大型矿用自卸车牵引电机设计和研发

论文摘要

随着我国工业的快速发展,大型露天铁矿等金属矿山的开采,原有的运输设备能力和对道路的难以适应,大大限制了金属矿石的运输,制约了生产。目前,我国大型矿用自卸车主要依赖从国外进口。作为配套自卸车的牵引电机,作为一种特种电机和特殊领域,对于我公司来说,都是一种机遇和挑战。本论文为大型矿用自卸车牵引电机的设计与研究,按照任务书要求,设计了590kw的直流电机。论文首先介绍了本课题的背景和该项目对我公司来说的战略意义,详细地介绍了大型矿用自卸车牵引直流电机的设计过程,包括了电机主要尺寸的计算和选择、电枢冲片、换向器借用的校核、定子冲片槽型设计和计算、磁路计算、电路计算、电枢反应计算、性能计算等,其中还包含了冲片材料、转子和转轴材料、永磁体材料的选取,同时在电机试制后,对电机各项性能进行测试。目前,该牵引电机已经替换了进口电机,顺利通过试运行,取得了较好的效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 大型矿用自卸车发展和现状
• 1.2 课题背景
• 1.3 课题设计思路和论文结构
• 第二章 电机的设计、计算和校核
• 2.1 原始数据
• 2.1.1 电机额定数据
• 2.1.2 车辆原始参数
• 2.1.3 车辆系统参数
• 2.2 齿轮传动计算
• 2.3 电机主要参数确定
• 2.3.1 电机主要尺寸的选择
• 2.3.2 查找工厂成熟产品外形尺寸类似的电机
• 2.3.3 数据接收以查到的成熟产品为参考,估算出电机的主要尺寸
• 2.3.4 电机主要参数的确定
• 2.3.5 电枢冲片及槽型的借用及校核
• 2.3.6 补偿绕组计算
• 2.3.7 本节小结
• 2.4 电磁计算
• 2.4.1 线负荷A、气隙磁密B（?）的选择
• 2.4.2 电磁计算
• 2.4.3 线负荷A的校核
• 2.4.4 磁密B（?）的比较
• 2.4.5 本节小结
• 第三章 电机换向性能、机械性能和换向极计算
• 3.1 换向区域宽度占极间中心区域宽度的百分率
• 3.2 换向极结构尺寸确定
• 3.3 换向片间平均电压
• 3.4 换向元件中的电抗电势
• 3.5 换向器装配性能分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 电机配件机械性能分析与优化
• 4.1 转轴的机械计算、校和和优化
• 4.1.1 电机转轴尺寸确定
• 4.1.2 电机转轴挠度计算
• 4.1.3 电机转轴高速运行时应力校核
• 4.1.4 电机转轴高速运行时稳定性的校核
• 4.1.5 本节小结
• 4.2 换向器套筒与转轴配合机械计算和优化
• 4.2.1 换向器套筒与转轴配合基本数据
• 4.2.2 换向器套筒与转轴配合应力计算
• 4.2.3 换向器套筒与转轴配合的压装力计算
• 4.2.4 本节小结
• 4.3 高速旋转中,换向器套筒本身的应力计算和分析
• 4.3.1 换向器套筒载荷确定
• 4.3.2 换向器套筒材料特性
• 4.3.3 电机在高速旋转过程中,换向器套筒基于有限元法的受力分析
• 4.3.4 本节小结
• 4.4 高速旋转下电枢槽楔的受力分析
• 4.4.1 电枢槽楔受力分析
• 4.4.2 电枢槽楔应力分析
• 4.4.3 本节小结
• 4.5 高速旋转下电枢端部绑扎的受力计算
• 4.5.1 电枢端部绑扎参数
• 4.5.2 电枢端部绑扎应力计算
• 4.5.3 本节小结
• 4.6 轴承寿命计算
• 4.7 小件应力计算
• 4.7.1 电机主极螺栓应力计算
• 4.7.2 电机附极螺栓应力计算
• 4.7.3 电机主极冲片应力计算
• 4.8 本章小结
• 第五章 样机试制和电机试验
• 5.1 绕组对机座及其相互间绝缘电阻的测定
• 5.2 换向器径向跳动量的测量
• 5.3 绕组冷态直流电阻测定
• 5.3.1 绕组冷态直流电阻测定
• 5.3.2 绕组冷态直流电阻检测结果
• 5.4 空载特性曲线的测定
• 5.5 超速试验的测定
• 5.6 速率特性的测定
• 5.7 最佳换向区的测定
• 5.8 起动试验
• 5.9 温升试验的测定
• 5.10 噪音试验数据的测定
• 5.11 振动试验
• 5.12 称重
• 5.13 效率特性的测定
• 5.14 机械效率曲线
• 5.15 对地耐压试验
• 5.16 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果