电机的底座是电机非常重要的一部分。它在各种工作条件下承受很大的载荷。如果局部应力过高,会导致结构损坏,甚至导致主轴异常摆动和机组强烈振动,缩短电机使用寿命,带来重大损失。
传统式的布置方式是选用材料力学的简单化测算与工作经验布置紧密结合的方式来决策其抗压强度,尽管这类布置方式历经实践经验具备一定的可靠性,但也存在设计周期长、结构不合理、设计过于保守、余量过大等缺点,这样会造成电机底座过于笨重。此外,由于钢材的大量使用,其成本偏高,导致产品缺乏竞争力。因此,有必要在保证其使用性能的前提下,对其结构进行轻量化设计。
有限元方法和优化设计是现代设计方法的主要内容。对东莞ABB电机的机座进行有限元分析,得到其在各种工况下的应力和变形,并进行优化设计,使机座的结构和性能更加完善。本文采用Ansys软件对底座进行结构优化,选择设计变量、约束条件和目标函数,建立起结构优化的数学模型,对底座结构进行了尺寸优化迭代计算,优化结果使底座重量从原始的3814kg降低到3125kg,降低了约18%,虽然底座所受应力和变形有所增大,但都在允许范围内,取得了良好的优化结果。