- •1. Общие сведения о ветроэлектростанциях
- •1.1 Описание основных типов ветрогенераторов
- •1.2 Сравнение вертикально-осевых и горизонтально-осевых ветроэлектростанций
- •2. Выбор места расположения ветрогенератора
- •2.1 Перспективы развития ветроэнергетики в Украине
- •2.2 Выбор места расположения ветрогенератора
- •3. Прочностной расчет механизма
- •3.1. Определение передаточных чисел привода
- •3.2. Определение мощности, крутящего момента и частоты
- •3.3. Проектный расчёт редуктора
- •3.4. Определение диаметров валов
- •3.5. Расчет цепной передачи.
- •3.6. Расстояния между деталями передачи
- •3.7. Расчет магнитных подшипников
- •3.8. Проверочный расчёт наиболее нагруженного вала на усталостную прочность и жёсткость
- •3.9. Проверка долговечности подшипников.
- •3.10. Подбор муфты
- •3.11. Расчет шпоночного соединения.
- •3.12. Прочностной расчет лопасти
- •3.13. Расчет башни на прочность
- •4. Охрана труда
- •4.1 Проблемы охраны труда в машиностроении
- •4.2 Опасные и вредные факторы
- •4.2.1 Высотные работы
- •4.2.2 Требования безопасности при эксплуатации внедряемой ветроэнергетической установки
- •4.2.3 Охрана окружающей среды
- •4.2.4 Воздействие на визуальное восприятие
- •4.2.5 Шум
- •4.2.6 Мелькание тени и блеск лопастей
- •4.3. Расчёт молниезащиты
3.4. Определение диаметров валов
Рис.2
Быстроходный вал
Даметры различных участков вала определяем по следующим формулам:
;
Исходя из конструктивных особенностей редуктора принимаем d=25мм
Диаметр вала посадочных мест подшипников:
Принимаем
где t-высота буртика в мм
Диаметр основной части вала рассчитан:
,
Принимаем
где r-координата фаски подшипника.
Тихоходный вал
Диаметры участков вала определяем по следующим формулам:
принимаем d=32мм
Принимаем ;
Принимаем
Приводной вал
Диаметры участков вала определяем по следующим формулам:
принимаем d=40мм
Принимаем
;
Принимаем
3.5. Расчет цепной передачи.
Исходные данные: n2 = 177 об/мин, T2 = 152 Нм, U=3,5.
Назначим однорядную роликовую цепь типа ПР.
Предварительное значение шага для однорядной цепи
Ближайшие значения шагов по стандарту:
Назначение основных параметров.
Число зубьев ведущей звёздочки в зависимости от передаточного отношения.
из условия: ;делительный диаметр не должен превышать 410мм.
При
При
принимаем.
Далее расчёт будем вести для цепи с шагом
Межосевое расстояние.
Примем, что
Наклон передачи принимаем равным 30
Примем,что смазывание цепи нерегулярное. Цепь будут смазывать периодически при помощи кисти.
Определение давления в шарнире.
Найдём значение коэффициента ;
-нагрузка с небольшими ударами;
-оптимальное межосевое расстояние;
-наклон передачи менее 60;
-передача с автоматической регулировкой натяжения цепи;
-смазывание цепи нерегулярное;
-работа в две смены;
.
Окружная сила, передаваемая цепью.
Давление в шарнире однорядной цепи.
Однорядная цепь не подходит.
Найдём давление в шарнире для двухрядной цепи при :
Для дальнейших расчётов принимаем цепь 2ПР-19,05-6360.Её параметры: Р=19,05мм,
Диаметр ролика d=12,7 мм, расстояние между внутренними пластинами ,
Ширина внутренней пластины h= 18,08 мм, расстояние между рядами ,
Наибольшая ширина звена b=68 мм.
Число зубьев ведомой звёздочки.
Принимаем
Частота вращения ведомой звёздочки.
Делительный диаметр ведущей и ведомой звёздочки.
Диаметр окружности выступов ведущей и ведомой звёздочки.
Диаметр ведущей и ведомой звёздочки.
Принимаем: ;
Ширина зуба звёздочки.
Ширина зубчатого венца звёздочки.
потребное число звеньев цепи.
Принимаем
Уточнённое межосевое расстояние.
Полученное значение а’ уменьшаем на .
Окончательное значение межосевого расстояния:
Нагрузка на валы звёздочек.
3.6. Расстояния между деталями передачи
Зазор между поверхностями вращающихся колёс и стенками корпуса
,
где L-наибольшее расстояние между внешними поверхностями деталей передачи,мм.
Расстояние между дном корпуса и поверхностью червяка
Принимаем bo=40мм.
3.7. Расчет магнитных подшипников
Рассмотрим подвес сферического ротора в осесимметричном поле цилиндрического электромагнита броневого типа (рис. 2-2).
этот случай отражает характерные свойства разнообразных устройств электромагнитного подвеса.
Для описания положения сферы в пространстве достаточно ввести две координаты: у — расстояние центра сферы от продолженной вниз продольной оси магнита и (х0+х) — ширину зазора между электромагнитом и сферой. Направление отклонения центра сферы от вертикальной оси в силу симметрии системы безразлично.
Э
Рис.
2-2. Магнитный подвес
сферы.
Имеем:
Каждая составляющая зависит от координат х и у, диаметра сферы, м. д. с. и свойств материала, размеров и конфигурации электромагнита. Считая переменными координаты х, у и ток і обмотки, можем записать:
Fх=Fу{х, у, іω); Fу=Fу(х, у, іω) . (2-13)
Зависимости (2-13) для подвеса сферы в поле осесимметричного электромагнита (рис. 2-2) были получены экспериментально В. П. Желтовым [23]. На рис. 2-3 приведены полученные в [23] зависимости вертикальной силы Fх электромагнита от намагничивающей силы при различных зазорах (рис. 2-3,а) и зависимости Fх от зазора при различных значениях намагничивающей силы (рис. 2-3,6). На рис. 2-4 приведены зависимости боковой силы Ру от бокового смещения при различных значениях м. д. с. Приводимые кривые были получены на специально сконструированной измерительной установке со сферами различных диаметров. Электромагнит и сферы изготавливались из Электротехнической стали марки «Э». Зазор между сферой и электромагнитом из- мерялся с точностью до 0,05 мм. Боковые и вертикальные силы измерялись динамометрами.
Рис. 2-4. Зависимость боковой силы электромагнита от бокового смещения и намагничивающей силы.
1 - iω = 675 А; 2 - iω = 500 А; 3 - iω =375 А; 4 - iω = 250 А.
Как видно из графика рис. 2-4, боковая сила при малых смещениях растет с увеличением смещения, достигает максимума и при дальнейшем увеличении смещение уменьшается до нуля. Отклонение умакс, соответствующее максимуму боковой силы, почти не зависит от м. д. с. Экспериментальное исследование показывает, что в широкой области изменения зазора и диаметра сферы умакс не зависит и от этих величин. Зависимость боковой силы от смещения у может быть приближенно аппроксимирована формулой [23]
(2-14)
в которой с изменением прочих параметров изменяется только максимальная боковая сила Fyмакс- При малых смещениях у боковую силу можно описать линейной
функцией
где к2 — крутизна силовой характеристики.
Исследование зависимости крутизны характеристики боковой силы (2-23) от диаметра сферы dcф показывает, что существует максимум функции к2(dсф). При размерах электромагнита dС=16 мм, dн=48 мм, lс=70 мм с увеличением диаметра сферы начиная с 50 мм рост крутизны силовой характеристики замедляется, достигает максимума при диаметре 70—80 мм и при дальнейшем увеличении диаметра начинает уменьшаться.