在设计绝缘支架时要充分考虑缠绕电磁线后,插入轮毂中。电磁线于轮毂的间隙一般为510mm.电磁线要外包石棉布以免与轮毂接触,而造成短路。
最大过盈量、热套间隙的计算转子支架由于转子支架的重量较大,要用起重机吊装插轴,找正有一定难度,可能实际时间较长因此热套间隙0应合适,避免卡轴,经验取值为:转子支架的毂L>3d时,0=d9001000mL3d时,0=d800900m,L为毂的长度。
周宁转子支架的毂如所示,最大过盈max=0.460mm由图纸给出。热套间隙:0=d800=805800=1.006253加热温度的计算根据图纸轴毂过盈配合的最大过盈量max和热套间隙0,来计算热套温度t,公式如下:t=t0+max+0d(1)式中:t、t0热套计算温度、环境温度;max、0最大过盈量mm、热套间隙mm;d配合面的直径mm;毂的材料线膨胀系数。
(在20200时,钢=1.2510-5)应用此公式计算时还需要注意由于热套装配时的散热导致温度降低,实际热套温度t应取t=(115%130%)t;环境温度t0=25,确定热套温度如下:t171实际热套温度取值:t=120%t=1.21.71205
热套功率的计算转子支架结构相对复杂,由轮毂和轮辐组成,可以看作是用感应加热轮毂和用电热板加热轮辐。轮毂的加热功率:P=K0GTCAt(2)G轮辐自重(kg);A功的热当量,为0.24;C轮辐平均热容量,钢材C=0.12大卡/kg;K0热损失系数,有保温时,取225;代入公式得89.6kW.
感应电磁线匝数计算功率密度:P0=PS0(kW/m2)%绕组匝数:W=cos22.4LdP10-3%r(匝)(3)式中:、d2、L设备效率(96%),毂外表面直径(m),毂高度(m);S0、cos毂被绕组覆盖的表面积(m2),功率因数(0.6);%r毂的相对磁导率5.7.
周宁转子支架的热套采用中频、输入中频电压260V,绕组匝数计算如下:S0=dL代入数据得:S0=5.71m2取cos=0.6,=260V,P=89.6kW,%r=5.7代入(3)算得:W=54匝,并计算得电流强度I=P103cos=143A;选电流密度J=3A/mm2;导线截面积F=94.6mm2,选用100mm2铜芯裸绞线,匝数为54匝。
用以上方法算得的绕组匝数,能满足毂表面功率密度的要求。反映在热套操作上,能很好控制热套温度的上升速度。电磁线对轮毂的加热过程中,上下轮盘和辅板会传导很大一部分热量,为此对轮盘和辅板用履带式加热器进行辅助加热。
履带式加热器对轮盘和辅板的加热功率:P=K0GTCAt式中:P=87.9kW履带式陶瓷加热板每个功率为5kW,所以应放置个数为18个左右。考虑到保温措施和加热的均匀性,用在辅板上下各摆放7块电热板,用来补充其升温过程中轮辅吸收和散失的热量。同时要搭建保温棚,尽量减少热量的损耗,提高生产效率节省能源。
热套过程总结(1)当温度上升到热套温度2/3时,检查膨胀量。实际温度达180时,轴孔胀量达到0.81mm即可,并且足够满足要求。当达到热套温度205时,确认孔的膨胀量已经达到1.2mm,说明最小间隙取1.01.2mm可以进行套轴了。(2)温升速度应控制在每小时2030,使得轮毂加热均匀,加温时间一般为910h,实际加热由于保温较好,提前达到205。