Напряжение на свободном конце вала в сечении В

Изгибающий момент в расчетном сечении

Момент сопротивления при изгибе

Эквивалентное сопротивление при изгибе и кручении

Расчет подшипников

Радиальная нагрузка

Выбираем радиальные шарикоподшипники однорядные, предполагая режим работы подшипников с умеренными толчками.

Коэффициент нагрузки K_н=2.

Динамическая приведенная нагрузка

Принимаем расчетный срок службы подшипников L_h=20000 ч, тогда динамическая грузоподъемность

Выбираем шарикоподшипники легкой серии №205

Заключение

В данной работе был спроектирован трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором. В качестве базовой модели выбрана конструкция асинхронных двигателей серии 4А, которые предназначены для наиболее широкого применения в различных отраслях народного хозяйства.

В начале расчета двигателя были получены значения электромагнитных нагрузок и , входящие в рекомендуемые пределы, основанные на исследовании работающих двигателей серии 4А. От электромагнитных нагрузок зависят не только размеры машины, а также и ее характеристики. Так как двигатель обладает небольшой мощностью, то упрощения укладки обмотки в пазы принята трехфазная однослойная концентрическая обмотка.

Плотность тока в обмотке статора получилась значительной, что характерно для двигателей небольшой мощности. В расчете зубцовой зоны статора была принята конфигурация пазов, при которой зубцы имеют не постоянное поперечное сечение по всей высоте, т.е. в зубцах будут участки с разной индукцией и суммарное магнитное напряжение будет меньше, чем у зубцов другой конфигурации.

Воздушный зазор был выбран достаточно малым, что приводит к уменьшению магнитодвижущей силы магнитной цепи и тока намагничения. При этом будут уменьшаться суммарные потери, благодаря чему в расчете рабочих характеристик повысились значения и КПД. Но, вследствие малости воздушного зазора, в расчете магнитной цепи получился значительным коэффициент насыщения магнитной цепи. Число пазов ротора выбрано по рекомендациям, основанным на изучении влияния соотношений числа зубцов статора и ротора на кривую момента, а также шумы и вибрации. Пазы ротора выполнены со скосом. Несмотря на уменьшение ЭДС обмотки, скос пазов уменьшает негативное влияние высших гармоник и значительно улучшает виброакустические характеристики двигателя. При расчете рабочих характеристик получили уточненные значения номинального тока обмотки статора и мощности, потребляемой двигателем, которые меньше, чем принятые вначале работы предварительно.

В расчете пусковых характеристик кратность пускового тока получилась в допустимых пределах, установленных стандартом (ГОСТ 19523 - 74), а пусковой момент достаточным, его кратность превысила заданного значения. Это явилось следствием таких факторов, как довольно высокое сопротивление фазы обмотки ротора, высокая и тонкая форма пазов ротора, в которых более сильно проявляется эффект вытеснения тока, проявляющегося в результате действия потока пазового рассеяния. Таким образом, можно задавать пусковой момент меняя плотность тока в обмотке ротора или индукцию в зубцах ротора.

Тепловой расчет показал, что у двигателя имеется температурный запас по температуре нагрева обмотки статора (для класса изоляции В), а вентилятор обеспечивает расход воздуха почти с двукратным запасом.

В механическом расчете определен суммарный прогиб вала от действия силы тяжести ротора и силой, обусловленной соединением муфтой. Полученный прогиб вала не превышает 10% от воздушного зазора. По критической частоте вращения и напряжениях в опасных сечениях, вал имеет огромные запасы.

В данном двигателе применяются герметизированные подшипники, устанавливаемые на весь срок службы двигателя, что обеспечивает высокую долговечность и надежность. Спроектированный двигатель отвечает поставленным в техническом задании требованиям.

Список литературы

1. Проектирование электрических машин: учебник для вузов /И. П. Ко- пылов, Б. К. Клоков, В. П. Морозкин, Б. Ф. Токарев; Под ред. И. П. Копылова. – 3-е изд., испр. и доп. – М.: Высш. шк., 2002. – 757 с.: ил.

2. Гольдберг О. Д., Гурин Я. С., Свириденко И. С. Проектирование электрических машин: учебник для втузов / под ред. О. Д. Гольдберга. – М.: Высш. шк., 1984. – 431 с., ил.

3. Асинхронные двигатели общего назначения / Е. П.Бойко, Ю. В. Гаинцев, Ю. М.Ковалев и др.; под ред. В. М. Петрова и А. Э. Кравчика.- М.: Энергия, 1980.- 488 с., ил.

4. Асинхронные двигатели серии 4А: справочник / А. Э. Кравчик, М. М. Шлаф, В. И. Афонин, Е. А. Соболенская. – М.: Энергоиздат, 1982.-504 с., ил

5. ГОСТ 2479-79 Машины электрические вращающиеся. Условные обозначения конструктивных исполнений по способу монтажа

6. ГОСТ 520-2011 Подшипники качения. Общие технические условия