Определение критической частоты вращения
Сила тяжести муфты:
.
Прогиб от силы тяжести упругой полумуфты:
.
Первая критическая частота вращения с учетом силы тяжести соединительного устройства:
.
Значение критической частоты вращения больше максимальной рабочей частоты более, чем в 9 раз.
Расчет вала на прочность
Расчет ведется для участка с см. рис. 23 в плоскости силы F, которая перпендикулярна оси вала.
Расчетный отрезок для изгибающего момента:
.
Изгибающий момент:
.
Момент кручения:
.
Момент сопротивления при изгибе вала:
.
Приведенное напряжение при совместном действии изгиба и кручения:
.
Проведем сравнение с пределом текучести на растяжение качественной стали 45, из которой будет изготовляться вал:
Расчет подшипников
По ранее рассчитанным данным и высоте оси вращения выберем для предварительных расчетов шариковые однорядные радиальные подшипники легкой серии 212:
Наибольшая радиальная нагрузка на подшипник А:
.
Динамическая приведенная нагрузка для подшипника А:
.
Необходимая динамическая грузоподъемность шарикоподшипника:
.
Наибольшая радиальная нагрузка на подшипник B:
.
Динамическая приведенная нагрузка для подшипника B:
.
Необходимая динамическая грузоподъемность шарикоподшипника:
.
Наше предположение верно, выбираем шариковые однорядные радиальные подшипники легкой серии 212.
Заключение
Данные, параметры и характеристики рассчитанного двигателя несколько отличны от величин, которые приводятся для двигателя 4AН200L6У3 в справочниках, но, тем не менее, входят в параметры пределов допущений и предельных условий. В целом, расчет можно считать успешным, хотя сложности были при расчете вала двигателя, поскольку в литературе трактовался лишь общий подход, а в справочниках информация конкретно по размерам вала была приведена далеко не полностью. Поэтому в этой части автором работы было сделано наибольшее количество приближений. Например, принцип и сама условная разбивка вала на расчетные зоны была произведена благодаря данным источников [2]-[4] по конструкции серийных асинхронных двигателей и данным по геометрическим размерам упругой муфты и подшипников качения.
В процессе расчета легко прослеживается возможность его автоматизации и, таким образом, возможность из множества вариантов выбрать наиболее оптимальный с точки зрения простоты изготовления, оптимальных рабочих характеристик и параметров, экономичности как при изготовлении так и при эксплуатации.
Литература
Гольдберг О.Д., Гурин Я.С., Свириденко И.С. Проектирование электрических машин: Учебник для втузов. – М.: Высшая школа, 1984. – 430 с., ил.
Асинхронные двигатели серии 4A: Справочник/ А.Э. Кравчик, М.М. Шлаф, В.И. Афонин, Е.А. Соболенская. – М.: Энергоиздат, 1982. – 504 с.: ил.
Кацман М.М. Расчет и конструирование электрических машин: Учебное пособие для техникумов. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 360 с.: ил.
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.
Приложения
Рисунок 25. Основная геометрия пазов ротора (сверху) и статора (снизу).
Одесса, 2008