3 Расчёт центровки валов

Для проверки полумуфт на осевое биение устанавливаются два индикатора в диаметрально противоположных точках торца полумуфты, на одинаковое расстояние от оси вращения вала. Для замеров окружности полумуфты делят на чётное число равных частей (например на 4) и торцевое биение определяют на основании 4–х пар замеров.

Измеренные данные: расстояние от муфты до подшипников (3) l₁ = 290 мм; расстояние от муфты до подшипника (4) l₂ = 1500 мм, а также расстояние от оси вала до болта r =325 мм. Остальные замеры изображены на рисунке 1.1.

Решение:

х₃=((а₂–а₄)/2)+((b₂–b₄)/2)×l₁/r=((0,82–0,48)/2)+((0,76–0,6)/2)×(290/325)=0,31мм.

х₄=((а₂–а₄)/2)+((b₂–b₄)/2)×l₂/r=((0,82–0,48)/2)+((0,76–0,6)/2)×(1500/325)=0,91мм.

у₃=((а₁–а₃)/2)+((b₁–b₃)/2)×l₁/r=((0,71–0,59)/2)+((0,82–0,54)/2)×(290/325)=0,185мм.

у₄=((а₁–а₃)/2)+((b₁–b₃)/2)×l₂/r=((0,71–0,59)/2)+((0,82–0,54)/2)×(1500/325)=0,707мм.

Следовательно, подшипник (3) надо передвинуть вправо (знак «+») на 0,31 мм поднять вверх на 0,185 мм; подшипник (4) необходимо передвинуть вправо (знак «+») на 0,91 мм и поднять на 0,707 мм.

Зазоры измерены правильно, так как суммы четких замеров горизонтального и вертикального зазоров равны сумме нечётных, а именно:

а₁ + а₃ = а₂ + а₄ = 1,3;

b₁+ b₃ = b₂ + b₄ = 1,36.

а₁=0,71

b₁=0,82

b₄=0,6 b₂=0,76

а₄=0,48 а₂=0,82

b₃=0,54

а₃=0,59

Рисунок 1.1 – Измеренные размеры вала

1 Выбор обмотки статора асинхронного двигателя

Электродвигатель, с номинальным напряжением 127/220 В, требуется перемотать для использования в сети с напряжением 220/380 В. Число эффективных проводников в пазу n_эл. = 22, число параллельных ветвей а_ст. = 2, число элементарных проводников n_эл.ст. = 2, провод марки ПЭТ–200, диаметр провода с изоляцией d_и.ст.= 1,61 мм, диаметр элементарного проводника без изоляции d_ст.= 1,5 мм.

Решение:

1 Новое число эффективных проводников в пазу равно

N_hob = N_ст.×(U_нов× а_нов / U_ст.× а_ст. ) = 22×(220×2/127×2) = 38,1,

Принимают N_hob = 38.

2 Принимают в новой обмотке один элементарный проводник в эффективном проводе, т.е. n_эл.нов. = 1.

3 Диаметр провода при напряжении 220 В

d_нов = d’× k_d = 1,14×1,41=1,6 мм,

где d' = 1,14 мм (по рисунку 1 для U = 220 В).

Из таблицы 4, исходя из произведений а_ст× n_эл.ст. = 2×2 = 4,

получают а_нов× n_эл.нов. = 2×1 = 2,

k_d = 1,41.

По таблице 1 выбирают новое стандартное сечение проводника d_нов = 1,60 мм и d_и.нов = 1,71 мм.

4 Проверяют, разместятся ли 38 новых эффективных проводников в старых пазах:

(N_hob× d²_и.нов× n_эл.нов.)/(N_ст.× d²_и.ст.× n_эл.ст.) = (42×1,71²×1)/(24×1,6²×2) = 0,97<1.

Из расчета видно, что проводники новой обмотки поместятся в пазу.

4 Расчёт обмотки статора асинхронного двигателя, не имеющего паспортных данных

Определить диаметр провода, число витков обмотки статора и мощность электродвигателя серии 4А.

При обмере статора стало известно: внутренний диаметр D_i = 135 мм, наружный диаметр D_a = 400 мм, высота спинки h_с = 28,6 мм, площадь паза

S_п = 275 мм², количество пазов статора Z₁ = 24 (трапецеидальные). Длина сердечника статора l_i = 140 мм. Обмотка статора должна быть рассчитана на напряжение 220/380 В.

Решение:

1 Определяют возможное наименьшее число полюсов

2р = 0,50 D_i / h_с = 0,5×135/28,6 = 2,3.

Принимают 2р =2.

2 Полюсное деление

τ = π×D_i /2р = 3,14×135/2 = 211,95 мм.

3 Ориентировочная мощность электродвигателя Р = А×D_i²×l_i×n_с .

По рисунку 2 при τ = 211,95 мм и 2р = 2 – коэффициент использования А составляет 1,55×10^–9. Мощность электродвигателя:

Р = 1,55×10^–9×135²×140×3000 = 11,86 кВт.

4 Величина индукции в воздушном зазоре В_σ, согласно таблице 6, принимается 0,6 Тл.

5 Индукция в спинке статора, равная В_с = 0,36×В_σ× τ / h_с = 0,36×0,6×211,95/28,6 = 1,6 Тл,

находится в допустимых пределах (1,3–1,6 Тл).

6 Обмотка статора выбирается двухслойной с сокращением шага, равным 0,75.

7 Шаг обмотки статора

у₁ = β×Z₁/2р = 0,75×24/2 = 9,

принимают у = 8 (1— 9).

По таблице 7 k_w = 0,831 при q₁ = Z₁/(2р×m) = 24/2×3 = 4.

8 Магнитный поток на одни полюс

Ф = 0,637×В_σ×τ×l_i×10^–6 = 0,637×0,6×211,95×140×10^–6 = 0,011 Вб.

9 Число последовательно соединенных витков фазы статора

W_ф = U₁/222×k_w×Ф = 220/222×0,831×0,011 = 105,16.

Число витков фазы статора принимают W_ф=96, так как 96 делится на Z₁/6 = 16.

10 Число эффективных проводников в пазу

N = 6×W_ф×a / Z₁ = 6×96×1/24 = 24,

где а = 1 (таблица 8).

11 Полное сечение меди эффективных проводников паза при двухслойной обмотке и трапецеидальном пазе

S_м = S_п×k_м = 275×0,30 = 82,5 мм².

12 Сечение элементарного проводника без изоляции

S_эл = S_м/N×n_эл = 82,5/24×2 = 1,719 мм².

13  По таблице 1 выбирают провод марки ПЭС–1 с диаметром без изоляции 1,719 мм², сечением элементарного проводника S_эл = 2,269 мм².

14 Мощность электродвигателя определяют следующим образом.

Предварительно необходимо подсчитать фазный ток статора. По таблице 6 принимают плотность тока δ = 6 А/мм²;

I_ф = S_эл × δ × n_эл × а = 2,269×6×2×1 = 27,228 А.

По току статора и напряжению определяют полную мощность двигателя

S = 3 × I_ф× U_ф/1000 = 3×27,228×220/1000 = 18 кВ×А.

Активная мощность двигателя

P = S×ή×соsφ = 18×0,875×0,89 = 14,02 кВт,

где ή и cosφ – коэффициенты полезного действия и мощности.

По таблице 10 принимают ή = 0,875, соsφ = 0,89.