Электротехника \ Судовые электрические машины

Расчет судового асинхронного короткозамкнутого двигателя, страница 6

Площадь поперечного сечения потока воздуха внутри машины от входных отверстий до входа в аксиальные каналы статора:

Коэффициент АДС канала при его внезапном расширении внутри машины:

АДС расширения канала при внезапном переходе от S_вх до S₁_/:

Площадь поперечного сечения всех аксиальных каналов:

Коэффициент АДС канала при его внезапном сужении:

АДС сужения канала при внезапном переходе от S₁ до S_тр:

Эквивалентный диаметр аксиального канала:

Коэффициент АДС трения в аксиальных каналах :

АДС трения в аксиальных каналах:

Коэффициент АДС при внезапном расширении канала от S_тр до S₁:

АДС расширения канала при выходе из аксиального каналов:

Коэффициент АДС при повороте канала на угол α:

АДС поворота канала:

Коэффициент АДС при внезапном сужении канала от S₁ до S_вых:

АДС сужения канала при проходе через выходные отверстия :

АДС выхода воздушной струи из машины в атмосферу :

Полное АДС потоку охлаждающего воздуха:

Напор (статическое давление), развиваемый вентилятором:

Мощность, потребляемая вентилятором:

Допустимая мощность вентилятора:

Расчет вала

Номинальный момент вращения двигателя:

Диаметр d₁ и длину выступающего конца вала l₁ принимаем в зависимости от момента вращения по таблице 1-3 [2]: d₁=24мм l₁=50мм

Диаметр вала под подшипник d₂ и диаметр вала за подшипником d₃ принимаем в зависимости от выбранного нагруженного диаметра выступающего конца вала по таблице 3-1 [2]:

d₂=25мм d₃=32мм d₄=d₅+5=45мм

Диаметр вала: d5=D_в=40мм

Расчет вала на жесткость

Сила тяжести сердечника ротора с обмоткой:

где D₂-диаметр ротора, l_σ- длина воздушного зазора

При определении прогиба вала воспользуемся аналитическим методом:

Вал разбиваем на три участка: а, в, с

Под воздействием силы тяжести прогиб вала посередине сердечника:

где - модуль упругости стали

Значения S_a и S_b определяем в соответствии с размерами d,x,y и а, b, l указанными на рис.6

l=207мм d₁=24мм d₂=25мм d₃=32мм d₄=45мм d₅=40мм d₆=d₃=32мм d₇=d₂=25мм

y₁=7.5мм y₂=51.5мм y₃=56.5мм x₁=7.5мм x₂=56.5мм а=107.5мм b=99.5мм c=37.5мм Сталь 45

b₁=10мм h₁=8мм t₁=4мм

Экваториальный момент инерции вала

участок b Таблица 1

d_i	J_i
мм	мм⁴	мм	мм³	мм³	мм^-1	мм²	мм²	мм^-2
24	16277,76	7,5	421,875	421,875	0,025917	56,25	56,25	0,003456
25	19165,04	51,5	135796,7	135374,9	7,063636	2641,96	2585,71	0,134918
32	51445,76	56,5	180362,1	44565,38	0,86626	3192,25	550,29	0,010697
45	201186,9	99,5	985074,9	804712,8	3,999826	9900,25	6708	0,033342

S_b=11,95564мм^-1 S_о=0,182412мм^-2

участок а Таблица 2

d_i	J_i
мм	мм⁴	мм	мм³	мм³	мм^-1
24	16277,76	7,5	421,875	421,875	0,025917
25	19165,04	56,5	180362,1	179940,3	9,388984
45	201186,9	107,5	1242297	1061935	5,278349

S_a=14,69325мм^-1

Поперечная сила, приложенная к выступающему концу вала:

где - радиус окружности расположения пальцев упругой муфты из приложения 37: МУВП1-28,

D₁=84мм L=120мм l₁=32мм m=4,400кг-масса

- коэффициент при передачи упругой муфты (учитывая неоднородную плотность втулок)

Прогиб вала посередине сердечника от поперечной силы:

Расчетный эксцентриситет сердечника ротора:

где k=0.15 т.к δ<0.5мм

δ=0,324мм – воздушный зазор

Сила одностороннего магнитного притяжения:

Дополнительный прогиб от силы Т_о:

Установившийся прогиб вала под действием магнитного напряжения:

Результирующий прогиб вала:

Величина не превышает 10% от величины δ

Определение критической частоты вращения

Прогиб от силы тяжести упругой полумуфты:

где

Первая критическая частота вращения с учетом силы тяжести муфты:

Значение превышает максимальную рабочую частоту вращения больше чем на 30%

Расчет вала на прочность

Вал рассчитываем на участке с наиболее нагруженном сечении 1-1 выступающего конца вала.

Изгибающий момент:

где k=2- принимаемый коэффициент перегрузки

Момент кручения:

Момент сопротивления при изгибе:

Приведенное напряжение при совместимом действии изгиба и кручения:

Значение ни в одном сечении вала не должно превышать , где - предел текучести качественной стали на растяжение: Сталь 45

Расчет подшипников

Подшипник рассчитываются по данным расчета вала:

Из приложения 36 для стороны А и B выбираем шарикоподшипник №205 легкой серии со значением С= 10800 (c запасом надежности) (ГОСТ 8338-75); аксиальная нагрузка отсутствует; радиальная нагрузка с умеренными толчками (); расчетный срок службы подшипников 12000ч; наибольшая частота вращения 1500 об/мин.