转轴的挠度及临界转速计算

转轴的挠度及临界转速计算程序（一）具有集中载荷的两支点轴承的计算(如图2-118)

转轴重量： Q=417(kg) L1=74.9

转子重量： G1=1310(kg) L2=85.4

铁心有效长度：L fe=55(cm) L=164.8

转子外径： D1=54.6(cm) La=36

单边气隙： δ=0.2(cm) G2=45

弹性模量： E= 2.06E+06（MPa）y=0.454490291

气隙磁密： Bδ=7342GS z=0.218446602

同步转速： n=1500r/min根据y、z值查图2-119

功率： P=710kWθ=0.5

过载系数： K= 2.25b处轴径21

2、挠度系数计算：

单位：cm cm4cm cm3cm3

轴a～b段d i J i X i X

i 3X

3-X

(i-1)

1141884.785 3.129.79129.791

215.52831.89056612.11771.5611741.77

3163215.3617.15000.2113228.65

4185150.38538.858411.0753410.861

5219541.72406379.4500566.2442155.112

600000

700000

800000

900000

1000000

∑ K ab=

轴c～b段d i J i X i X

i 3X

3-X

(i-1)

1141884.785 3.129.79129.791 215.52831.89056622.912008.9911979.198 3185150.38537.954439.9442430.95 4196393.87406347.9109902.255462.3 522.512574.1821354.9165469.155566.91 6219541.72406385.4622835.9457366.715 700000 800000 900000 1000000

∑ K cb=

3、轴在b点的柔度：

αbb= 4.99225E-06cm/kg

一、绕度及临界转速计算

4、磁拉力刚度：

K0=49554.06333kg/cm

5、初始单边磁拉力：

P0=991.0812667kg

6、由G1重量引起的b点绕度：

f1=0.007881595cm

7、滑环重量G2引起的b点绕度：

f2=0.000163144cm

8、单边磁拉力引起的b点绕度：

fδ=0.008495762cm

9、轴在b点的总绕度：

f=0.016540502cm应小于异步电机

同步电机

10、转轴临界转速：

n kp=2802.141933rpm

二、轴的强度计算：

1、最大转矩：

Mmax=10170.75N.m

2、bb点处的弯矩：

Mbb=8752.669171N.m

3、bb处的交变弯矩应力：

ζbb=9451105.897N/m2

4、bb处的剪切应力：

ηbb=5491172.66N/m2

ηn=2745586.33N/m2

脉动循环下的剪切应力：

η∞=6863965.824N/m2

5、轴在bb处受到的总负荷应力：

ζ=16.66671863N/mm2应该小于材料许用[ζ]=

三、轴承计算：

1、转子所受最大径向力：

W=2301.081267kg

2、a处轴承支承力：

Pa=1192.429249kg

3、c处轴承支承力：

Pc=1045.819095kg

4、轴承寿命：

Lh=1456982.883小时应大于10^5

式中：ε=3.33

f t=1载荷系数

F f=1.1温度系数

c=39600轴承额定动负荷

P i=1045.82当量动负荷

（二）带外伸端的两支点轴承的计算(如图2-120)

一、基本参数：

电枢重量（G1包括转轴中部重量的2/3和滑环的重量在内）

一、绕度及临界转速计算

2、柔度系数计算：

3、轴的柔度：

α11=7.56093E-07cm/kg

α22= 2.42497E-06cm/kg

α12=-8.91046E-07cm/kg

α21=-8.91046E-07cm/kg

4、转子重量所引起的挠度：

b处：f1'=0.006714438cm

d处：f2'=-0.006606742cm

5、磁拉力刚度：

转子一：K1=136812.9233kg/cm

转子二：K2=0kg/cm

6、初始磁拉力：

P1=1368.129233kg

P2=0kg

7、由磁拉力引起的挠度：

F0= 1.03954E-12

E0=0.896556679

b处：f1"=0.001153785cm

d处：f2"=-0.001359721cm

8、总挠度：同步机

b处：f1=0.007868222cm应该<0.008

d处：f2=-0.007966462cm应该<0

9、临界转速：

一次：n k=3506.387398rpm应该>975

速计算程序

(如图2-118)

（cm）

(kg)

曲线

cm-1

[X i3-X(i-1)3]/J i

0.015806047

0.615055547

1.004133285

10.37026572

46.33912164

58.34438224

[X i3-X(i-1)3]/J i

0.015806047

4.230106256

8.238403537

8.67428721

4.419127179

47.93334119

73.51107141

0.02cm

0.016cm

55N/mm2小时

图2-120)

（cm）

Mpa

[X i3-X(i-1)3]/J i X i2X i2-X(i-1)2[X i2-X(i-1)2]/J i X i-X i-1(X i-X i-1)/J i

0.918664587

-0.351834725

0.336856043

0.903685905

[X i3-X(i-1)3]/J i X i2X i2-X(i-1)2[X i2-X(i-1)2]/J i X i-X i-1(X i-X i-1)/J i

0.056840583204204.490.00397486614.30.000277963

11.2813244395459340.80.1133507583.40.00101206

-0.5198816461089-8456.29-0.004903061-64.7-3.75139E-05

00-10890-330

000000

异步机

cm应该<0.01cm cm应该<0cm

rpm满足要求