Механический расчет.

Расчет вала

Асинхронный двигатель выполнен с горизонтальным расположением вала. В этом случае вал несёт на себе всю массу вращающихся частей, через него передаётся вращающий момент машины. При сочленении машины с исполнительным механизмом на вал действуют дополнительные изгибающие силы. Кроме того, на вал могут действовать силы одностороннего магнитного притяжения, вызванные магнитной не симметрией, усилия, появляющиеся из-за наличия небаланса вращающихся частей, а также усилия, возникающие при появлении крутильных колебаний. Правильно сконструированный вал должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать все действующие на него нагрузки без появления остаточных деформаций. Вал должен также иметь достаточную жёсткость, чтобы при работе машины ротор не задевал о статор. Критическая частота вращения вала должна быть значительно больше рабочих частот вращения машины. Окончательные размеры вала устанавливаются после его расчётов на жёсткость и прочность. По [4]:

Принимая, что ротор асинхронной машины представляет собой сплошной цилиндр с плотностью 8300 кг/м³, его массу можно определить

Сила тяжести ротора

Определим поперечную силу, приложенную к выступающему концу вала

, где

М_н –номинальный вращающий момент;

k_п- коэффициент, при подаче муфтой;

Прогиб вала посередине сердечника под действием силы тяжести

, где

Е - модуль упругости(Модуль Юнга для стали) Е=2, 06* 10¹¹ Па

Момент инерции участка вала для сплошного вала находится

Прогиб вала посередине магнитопровода ротора от поперечной силы муфты

, где

l –расстояние между опорами

Первоначальное смещение ротора

Начальная сила одностороннего магнитного притяжения

Прогиб вала от силы Т₀

Установившийся прогиб вала от одностороннего момента притяжения

, где

Суммарный прогиб посередине магнитопровода ротора

Результирующий прогиб вала не должен превышать 10% от воздушного зазора

Критическая частота вращения

Должно выполняться следующее условие > 1, 3 n₀ (1-s_ном), где

. Условие выполняется.

Расчет вала на прочность:

Коэффициент перегрузки ;