Пример оформления конструкционного расчета

РАСЧЕТ ГАБАРИТНЫХ И КОНСТРУКТИВНЫХ РАЗМЕРОВ ПРОЕКТИРУЕМОЙ АСИНХРОННОЙ МАШИНЫ
1. Так как проектируемая машина базируется на конструктивном исполнении серии 4А, принимаем для высоты оси вращения h = 90 мм:
Станина - цилиндрическая с радиальным оребрением литая из алюминиевого сплава.
Подшипниковые щиты и крышки - литые из чугуна.
Вентиляторы - только внешний литой из алюминиевого сплава.
Кожух наружного вентилятора - штампованный из стального проката.
Крепление статора к станине - приваривается в нескольких точках по
внешнему диаметру.
Крепление ротора к валу - горячая посадка на вал.
2. Выбираем размеры вентилятора:
Внешний диаметр D2В ≈ Da = 0,149 м. Принимаем D2В = 150 мм
Внутренний диаметр D1В ≈ (0,7…0,8)Da . Принимаем 0,11м = 110 мм.
Ширина лопаток вентилятора:
bВ 
31,5QВ 31,5  0,017

 0,03 м = 30 мм
nН D22В 1500  0,112
3. Принимаем установочные размеры по ГОСТ для h = 90 мм:
Расстояние между осями крепления по ширине b10 = 140 мм.
Расстояние между осями крепления по длине l10 = 125 мм.
Расстояние от внешнего края подшипникового щита до первой линии
крепления по длине l31 = 56 мм
Диаметр отверстий под фундаментные болты крепления d10 = 10 мм.
Толщина крепительных лап Hл ≈ 1,25· d10 = 1,25·10 ≈ 13мм
Болты крепления к фундаменту – 4 болта М8х35.
4. Размеры станины из алюминиевого сплава:
Длина станины lС = l1 + 2lВЫЛ1 = 0,097 + 2·0,054 = 0,205 м = 205 мм.
Толщина станины (H0 = 2 мм, Hmin = 3 мм):
H  H0 
D
 H min . HС = 2 + 149/(50…60) ≈ 5 мм > 3 мм.
50...60
Высота продольных ребер охлаждения hР ≈ 0,1h = 0,1·90 = 9 мм
Ребра в нижней части машины имеют укороченную высоту, поскольку
они не должны выходить за пределы установочной горизонтальной поверхности. Число ребер NР = 32. Толщина ребер у основания 4мм, на внешних закруглениях 2мм.
5. Размеры подшипниковых щитов из чугуна:
Расстояние от внутренней стенки щита до обмотки принимаем 10 мм.
Толщина стенки щита (H0 = 3 мм, Hmin = 4 мм):
H  H0 
D
 H min . HЩ = 3 + 149/(50…60) ≈ 6 мм > 4 мм.
50...60
Подшипниковый щит крепится к станине четырьмя болтами (подшипниковая крышка – тремя) с углом установки 60º относительно друг друга в
верхней и нижней частях щита.
Диаметр крепительных болтов dБ ≈ 0,06D = 0,06·149 = 8,94 ≈ 8 мм.
Глубина завинчивания болтов в станину lБ ≈1,3 dБ = 1,3· 8 = 10,4 мм.
С учетом толщины щита принимаем для каждого 4 болта М8х16.
6. Размеры вала двигателя, выполняемого из стали 45:
Диаметр вала под ротором из предыдущего расчета dВ = Di2 = 34 мм.
Величина максимального момента из педыдущего расчета:
Мmax = КМ·Мном = 2,9·14,68 = 42,6 Нм.
Диаметр выходного вала d1 = 32 мм.
Диаметр вала под подшипником d2 = 35 мм.
Диаметр заплечиков вала за подшипником d3 = 44 мм > dВ.
Принимаем вал без заплечиков вала, а диаметр вала увеличиваем:
d3 = dВ = d2 = 35 мм. Для удержания подшипника от осевого смещения
устанавливается пружинное кольцо.
Длина выходного вала до щита l1 = 80 мм.
На выходном валу устанавливается призматическая шпонка с размерами b x h x t x l = 10 x 8 x 5 x 56 мм
7. Размеры подшипникового узла:
Принимаем установку 2-х шарикоподшипников радиальных однорядных средней серии 307 (для d2 = 35 мм).
Размеры подшипника d x D x B x r = 35 x 80 x 21 x 2,5 мм.
Применяем подшипниковые крышки с ушками для болтов крепления.
Диаметр внешнего цилиндра крышки D1 = 1,1D = 1,1·80 ≈ 88 мм.
Диаметр установки болтов крепления крышки D0 =1,2D =1,2·80 ≈ 96 мм
Внешний диаметр крышки по краям ушек DВНЕШ = 1,3D =1,3·80
≈104мм
Внутренний диаметр крышки для удержания внешнего кольца подшипника для подшипников средней серий D2 = 0,9D = 0,9·80 ≈ 72 мм.
Толщина стенок подшипниковых крышек из чугуна:
H  H0 
D
 H min . HК = 3 + 88/(50…60) ≈ 4 мм = Hmin = 4 мм.
50...60
Диаметр крепительных болтов dБ ≈ 0,06D = 0,06·80 = 4,8 ≈ 5 мм.
Глубина завинчивания болтов в станину lБ ≈1,3 dБ = 1,3· 5 = 6,5 мм.
С учетом толщины крышки принимаем для каждой 3 болта М5х12
8. Крепление вентилятора из алюминиевого сплава выполняется с посадкой на чугунную призматическую шпонку с фиксацией заплечиком заднего выходного конца вала и стопорным кольцом. Длину выходного вала под
вентилятором (ширина лопаток вентилятора 30 мм) принимаем l3 = 35 мм. На
выходном валу устанавливается призматическая шпонка с размерами
b x h x t x l = 10 x 8 x 5 x 25 мм.
9. Кожух вентилятора из штампованной стали толщиной 1 мм.
Кожух крепится к заднему подшипниковому щиту 3 болтами М5х12.
10. Болты заземления.
На лапах крепления к горизонтальной поверхности, предусматриваются 2 заземляющих болта М6х16.
11. Монтажные элементы.
Ориентировочный вес двигателя, с учётом большой длины магнитопровода (LA) составляет m ≈ km h3 = 30000·0,093 ≈ 22 кг < 30 кг. Установка
монтажных элементов не требуется.
12. Выводная коробка.
Для подключения двигателя к электрической сети принимаем коробку
из литого алюминия толщиной 3 мм, которая располагаются сверху станины
со стороны выходного вала машины.
При номинальном токе обмотки статора Iном = 4,5 А принимаем установку в коробке 3-х латунных шпилек М4 с расположением в один ряд.
Расстояние между соседними шпильками – 4,5 dШ = 4,5·4 = 18 мм.
Внешние длина и ширина коробки выводов – 18 dШ = 18·4 = 72 мм.
Внешняя высота коробки от точки установки – 9 dШ = 9·4 = 36 мм.
Внутренний диаметр трубки для кабеля – 3,5 dШ = 3,5·4 = 14 мм.
Крепление коробки выводов к станине осуществляется 3 болтами М4х10.
В верхней части станины предусматривается оливка горизонтальной установочной площадки, а продольные ребра охлаждения укорачиваются на длину
коробки выводов.
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СПРОЕКТИРОВАННОГО
АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ
Тип
двигателя
PН,
кВт
nН,
об/мин
ηН,
о.е.
cos φН,
о.е.
122Д
4А90L4У3
2,2
2,2
1430
1425
0,834
0,80
0,80
0,83
Mпуск
Mmax
Mmin
Iпуск
──────
──────
──────
──────
MН
2,6
2,0
MН
2,9
2,2
MН
1,6
IН
5,4
6,0