книги / Проектирование электрических машин

9200-

т1 — 0,218 = 11 700 II;

следует, что наиболее нагруженным являет­ ся сечение А, для которого

аар = 632-10* < 0,7-3600-105 Па.

9-4. ПОДШИПНИКИ. ПОДШИПНИКОВЫЕ ЩИТЫ

В электрических машинах с го­ ризонтальным валом подшипники выполняют роль поддерживающих опор. Они воспринимают действия силы тяжести ротора, силы односто­ роннего притяжения, сил, возннка-

ющих от несбалансированности ро­ тора и дополнительных продольных нагрузок от приводных механизмов. В машинах относительно неболь­ шой мощности подшипники разме­ щают в подшипниковых щитах, ко­ торые располагаются по торцам ма­ шины и предназначаются для при­ крытия лобовых частей обмоток.

Рис. 9-16. Подшипниковый щит асинхрон­ ного двигателя.

Подшипниковые щиты выполня­ ют сварными или литыми (рис. 9-16), в средней части щитов дела­ ют сквозное цилиндрическое отвер­ стие для подшипников. Щиты прнболчиваются к станине. Для цент­ ровки относительно станины в верх­ ней торцевой части щита делают кольцевой буртик. Если буртик под­ шипникового щита входит в расточ­ ку станины, то такое сочленение образует внутренний замок. При расположении буртика иа наруж­ ной поверхности станины замок на­ зывается наружным.

В машинах защищенного испол­ нения в щитах делают окна для прохождения охлаждающего воз­ духа. Если подшипниковый щит охватывает коллектор или контакт­ ные кольца, то для доступа к щет­ кам в верхней его части делают проемы, закрываемые крышками. Для закрепления щита в станке при его обработке на нем делают специальные технологические при­ ливы.

В машинах большой мощности при внешних диаметрах более 1 м

подшипники выносят за станину и устанавливают на специальных стояках (рис. 9>17). Стояковые под­ шипники крепят болтами к той же фундаментной плите, на которой установлена станина. Во избежа­ ние появления подшипниковых то­ ков один из стояков изолируют от фундаментной плиты изоляционной

применяют радиальные однорядные шарико- и роликоподшипники. Ра­ диальные шарикоподшипники (рис. 9-18) могут кроме радиальной на­ грузки воспринимать некоторую осевую нагрузку. При повышенном радиальном зазоре между шарика­ ми и дорожками качения колец подшипник приобретает свойства радиально-упорного подшипника и хорошо работает на восприятие больших осевых нагрузок. Поэтому

жЖ

| 1—^

Рис. 9-17. Общий вид машины со стояко­ выми подшипниками.

I I

нитного притяжения, Н (см. § 9-3). Определив приведенную нагруз­ ку Q, а также учитывая частоту вращения подшипника п и требуе­

Рис. 9-22. К определению радиальных ре­ акций подшипников RA и RD.

новной характеристикой подшип­ ника:

для шарикоподшипников

C=i b ^ ; <9'38)

для роликоподшипников

Срок службы (или долговеч­ ность) подшипника в часах может быть задан или его выбирают рав­ ным 1д5г( 154-20). 103 ч.

По найденной динамической грузоподъемности по таблицам ГОСТ (см. табл. П-36 и П-37) вы­ бирают конкретный подшипник и находят его габаритные размеры.

Диаметр внутреннего кольца у вы­ бранного подшипника должен быть равен диаметру цапфы. Наряду с динамической грузоподъемностью в таблицах приведены данные о пре­ дельной частоте вращения. Рас­ четное значение С должно быть меньшим или равным табличному значению. Если расчетное значение С получается больше табличного, а долговечность не может быть уменьшена, то следует выбрать подшипник из другой, соответству­ ющей заданным параметрам серии. В некоторых случаях можно пойти на установку сдвоенных подшип­ ников. При применении сдвоенных подшипников, учитывая неравно­ мерность распределения между ни­ ми нагрузки, каждый подшипник следует рассчитывать на нагрузку, равную 70% всей нагрузки опоры. Подбор подшипников рекомендует­ ся производить, начиная с легкой серии.

Подшипники скольжения. В на­ стоящее время подшипники сколь­ жения применяются главным обра­ зом для крупных электрических машин и выполняются в виде стоя­ ковых подшипников (рис. 9-23). Корпус подшипника изготовляется из чугуна. В корпус входят стояк 1

одно или два отверстия для смазоч­ ных колец 4. Вкладыши выполня­ ются из стали, чугуна, бронзы и

а затем развальцовываются в кони­ ческих углублениях листов (рис. 9-25). Они равномерно распределе­ ны по поверхности листов и занима­ ют около 0,02—0,03 этой поверхно­ сти. Обычно их не менее четырех. Диаметры отверстий под заклепки берутся на 0,15—0,2 мм больше диа-

штамповываются пазы для разме­ щения компенсационной обмотки (рис. 9-26, б).

Добавочные полюсы выполняют­ ся цельными или собранными из штампованных стальных листов. В машинах относительно неболь­ шой мощности добавочные полюсы

Расчет крепления главных полю­ сов в машинах постоянного тока

проводится из условия, что на бол-

Рис. 9-28. К расчету крепления главного полюса.

ты, которыми полюс соединяется со станиной, действует тангенциаль­ ная сила Q от вращающего момен­ та, а на полюсы, расположенные по горизонтальному диаметру ярма, еще и сила тяжести полюса с обмот­ кой Gn,o (рис. 9-28). Магнитное при­ тяжение полюса якорем в этих рас­ четах не учитывается, так как он одновременно притягивается и ста­ ниной, причем с большей силой вследствие более высокого значения индукции в сердечнике полюса.

Тангенциальная сила, действую­ щая на полюс, Н,

кой, кг.

Принимая коэффициент трения между станиной и полюсом равным 0,2, определяют необходимую пло­

на полюс тц (/П б^2)

(941)

ГЛОТц

Заклепки полюсов проверяются •на растяжение

Расчет крепления добавочных полюсов производится, исходя из то­ го, что на болты, притягивающие их к станине, действует усилие магнит­ ного притяжения к соседним разно­ именным главным полюсам. В пере­ даче вращающего момента добавоч­ ные полюсы не участвуют. Учитывая, что основание добавочного по­ люса значительно уже, чем у глав­ ного, необходимо проверить полюс не только на сдвиг, но и на опроки­ дывание.

Силы взаимодействия между до­ полнительным полюсом и главными полюсами, расположенными по обе стороны от него, различны по зна­ чению и направлению. Результиру­ ющая сила взаимодействия между концами добавочного полюса и по­ люсным наконечником соседнего главного полюса равна, Н:

(9-43)

4,08-10»

Результирующая сила взаимо­ действия между сердечником доба­ вочного полюса и сердечниками со­ седних главных полюсов, Н,

Q, = (Я — h) /д [р* + * Ш ря . (9.44)

18.3.10- /£

В приведенных формулах обо­ значения величин соответствуют обозначениям на рис. 9-29, /д — осе­ вая длина дополнительного полюса. Магнитодвижущие силы параллель­ ной обмотки возбуждения Рш, по­ следовательной обмотки Fc и допол­ нительных полюсов Fa берутся для номинального режима из электро-

Рис. 9-29. К расчету крепления добавоч­ ного полюса.

магнитного расчета; k — коэффици­ ент перегрузки.

Полюс, расположенный по гори­ зонтальному диаметру ярма, нахо­ дится в наихудших условиях, по­ скольку действующие силы тяжести и магнитного тяжения суммируются. Для этого полюса расчетная сила затяга болтов, при которой сила трения между станиной и полюсом обеспечивает отсутствие сдвига по­ люса, равна, Н:

где Ол,п— сила тяжести добавоч­ ного полюса с обмот­ кой, Н;

0,2— коэффициент трения между станиной и полю­ сом.

Расчетная сила затяга болтов, которая обеспечивает отсутствие опрокидывания полюса,

Г = - j f j - (0.9Q, + 0,7(?, + 0 ,5 0 „ ).

(9-46)

Расчет болтов ведется по наи­ большей силе затяга Р’ или Р".

Внутренний диаметр резьбы бол­ та, м,

где тА— число болтов: т д^ 2 .

В целях унификации болты для крепления главных и добавочных полюсов при небольшой разнице в

Х4,08-10Б (4,5-10-?)? ~

из (9-44)

<?2 = (13 — 2) 10—а-25,5-10—?Х

(7400+ 2-2000)-2-6000

373 Н;

Х18,3-106 (7,5 -IQ—2)2

сила тяжести дополнительного полюса с обмоткой

Од,п = 9,81-22=216 Н;

из (9-45)

_ 850+ 373 +2 1 6

7100 Н;

0,2