刚度计算(结构刚度计算公式)

实用：框架刚度近似计算方法

有一次去建材市场购物，店主直接问要国标的还是非标的，进一步与其沟通发现同一类材料有按国标制作的，也有按非标制作的，最终的结果表现在价格的差异上，最糟糕的问题会出现在性能的符合性上。该问题在电机零部件的制造上也比比皆是，最为明显的是YE2系列产品的机座，加工完成后椭圆严重，有的机座在定子压入过程中直接崩裂。这就引入一个关于电机机座刚度的话题，Ms.参今天就与大家谈谈这个问题。

电机机架的转动惯量

根据材料力学，机架刚度代表机架受力时抵抗变形的能力，其大小与机架的尺寸、形状和材料有关；前者表现在框架截面的转动惯量上。如果不需要详细计算，经验可以规定转动惯量不小于某个值。如果转动惯量太小，可能导致机架变形过大，气隙不均匀超过允许值，甚至在电机启动或运行时造成定子和转子的摩擦(尤其是气隙较小的异步电机)；如果数值不合适，机架的固有振动频率可能接近振源频率(国内主要是50周/秒和100周/秒，后者是所谓的双频振动频率)，使电机无法安全运行。

框架将因重力而变形。在扭矩TN和单向磁拉力FN的作用下，以DC车架为例，其受力情况如下图所示，其中FT是TN引起的切向力，FF是脚支点的反作用力，FN和FT都作用在磁极的极靴面上，FF与FT平衡，FN通过磁极传递到车架的磁轭上。

惯性矩满足的条件

在近似计算中，要求钢架截面惯性矩Jx满足以下不等式：

水平同步电机和DC电机的惯性矩Jx应满足不等式(1)的规定

公式(1):

GF——在DC电机中，规定总重量(包括磁轭、磁极和绕组)，在同步电机中，指底座的自重(以牛为单位)；

Rj——轭或框架横截面中中性层的半径(米)。

卧式异步电动机的转动惯量Jx应满足不等式(2)的规定。

公式(2):

lt"——芯长，不包括径向风道(单位米)。

中性层的半径Rj可由公式(3)近似计算得出：

Rj=Di/2+0.5……………………（3）

中Di——定子铁芯外径(单位米)。

对于立式电机，允许式（1）和（2）中不等号右边乘以0.9。若机座由铸铁制成，则式（1）与（2)右边应加大一倍，才足以保持机座挠度在允许限度以内。Jx可按机座的设计尺寸根据力学原理进行计算。