CC BY
19
ИЗВЕСТИЯ ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОЮ ИНСТИТУТА имени С. ,М. Кирова
Том 242 1972
ИССЛЕДОВАНИЕ ПОТЕРЬ ТРЕНИЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ РОТОРА МАСЛОЗАПОЛНЕННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ГИДРОТОЛКАТЕЛЯ
Э. М. ГУСЕЛЬНИКОВ, В. А. ЖАДАН
(Представлена научным семинаром кафедр электрических машин и общей электротехники)
Стремление создать компактные электрогидравлические толкатели (ЭГТ), насосы вызывает необходимость приблизить электродвигатель непосредственно к рабочему колесу и выполнять электродвигатели маслозаполненными, т. е. погруженными. При проектировании погружных электродвигателей для ЭГТ, насосов важно правильно определить механические потери, так как они могут превышать сумму всех других потерь в машине. Потери трения на торцах ротора рассматриваются как дисковые и могут быть определены по [4].
Течение жидкости в зазоре между статором и ротором схематически можно представить как плоское движение между двумя концентрическими цилиндрами, когда вращается внутренний цилиндр, а наружный неподвижен.
Как известно, момент трения вращающейся цилиндрической поверхности о жидкость может быть представлен в виде
М - 2ъг2ъ\ , (1)
где
1 и г т
где
V — средняя скорость жидкости в зазоре;
% — безразмерный коэффициент сопротивления, являющийся критерием подобия;
] — удельный вес жидкости.
Для подсчета величины коэффициента сопротивления % и цилиндрических потерь авторами [1—3] предложено несколько формул. Расчет цилиндрических потерь в ЭГТ по предлагаемым формулам не обеспечивает достаточной для практики точности. Поэтому на основании анализа этих формул и экспериментальных исследований, результаты которых приведены в табл. 1, величина коэффициента сопротивления для трущихся цилиндрических поверхностей в ЭГТ нами установлена равной
X = 0,46кб ЛМ°'25Ке-5 для 10 < Ие < 10*, (3)
соответственно длина и радиус цилиндрическом поверхности; касательное напряжение, у стенки, равное
т - X- (2)
KJ
со
№
2r, мм 1, мм t, иш bs, мм
пп
1 55 52 — —
2 » » — —
3 » » — —
4 » » —■ —
5 » » — —
6 » » — —
7 55 52 7,3 1
8 » » » 2
9 » » » 3
10 » » » 4
11 » » 14,-6 3
12 55 52 7,3 2
13 » » » »
14 » » » »
15 » » » »
16 100 50 17 2
17 » » » 4
18 » » 8,5 1
19 » » » 2
20 » » » 3
21 100 50 — —
22 » » — —
23 » » — —
24 » » — —
25 » »
г
Таблица 1
8, мм V-10"6 ] кг\мг Потери трения, вт ЕМ0П
м 2 ¡сек опыт расчет
од 7,58 862 24
0,2 » » 20 20 1
0,3 » » 18 18 1
0,4 » » 18 17 1,05
0,5 » 16 15,5 1,03
0,6 » » 16 15,3 1,04
0,3 7,58 862 20 20 1
» » » 21 22 0,95
» » » 25 26 0,96
» » » 26 29 0,9
» » » 21 22 0,95
0,3 25 870 39 42 0,93
» 60 875 62 66 0,94
» 130 880 93 97 0,96
» 290 900 136 148 0,92
0.4 7,58 862 127 132 0,96
» » » 144 148 0,97
» » » 123 130 0,95
» » » 138 143 0,96
» » » 153 157 0,97
0,2 7,58 862 136 142 0,96
0,3 » » 126 129 0,98
0,4 » » 120 120 1
0,5 » 119 113,5 1,05
0,6 » » 118 108,5 1,09
Рис. 1. Экспериментальная установка для исследования потерь трения цилиндрических поверхностей (1 — тарированный электродвигатель, 2 — маслоотбойный диск, 3 — исследуемые цилиндры)
X = 0,073-к8
(4)
где
^ + 1'Я
коэффициент, учитывающий увеличение гидрав-
^ + ЮВ - Ь5
лического сопротивления, вызванного дополнительным завихрением жидкости в открытых или полузакрытых пазах статора, для гладких цилиндрических поверхностей =1;
(Ю-Г'8 тг-П'Г-В
~ = зд^ —число Рейнольдса;
б — радиальный зазор между вращающейся цилиндрической поверхностью и неподвижной стенкой; у —вязкость рабочей жидкости; и — шаг по пазам статора; Ь3 — открытие паза статора.
Используя уравнения (1—4), найдем мощность трения цилиндрических поверхностей:
Исследование влияния на величину потерь вязкости рабочей жидкости, радиального зазора б между вращающимися и неподвижными цилиндрами, зубчатости статора и т. д. проводилось на экспериментальной установке, показанной на рис. 1. Результаты экспериментального исследования и расчетов приведены в табл. 1. Они свидетельствуют о том, что предлагаемые для расчетов цилиндрических потерь в ЭГТ формулы позволяют с достаточной для практики точностью учитывать влияние различных факторов на величину этих потерь.
1. А. А. Ломакин. Центробежные и пропеллерные насосы. Машгиз, 1950.
2. М. Д. Айзенштейн. Центробежные насосы для нефтяной промышленности, Гостоптехиздат, 1957.
3. Е. И. Литовский. Механические потери в зазоре электродвигателя, заполненного жидкостью. — «Вестник электропромышленности», 1957, № 9.
4. Э. М. Гусельников, В. Ф. Ротт. Электрогидравлические толкатели. «Энергия», 1968.
N = ^
ЛИТЕРАТУРА
