 |
Определение размеров мешалки
|
|
|
|
Таблица 15. Размеры (в мм) турбинных мешалок по
ОСТ 26-01-1245-83[1.,стр.93, табл.45]:
| dм | d1 | h | в | S | Масса, кг |
Положение ступицы мешалки на валу определяется расстоянием hм от середины ступицы до днища аппарата. Для корпусов с эллиптическими днищами турбинную мешалку располагают на расстоянии hм, равном диаметру мешалки. hм=630 мм.
Рис.11. Конструкция турбинной мешалки.
Проектный расчет вала
Расчет выполняется по напряжениям кручения. Целью расчета является определение наименьшего диаметра вала. Исходными данными являются мощность на валу и частота вращения мешалки.
Угловая скорость вала: 
, где n-частота вращения мешалки.
Вращающий момент на валу: 
, где Р-мощность на валу мешалки, кВт.
Наименьший диаметр вала: 
. Здесь 
.
Конструирование вала и подшипникового узла
1. d1=50 мм, 
.
2. d2=d1+(3…7)мм, d2=d1+6=56 мм
Размеры манжет выбирают по диаметру вала d2 [1.,стр.95, табл.47]:
Таблица 16.Резиновые армированные манжеты для валов(ГОСТ 8752-79). Основные размеры (в мм).
| Диаметр вала d | Dупл | в |
Толщина крышки S в месте установки манжеты S=8 мм.
3.d3=d2+(3…7)мм, d3=d2+4=60 мм.
Размеры гайки [1.,ст р.72, табл.17]:
 |
Таблица 17.Гайки круглые шлицевые, мм. ГОСТ 11871-80.
| Резьба d | D | D1 | Н | в | h | С |
| М60×2 | 1,6 |
Размеры шайбы стопорной многолапчатой [1.,стр.73, табл.18]:
Таблица 18.Шайбы стопорные многолапчатые, мм. ГОСТ 11872-80.
| Резьба d | d1 | D | D1 | l | в | h | S |
| М60×2 | 7,8 | 1,6 |
1. d4>d3, d4=65 мм, 
Таблица 19. Размеры шарикоподшипников радиально-упорных однорядных
ГОСТ 831-75[1.,стр.98, табл.49]:
| Условное обозначение | Размеры, мм | Грузоподъемность, кН | |||
| Динамическая Сr | Статическая С0 | ||||
| d | D | B | 69,4 | 45.9 | |
|
|
|
Рис.12. Подшипник радиально-упорный шариковый.
5. d5 = 
Размеры манжет выбирают по диаметру вала d5 [1.,стр.95, табл.47]:
Таблица 20.Резиновые армированные манжеты для валов(ГОСТ 8752-79). Основные размеры (в мм).
| Диаметр вала d | Dупл | в |
6. d6 =65мм
Конструирование корпуса и крышек подшипникового узла
Диаметр dв и число винтов z для крепления крышек к корпусу назначают в зависимости от диаметра отверстия под подшипник(равного наружному диаметру подшипника) [1.,стр.17]:
Таблица 21.
| D, мм | dв | z |
| 100-140 | М10 |
Наружный диаметр крышки 
. Диаметр центров отверстий под винты 
. Толщина крышки в месте установки винтов 
.
 |
Рис.13. Крышка подшипникового узла.
3.5 Проверочный расчет вала
Основными критериями работоспособности валов перемешивающих устройств является виброустойчивость и прочность.
Выбор расчетной схемы
Выбираем подвижное соединение валов мотор-редуктора и мешалки втулочно-пальцевой муфтой. Если опорами вала является два радиально-упорных подшипника качения, то такому решению соответствует расчетная схема 3.
Определение длины расчетных участков для схемы 3
Длина вала 
определяется от середины муфты до середины ступицы мешалки. Длина 
-длина участка вала от середины ступицы мешалки до середины подшипника. 
-расстояние от середины подшипника до середины муфты. =145 мм, 
=1800 мм.
Расчет на виброустойчивость
1. Масса единицы длины вала: 
, где 
-плотность материала вала, d-диаметр вала в месте установки уплотнительного устройства, м. 
2. Момент инерции поперечного сечения вала 
, 
3. Коэффициенты: 
, 
, где Мm – масса мешалки, кг; , L-значение длины соответствующих участков вала в метрах. 
, 
4. Определим коэффициент 
1,8
5. Критическая скорость вала 
, где 
-модуль продольной упругости вала. 
6. Проверка выполнения условия 
, < 
|
|
|
Расчет на прочность
1. Эксцентриситет центра массы перемешивающего устройства 
, где 
-диаметр мешалки, м. 
м.
2. Приведенная масса мешалки и вала 
, где 
-коэффициент приведения распределенной массы вала к сосредоточенной массе мешалки. Для расчетной схемы 3 
3. Центробежная сила 
, где 
- радиус вращения центра тяжести приведенной массы. 
4. Радиальные реакции в опорах 
Н, 
5. Построим эпюры изгибающих и крутящих моментов и определим величины изгибающих моментов в опасном сечении вала.
Рис.14. Эпюры изгибающих и крутящих моментов.
1 участок: 
2 участок:
Для расчетной схемы 1 опасным является сечение под опорой А.
6. Напряжение изгиба 
и кручение 
в опасном сечении: 
, 
7. Расчет эквивалентного напряжения и проверка условия: 
. Значение допускаемого напряжения 
рассчитывается по формуле: 
, где 
-коэффициент концентрации напряжения, 
-минимальный запас прочности вала (ориентировочно =2), 
-предел выносливости материала. 
. Для 1 расчетной схемы в сечении с подшипником =1,5-2. Для ВСт3 
[1.,стр.59,табл.4.9]
Проверочный расчет шпонок
Призматические шпонки проверяют на смятие. Проверке подлежат 2 шпонки- в месте посадки полумуфты и в месте посадки мешалки. Условие прочности 
, где d-диаметр вала в месте установки шпонки, 
-рабочая длина шпонки со скругленными торцами, мм, 
=80-150 Н/мм2-допускаемое напряжение на смятие, 
-стандартные размеры.
Таблица 23. Шпонки призматические, мм, СТ СЭВ 189-75 [1.,стр.102,табл.55].
| Диаметр вала d | Сечение шпонки | Глубина паза | Длина l | ||
| в | h | t1 | t2 | ||
| 5,5 | 3,8 | 36-160 | |||
| 4,4 | 50-200 |
 |
Рис.15. Шпонка призматическая.
Выберем длину обеих шпонок 90 мм.
1. при диаметре вала 50 мм: 
2. при диаметре вала 65 мм: 
|
|
|
