Вихідними даними у розрахунку вала є розміри ротора, отримані у електромагнітному розрахунку і конструктивній обробці двигуна. Розміри кінця вала двигунів загального призначення, що виступають, обираються по ГОСТ 18709-73 и ГОСТ 20839-75. Розміри шпинок, а відповідно і шпиночних пазів, в залежності від діаметра кінця вала, що виступають, установлені ГОСТ 8788-68.
Кінці валів можуть мати циліндричну і конічну форми та переглядаються двома виконаннями – довгі та короткі.
Більш широке використання в двигунах загального призначення мають кінці валів циліндричної форми.
Вихідні дані:
мм; | l0 = 36 мм; | мм; | мм; | мм. |
Попереднє значення діаметра вала під осердям
мм.
7.2Розрахунок вала на жорсткість
7.2.1 Номінальний момент обертання двигуна
7.2.2. Радіальне зусилля передачі на кінець вала двигуна, що виступає
, | (4.1) |
де − коефіцієнт, залежний від способу сполучення двигуна з приводним механізмом, обирається за [4], ;
– радіус обводу, на якому розташовані елементи, що передають зусилля, обирається за [4], мм.
Підставляємо отримані значення у (4.1)
.
7.2.3 Сила тяжіння осердя ротора з обмоткою та ділянкою вала на довжині осердя
.
7.2.4 Угин вала під дією на ділянці, що відповідає середині пакету
, | (4.2) |
де − модуль пружності стали, =Па;
мм − відстань проміж умовними центрами підшипників;
а = b = 94,76 мм – частки від середини пакета осердя ротора.
Sa = Sb визначаються з допомогою табл. 4.1.
Рисунок 4.1 – Розрахункова схема вала асинхронного двигуна
Таблиця 4.1 – Розрахункові дані для визначення величини =
i | di, мм | , мм4 | yi, мм | , мм3 | , мм3 | , мм-1 |
19165,04 | 7,5 | 421,88 | 421,88 | 0,02201 | ||
39740,63 | 94,76 | 850893,4 | 850471,52 | 21,40055 |
=мм-1.
Підставляємо отримані значення у (4.2)
.
8.2.5 Прогин вала під дією сили посередині осердя, м,
, | (4.3) |
де мм – відстань, яка відраховується від середини шківа або від кінця полу муфти;
– величина, яка визначаються з допомогою табл. 4.3.
Таблиця 4.3 – Розрахункові дані для визначення величини
i | di, мм | , мм4 | , мм2 | , мм2 | , мм-2 |
19156,04 | 156,25 | 156,25 | 0,00815 | ||
39740,63 | 8979,458 | 8979,458 | 0,222 |
мм-2.
Підставляємо отримані значення у (4.3)
.
7.2.6 Початковий розрахунковий ексцентриситет осердя ротора, що виникає через нерівномірність повітряного проміжку і прогин вала під дією сил і , мм,
, | (4.4) |
де - коефіцієнт, який обирається за [4], =0,15.
Підставляємо отримані значення у (4.4)
.
7.2.7 При зсуві осердя на величину виникає початкова сила одностороннього магнітного тяжіння, Н,
.
7.2.8 Сталий прогин вала під дією сил магнітного тяжіння, мм,
.
7.2.9 Сумарний прогин вала посередині ротора у найгіршому разі, мм,
.
Перевірка:
у нас , для забезпечення нормальної роботи асинхронного двигуна необхідно, щоб .
7.2.10 Перша критична частота обертання двигуна , об/хв, з достатнім ступенем точності може бути знайдена за формулою
.
Другим критерієм жорсткості вала є забезпечення умови ;
.