Файл: Механизмы с магнитной связью..pdf

Рассмотрим два случая эксцентричного расположения [7 ] дли цилиндрических взаимодействующих элементов:

1)один элемент находится эксцентрично внутридругого (рис. III. 17, а); что соответствует цилиндрическим СММ с маг­ нитом или обмоткой возбуждения в подвижных частях;

2)эксцентричное расположение полого цилиндра между кон­ центричными наружным и внутренним элементами механизма (СММ с неподвижными магнитом или обмоткой возбуждения) — рис. III. 17, б.

Примем, что взаимодействующие элементы имеют гладкие по­ верхности, площадь которых равна площади гребней зубцов при

Рис. Ш .І7. К расчету сил одностороннего притяжения эле­ ментов магнитных механизмов

сохранении диаметра. Для одноименнополюсной цилиндрической муфты, например, осевая эквивалентная длина взаимодействую­ щих зубцовых поверхностей /э = kb I. Для беззубцовых поверх­

Выражение магнитной энергии в зазоре в координатах г, ф, г имеет вид

При разности магнитных потенциалов между поверхностями элементов F6 индукция в зазоре

(III. 148)

2 0 0

Продифференцировав выражение W6 по е с учетом значения р 0,

В случае притяжения подого ферромагнитного цилиндра ре­ зультирующая сила складывается из силы притяжения цилиндра к наружному и внутреннему цилиндрам

Проводимость эксцентричного зазора в первом случае опреде­ ляется выражением

>

Сила притяжения торцовых элементов СММ может быть опре­ делена по известной формуле

где Ф — магнитный поток, Вб; S — площадь торцовых элементов, через которые проходит магнитный поток, мг. Выразив поток через индукцию в зазоре и площадь, получим

Т1т ~_ 245.210» B2S.

18. НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СММ

Создание надежно работающей конструкции возможно при соблюдении следующих условий.

1.Конструктивная схема, соответствующая техническому за­ данию, должна быть наиболее простой.

2.Конструкция вращающихся частей механизма и динами­ ческая балансировка должны исключить возможность появления нагрузок от дисбаланса.

3.Конструкция корпуса должна быть жесткой и термоста­ бильной.

4.Конструкция опор вращающихся частей и системы смазки должны быть оптимальными.

5.Должны применяться материалы с высокими физико-меха­ ническими свойствами.

6.Конструкция в целом должна быть технологичной, обеспе­ чивающей контроль качества при изготовлении и возможность регулировки при наладке и эксплуатации.

При конструировании СММ следует руководствоваться ГОСТами и нормами, используемыми при проектировании элек­ трических машин.

Кроме электромагнитных расчетов (определение главных раз­ меров, сечения магнитопровода, размеров магнита и обмотки воз­ буждения) необходимо также выполнение ряда механических рас­ четов: расчет валов с учетом всех действующих сил, расчет вра­ щающихся частей по прочности, выбор опор и расчет смазки и т. д.

Авторы не претендуют на исчерпывающее рассмотрение дан-, ных вопросов, так как по ним имеется большое количество спе­ циальных работ. Ими рассматриваются лишь некоторые моменты, на которые следует обратить внимание при проектировании СММ.

При расчетах на прочность вращающихся деталей (валов, полумуфт, шестерен) запас прочности по пределу усталости бе­ рется больше запаса по текучести. Максимально допустимое на: пряжение при статических нагрузках должно быть ^75% от предела текучести. При динамических нагрузках оно должно быть 5^60% от предела усталости.

2 0 2

В зависимости от быстроходности и мощности СММ валы могут выполняться заодно с полумуфтой (шестерней) или раздельно. В первом случае нагрузка на вал от веса является распределен­ ной, тогда как во втором случае — сосредоточенной. Валы СММ для скорости до 10— 15 тыс. об/мин диаметром до 120 мм изго­ тавливаются из стали 45, для скорости 20 тыс. об/мин и более — из стали ЗОХГСА.

По опыту проектирования синхронных электромашин прогиб вала должен быть не более 0,05 рабочего зазора СММ, но меньше 6' — зазора между вращающимся элементом и экраном в экра­ нированной СММ, а критическая скорость вращения на 25—30% выше предельного верхнего значения скорости.

Конструкция полумуфт и выбор материала должны исключать появление деформации от нагрузок дисбаланса при максимальных для конструкции окружных скоростях. Для этого допуски на биение диаметров, овальность и конусность полумуфт или шесте­ рен должны быть не более 0,02—0,005 мм. Биение шейки и конца вала для жестких соединений со стороны привода (шлицевые и

Минимальный диаметр вала (см)—-диаметр цапфы из условий прочности по максимальному крутящему моменту

в них концентричные полумуфты располагаются по отношению друг друга с начальным эксцентриситетом е0. Отношение е0 к за­ зору б должно быть

0,05.

Здесь для неэкранированной системы 6 — полный рабочий зазор, для экранированной системы б :— зазор между полумуфтой и экраном, т. е. б'.

Наличие эксцентриситета е0 приводит к появлению односторон­ него магнитного притяжения, которое должно быть, учтено при

203