ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ ГРУЗОПОДЪЁМНОСТИ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ ИСХОДЯ ИЗ НОМИНАЛЬНОГО МОМЕНТА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

DOI: 10.47026/1810-1909-2022-1-88-99

УДК [621.822.6:620.1.052]:621.313

ББК [К445.32:Ж121.3]:З261

А.Н. МАТЮНИН, Р.А. РОМАНОВ

Ключевые слова

подшипники, конец вала, механический расчёт, электрический двигатель 11ДВМ160

Аннотация

Целью статьи является описание методики расчёта динамической грузоподъёмности наиболее нагруженного подшипника электрической машины на этапе электромагнитного расчёта. Предлагаемая методика позволяет изначально определить размеры таких частей электрической машины, как подшипники и подшипниковые щиты. В статье рассмотрен расчёт электромагнитных и механических параметров электрической машины на основе машинной постоянной. Переход от машинной постоянной к механическим параметрам подшипника осуществляется через эпюру радиальных нагрузок (реакций), действующих на подшипники. Приведены зависимости длины конца вала от допускаемого крутящего момента электрической машины в соответствии с ГОСТом при различном характере нагрузки, разной прочности и твердости материала вала. Данная методика связывает механические и электромагнитные параметры машины, позволяет выполнить элементы механического расчёта на ранних этапах разработки. Для упрощения методики расчёта введены некоторые относительные геометрические параметры, зависящие от типа и серии или модели электрической машины. Рассчитана грузоподъёмность наиболее нагруженного подшипника магнитоэлектрического двигателя 11ДВМ160 для привода станков-качалок нефти. Исходными данными для расчёта послужили сведения из конструкторской документации, результаты компьютерного моделирования магнитного поля и испытаний. На основании расчёта получено значение динамической грузоподъёмности наиболее нагруженного подшипника, соответствующее расчётной механической нагрузке. На практике может быть актуальной обратная задача – определение электромагнитного момента и мощности проектируемой электрической машины по параметрам подшипников, ограниченным заданными исходными размерами машины.

Литература

1. Афанасьев А.А., Нестерин В.А., Генин В.С., Матюнин А.Н., Романов Р.А. Повышение эффективности электропривода станка-качалки нефти // Электротехника. 2018. № 8. С. 24–28.
2. Волняков К.А., Копылов В.М. Оптимизация режимов нагрузки подшипниковых узлов при интенсивных тепловых нагрузках // Робототехника и техническая кибернетика. 2020. Т. 8, № 1. С. 72–77.
3. Гольдберг О.Д., Свириденко И.С. Проектирование электрических машин / под ред. О.Д. Гольдберга. 3-е изд., перераб. М.: Высш. шк., 2006. 430 с.
4. П.м. 201612 Российская Федерация, МПК Н02К 3/493. Электрическая машина / Афанасьев А.А., Малинин А.И., Матюнин А.Н., патентообладатель АО «Чебоксарский электроаппаратный завод»; заявл. № 2020123479 от 08.07.2020 г.; опубл. 23.12.2020 г. Бюл. № 36.
5. П.м. 202238 Российская Федерация, МПК G01M 15/14. Устройство прогнозирования остаточного ресурса подшипника газотурбинного двигателя / Ермохин А.В., Мокроусов А.С., Габдрашитов И.Р. и др., патентообладатель ФГКВОУ ВО «Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева» МО РФ; заявл. № 2020125414 от 22.07.2020 г.; опубл. 08.02.2021 г. Бюл. № 4.
6. Пат. 2319869 РФ, МПК F16C. Способ повышения ресурса подшипника качения / Демидов В.Д., Ромашин С.Ф., патентообладатель Смолянинов В.В.; заявл. № 2006102948/11 от 01.02.2006 г.; опубл. 20.03.2008 г. Бюл. № 8.
7. Пат. 2721806 РФ, МПК F16C. Подшипник качения с эмалевым покрытием / Деметрашвили И.С., патентообладатель Деметрашвили И.С.; заявл. № 2019125841 от 15.08.2019 г.; опубл. 22.05.2020 г. Бюл. № 15.
8. Пат. 2741052 РФ, МПК Н02К 5/16, F16C 33/76. Электрическая машина c бесконтактным уплотнением подшипника / Довгалёнок В.М., Дрындин А.Н., Захаренков В.Н., патентообладатель АО «Аэроэлектромаш»; заявл. № 2020129217 от 04.09.2020 г.; опубл. 22.01.2021 г. Бюл. № 3.
9. Проектирование электрических машин / под ред. И.П. Копылова. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Юрайт, 2011. 767 с.
10. Рудаков А.В. Влияние элементов керамических подшипников на их шумовые характеристики // Комплексные исследования в рыбохозяйственной отрасли: материалы VI Междунар. науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. Владивосток: Изд-во Дальневосточного гос. техн. рыбохозяйственного университета, 2021. С. 323–326.

Сведения об авторах

Матюнин Алексей Николаевич – кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры электротехнологий, электрооборудования и автоматизированных производств, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары (kotbegemot21@yandex.ru; ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9220-0162).

Романов Роман Артемьевич – ассистент кафедры электротехнологий, электрооборудования и автоматизированных производств, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары (ragnum@mail.ru).

Формат цитирования

Матюнин А.Н., Романов Р.А. Определение динамической грузоподъёмности подшипников качения исходя из номинального момента электрической машины // Вестник Чувашского университета. – 2022. – № 1. – С. 88–99. DOI: 10.47026/1810-1909-2022-1-88-99.

Загрузить полный текст статьи