Механический расчёт. 
Проектирование асинхронного двигателя общего назначения

Рисунок 8 — Вал двигателя 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 несимметрией, 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.

Расчет прогиба ротора

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

Сила тяжести ротора Определим поперечную силу, приложенную к выступающему концу вала.

Н, где Мнноминальный вращающий момент;

Нм,.

nн-частота вращения вала ротора.

об/мин.

kпкоэффициент, при подаче упругой муфтой kп=0,3.

D1— диаметр по центрам пальцев муфты D1=70 10−3 м Прогиб вала по середине сердечника под действием силы тяжести.

где Е — модуль упругости Е=2,06* 1011 Па,.

1/м, 1/м Вал разбивают на три участка а, b, с — это расстояния от места приложения силы до ближайшей опоры а=108*10−3м, b=108*10−3м, с=55*10−3 м Прогиб вала по середине магнитопровода ротора от поперечной силы муфты.

где 1/м.

l-расстояние между опорами l=220*10−3м, Первоначальное смещение ротора:

м, Начальная сила одностороннего магнитного притяжения.

H,.

Прогиб вала от силы Т0.

м Установившийся прогиб вала от одностороннего момента притяжения.

.

где m=fт/l0=3,199*10−7.

Суммарный прогиб по середине магнитопровода ротора.

F=fм+fq+fп=.

3.2 Критическая частота вращения.

3.3 Расчёт вала на прочность.

Найдем напряжение в самом нагруженном сечении вала, в сечении А:

Определяем опорные реакции в подшипниках.

МА = -G*a + RB*l — FM*c = 0.

МB = G*a + RA*l — FM*(c+l) = 0.

RB = (-G*a — FM*c)/l = (57.5*0.11 + 147*0.055)/0.022 = 65.5 H.

RA = (-G*a + FM*(c+l))/l = (-57.5*0.11 + 147*(0.055+0.22))/0.022 = 155 H.

Изгибающий момент в расчетном сечении.

MИЗ = -FM*c + RA*x — G*a + RB*(l+y) =.

= -147*0.055 + 155*0.01 — 57.5*0.11 + 65.5*(0.22+0.001) = 1.615 H.

Момент сопротивления при изгибе где d=0,032 мдиаметр вала в сечении, А Напряжение изгиба.

гдеотношение допустимого напряжения при изгибе к удвоенному допускаемому напряжению при кручении.

Крутящий момент.