Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

- осевая нагрузка, Н;

V – коэффициент вращения кольца при внутреннем вращении кольца, V=(0, 1);

Y – коэффициент осевой динамической нагрузки;

- коэффициент безопасности;

- температурный коэффициент, =1.25 для спокойной нагрузки без толчков, при температуре 1250С.

Радиальная нагрузка определяется из величин движущего момента из формулы:

Осевая нагрузка по экспериментальным данным стоматологической лаборатории равна 3Н.

Тогда

и значения коэффициентов принимают

Х=0.5; Y=0.37.

Величина эквивалентной динамической нагрузки по формуле (*) равна:

Долговечность шарикоподшипников № 2076084:

При вычислительном износе долговечность шарикоподшипников определяется по формуле:

где - константа напряжения, МПа;

n – частота вращения, об/мин;

i – размерный износ, мкм.

В нашем случае при допустимом износе 0.2 мкм, n=300000 об/мин и =1290 МПа долговечность равна 300 Н.

2.2 Расчет параметров ротора пневматического наконечника

В пневматических наконечниках ротор приводится в движение воздухом или нейтральным газом, подаваемым под давлением на его лопасти; угловая скорость собственного вращения такого ротора через крутящий момент связана с давлением воздушной струи пропорциональной зависимостью.

Дифференциальное уравнение собственного вращения ротора имеет вид:

,

где - полярный момент инерции турбинки;

- вращающий момент;

-момент сил сопротивления.

Вращающий момент зависит от скорости истечения воздуха из сопла и расхода воздуха.

Перепад давлений, имеющий место в современных пневматических приборах, лежит в пределах 1.6-3 кг/см2.

Определяем момент инерции ротора по формуле

,

где - момент инерции;

m1, m2 – массы тела вращения;

R, r –расстояние центра тяжести плоской фигуры до оси вращения.

Определяется масса простейших тел вращения путем умножения объема соответствующего тела с плотностью материала:

где - плотность материала, г/см3;

V- объем тела

,

где D – диаметр тела вращения;

h – ширина тела вращения.

Кинематический момент определяется по формуле:

где - угловая скорость вращения;

J – момент инерции.

Скорость истечения струи для таких перепадов может быть определена по формуле Горичелли:

,

где - перепад давлений, 100 мм рт ст;

- плотность единицы объема воздуха.

Расход воздуха определяется по формуле:

где v - скорость истечения струи, м/сек;

S - площадь поперечного сечения сопла, м2.

Расход воздуха можно измерить в л/мин по формуле:

Для обеспечения равномерности вращения пневматического наконечника лунки на поверхности ротора делают полукруглыми, при этом используется плавное изменение направления вектора скорости струи воздуха.

Сила давления струи на лунку может быть определена по теореме импульса:

где - масса воздуха, истекающего из сопла за одну секунду;

- изменение скорости.

Но ,

где - окружная скорость лунок.

Вращающий момент может быть определен по формуле:

Для уточнения величины вращающего момента вводят опытный коэффициент удара струи b, в этом случае:

Для роторов, у которых происходит плавное изменение направление вектора скорости струи воздуха, коэффициент b=2.

Определение момента сопротивления вращения ротора

Момент сопротивления вращения пневматического ротора складывается из аэродинамического момента сопротивления и момента сил трения в главных опорах .

Аэродинамическое сопротивление возникает вследствие трения поверхности наконечника о окружающую его среду.

Сила аэродинамического сопротивления, создаваемое элементарной площадкой поверхности ротора, определяется по формуле:

где - коэффициент аэродинамического сопротивления единичной площадки поверхности ротора;

- плотность среды;

v – линейная скорость точек площадки относительно среды;

dS – площадь элементарной площадки.

Момент сопротивления , создаваемый силой , равен:

,

где r – расстояние от центра тяжести площадки dS до оси вращения.

Из рис.7 получим:

.

На рис.7 представлена схема к определению момента аэродинамического сопротивления

Рис.7 Схема к определению момента аэродинамического сопротивления

Обозначим:

,

тогда ,

где А – коэффициент постоянный для данного ротора и зависящий от его геометрической формы и тщательности обработки поверхности.

Коэффициент , зависящий от скорости вращения, размеры ротора и чистоты обработки его поверхности, может быть в первом приближении вычислен по формуле:

для ламинарного режима:

;

для турбулентного режима:

;

где

v – кинетический коэффициент вязкости среды.

Динамическая вязкость воздуха:

.

Плотность воздуха:

.

Кинематическая вязкость воздуха:

.

.

для ламинарного режима:

;

для турбулентного режима:

;

Критическое число , при котором происходит переход к ламинарному или турбулентному режимам составляет 485000.

Определение сечения сопла лунок устанавливает момент сил сопротивления, т.е. выполняется равенство:

.

Тогда

(**)

где S – поперечное сечение сопла.

Подставив значение , получим зависимости скорости вращения ротора от разности давлений и плотности среды из уравнения (**), пренебрегая малой величиной, после преобразований получаем:

.

Наименьшая разность давлений, необходимая для приведения ротора во вращение, определяется из условия преодоления момента трения в опорах. В этом случае ; из уравнения (**):

,

но

Следовательно:

,

отсюда

Из формулы (**), зная величины А, b, MT, v и выбирая и р, можно определить необходимое сечение S сопла по формуле:

,

где

МТ – момент трения, Нм,

b=1.

Момент трения определяем по формуле:

где - осевая нагрузка на подшипник, Н

- радиальная нагрузка на подшипник, Н;

- коэффициент трения скольжения, м (принять = );

- диаметр окружности центров шариков, мм;

диаметр шариков, мм;

- момент трения ненагруженного шарикоподшипника, определяемый по эмпирической зависимости

Нмм.

Нмм.

Необходимое суммарное сечение сопел, подводящих воздух к ротору будет равно:

Подвод воздуха к ротору производится с помощью двух сопел, при этом сечение одного сопла будет равно:

.

Диаметр сопла определяется по формуле:

.

Минимально необходимое количество лунок рассчитываем по формуле (для )

лунок,

где - угол поворота ротора (в градусах).

2.3 Расчет компрессора

В качестве конструктивной схемы компрессора выбираем компрессор КП-2.

Расчет компрессора можно разделить на две части:

1. расчет пневматической части;

2. расчет электропривода.

2.3.1 Расчет пневматической части компрессора

Данный раздел начинается с расчета расхода воздуха в компрессоре:

где Q – расход воздуха (50000 см3/мин);

S – площадь ротора (12,1 см2);

V – скорость лопатки;

Z – число лопаток (6).

При этом расчете площади ротора производится по следующей формуле:

S=l h

где l – длина лопатки (240 см);

h – средняя величина выхода лопатки (0.5 см)

Далее рассчитывается скорость вращения лопатки по формуле:

где - скорость ротора (275 об/мин);

- радиус ротора (2.5 см);

С учетом этого получаем:

где - скорость вращения ротора двигателя.

Таким образом, используется выражение

Получим соотношения для вычисления необходимой скорости вращения ротора двигателя:

2.3.2 Расчет электропривода компрессора

В качестве электропривода компрессора принят асинхронный двигатель, со следующими исходными данными для расчета:

Асинхронный, закрытый, малошумный, 2-х полюсный.

Корпус и подшипниковые щиты изготавливаются из алюминиевого сплава для работы в тяжелых условиях (вибрации – до 5g, ускорение при ударах – до 10g).

1. количество пар полюсов

,

где f – частота питающей сети;

- синхронная частота вращения.

2. Главные размеры

1) DH1=105 мм – наружный диаметр сердечника статора (для высоты вращения h=63 мм).

2) D1=0.61DH1-4=60 мм – внутренний диаметр сердечника статора (2р=1, h=63 мм).

3) - расчетная длина сердечника статора.

Здесь - расчетная мощность.

- отдаваемая механическая мощность;

- коэффициент мощности при номинальной нагрузке.

- предварительная линейная нагрузка обмотки статора;

- максимальное значение магнитной индукции в воздушном зазоре;

- коэффициент обмотки статора основной гармонической кривой ЭДС.

3. Сердечник статора

,

где - количество пазов;

4. 3. Сердечник ротора

DH2=D1-2,

где DH2– наружный диаметр сердечника ротора;

Характеристики

Список файлов курсовой работы