Что такое крутящий момент
Что такое крутящий момент?
Крутящий момент это:
Данная глава посвящена вращающему моменту: Мы также разберём типы нагрузок в зависимости от моделей насосов и соответствие между электродвигателем и нагрузкой насоса. Вы когда-нибудь пробовали провернуть вал пустого насоса руками? Теперь представьте, что вы поворачиваете его, когда насос заполнен водой. Вы почувствуете, что в этом случае, чтобы создать вращающий момент, требуется гораздо большее усилие. А теперь представьте, что вам надо крутить вал насоса несколько часов подряд. Вы бы устали быстрее, если бы насос был заполнен водой, и почувствовали бы, что потратили намного больше сил за тот же период времени, чем при выполнении тех же манипуляций с пустым насосом. Ваши наблюдения абсолютно верны: Как правило, мощность стандартного электродвигателя выражается в кВт. Вращающий момент T - это произведение силы на плечо силы. В Европе он измеряется в Ньютонах на метр Нм. Как видно из формулы, вращающий момент увеличивается, если возрастает сила или плечо силы - или и то и другое. Например, если мы приложим к валу силу в 10 Н, эквивалентную 1 кг, при длине рычага плече силы 1 м, в результате, вращающий момент будет 10 Нм. При увеличении силы до 20 Н или 2 кг, вращающий момент будет 20 Нм. Таким же образом, вращающий момент был бы 20 Нм, если бы рычаг увеличился до 2 м, а сила составляла 10 Н. Или при вращающем моменте в 10 Нм с плечом силы 0,5 м сила должна быть 20 Н. Работа совершается всякий раз, когда сила - любая сила - вызывает движение. Работа равна силе, умноженной на расстояние. Для линейного движения мощность выражается как работа в определённый момент времени. Если мы говорим о вращении, мощность выражается как вращающий момент T , умноженный на частоту вращения w. Частота вращения объекта определяется измерением времени, за которое определённая точка вращающегося объекта совершит полный оборот. Например, если объект совершает 10 полных оборотов в минуту, это означает, что его частота вращения: Для наглядности возьмём разные электродвигатели, чтобы более подробно проанализировать соотношение между мощностью, вращающим моментом и частотой вращения. Несмотря на то, что вращающий момент и частота вращения электродвигателей сильно различаются, они могут иметь одинаковую мощность. Например, предположим, что у нас 2-полюсный электродвигатель с частотой вращения мин-1 и 4-полюсной электродвигатель с частотой вращения мин Мощность обоих электродвигателей 3,0 кВт, но их вращающие моменты отличаются. Таким образом, вращающий момент 4-полюсного электродвигателя в два раза больше вращающего момента двухполюсного электродвигателя с той же мощностью. Теперь, после того, как мы изучили основы вращающего момента и скорости вращения, следует остановиться на том, как они создаются. В электродвигателях переменного тока вращающий момент и частота вращения создаются в результате взаимодействия между ротором и вращающимся магнитным полем. Магнитное поле вокруг обмоток ротора будет стремиться к магнитному полю статора. В реальных рабочих условиях частота вращения ротора всегда отстаёт от магнитного поля. Таким образом, магнитное поле ротора пересекает магнитное поле статора и отстает от него и создаёт вращающий момент. Скольжение является основным параметром электродвигателя, характеризующий его режим работы и нагрузку. Чем больше нагрузка, с которой должен работать электродвигатель, тем больше скольжение. Помня о том, что было сказано выше, разберём ещё несколько формул. Вращающий момент индукционного электродвигателя зависит от силы магнитных полей ротора и статора, а также от фазового соотношения между этими полями. Это соотношение показано в следующей формуле:. Сила магнитного поля, в первую очередь, зависит от конструкции статора и материалов, из которых статор изготовлен. Однако напряжение и частота тока также играют важную роль. Ток ротора индуцируется через источник питания, к которому подсоединён электродвигатель, а магнитное поле частично создаётся напряжением. Входную мощность можно вычислить, если нам известны данные источника питания электродвигателя, то есть напряжение, коэффициент мощности, потребляемый ток и КПД. В Европе мощность на валу обычно измеряется в киловаттах. В США мощность на валу измеряется в лошадиных силах л. Если вам необходимо перевести лошадиные силы в киловатты, просто умножьте соответствующую величину в лошадиных силах на 0, И наоборот, киловатты можно перевести в лошадиные силы умножением величины в киловаттах на 1, Это значит, что 15 кВт равняется 20,11 л. Мощность [кВт или л. Рассмотрим взаимодействие между вращающим моментом, мощностью и частотой вращения, а также их связь с электрическим напряжением на примере электродвигателей Grundfos. Электродвигатели имеют одну и ту же номинальную мощность как при 50 Гц, так и при 60 Гц. Это влечёт за собой резкое снижение вращающего момента при 60 Гц: Большинство производителей предпочитают указывать мощность электродвигателя при 60 Гц, таким образом, при снижении частоты тока в сети до 50 Гц электродвигатели будут обеспечивать меньшую мощность на валу и вращающий момент. Электродвигатели обеспечивают одинаковую мощность при 50 и 60 Гц. Ниже приведены термины, используемые для характеристики вращающего момента электродвигателя переменного тока. Механический вращающий момент, развиваемый электродвигателем на валу при пуске, то есть когда через электродвигатель пропускается ток при полном напряжении, при этом вал застопорен. Минимальный пусковой момент Ммин: Для большинства электродвигателей Grundfos величина минимального пускового момента отдельно не указывается, так как самая низкая точка находится в точке заторможенного ротора. В результате для большинства электродвигателей Grundfos минимальный пусковой момент такой же, как пусковой момент. Максимальный вращающий момент - момент, который создаёт электродвигатель переменного тока с номинальным напряжением, подаваемым при номинальной частоте, без резких скачков скорости вращения. Его называют предельным перегрузочным моментом или максимальным вращающим моментом. Вращающий момент при полной нагрузке Мп. Вращающий момент, необходимый для создания номинальной мощности при полной нагрузке. Нагрузки при постоянной мощности обычно применяются в металлообработке, например, сверлении, прокатке и т. Примером такого режима работы могут служить конвейеры. Этот момент имеет отношение к нагрузкам, для которых требуется низкий вращающий момент при низкой частоте вращения, а при увеличении скорости вращения требуется более высокий вращающий момент. Типичным примером являются центробежные насосы. Вся остальная часть данного раздела будет посвящена исключительно переменному вращающему моменту и мощности. Определив, что для центробежных насосов типичным является переменный вращающий момент, мы должны проанализировать и оценить некоторые характеристики центробежного насоса. Использование приводов с переменной частотой вращения обусловлено особыми законами физики. В данном случае это законы подобия , которые описывают соотношение между разностями давления и расходами. Во-первых, подача насоса прямо пропорциональна частоте вращения. Во-вторых, напор насоса будет меняться пропорционально квадрату изменения скорости вращения. В-третьих, что особенно интересно, мощность пропорциональна кубу изменения скорости вращения. Итак, законы подобия объясняют, почему использование приводов с переменной частотой вращения более целесообразно в тех областях применения, где требуются переменные значения расхода и давления. Grundfos предлагает ряд электродвигателей со встроенным частотным преобразователем, который регулирует частоту вращения для достижения именно этой цели. Так же как подача, давление и мощность, потребная величина вращающего момента зависит от скорости вращения. На рисунке показан центробежный насос в разрезе. Для нагрузок при переменном вращающем моменте потребный вращающий момент при низкой частоте вращения - мал, а потребный вращающий момент при высокой частоте вращения - велик. В математическом выражении вращающий момент пропорционален квадрату скорости вращения, а мощность - кубу скорости вращения. Когда электродвигатель набирает скорость от нуля до номинальной скорости, вращающий момент может значительно меняться. Величина вращающего момента, необходимая при определённой нагрузке, также изменяется с частотой вращения. Чтобы электродвигатель подходил для определённой нагрузки, необходимо чтобы величина вращающего момента электродвигателя всегда превышала вращающий момент, необходимый для данной нагрузки. В примере, центробежный насос при номинальной нагрузке имеет вращающий момент, равный 70 Нм, что соответствует 22 кВт при номинальной частоте вращения мин После пуска вращающий момент немного падает, а затем, по мере того, как насос набирает скорость, увеличивается до величины полной нагрузки. Это значит, что нельзя допускать остановок электродвигателя, кроме того, электродвигатель должен постоянно ускоряться до тех пор, пока не достигнет номинальной скорости. Вращающий момент, создаваемый электродвигателем, должен превышать потребный для нагрузки вращающий момент, включая периоды ускорения и полной скорости вращения. Характеристика зависимости вращающего момента от скорости вращения стандартного электродвигателя и центробежного насоса. Когда двигатель приближается к своему номинальному значению скорости вращения, ток снижается. Как и следовало ожидать, во время начального периода пуска потери на электродвигателе высоки, поэтому этот период не должен быть продолжительным, чтобы не допустить перегрева. Очень важно, чтобы максимальная скорость вращения достигалась как можно точнее. Это связано с потребляемой мощностью: Эта зависимость определяется исключительно на практике, так как зависит от типа насоса, конструкции рабочего колеса и от того, насколько вы уменьшаете диаметр рабочего колеса. Если нам необходимо подобрать типоразмер электродвигателя для определённой нагрузки, например для центробежных насосов, основная наша задача состоит в том, чтобы обеспечить соответствующий вращающий момент и мощность в номинальной рабочей точке, потому что пусковой момент для центробежных насосов довольно низкий. Время пуска достаточно ограниченно, так как вращающий момент довольно высокий. Нередко для сложных систем защиты и контроля электродвигателей требуется некоторое время для их пуска, чтобы они могли замерить пусковой ток электродвигателя. Время пуска электродвигателя и насоса рассчитывается с помощью следующей формулы:. Избыточный момент равен вращающему моменту электродвигателя минус вращающий момент насоса при различных частотах вращения. Как видно из приведённых вычислений, выполненных для данного примера с электродвигателем мощностью 4 кВт насоса CR, время пуска составляет 0,11 секунды. Современные сложные системы управления электродвигателями могут контролировать число пусков в час каждого конкретного насоса и электродвигателя. Необходимость контроля этого параметра состоит в том, что каждый раз, когда осуществляется пуск электродвигателя с последующим ускорением, отмечается высокое потребление пускового тока. Пусковой ток нагревает электродвигатель. Если электродвигатель не остывает, продолжительная нагрузка от пускового тока значительно нагревает обмотки статора электродвигателя, что приводит к выходу из строя электродвигателя или сокращению срока службы изоляции. Обычно за количество пусков, которое может выполнить электродвигатель в час, отвечает поставщик электродвигателя. Например, Grundfos указывает максимальное число пусков в час в технических данных на насос, так как максимальное количество пусков зависит от момента инерции насоса. Существует прямая связь между мощностью, потребляемой электродвигателем от сети, мощностью на валу электродвигателя и гидравлической мощностью, развиваемой насосом. P1 кВт Входная электрическая мощность насосов - это мощность, которую электродвигатель насоса получает от источника электрического питания. P2 кВт Мощность на валу электродвигателя - это мощность, которую электродвигатель передает на вал насоса. Электрокомпоненты 39 Кабель и провод Светотехника Электрические машины 71 Электропривод 38 Щитовое оборудование 22 Промышленная автоматика 52 Измерительная техника 96 Высоковольтная техника 68 Низковольтная техника 42 Инструмент и принадлежности 19 Документация 2 Теория электротехники 24 Справочные данные 40 Другое Справочник по кабелю и проводу 0. Принцип работы электродвигателей 2. Мощность и вращающий момент электродвигателя 4. Несанкционированное использование материалов запрещено. Виды, принцип действия, схемы включения однофазных электродвигателей. Электрический обогрев сооружений защищенного грунта. Электрообогрев почвы и воздуха.
Кручением называется такой вид деформации, при котором в поперечных сечениях бруса возникает только один внутренний силовой фактор — крутящий момент Кручение возникает в валах, винтовых пружинах и других элементах конструкций. Кручение прямого бруса происходит при нагружении его внешними скручивающими моментами парами сил , плоскости действия которых перпендикулярны к его продольной оси. Эти моменты обозначим Кручение криволинейных брусьев может возникать и при других видах нагружения. Ниже приведен расчет брусьев, испытывающих деформацию кручения, на прочность и жесткость при статическом действии нагрузок. Если прямой брус находится в состоянии покоя или равномерного вращения, то алгебраическая сумма всех внешних скручивающих моментов, приложенных к брусу, равна нулю. При расчете валов в ряде случаев величины внешних скручивающих моментов определяются по величине потребляемой мощности и по скорости вращения вала. Если вал делает в минуту оборотов, то угол поворота вала за 1 сек, выраженный в радианах, равен или Работа скручивающего момента за 1 сек, т. В простейшем случае, когда брус нагружен только двумя внешними моментами эти моменты из условия равновесия бруса всегда равны друг другу по величине и направлены в противоположные стороны , как показано на рис. На основании метода сечений крутящий момент в произвольном поперечном сечении бруса численно равен алгебраической сумме внешних скручивающих моментов, приложенных к брусу по одну сторону от рассматриваемого сечения. В частности, в сечении бруса, изображенного на рис. Крутящий момент в сечении численно равен и, согласно принятому правилу знаков, отрицателен. Крутящий момент в сечении 2—2 численно равен разности моментов и а его знак зависит от соотношения этих моментов: Абсолютная величина крутящего момента в сечении 3—3 бруса, если его вычислять по внешним моментам, приложенным слева от рассматриваемого сечения, определится из выражения В данном случае крутящий момент удобнее определять по внешним нагрузкам, приложенным справа от сечения 3—3, так как с этой стороны приложен лишь внешний момент вместо трех внешних моментов, приложенных слева от сечения. Момент действующий на правую отсеченную часть бруса, направлен противоположно моменту что следует из условия равновесия этой части; следовательно, по принятому правилу знаков он положителен. Это позволяет определять крутящие моменты, не вычисляя реактивного момента, возникающего в заделке. Так, например, крутящие моменты в сечениях и II—II бруса, изображенного на рис. Изменение крутящих моментов по длине бруса удобно изображать графически — с помощью так называемой эпюры крутящих моментов. Каждая ордината эпюры крутящих моментов в принятом масштабе равна величине крутящего момента, действующего в том поперечном сечении бруса, которому соответствует эта ордината. В сечении у в котором к брусу приложен внешний скручивающий момент, ордината эпюры изменяется скачкообразно на величину, равную значению этого момента рис. Следует учитывать, что наибольший внешний скручивающий момент, приложенный к брусу, не всегда равен наибольшему крутящему моменту, по которому ведется расчет бруса на прочность и жесткость. Так, например, на рис. ЕДИНАЯ ТЕОРИЯ ПРОЧНОСТИ Примеры расчета Задачи для самостоятельного решения Вопросы для самопроверки Глава 9. КОЛЕБАНИЯ СИСТЕМ С ОДНОЙ СТЕПЕНЬЮ СВОБОДЫ Примеры расчета Задачи для самостоятельного решения Вопросы для самопроверки Глава КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ Кручением называется такой вид деформации, при котором в поперечных сечениях бруса возникает только один внутренний силовой фактор — крутящий момент Кручение возникает в валах, винтовых пружинах и других элементах конструкций. Крутящие моменты, возникающие в поперечных сечениях брусьев, определяются по внешним скручивающим моментам с помощью метода сечений см.
Рисуем пошагово акрилом
Перевод долга физ лицу
Розочка на руке тату значение
Соленоидный клапан для воды в подольске
Расставание лучший стих