеры спроектированного двигателя в пределах серийного выпускаемого.

3) Результаты электромагнитного, вентиляционного, теплового и механического расходов двигателя подтверждают работоспособность, долговечность и эксплуатационную надежность спроектированного двигателя.

4) Рабочие и пусковые характеристики спроектированного двигателя соответствуют типовым характеристикам и удовлетворяют требованиям к предельным значениям вращающего момента и пускового тока, а также параметрам двигателя при номинальной механической нагрузке на валу.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1) Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник/ А.Э. Кравчик, М.М. Шлаф, В.И. Афонин, Е.А. Соболецкая. – М.: Энергоиздат.-1982.-504 с.

2) Справочник по электрическим машинам/ Под ред. И.П. Копылова; Б.К. Клокова.- М.: Энергоатомиздат.-1988.- 456 с.

3) Калинкин В.С. и Карельская Н.Т. Курсовое проектирование по технологии электромашиностроения: Учеб. Пособие для техникумов.-М.: Высшая школа.-1989.- 360 с.

4) Кацман М.М. Расчет и конструирование электрических машин: Обмоточные данные. Ремонт.Модеонизация:Справочник.-М.:Энергоатомиздат.-1984.-360 с.

5) Петриков Л.В. Корначенко Г.Н. Асинхронные электродвигатели: Обмоточные данные. Ремонт.Модеонизация: Справочник.-М.:Энергоатомиздат.-1988.-496с.

6) Автоматизированное проектирование электрических машин: Учеб. Пособие для вузов / Под. Ред. Ю.Б. Бородулина.-М.:Высшая школа.-1989.-309с.