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隱藏在電機軸上的大學問題

發布時間:2021-06-28 08:06
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轉軸是電機中重要的部件之一。由于損傷多為疲勞,對一般電機軸材料的要求是:足夠高的強度,對應力集中的敏感性低,良好的可加工性。除了由普通碳鋼Q235A、Q255A或Q275制成的不重要且受力較輕的軸外,它們通常由45號優質碳鋼制成,必要時應進行淬火和回火。今天,女士和你談談斧頭基本的要求。看似簡單的軸其實有很多知識。

直徑小于10 cm左右時,常采用圓鋼作為毛坯;如果大于10厘米,將使用鍛造的階梯軸毛坯。承受沖擊載荷的大型電機和電機軸,由于其重要性的增加,對材料的要求也更高,大部分采用合金鋼鍛件。

近年來,電渣焊技術在電機行業得到了廣泛的應用。超大直徑(甚至不是很大直徑)的軸往往是由多節組成的焊接空心軸,以減輕重量,節省大鍛件,降低成本。

在運行過程中,轉軸的應力形式因電機和傳動機構的類型而異。通常在直接驅動的立式電機(如水輪發電機)中,轉軸承受轉子重量(有時是水推力)引起的拉應力、扭矩引起的剪應力和單邊磁拉力引起的彎曲應力;在傳遞扭矩的臥式電機中,轉軸承受轉子重量引起的彎曲應力、作用在軸伸上的單向磁拉力和外力(如皮帶拉力)以及扭矩引起的剪應力。

電機軸的基本要求

(1)要有足夠的實力。即在正常負載和規定的特殊情況下(如突然短路等。),旋轉軸的任何部分都不會出現殘余變形或損壞。

(2)有足夠的剛性。即轉軸的撓度必須在允許范圍內。

(3)臨界速度與工作速度應有足夠的差異,避免共振。

機械計算前,應初步確定轉軸的幾何尺寸。一個常見簡單的方法就是直接參考生產出來的電機的轉軸尺寸。也可以在電磁設計中使用相關尺寸,或者先根據經驗數據和力學公式確定轉軸中部(即芯塊)的直徑和軸頸尺寸,再根據設計電機的結構草圖確定軸的長度。

據生產的電機統計,對于1000 kW以下的電機,轉軸中部直徑約為定子內徑或電樞外徑的1/3 ~ 1/4。由于異步電動機氣隙小,為了增加軸的剛度,這個值一般接近1/3。

在初步設計中,彎矩值尚不可知,可以先近似扭轉強度的概念,根據扭矩t確定扭矩傳遞部分中轉軸的小直徑dmin,并根據公式(1)進行計算:

TN——電機額定轉矩,TN=9565PN/nN (n/m),PN為額定功率(kw),nN為額定轉速(rpm)。

在中小型立式電機(如水泵、通風機、離心機等使用的各種立式電機)中,軸芯齒輪的直徑d0通常比傳動端軸的小直徑大10 ~ 15%。在大型立式電機中,d0通常接近這個小直徑。軸頸直徑通常在軸的中徑和軸的延伸直徑之間,其具體尺寸應在選擇軸承(滾動型)或軸承潤滑計算(滑動型)后確定。

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