11 Тепловой расчет.
79. Превышение внутренней поверхности сердечника статора над
температурой воздуха внутри двигателя.
Где К=0,22 по таб. 6-30 при 2р=2
α1=158 Вт/(
)
- по рис. 6-59б
kр=1,07- для обмоток с изоляцией класса нагревостойкости F
Рэ1=1431 Вт
80. Перепад температуры в изоляции пазовой части обмотки статора.
,
λэкв=0,16- средняя эквивалентная теплопроводность пазовой
изоляции (для класса нагревостойкости Н).
λ’=1.4- коэффициент теплопроводность внутренней изоляции
катушек. По рис. 6-62 при dэл/dиз=0,946
81. Перепад температуры по толщине изоляции лобовых частей.
где
=0,077
м
82. Превышение температуры наружной поверхности лобовых частей над
температурой воздуха внутри машины.
83. Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой
воздуха внутри машины.
84. Превышение температуры воздуха внутри машины над температурой
окружающей среды.
Где αВ=23 по рис. 6-59б [1]
=
3615-(1-0,22)*(414,1+452,59)=2317,06 Вт
где
=3471+(1,07-1)*(1431+327)=3615,06
Вт
где ∑Р=3471Вт
Рэ2=627Вт
=(3,14*0,313+8*0,36)*(0,145+2*0,09)=1,257
м2
Где Lp=0.36м - по рис 6-63
85. Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой
окружающей среды.
Δʋ1=9,24+80,088=89.337 ˚C
86. Расчет вентиляции. Требуемый для охлаждения расход воздуха.
m=3.3
87. Расход воздуха, обеспечиваемый наружным вентилятором.
12 Расчет вентилятора.
88. Наружный диаметр вентилятора.
Примем Dвент2=0.288 м
89. Окружная скорость лопаток по внешнему диаметру вентилятора.
=(3,14*0,288*3000)/60=45.216
м/с
90. Поперечное сечение межлопаточного канала выходе воздуха
S2=2 106QB/0.45u2=2 106 *0,265/0.45*45,216=0.25 м2
91. Аэродинамическое сопротивление
Z=12.3(nном10-3)2(Da10-2)2/QB2=12.3(2940*10-3)2(0,313*10-2)2/0,2652=4859.96 Па*с2/м6
92. Окружная скорость лопаток по внутреннему диаметру вентилятора
ʋ1=
=
=37.45 м/с
93. Внутренний диаметр вентиляторного колеса.
Dвент1=60*37,45/3,14*3000=0,243 м
94. Ширина лопаток.
bл=0,25/0,92*3,14*0,288=0.03 м
95. Число лопаток.
Nл=8*0,288/(0,288-0,243)=38,68
Примем число лопаток Nл=38
13. Механический расчёт
96 Расчёт вала на жесткость
кг
Масса коллектора принимаем равной нулю.
Расчёт прогиба проводится исходя из приведенной силы тяжести
Н
Номинальный вращающий момент двигателя:
Н*М
При работе машины возникают поперечные силы
Н
–коэффициент,
принимаем равным
, при условии
передачи упругой муфтой;
–радиус
делительной окружности шестерни или
радиус по центрам пальцев муфты или
окружности шкива, м.
|
№ |
di м |
Ji=Пd4/64 м4 |
yi м |
y3i м3 |
y3i-y3i-1 м-1 |
y3i-y3i-1 /Ji м3 |
y2i м2 |
y2i-y2i-1 м2 |
y2i-y2i-1 /Ji м-2 |
|
1 |
0,06 |
6,3585E-07 |
0,026 |
1,76E-05 |
0,0000176 |
27,68 |
0,0007 |
0,000676 |
1064 |
|
2 |
0,072 |
1,3185E-06 |
0,2125 |
0,0096 |
0,00958 |
7265,83 |
0,045 |
0,0443 |
33629 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Sв м-1 |
7293,51 |
|
Sо м-1 |
34693 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ |
di м |
Ji=Пd4/64 м4 |
xi м |
x3i м3 |
x3i -x3i-1 м3 |
x3i-x3i-1/Ji м-1 |
|
|
|
|
1 |
0,06 |
6,3585E-07 |
0,026 |
1,76E-05 |
0,0000176 |
27,68 |
|
|
|
|
2 |
0,072 |
1,3185E-06 |
0,2125 |
0,0096 |
0,00958 |
7265,83 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Sа м-1 |
7293,51 |
|
|
|
|
|
|
|
Прогиб вала, м, под
действием силы
на участке,
соответствующем середине магнитопровода,
равна:
|
|
|
=1.53
10-6м
где
– модуль
упругости;
Прогиб вала от поперечной силы муфты равна:
м
Первоначальное смещение ротора:
м
Начальная сила одностороннего магнитного прияжения:
Н
Прогиб от силы Т0 ; м
Установившийся прогиб вала:
м
Суммарный прогиб посередине магнитопровода ротора; м
Критическую частоту вращения находим по приближённой формуле:
|
|
|
.
.
В расчёте на
прочность принимаем коэффициент
перегрузки
[2, с. 239].
Напряжение на свободном конце вала в сечении А:
|
|
|
,
где
– изгибающий
момент;
|
|
|
;
–момент
сопротивления при изгибе;
|
|
|
Окончательно:
;
;
.
Напряжение на свободном конце вала в сечении B:
|
|
|
,
где
– изгибающий
момент;
|
|
|
;
–момент
сопротивления при изгибе;
|
|
|
.
Окончательно:
;
;
.
Напряжение на свободном конце вала в сечении C:
|
|
|
|
|
|
,
–момент
сопротивления при изгибе;
|
|
|
.
Окончательно:
;
.
Напряжение на свободном конце вала в сечении D:
|
|
|
,
где
– изгибающий
момент;
|
|
|
;
–момент
сопротивления при изгибе;
|
|
|
.
;
;
.
Из сопоставления данных следует, что наиболее нагруженным является сечение А, для которого σпрА=227 105 Па<0.7*3600 105=252 106Па
Т.к для стали марки 45 предел текучести 3600 105 Па
14 Выбор подшипников.
Нагрузка на точку В
H
Qв=1.5RA=655.6 H
C=(
Qв
/25.6)
=9108.9H
Где Lд=15000 ч
При диаметре цапфы 60 мм вибираем шарикоподшипник одноядерный радиальный типа 212 легкой серии по ГОСТ 8338-75
Нагрузку на точку Е
H
QЕ=1.5RВ =1386 H
C=(
QЕ
/25.6)
=26469H
Где Lд=15000 ч
При диаметре цапфы 60 мм вибираем шарикоподшипник одноядерный радиальный типа 212 легкой серии по ГОСТ 8338-75
|
Тип |
|
|
|
|
|
|
212 |
60 |
110 |
22 |
44400 |
5000 |
Литература
1. Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник/ А 90 А.Э. Кравчик, М.М.Шлаф, В.И. Афонин, Е.А. Соболенская.-М.: Энергоатомиздат, 1982.-504 с., ил.
2. Кацман М.М. Расчет и конструирование электрических машин: Учеб. пособие для техникумов.-М.: Энергоатомиздат, 1984.-360 с., ил.
3. Копылов И.П. Проектирование электрических машин: Учебное пособие для вузов. М.:Энергия,1980.-496 с.
4. Справочник по электрическим машинам: В 2 т./ Под общ. ред. И. П. Копылова и Б. К. Клокова.. Т. 1. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 456 с., ил.