Составим расчетную схему наиболее опасного варианта нагружения вала (см. рис.1). К валу, установленному в подшипники, приложены сила тяжести G, сила магнитного притяжения T, реакция передачи P_п ,крутящий момент со стороны сердечника M и момент полезного сопротивления М_н (реакции опор не показаны). Причем сила тяжести и сила магнитного притяжения направлены в одну сторону, а реакция передачи - в противоположном направлении. Крутящий момент со стороны сердечника приравняем моменту со стороны передачи для моделирования резкой динамической нагрузки.

Рис.1. Схема нагружения вала.

Номинальный вращающий момент для двигателя:

Где Р_н - мощность двигателя, кВт;n – номинальная частота вращения, об/мин; - к.п.д.

Реакция передачи, т.е. поперечная сила, приложенная к выступающему концу вала:

Где К_п – коэффициент, зависящий от вида передачи (например: при передаче упругой муфтой К_п=0,3;R – радиус делительной окружности шестерни или окружности кулачковой муфты, или окружности шкива)

Магнитное притяжение ротора возникает за счет неравномерности воздушного зазора, вследствие неточностей сборки и обработки деталей, а также прогиба вала под действием сил G и P_п, рассчитывается по формуле:

где D- наружный диаметр ротора, мм;L – длина ротора без радиальных каналов, мм; - воздушный зазор между статором и ротором, мм; -первоначальное смещение якоря под действием сил G P_п

Для якоря электродвигателя мощностью 220 кВт и номинальной частоте вращения 1000 об/мин. Получаем следующие нагрузки:

M=2200 H·м; P_п=4625 Н; T₀=9000 H.

Отличительной особенностью пакета COSMOSWorks является автоматическое приложение силы тяжести к сборке. Исходными данными для этой операции являются объём деталей и их материал.

Получение конечных результатов происходит в несколько этапов:

·         создание твёрдотельной модели сборки с назначением материала для всех деталей;

·         построение сетки;

·         назначение кинематических граничных условий;

·         выполнение расчёта.