6.2. Розрахунок вала на міцність.
6.2.1. Знаходиму силу тяжіння шківа по /1с.155/
Fшк = 9,81*Gшк,
де: Gшк = 5,4 кг.
Fшк = 9,81*5,4 = 52,97 Н.
6.2.2. Визначаємо значення z1’ з урахуванням розмірів шківа по /1с.155/
z1’ = 40 мм
6.2.3. Розраховуємо згинаючий момент в перерізі 1с вала по /1с.155/
Ми = (Мmax/Мном)*(Fп + Fшк)* z1’*10-3,
Ми = 2,37*(1309+52,97)* 33*10-3 = 129,17 Н*м.
6.2.4. Розраховуємо момент кручення по /1с.156/
Мк = (Мmax/Мном)*Мном, Мк =2,37*50,93=129,17 Нм.
6.2.5. Визначаємо еквівалентне напруження в перерізі 1с по /1с.155/
,
екв=√129,172+120,72/38*10-10=32,2*106 Па.
Приймаємо для виготовлення вала сталь марки 45, тоді:
екв/т=32,2/360=0,09.
Тобто умова екв 0,7*т виконується.
6.2.6. Знаходимо прогин вала від сили тяжіння шківа по /1с.156/
,
fшк=0,00431*52,97/1309=1,74*10-4
мм.
6.2.7. Визначаємо критичну частоту обертання по /1с.156/
,
nкр=950√(1-0,00051*399,42/133,72*0,07231)/(0,00051+0,000174)=35940 об/хв.
Таким чином, умова nкр >1,3*nном виконується.
7. Розрахунок підшипників.
7.1. Розраховуємо найбільше радіальне навантаження в опорах А і В по /1с.166/
RА = (F2 + Fм)*b/l + Fп*c/l,
RВ = (F2 + Fм)*а/l + Fп*(l + c)/l,
RА
= (133,72+399,42)*126/252
+ 1309*78/252 =
671,92 Н.
RВ = (133,72+399,42)*126/252 + 1309*(252 +78)/252 = 1981,52 Н.
7.2. Визначаємо динамічне навантаження у піднипниках по /1с.167/, вважаємо режим роботи підшипників з помірними поштовхами, приймаємо коефіцієнт навантаження kн = 1,5.
QА = kн*RА,
QВ = kн*RВ,
QА = 1,5*671,92= 1007,88 Н.
QВ = 1,5*1981,52 = 2972,28 Н.
7.3. Приймаємо розрахунковий строк служби підшипників
Lh = 12000 год,
тоді динамічна вантажопід’ємність шарикопідшипників А і В відповідно по /1с.167/
,
,
СА=(2972,28/25,6)* 3 √12000*1500=10317,9 Н.
СВ=(2972,28/25,6)*(12000*1500) 0,3 =24126,8 Н.
Вибираємо шарикопідшипник А d = 45 мм №309 з динамічною вантажепід'ємністю С =37000 Н.
Вибираємо роликопідшипник В d = 45 мм №32309 з динамічною вантажепід'ємністю С =55500 Н.
8. Опис конструкції двигуна.
Асинхронні двигуни призначені для перетворення електричної енергії в механічну.
Асинхронна машина складається з нерухомої частини - статора і рухомої - ротора. По своїй конструкції асинхронні двигуни поділяються на два види: двигуни з короткозамкненим ротором і з фазним ротором.
Статор асинхронного двигуна складається із станини, яка виготовляється з алюмінієвого сплаву або чавуна, сердечника, який набирається з листів електротехнічної сталі, стрижня статора, в пази якого вкладена трьохфазна обмотка. Статор також складається з переднього і заднього підшипникового щита, лап для кріплення, коробки виводів таблиці з номінальними даними.
Листи електротехнічної сталі товщиною 0,3 - 0,5 мм покриті лаком для зменшення вихревих струмів і спресовані в стрижень.
В розточці статора розташована рухома частина двигуна - ротор. Він складається із стрижня ротора, набраного з листів електротехнічної сталі, які спресовуються і ізолюються один від одного лаком. В пази стрижня ротора заливається розплавлений алюміній, який з’єднується із струмозамикаючими кільцями. Ця обмотка і є накоротко замкненою. На валу ротора знаходяться вентиляційні лопатки для відводу тепла.
Принцип дії асинхронного двигуна. На обмотку статора подаємо напругу, по ній проходить струм. Він створює магнітний потік, який замикається в магнітопроводі, перетинаючи при цьому обмотку статора і обмотку ротора. По закону електромагнітної індукції при взаємодії струму і магнітного потока в обмотках індукується електрорушійна сила. В обмотці статора - електрорушійна сила самоіндукції, а в обмотці ротора - взаємоіндукції. Електрорушійна сила взаємоіндукції на короткозамкненій обмотці ротора визиває створення струму. Взаємодія цього струму з магнітним потоком визиває утворення електромагнітної сили, напрям визначаємо за правилом лівої руки. Сукупність цих сил на плече рівне 0,5 діаметра ротора і створює на валу двигуна електромагнітний момент, який і приводить ротор в рух.