Сила трения

Сила тренияКогда турбогенератор останавливают и обмотка остывает, витки приобретают новую свободную длину, которая будет несколько меньше первоначальной, так как при этом силы трения, препятствующие перемещению обмотки, отсутствуют. Этот процесс повторяется при каждом цикле (пуск и остановка), сокращение витков медленно накопляется и в течение нескольких лет может оказаться достаточным, чтобы вызвать повреждение вследствие деформации обмотки. Нетрудно подсчитать, что для максимальной температуры обмотки 130° С (по ГОСТ 533-51), при средней температуре зубцов ротора 80° С и исходной температуре ротора перед пуском 20° С максимальное напряжение в меди составляет 1 150 кГ/см2. Учитывая, что при нормальной конструкции гильзы и хорошей укладке обмотки разность температур между медью обмотки и зубцами ротора не должна превышать 30° С, напряжение в меди будет еще ниже и деформации обмотки не должно происходить. В приведенном расчете приняты средние температуры обмотки и зубцов ротора, однако при анализе необходимо учитывать температурные градиенты по высоте паза ротора.

Имеются данные, что в роторах с поверхностным охлаждением температура растет от верхнего витка до некоторой точки вблизи низа катушки и затем снова падает до нижнего витка. Этот случай деформации обмотки ротора полностью подтверждает изложенные соображения относительно характера и распределения напряжений по длине машины.

Е. Г. Комар показал, что напряжение сжатия в меди каждого данного витка вызывается только центробежной силой от его собственного веса. Так как сила трения на одной поверхности витка вызывает растяжение, а на другой поверхности — сжатие, то суммарная сила трения будет Ям=р2м. Сила трения между витками, а также между верхним витком и клином зависит от коэффициента трения и качества изоляционных материалов. Лабораторными испытаниями было установлено, что коэффициент трения несколько увеличивается при уменьшении удельного давления и для обычно применяемых изоляционных материалов и нормально действующих давлений между верхними витками и клином коэффициент трения ц, лежит в пределах 0,12-0,25.