Студопедия  
Главная страница | Контакты | Случайная страница

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Определение параметров зубчатой передачи и основных размеров

Читайте также:
  1. D-эффект как результат настройки параметров градиентной сетки при ее создании
  2. IX. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОБЕДИТЕЛЕЙ И ПРИЗЕРОВ
  3. VI. ГРАФИКИ ОСНОВНЫХ ЗАВИСИМОСТЕЙ, СХЕМЫ
  4. VI. Определение победителей и награждение
  5. АМОРТИЗАЦИЯ ОСНОВНЫХ ФОНДОВ
  6. Анализ основных показателей работы
  7. Анализ основных потребностей и каналов сбыта
  8. АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ И ИТОГОВЫХ ФИНАНСОВЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
  9. Анализ основных технико-экономических показателей за 2006-2008 гг.
  10. Анализ режима холостого хода линии электропередачи.

Предварительно из ряда параметров, обеспечивающих минимум отходов при раскройке листов электротехнической стали, выбираем размер диаметра якоря

Dа = 560 мм.

Выполняя требование Dк = (0,75…0,9)Dа, рассчитываем диаметр коллектора Dк = (420…504) мм. Принимаю Dк = 504 мм.

Далее рассчитываю ориентировочное значение передаточного числа редуктора

(2.1)

где m – передаточное число редуктора;

Dб – диаметр бандажа колесной пары, м;

Vmax – конструкционная скорость локомотива, км/ч; Vmax = 135 км/ч;

n -максимально допустимая частота вращения якоря.

Для двигателей электровозов n =2000 об/мин.

.

Номинальная частота вращения двигателя рассчитывается как

, (2.2)

об/мин.

Диаметр делительной окружности зубчатого колеса находится по формуле

Dz = Dб – 2 (b+D), (2.3)

где b – расстояния от головки рельса до кожуха редуктора, b = 120мм;

D– расстояние от делительной окружности большого зубчатого колеса до внешней нижней точки кожуха редуктора, D = 20 мм.

Dz = 1200 2 ( 120 + 20 )= 920 мм;

Далее находим диаметр делительной окружности малого зубчатого колеса

, (2.4)

Определяю число зубьев большого зубчатого колеса

, (2.5)

где m – модуль зубчатого зацепления, принимаемый в зависимости от вращающего момента М и конструкции тяговой передачи [К=2 – двухсторонняя передача] [1].

, (2.6)

По эмпирическим формулам для косозубых и шевронных передач

 

, (2.7)

,

Принимаю m=9;

y - угол спирали зуба, y = 10о.

зубьев.

Число зубьев шестерни нахожу по формуле

, (2.8)

зуба.

В связи с округлением принимаем Z=101, z=29.

Тогда точное значение передаточного числа редуктора

μ = Z/z, (2.9)

μ = 101 /29=3,483

Уточняю номинальную частоту вращения двигателя и номинальный момент.

Далее определяем величину централи двигателя

, (2.10)

мм.

Проверка диаметра якоря по допустимой максимальной окружной скорости якоря и коллектора , которые не должны превышать соответственно 65…70 м/с и 52…55 м/с.

, (2.11)

где nmax – максимальная частота вращения двигателя.

 

,

что удовлетворяет условиям.

Число коллекторных пластин рассчитываем по формуле

(2.12)

где – число коллекторных полюсов, принимаю =4;

Duк – среднее максимальное напряжение,

Для уменьшения используемого диаметра якоря принимаем Duк = 14,9 В.

пластины,

Максимально возможное число коллекторных пластин

, (2.13)

где tкmin – минимальное коллекторное деление, tкmin =3,9 мм

Тогда

пластин.

Принимаю К=406 пластин.

Коллекторное деление нахожу по формуле

(2.14)

мм.

Диаметр конца вала рассчитываю по выражению

, (2.15)

м,

Проверка по ширине шестерни, .

, (2.16)

что удовлетворяет условию.

Среднее межламельное напряжение

 

(2.17)

В.


3 Расчет активного слоя якоря

3.1 Расчет параметров обмотки

Общее число проводников обмотки якоря

N = 2∙K, (3.1)

N = 2 406 = 812 проводников.

Ток якоря в номинальном режиме

, (3.2)

где hg – КПД двигателя, принимаю hд = 0,935.

.

Выбираем простую петлевую обмотку якоря у которой = 2р = 4.

Линейная токовая нагрузка якоря

, (3.3)

Ток параллельной ветви

, (3.4)

где – число параллельных ветвей обмотки якоря.

А.

При определении рационального числа пазов Z учитываем ограничение по условиям нагрева пучка проводников в пазу якоря в виде величины объема тока в пазу

А, (3.5)

где Nz – число проводников в одном пазу = 2uk=14

71,3·14 = 998,2 А.

Число пазов якоря находится по формуле

, (3.6)

где uk – число коллекторных пластин на паз, uk = 7.

пазов.

Первый шаг обмотки в реальных пазах должен удовлетворять условию

, (3.7)

где - укорочение шага обмотки якоря в реальных пазах.

=0,5 паза при петлевой обмотке.

.

Произведем окончательную увязку между собой числа пазов Z, проводников N и коллекторных пластин К, которая должна обеспечивать выполнение требования внутренней симметрии обмотки якоря

целые числа (3.8)

Найдем допустимое значение плотности тока в проводниках якоря

, (3.9)

где Wmaxt – допустимый предел теплового фактора машины, Wmaxt=2050, таблица 5.2 из (1).

Расчетная величина Ja не должна превышать (7…8) А/мм2. Условие выполняется.

Наметим площадь поперечного сечения активного проводника якоря

, (3.10)

По значению q а намечаем размеры проводника hпр х bпр. Весьма эффективной мерой снижения добавочных потерь в меди обмотки является вертикальное расположение проводников в пазу (плашмя) рисунок 3.1.

По ГОСТ 434-76, приложение А из (1), выбираю проводниками с размерами

, (3.11)

Сечение проводника qпр=12,67.

Ширину паза вычисляем по формуле

, (3.12)

где bпр = 5,6 мм;

Dbкорп – толщина корпусной изоляции по ширине паза якоря;

Dbкорп = 0,1∙6∙2∙2 = 2,4 мм;

Dbmв – размер занимаемый межвитковой изоляцией по ширине паза;

Dbmв = 0,1∙1∙2∙2=0,4 мм;

Dbпокр – толщина покровной изоляции по ширине паза якоря;

Dbпокр = 0,1∙1∙2∙2 = 0,4 мм;

(0,2…0,3) – зазор на укладку секций в паз;

(0,15…0,2) – разница между размером паза в свету и размером паза в штампе.

bп = 5,6+2,4+0,4+0,4+0,2+0,15 =9,15 мм.

1 – клин; 2 – изоляционная прокладка;

3 – покровная изоляция; 4 – корпусная изоляция;

5 – витковая изоляция; 6 – медные проводники;

7 – верхняя полусекция; 8 – нижняя полусекция;

9 – элементарный проводник; 10 – активный проводник.

Рисунок 3.1–Эскиз паза при вертикальной укладке проводников

Высоту паза находим по выражению

, (3.16)

где Dпрокл – толщина прокладок из миканита;

Dкл – высота клина, принимаем Dкл = 4 мм,

hпр = 2,36 мм;

Dhкорп – толщина корпусной изоляции по высоте паза якоря;

Dhкорп = 0,1∙6∙2∙2∙2=4,8 мм.

Dhmв – размер межвитковой изоляции при вертикальном способе укладки;

Dhmв = 0,1∙1∙2∙2∙2∙7=5,6 мм.

Dhпокр – толщина покровной изоляции по высоте паза якоря;

Dhпокр = 0,1∙1∙2∙2∙2 = 0,8 мм.

(0,2…0,3) – зазор на укладку секций в паз;

(0,15…0,2) – разница между размером паза в свету и размером паза в штампе.

4,8+5,6+0,8+0,2∙4+4+0,2+0,15=49,39 мм.

Полученные размеры паза якоря удовлетворяют следующим условиям

bп =9,15 мм; hп =49,39 мм.

Исходя из полученных размеров паза, рассчитаем все остальные конструкционные параметры зубцового слоя якоря (рисунок 3.2)


Рисунок 3.1 – Конструкционные размеры зубцового слоя

Исходя из полученных размеров паза, рассчитаем все остальные конструкционные параметры зубцового слоя якоря

Шаг по пазам на поверхности якоря, мм

, (3.17)

мм.

Ширина зубца на поверхности якоря bz1, мм

, (3.18)

 

мм.

Шаг по пазам в расчетном сечении tz1/3 (на высоте 1/3hп ), мм

, (3.19)

мм.

Ширина зубца в расчетном сечении bz1/3,мм

, (3.20)

мм.

Шаг по дну пазов t2, мм

, (3.21)

мм.

Ширина зубца у основания bz2, мм

(3.22)

мм

Необходимо проконтролировать, чтобы выполнялось bz2 ³ 7 мм для обеспечения достаточной механической прочности зубца.

Магнитный поток находим по выражению

, (3.23)

где ku – коэффициент, учитывающий потери напряжения на внутренних сопротивлениях обмоток двигателя, ku=(0,95…0,97)

, (3.24)

.

Вб.

Далее определяем длину шихтованного пакета якоря

, (3.25)

где Вz1/3 – индукция в зубцах якоря, принимаем Вz1/3 = 1,82 Тл;

ad – расчетный коэффициент полосного перекрытия, для машины без компенсационной обмоткой, принимаю ad = 0,72;

Кс – коэффициент заполнения пакета сталью, Кс = 0,97.

м.

la 440 мм при опорно-осевом подвешивании и двухсторонней зубчатой передаче, что удовлетворяет условию.

3.2 Параметры обмотки якоря

Выбрав тип обмотки и геометрию активного слоя якоря, устанавливаю шаги обмотки якоря.

Результирующий шаг обмотки в элементарных пазах или шаг по коллектору в коллекторных делениях при простой петлевой обмотке

yк = 1. (3.26)

Первый шаг в коллекторных делениях

, (3.27)

Второй шаг в коллекторных делениях для простой петлевой обмотки

, (3.28)

.

Укорочение обмотки в коллекторных делениях

, (3.29)

Полюсное деление по окружности якоря

, (3.30)

м.

Длина передних и задних лобовых участков якорных проводников может быть оценена по упрощенной эмпирической формуле

, (3.31)

м.

Длина полувитка обмотки якоря

(3.32)

м.

Общая длина проводников обмотки якоря

, (3.33)

м.

Сопротивление обмотки якоря при 20˚С

, (3.34)

, Ом.

Масса меди обмотки якоря

, (3.35)

кг.

3.3Уравнительные соединения

Шаг уравнительных соединений рассчитываем по формуле

, (3.36)

.

Сечение каждого уравнительного соединения находим по выражению

, (3.37)

где uy – число уравнителей на паз, принимаю uy =2.

мм2.


4 Расчет щеточно-коллекторного узла

4.1 Выбор числа и размера щеток

 

Длина рабочей части коллектора LK определяется числом и размерами щеток в одном щеткодержателе, а также поверхностью коллектора, необходимостью для его охлаждения.

Ток, протекающий через щетку, находим по формуле

, (4.1)

А.

Выбираем электрографитированные щетки ЭГ-51 по ГОСТ 2332-75[1].

Определим требуемую площадь щеточного контакта одного щеткодержателя

, (4.2)

где jщ – плотность тока под щеткой, принимаем jщ =120000 А/м2

м2.

Максимально-допустимая ширина щетки

, (4.3)

м.

По ГОСТ 2332-75 выбираю ширину щетки и принимаю ее равной м.

Далее рассчитываю длину щеточного контакта

, (4.4)

м.

Принимаю nщ – число элементарных щеток по длине коллектора,

nщ = 2, тогда

, (4.5)

м.

Ориентируясь по ГОСТ 2332-75, выбираю составной тип конструкции щеток и принимаю длину одной щетки lщ = 0,032 м.

Окончательная величина площади Sщ

, (4.6)

м2.

Тогда точное значение плотности тока под щеткой

, (4.7)

А/м2.

Полученное значение плотности тока под щеткой является допустимым.

4.2 Определение рабочей длины коллектора

Рабочую длину коллектора находим по формуле

(4.8)

где bрб – осевой разбег якорных подшипников, bрб = 10 мм;

щд – толщина разделяющей стенки окна щеткодержателя,

щд = (3÷5мм); щд = 5 мм;

r – размер фасок краев рабочей поверхности коллектора, r =2 мм.

мм =0,083 м.

Достаточность длины рабочей части коллектора по нагреву можно оценить по эмпирической формуле

, (4.9)

м,

.

 

Далее определяю удельные и поверхностные потери на коллекторе от трения щеток по выражению

 
 


(4.10)

 

где f мр – коэффициент трения щеток о коллектор, f мр =0,23;

pщ – удельное давление на щетку, pщ =25 кПа (таблица Б.2) [1];

Vки – окружная скорость коллектора при режиме испытательной частоты вращения, VKU =1,35 Vkmax =1,35∙53,56=72,306 м/с2;

– суммарная площадь всех щеток на коллекторе, =2р∙Sщ=2∙2∙0,00128=0,00512 м2;

Dиз – толщина изоляции между пластинами, м

кВт/м2

Из расчета видно, что механические потери мощности на коллекторе не превышают допустимые, которые составляют 40÷50 кВт/м2, значит рассчитанный щеточно-коллекторный аппарат, будет функционировать без опасности перегрева.




Дата добавления: 2015-09-10; просмотров: 30 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав

Расчет магнитной цепи | Расчет стационарной коммутации | Расчет добавочных полюсов |


lektsii.net - Лекции.Нет - 2014-2024 год. (0.037 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав