Накопители энергии

ОБОДКОВЫЙ МАХОВИК СО СПИЦАМИ

Маховик в виде тонкого обода, связанного спицами с не - деформируемой цилиндрической ступицей, вращается с угловой скоростью О. Число спиц, равномерно распределенных по окружности, равно Nc. Обод имеет средний диаметр D и пло­щадь поперечного сечения S = ab, причем а—радиальная тол­щина обода, b — его ширина по оси. Средняя площадь поперечного сечения спицы на длине 0,5 (D — d) составляет Sc (d—диаметр наружной поверхности ступицы). Нормальная растягивающая сила в сечении спицы у обода [4.14]

F =-y(ClDI 2)2_______ 4+3d„ — d+____

С ' > (l-dJ/Sc + (kJS) + (k2D2/4iy

Здесь dM = dl D; К1 = 0,25(a + ctga + actg2 а); к2=к1-(1/2я), A = n/7Vc; у — плотность материала маховика; I=a3bj 12 — осевой Момент инерции сечения S обода. В частности, £^0,8, ^2-0,003 при iVc = 5 и А-,» 1,59, к2к0,00035 при Nc= 10.

Наибольшие значения растягивающей силы и изгибающего момента на участках обода составляют:

Fp = y{QDI2)2S-0,5Fcctgoi,

Ми = 0,25FCD (csc а — а).

Максимальное нормальное напряжение в поперечном сече­нии обода

<ym=-{Fp/S)+{MJWa6),

Где И-'ог, = //0,5а = а2Ь16—момент сопротивления сечения S обо­да.

На основании приведенных соотношений можно проверить условие прочности маховика от^ар и определить наибольшую допустимую окружную скорость v = QD/2.