CC BY
16
УДК 621.22
РАСЧЕТ ПРИВОДА СТЕНДА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ КАРДАННЫХ ПЕРЕДАЧ НА ИГОЛЬЧАТЫХ ПОДШИПНИКАХ
А. С. Ереско, Е. В. Иваненко, Е. В. Кукушкин*, А. А. Орлов
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: ironjeck@mail.ru
Уточнён теоретический расчёт и проверена адекватность расчёта электродвигателя испытательного стенда для испытания карданных передач на игольчатых подшипниках. Получены данные для практического сравнения работы электродвигателя испытательного стенда. Получено уравнение крутящего момента, зависящее от величины изменения силы тока и мощности электродвигателя.
Ключевые слова: расчёт мощности, испытательный стенд, карданный шарнир.
CALCULATION OF DRIVE OF STAND FOR THE TEST OF TRANSMISSIONS OF TRANSPORT-TECHNOLOGICAL MACHINES
A. S. Eresko, E. V. Ivanenko, E. V. Kukushkin*, A. A. Orlov
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation
E-mail: ironjeck@mail.ru
In the work, the theoretical calculation has been refined and the adequacy of the calculation of the electric motor of the test bench for testing the cardan gears on needle bearings has been verified. Data are obtained for practical comparison of the work of the electric motor of the test bench. The equation of torque, which depends on the magnitude of the change in the current and power of the electric motor, is obtained.
Keywords: power calculation, test bench, universal joint.
Введение. Основная часть узлов трения это подшипниковые узлы, в основном, отказ подшипниковых узлов происходит за счет абразивного изнашивания, которое возникает вследствие попадания инородных тел в рабочую область подшипникового узла. Кроме всего прочего отказ подшипников происходит за счёт так называемого усталостного разрушения.
Постоянно возникают всё новые, актуальные вопросы, основная роль которых, принадлежит подшипниковым узлам, работающим в условиях качения под нагрузкой, которая влияет на работоспособность подшипников в целом. В полной степени не исследован процесс нарушения кинематики подшипника и его влияние на работоспособность карданного шарнира в целом. Это связано с повреждением тел и дорожек качения, влиянием и распределением сил сопротивления качению по площадям катящегося контакта. Влияние теплового износа в равной степени способствует изменению и разрушению дорожек качения и является первоочередным вопросом, требующим подробного рассмотрения.
Основная часть. В качестве привода испытательного стенда для испытаний карданных передач [1-3] был использован общепромышленный электродвигатель асинхронный А042-6 ГОСТ 186-52. Асинхронные трёхфазные общепромышленные электродвигатели применяются во всех отраслях промышленности, в электроприводах различных устройств, механизмов и машин, не требующих регулирования частоты вращения (насосы, вентиляторы, компрессоры и т. п.). В количественном отношении эти электродвигатели составляют около 90 % всего парка машин
Секция «Проектирование машин и робототехника»
в народном хозяйстве, а по установленной мощности - около 55 %. Техническая характеристика электродвигателя А042-6 ГОСТ 186-52 приведена в таблице.
Фазы обмоток асинхронного двигателя соединены «звездой».
Техническая характеристика электродвигателя А042-6 ГОСТ 186-52
Параметр Значение параметра
Тип электродвигателя А042-6 ГОСТ 186-52
Напряжение, В 380
Сила тока, А 4,3
Мощность, кВт 1,7
Частота вращения, об/мин 930
КПД, % 79,5
СОБф 0,75
Масса, кг 44,5
Расчёт основных параметров. Мощность электродвигателя испытательного стенда для испытания карданных передач определяется по формуле [4-6]
Мкр •п
N = —(1) 9550
где п - число оборотов [об/мин]; Мкр - крутящий момент электродвигателя [Нм]. Определяем обороты вращения ротора электродвигателя по формуле
п = По (1 - я ), (2)
где Я - скольжение электродвигателя, которое может быть в пределах от Я до Я = (1,2^1,5)ЯНОМ; п0 - частота вращения магнитного потока, определяющаяся по формуле
По = ^, (3)
р
где /1 - частота питающего напряжения [Гц]; р - количество пар полюсов. Тогда подставив в формулу (3) в формулу (2) и получим
п = ^(1,2 * 1,5 )Яном, (4)
р
Зная мощность электродвигателя, которая определяется по формуле
Р = Р0 + Рм + Рэм , (5)
где Р0 - потери мощности на перемагничивание [Вт]; РМ - потери мощности в меди обмотки статора [Вт]; РЭМ - электромагнитная мощность, определяющаяся по формуле [Вт]
рэм = ю •Мэм, (6)
где МЭМ - электромагнитный момент электродвигателя [Н м]; ю - угловая скорость электродвигателя [сек-1], определяющаяся по формуле
ю = Ю0 (1 - Я), (2)
где ю0 - угловая скорость магнитного потока [сек-1], которая определяется по формуле
2п • Л
(8)
Ю0 =
Электромагнитный момент определяется по формуле
м эм =-
тиф • — ф ^
(
- + -21 ^
2
(+*2 )2
(9)
где т - количество фаз электродвигателя; иФ - фазное напряжение сети [В]; —1, Я2 - первичное и вторичное приведенные активные сопротивления [Ом]; Х1, Х2 - индуктивное сопротивление от потоков рассеяния фазы обмотки статора и приведенной фазы ротора [Ом]. Зная
I = -
иф
(10)
Я + —
+ х2 )2
получим
I • т •— • иф
м эм =-
ю0
(11)
Следовательно, для 3-фазной цепи с принятым электродвигателем с тремя полюсами, уравнение мощности испытательного стенда для испытания карданных передач будет иметь вид
N =
I •и • —2 • /1
110,36
(12)
Заключение. По результатам исследований уточнён теоретический расчёт, проверена адекватность расчёта, получено уравнение крутящего момента электродвигателя стенда для испытания карданных передач на игольчатых подшипниках.
Библиографические ссылки
1. Пат. 149002 Российская Федерация, МПК7 в01М 13/02 (2006.01). Стенд для испытаний карданных передач / Кукушкин Е. В., Меновщиков В. А., Ереско С. П., Ереско Т. Т. № 2014120845; заяв. 22.05.2014; опубл. 20.12.2014. Бюл. № 35. 1 с.
2. Пат. 153924 Российская Федерация, МПК7 в01М 13/02 (2006.01). Стенд для испытаний карданных шарниров / Ереско С. П., Ереско Т. Т., Кукушкин Е. В., Меновщиков В. А. № 2014147821/28; заяв. 26.11.2014; опубл. 10.08.2015. Бюл. № 22. 2 с.
3. Пат. 162876 Российская Федерация, МПК7 в01М 13/02 (2006.01). Стенд для испытаний карданных передач / Ереско С. П., Ереско А. С., Ереско Т. Т., Ереско В. С., Кукушкин Е. В., Стручков А. В. Хоменко И. И. № 2015157365; заяв. 30.12.2015; опубл. 27.06.2016. Бюл. № 18. 2 с.
4. Никитенко Г. В. Электропривод производственных механизмов. СПб. : Лань. 2013. 224 с.
5. Касаткин А. С., Немцов М. В. Электротехника. М. : Академия. 2007. 544 с.
6. Иванов И. И., Соловьев Г. И. Электротехника. СПб. : Лань, 2008. 496 с.
© Ереско А. С., Иваненко Е. В., Кукушкин Е. В., Орлов А. А., 2017
