6.4. Подбор подшипников для винта стойки

Работоспособность подшипника при статическом нагружении оценивают по статической грузоподъемности “C_o”, а при динамической – по динамической грузоподъемности “C”. Так как частота вращения вала невелика, то подбор подшипника ведется по статической грузоподъемности. Статическая грузоподъемность представляет собой статическую (радиальную для радиальных и радиально-упорных и осевую для упорных и упорно-радиальных подшипников) нагрузку, вызывающую в наиболее нагруженной зоне контакта общую остаточную деформацию тела качения и колец, равную 0,0001 диаметра тел качения.

Уточненное усилие на винт

; (6.28.)[9, стр. 14]

где F_g – доплнительное усилие на винте, возникающее от качения роликов по направляющим.

; (6.29.)[9, стр. 14]

где f – коэффициент трения качения (f=0,01);

z_р – число роликов в стойке.

(6.29.)

(6.28.)

Для нижней (опорной) части винта стойки подберем упорно-радиальный шариковый одинарный подшипник 78309Н ГОСТ 29241-91.

Статическая грузоподъемность подобранного подшипника C_O=146000 Н

Условие работоспособности подшипника выполняется.

Подшипник 78309Н имеет следующие геометричекие параметры:

Рис. 6.4.1. Основные геометрические параметры упорно-радиального шарикого подшипника

d=45 мм;

D=100 мм;

B=25 мм;

r=2,5 мм;

r₁=1,5 мм.

Для верхней части винта стойки подберем шариковый радиальный одинарный подшипник 307 ГОСТ 8338-75.

Он имеет следующие геометрические параметры:

Рис. 6.4.2. Основные геометрические параметры радиального шарикового подшипника

D=80 мм;

d=35 мм;

B=21 мм;

r=2,5 мм.

7. Выбор электродвигателя

7.1. Классификация электродвигателей

Выпускаемые промышленностью электродвигатели по роду тока подразделяются на следующие типы:

- двигатели постоянного тока, питаемые постоянным напряжением, или с регулируемым напряжением; эти двигатели допускают плавное регулирование угловой скорости в широких пределах, обеспечивая плавный пуск, торможение и реверс, поэтому их применяют в приводах электротранспорта, мощных подъемниках и кранах;

- однофазные асинхронные двигатели небольшой мощности, применяемые в основном для привода бытовых механизмов;

- трехфазные двигатели переменного тока (синхронные и асинхронные), угловая скорость которых не зависит от нагрузки и практически не регулируется; по сравнению с асинхронными двигателями синхронные имеют более высокий КПД и допускают большую перегрузку, но уход за ними более сложен и стоимость их выше.

Трехфазные асинхронные двигатели – самые распространенные во всех отраслях промышленности. По сравнению с остальными для них характерны следующие преимущества: простота конструкции, наименьшая стоимость, простейший уход, непосредственное включение в сеть без преобразователей.

7.2. Характеристика асинхронных двигателей

На рисунках 7.2.1. и 7.2.2. представлены рабочие (механические характеристики) асинхронного двигателя. Они выражают зависимость угловой скорости вала двигателя от вращающего момента (рис. 7.2.1.) или вращающего момента от скольжения (рис. 7.2.2.).

Рис. 7.2.1. Зависимость угловой скорости вала двигателя от вращающего момента

Рис. 7.2.2. Зависимость вращающего момента от скольжения

На рис. 7.2.1. и 7.2.2. “М_ПУСК” – пусковой момент, “М_НОМ” – номинальный момент, “ω_С” – синхронная угловая скорость, “ω” – рабочая угловая скорость двигателя под нагрузкой, “θ” – скольжение поля, определяемое по формуле:

; (7.1.)[5, стр. 8]

В пусковом режиме при изменении момента от “М_ПУСК” до “М_МАХ” угловая скорость возрастает до “ω_КР”. Точка “M_MAX”, “ω_КР” – критическая, работа при этом значение момента недопустима, так как двигатель быстро перегривается. При снижении нагрузки от “M_MAX” до “М_НОМ”, т. е. при переходе к длительному установившемуся режиму. При дальнейшем снижении нагрузки до нуля угловая скорость возрастает до “ω_C”.

Пуск двигателя осуществляется при θ=1 (рис. 15), т. е. при ω=0; при критическом скольжении “θ_КР” двигатель развивает максимальный момент “M_MAX”, работать на этом режиме нельзя. Участок между “M_MAX” и “М_ПУСК” почти прямолинейный, здесь момент пропорционален скольжению. При “θ_НОМ” двигатель развивает номинальный моммент и может работать в этом режиме длительное время. При θ=1 момент падает до нуля, а частота вращения без нагрузки возрастает до синхронной “N_C”, зависящей лишь от частоты тока в сети и числа полюсов двигателя.

Так, при нормальной частоте тока в сети 50 Гц асинхронные электродвигатели, имея число полюсов от 2 до 12, будут иметь следующие синхронные частоты вращения:

. (7.2.)[5, стр. 9]

Естественно, что в расчете электропривода надо исходить из несколько меньшей расчетной частоты вращения под нагрузкой, соответствующей номинальному режиму работы.