Выбор муфты для соединения рабочего конца вала с приводным механизмом

 

Для соединения рабочего конца вала двигателя (с диаметром d=65 [мм]) с валом приводного механизма по 1 выбираем из табл.11 упругую муфту типа МУВП9. Муфта показана на рис.24. Основные данные выбранной муфты: максимальный вращательный момент - 2766 [Hм]; минимальный диаметр под вал - 60 [мм]; максимальный диаметр под вал – 75 [мм];

наружный диаметр муфты – 295 [мм]; диаметр, проходящий через оси соединительных пальцев - 210 [мм]; диаметр пальца – 30 [мм]; число пальцев - 8; осевая длина одной из составляющих муфты (всего две части муфты) - 142 [мм].

Поперечную силу F_n, отражающую воздействие соединительной муфты на вал двигателя и приложенную к рабочему концу вала, найдем из выражения:

F_n=К_п*М_ном/R[H],

где:

М_ном- номинальный вращающийся момент на валу двигателя, [Hм];

К_п = 0,3 – степень воздействия упругой муфты;

R – радиус осей соединительных пальцев: R =295/2=147,5[мм];

F_n=0,3*130,82/147,5=266 [H].

 

Эта сила создает дополнительный прогиб вала посреди участка с магнитопроводом. Первоначальное смещение ротора происходит из-за неточности обработки деталей, износа подшипников в процессе эксплуатации, прогиба вала от действия силы веса ротора вместе с валом. При расчете реакций опор в подшипниках R_в и R_а следует учитывать влияние силы F_n на величину радиальных усилий. Расчет этих усилий с учетом F_n показал, что нагрузка подшипников не превышает допустимой.

 

 

ВЫВОДЫ

 

1. Разработана конструкция, рассчитаны линейные размеры деталей, определены электрические, магнитные и механические нагрузки материала деталей асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Сводные расчетные параметры спроектированного двигателя: U_1фном=220 В; Cos _1ном=0,92;

Р_2ном=8 (кВт); I_1фном= 6(А); n_ном=600(мин^-1); _ном=90 %; осевая длина двигателя с рабочим концом вала- l₃₀= 318(мм); наружный диаметр станины- d₃₀=278(мм); длина рабочего конца вала – l₁=140(мм); высота оси вращения от фундамента- h=160(мм). Спроектированный двигатель по своим параметрам не уступает серийно выпускаемому той же мощности и соответствует всем отраслевым стандартам.

2. При разработке конструкции применены современные проводниковые, магнитные, электроизоляционные и конструктивные материалы, что позволило сохранить габаритные и установочно – присоединительные размеры спроектированного двигателя в пределах серийного выпускаемого.

3. Результаты электромагнитного, вентиляционного, теплового и механического расходов двигателя подтверждают работоспособность, долговечность и эксплутационную надежность спроектированного двигателя.

4. Рабочие и пусковые характеристики спроектированного двигателя соответствуют типовым характеристикам и удовлетворяют требованиям к предельным значениям вращающего момента и пускового тока, а также параметрам двигателя при номинальной механической нагрузке на валу.

 

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК

1. Проектирование электрических машин: Учеб. Пособие для вузов /

И. П. Копылов, Ф.А. Горямнов, Б.К. Клоков и др.; Под ред. И.П. Копылова- М.: Энергия. – 1980. – 496 с.

2. Проектирование электрических машин: Учеб. Пособие для вузов /

И. П. Копылов, Б.К. Клоков, В.П. Морозкин, Б.Ф. Токарев; Под ред. И.П. Копылова- 3-е изд. испр. и допл.-М.:Высшая школа./- 2002. – 757 с.

3. Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник/ А.Э. Кравчик, М.М. Шлаф, В.И. Афонин, Е.А. Соболецкая. – М.: Энергоиздат.-1982.-504 с.

4. Справочник по электрическим машинам/ Под ред. И.П. Копылова; Б.К. Клокова.- М.: Энергоатомиздат.-1988.- 456 с.

5. Калинкин В.С. и Карельская Н.Т. Курсовое проектирование по технологии электромашиностроения: Учеб. Пособие для техникумов.-М.: Высшая школа.-1989.- 360 с.

6. Кацман М.М. Расчет и конструирование электрических машин:

Обмоточные данные. Ремонт.Модеонизация:Справочник.-М.:Энергоатомиздат.- 1984.-360 с.

7. Петриков Л.В. Корначенко Г.Н. Асинхронные электродвигатели: Обмоточные данные. Ремонт.Модеонизация: Справочник.-М.:Энергоатомиздат.-1988.-496с.

8. Автоматизированное проектирование электрических машин: Учеб. Пособие для вузов / Под. Ред. Ю.Б. Бородулина.-М.:Высшая школа.-1989.-309с.

 

РЕФЕРАТ

 

Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Электрические машины» содержит: 54 стр., 8 разделов, 2 рис., 1табл., перечень ссылок из 8 наименований.

Объектом курсового проекта явился асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором, предназначенный для применения во всех отраслях промышленности Украины.

Предметом проекта явились расчетные параметры асинхронного двигателя, характеризующие основные размеры его деталей и конструктивное устройство, электрические, магнитные и механические нагрузки деталей, позволяющие изготовить работающую и надежную электрическую машину.

Целью курсового проекта явилась разработка конструкции двигателя, соответствующую исходным данным, учитывающей состояние современного отечественного и зарубежного электромашиностроения, требования к конструктивному исполнению и технологии промышленного изготовления машин, обеспечивающей высокую степень использования активных и конструктивных материалов, минимальную стоимость двигателя при заданной долговечности.

В курсовом проекте разработано: конструктивное исполнение деталей, их линейные размеры при заданных или рассчитанных нагрузках; выбраны материалы для отдельных деталей; просчитаны электрические, магнитные и механические нагрузки материала всех деталей, которые сопоставлены с предельно допустимыми; сделан вентиляционный и тепловой расчеты машины; проверена степень использования электрической энергии при ее преобразовании в механическую энергию.

 

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ, ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК, АСИНХРОННЫЙ КОРОТКОЗАМКНУТЫЙ РОТОР, КОНСТРУКЦИЯ,РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ.

 

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ_{------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------}6

1 ВЫБОР ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ И ЭЛЕКТРОМАГИТНЫХНАГРУЗОК_------7

1.1 Выбор внешнего и внутреннего диаметра статора, электромагнитных нагрузок, длины статора и ротора_{------------------------------------------------------------------------------------------------------}7

1.2 Расчет конструктивных параметров обмотки статора_{------------------------------------------}9

1.3 Уточнение ранее принятых параметров статора_{-----------------------------------------------------}9

1.4 Форма и размеры паза статора, заполнение паза_{------------------------------------------------------}10

1.5 Расчет конструктивных параметров ротора_{----------------------------------------------------------------}12

1.6 Форма и размеры паза ротора, заполнение паза_{-------------------------------------------------------}14

1.7 Уточнение ранее принятых параметров ротора_{-------------------------------------------------------}15

1.8 Расчет размеров короткозамыкающего кольца_{--------------------------------------------------------}15

2 РАСЧЕТ МАГНИТНОЙ ЦЕПИ МАШИНЫ_{-----------------------------------------------------------------}17

2.1 Эскиз магнитной цепи, линейные размеры участков_{--------------------------------------------}17

2.2 Расчет магнитных напряжений на участках магнитной цепи_{----------------------------}18

2.3 Определение намагничивающего тока_{------------------------------------------------------------------------}20

3 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ ФАЗЫ МАШИНЫ_---------21

3.1 Расчет активного сопротивления фазы обмотки статора_{------------------------------------}21

3.2 Расчет активного сопротивления фазы короткозамкнутого ротора_{--------------}21

3.3 Расчет индуктивного сопротивления фазы обмотки статора_{------------------------------}22

3.4 Расчет индуктивного сопротивления обмотки ротора_{-------------------------------------------}23

3.5 Определение индуктивного сопротивления взаимной индукции_{--------------------}23

3.6 Относительные значения найденных параметров_{---------------------------------------------------}24

4 РАСЧЕТ ПОТЕРЬ МОЩНОСТИ И КОЭФФИЦИЕНТА ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ_{--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------}25

4.1 Электрические потери мощности в обмотках статора и ротора_{---------------------}25

4.2 Основные потери мощности в стали сердечника статора_{-------------------------------------}26

4.3 Расчет добавочных потерь мощности в стали машины_{------------------------------------------}26

4.4 Механические и вентиляционные потери мощности_{----------------------------------------------}28

4.5 Добавочные потери мощности при номинальной нагрузке_{---------------------------------}29

4.6 Определение коэффициента полезного действия, тока холостого хода двигателя_{--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------}29

5 РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ РАБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГАТЕЛЯ_-------31

5.1 Исходные параметры для расчета характеристик_{----------------------------------------------------}31

5.2 Последовательность расчета необходимых параметров_{---------------------------------------}32

5.3 Расчет параметров для номинальной нагрузки на валу_{----------------------------------------}36

5.4 Расчет и построение пусковых характеристик двигателя_{-------------------------------------}37

6 ВЕНТИЛЯЦИОННЫЙ РАСЧЕТ_{-----------------------------------------------------------------------------------------}41

6.1 Выбор системы вентиляции_{-----------------------------------------------------------------------------------------------}41

6.2 определение основных параметров вентиляционной системы_{---------------------------}41

7 ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ МАШИНЫ_{-------------------------------------------------------------------------------------}44

7.1 Перепад температуры по толщине изоляции обмотки статора_{--------------------------}44

7.2 Превышение температуры сердечника и обмотки статора_{----------------------------------}45

7.3 Превышение температуры сердечника и обмотки ротора_{------------------------------------}46

8 МЕХАНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ДЕТАЛЕЙ КОНСТРУКЦИИ_{------------------------------------}48

8.1 Расчет вала машины на жесткость и прочность_{------------------------------------------------------}48

8.2 Расчет и выбор подшипников_{-----------------------------------------------------------------------------------------}50

8.3 Выбор муфты для соединения рабочего конца вала с приводным механизмом_{--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------}51

ВЫВОДЫ_{----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------}53

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК_{---------------------------------------------------------------------------------------------------------------}54

 

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ДОНБАССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНАЯ

АКАДЕМИЯ

Кафедра ЭСА