|
Материалы

Исследование напряжённо-деформированного состояниям вала электродвигателя постоянного тока


Составим расчетную схему наиболее опасного варианта нагружения вала (см. рис.1). К валу, установленному в подшипники, приложены сила тяжести G, сила магнитного притяжения T, реакция передачи Pп ,крутящий момент со стороны сердечника M и момент полезного сопротивления Мн (реакции опор не показаны). Причем сила тяжести и сила магнитного притяжения направлены в одну сторону, а реакция передачи - в противоположном направлении. Крутящий момент со стороны сердечника приравняем моменту со стороны передачи для моделирования резкой динамической нагрузки.

 

 

Рис.1. Схема нагружения вала.

 

Номинальный вращающий момент для двигателя:

 

 

Где Рн - мощность двигателя, кВт;n – номинальная частота вращения, об/мин; - к.п.д.

Реакция передачи, т.е. поперечная сила, приложенная к выступающему концу вала:

 

 

Где Кп – коэффициент, зависящий от вида передачи (например: при передаче упругой муфтой Кп=0,3;R – радиус делительной окружности шестерни или окружности кулачковой муфты, или окружности шкива)

Магнитное притяжение ротора возникает за счет неравномерности воздушного зазора, вследствие неточностей сборки и обработки деталей, а также прогиба вала под действием сил G и Pп, рассчитывается по формуле:

 

 

где D- наружный диаметр ротора, мм;L – длина ротора без радиальных каналов, мм; - воздушный зазор между статором и ротором, мм; -первоначальное смещение якоря под действием сил G Pп

Для якоря электродвигателя мощностью 220 кВт и номинальной частоте вращения 1000 об/мин. Получаем следующие нагрузки:

M=2200 H·м; Pп=4625 Н; T0=9000 H.

Отличительной особенностью пакета COSMOSWorks является автоматическое приложение силы тяжести к сборке. Исходными данными для этой операции являются объём деталей и их материал.

Получение конечных результатов происходит в несколько этапов:

·         создание твёрдотельной модели сборки с назначением материала для всех деталей;

·         построение сетки;

·         назначение кинематических граничных условий;

·         выполнение расчёта.

Рис.2. Модель якоря.

 
Пространственная модель якоря представлена на рис.2. Базовой деталью является вал. На него установлены нажимная шайба, якорный пакет, запорная шайба, коллектор, 2 втулки. Коллектор и якорный пакет зафиксированы на валу шпонками.

1 2 3
Общее время работы: 17.158031463623 мс
Использование памяти: 659 КБ