книги / Проектирование электрических машин

швов А и Б, м (см. рис. 9-44). Мож­ но принять

где k\ — коэффициент перегрузки: fci= l,7 + 2 ,5 ;

Мп = 9550 Рп■

Щ = 6,1510э (75,46-10~4 —64,46г-10-4) х

= 152 000 Н; 590000-fi 970000

г д е £ п=£>2—Лц— Диаметр окружнос­ ти, проведенной че­ рез середины па-

q — упругость спрессо­ ванного пакета, бе­ рется как 7з усилия

прессовки: q = (0,5-М) ■106 Па. Большие значения q выбирают­

ся для машин меньшей мощности. Напряжение на срез кольца прямо­ угольного сечения, Па,

лец, выполненных из стали, прини­ мается 60* 106 Па.

Втулка, запирающая сердечник ротора (якоря) на валу, также на­ ходится под действием силы Q, оп­ ределяемой по (9-93). Для предот-

от натяга, т. е. разницы внутренне­ го диаметра втулки и наружного диаметра вала. Необходимая вели­ чина натяга рассчитывается исходя из геометрических размеров вала, втулки и силы Q, а затем по «Еди­ ной системе допусков и посадок» (стандарт СТ СЭВ 144-75) выбира­ ется стандартная посадка. В соот­ ветствии с выбранной посадкой ус­ танавливаются допуски на изготов­ ление вала и втулки. После этого уточняется усилие сдвига втулки и проверяется максимальное напря­ жение на втулке, которое не долж ­ но превышать допустимого значе­ ния для материала, из которого из­ готовлена втулка.

Расчет натяга и выбор посадки ведутся в следующем порядке.

Определяется давление, Па, на посадочную поверхность из фор­ мулы

Е — модуль нормальной упруго­ сти (для сталей £ = 2 ,1 -1 0 “ Па); Da — наружный диаметр втул-

По полученному значению натя­ га Amin выбирается стандартная посадка, имеющая натяг, близкий к расчетному.

Максимальное напряжение на втулке определяется по формуле

Значение р' определяют из (9-96) при максимальном натяге Атах-

ла + 7 5 МКМ* 3 ДЛЯ втулки j^MKM). При ЭТОЙ посадке МННПМа.ПЫ1ЫЙ натяг Д„пп =

=75—30=45 мкм (450-10-7 м), макси­ мальный натяг Д»|0* = 94—0=94 мкм (940Х ХЮ -7 м).

Уточняем давление на посадочную по­ верхность при минимальном натяге по (9-96):

Уточияем силу Р по (9-95):

Р= 306- 10»я-8-10-?-3,5-10-2-0,15 =

=40 300 Н.

Р40 300

Т— 5 ш " ' - в15>'’2-

Давление при максимальном натяге

,900-10-7

РУ = ~ 8-Ю-2 '5>45 -10*» = 614-10» Па.

Напряжение на растяжение в сечении втулки по (9-97)

2-614-10»

\11,5-10—2/

= 240-10® <0,7-360-10® Па.

Проверка прочности зубцов.

Зубцы магнитопроводов нагружены центробежной силой, силами от собственного веса, а также от веса обмотки и изоляции, лежащих з пазу. Наиболее слабым в механи­ ческом отношении является сечение в основании зубца шириной bz. На­ пряжение растяжения в этом сече­ нии определяется по формуле, Па,

Центробежная сила зубца и со­ держимого паза на 1 м длины яко­ ря. Н/м,

с ; - w ( « ; + « ; ,. ) ( 0 , - а„ )х

где D2, Ап— внешний диаметр рото­ ра (якоря) и высота паза, м.

Масса зубца на 1 м длины яко­ ря, кг,

Масса меди обмотки и ее изоля­ ции на 1 м длины якоря, кг,

т о л = /и* + т п’ — [8,9<7d Nn+

-f 2,5 (bn hn— qaWB)] • 103, (9-101)

где qa— сечение проводника, м2; Nn— число проводников в па­

зу; А„— ширина паза, м.

Рис. 9-51. Крепление концов проволоки бандажей якоря.

а — на магннтопрооодс: б — па лобовых частях обмотки.

собственных потерь, не требуют наложения изоляции между банда­ жом и обмоткой, менее трудоемки в изготовлении. Недостатком таких бандажей является их большая толшина, так как стеклолента имеет меньшую механическую прочность.

При расчете бандажа исходят из того, что он испытывает напряже­ ния от центробежных сил обмотки н самого бандажа. Число витков проволочного бандажа

где Z3— число пазов якоря;

I— полная длина магнитопровода якоря, м;

« о . н — по (9-101).

Для нахождения витков банда­ жа с одной стороны лобовой части

учитывает массу изоляции.

Число витков бандажа из стеклоленты определяют по формуле

растяжения, равное 150-106 Па для

лента ЛСБ (ТУ 6.11.22-70) толщи­ ной 0,18—0,2 мм и шириной 10, 15, 20, 25, 30 мм. Высоту бандажных канавок па сердечнике якоря выби­ рают от 2 до 3,5 мм.

П рим ер р а сч ет а. Двигатель по­ стоянного тока Р«=75 кВт, максимальная

qa = 16,15-10-" м2, ?л = 0.2-10-2.15X

Ж10-» = 3,0-10-° м=. Из (9-101)

wo.n = [8*9‘16-15‘10-6-12 + 2*5 (1.2 *

Х 10-г-3 1 0 -2- 16.15-Ю-6.12)]Х

X 103 = 2,145 кг.

Масса пазовой части обмотки с изоля­ цией по (9-105)

m0.i, = 2.145-27-26,7.10-2= 15>4 кг.

Напряжение от центробежных сил по (9-108)

X 10» = 2,3810s Па. По (9-107)

15 ,4 (2 5 ,8 -1 0 -2 -3 -IQ-2)

Щ = 0,9 3,0-10-°•( 150-10° — 2,38.10°) ‘

X ( M S L V . I0, = 50 .

\1000 )

Расчет клиньев. Клинья изготов­ ляют из гетинакса, текстолита, стеклотекстолита и дерева (бука, клена, ясеня). Клин рассчитывают на изгиб как балку с сосредоточен­ ной нагрузкой посредине. Эта на­ грузка разна центробежной силе пазовой части обмотки. Расчет про­ изводится на 1 м. Исходя из этого определяется предварительная вы­ сота клина Лк (рис. 9-52), м:

V одоп

Центробежная сила пазовой части обмотки на 1 м, Н/м,

C' = 5 , 5 < „ p 2- f t n) ( J ^ - ) ! - №

где m' „— по (9-101);

Лк—средняя ширина клина, м (рис. 9-52):

Ьи« Л п + (1 - 3 ) . 10-».

Допустимые напряжения на из­ гиб Одоп для гетинакса 20 МПа, для текстолита 35 МПа, для дерева при расположении волокон поперек па­ за 8 и вдоль паза 4 МПа.

По найденной высоте Л,{ из табл. 9-9 подбирают нормализован­ ные размеры клина. Приведенные

А .

ь„

yt h«

111^/>|с

ЛIIIi l l 1 Пг

i iIIi

Рис. 9-52. К расчету пазового клина.

в таблице размеры даны в соответ­ ствии с рис. 9-52. По производствен­ ным соображениям высота клина должна составлять не менее 0,256п.

П р и м ер р асч ета . Тот же двига­ тель, что и в предыдущем примере (Рц=

Из (9-101)

/л' м = [8,9-16.15-10—«12 4-

-|- 2,5 (1,2* 10—"-3,6-10~? —

—16,15-10—6< 12)1-Ю3 = 2,325 кг.

ной и сложной частью машины по­ стоянного тока. Он состоит из кол­

друга между ними укладывают про­ кладки из специального коллектор­ ного миканита толщиной 0,8— 1,5 мм. Набор коллекторных пла­ стин с изоляцией между ними дол­ жен быть прочно закреплен и иметь строго цилиндрическую форму при всех режимах работы машины. Су­ ществующие конструкции коллекто-

Рпс. 9-53. Способы крепления коллектор­ ных пластин.

ров различаются по способу креп­ ления пластин и имеют большее многообразие. Здесь рассматрива­ ются наиболее употребляемые в со­ временных машинах способы креп­ ления: нажимными конусными фланцами и конструкционной пласт­ массой.

При креплении нажимными ко­ нусными фланцами коллекторные пластины выполняют в виде ласточ­ кина хвоста. Изоляционные про­ кладки между пластинами выпол­ няют такой же формы. Коллекторы с креплением нажимными конусны­ ми фланцами подразделяют на арочные и клиновидные. В первом случае нажим на пластины осуще­ ствляется только на ласточкин хвост (рис. 9-53,а), а при клино­ видном кроме нажатия на ласточ­ кин хвост производится нажатие также на концы пластин (рис. 9-53,6).

Наибольшее распространение получили арочные коллекторы, как более технологичные. На рнс. 9-54

1

цилиндр 5. Со стороны якоря у кол­ лекторной пластины имеется выступ 6, называемый петушком, в котором выфрезеровывается шлиц. В этот шлиц закладываются, а затем при­ паиваются проводники обмотки якоря.

Рассмотренную конструкцию применяют при диаметрах коллек­ торов до 200—250 мм и малой дли­ не. В коллекторах с общей длиной более 200 мм не рекомендуется при­ менять затяжку фланцев кольцевой гайкой, так как в этом случае при на­ греве пластин из-за температурной деформации происходит бочкооб­ разный выгиб пластин.

Пример конструкции коллекто­ ров с большими диаметрами пока­ зам на рис. 9-55. Здесь нажимные фланцы 1 стягиваются стальными

Рис. 9-56. Коллектор на пластмассе.

большой их длине для повышения прочности применяют конструкцию коллекторов с бандажными коль­ цами. Стальные бандажные кольца, насаженные на внешнюю поверх­ ность коллектора, осуществляют стяжку его пластин. Для предотвра­ щения замыкания коллекторных пластин посадку колец производят на миканитовые пояски.

Вкорпусе коллекторов вентили­ руемых машин предусматривают каналы для прохода воздуха.

Вколлекторах относительно не­ больших размеров (с наружным ди­ аметром до 40—50 см) в настоя­ щее время находит широкое приме­ нение крепление пластин пластмас­ сами (рис. 9-56). По сравнению с креплением нажимными фланцами

такие коллекторы более надежны в эксплуатации в отношении сохра­ нения правильной цилиндрической формы, имеют меньшую трудоем­ кость изготовления и себестои­ мость за счет отсутствия механичес­

ную втулку 1, в которой для лучше­ го сцепления с пластмассой прото­ чены кольцевые канавки. Пластмас­ су 2 впрессовывают в пространство между втулкой и коллекторны­ ми пластинами. Для этого применя­ ют пластмассу марки Кб или АГ-4.

В целях повышения механичес­ кой прочности в углубления коллек­