 |
Б) Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка.
|
|
|
|
1) Эквивалентная динамическая нагрузка на подшипник опоры (А), Н:
(120)
Где 
- кинематический коэффициент; 
, 
- соответственно радиальная и осевая нагрузка на подшипник: 
, 
;
=1.8- рекомендуемый коэффициент динамичности при кратковременных перегрузках до 200% от номинальной в аппаратах с мешалкой;
- температурный коэффициент в зависимости от рабочей температуры подшипника:
Коэффициент радиальной и осевой силы X и Y определяются из условий:
Если 
, то X=0.41, Y=0.87.
Эквивалентная динамическая нагрузка на сферический двухрядный подшипник нижней опоры (Б), Н:
(121)
Где радиальная нагрузка 
.
в) Расчетный ресурс подшипника.
Расчетным показателем долговечности подшипника служит базовый ресурс, соответствующий 90%-ной надежности. Расчетный ресурс подшипника, ч:
Для опоры А:
(122)
Для опоры Б:
(123)
Где С – радиальная динамическая грузоподъемность подшипника, Н.
- эквивалентная радиальная динамическая нагрузка на подшипник, Н;
- показатель степени (для шариковых подшипников).
- частота вращения вала мешалки, 
.
- коэффициент, учитывающий условия работы подшипника.
Расчет мешалок
Мешалки, выбранные по АТК 24.201.17-90 в зависимости от типа и диаметра, предварительно проверяют по допустимому крутящему моменту 
.
(124)
где 
- расчетный крутящий момент, 
.
Рабочие элементы мешалки находятся под гидродинамическим, коррозионным и температурным воздействием набегающего потока перемешиваемой среды. Гидродинамическую силу, распределенную по поверхности лопасти, приводят к сосредоточенной силе. Эта сила вызывает изгиб лопасти. Проверочные расчеты выполняются для сварных швов в месте крепления лопастей к ступице.
|
|
|
При расчете геометрических параметров следует исходить не из исполнительной толщины лопасти 
или ребра жесткости мешалки 
, а из расчетной толщины, так как из-за коррозии к окончанию срока службы (Tа = 15 лет) толщина уменьшается на величину двойной прибавки для компенсации коррозии.
(125)
Расчет рамной мешалки.
Размеры мешалок принимаются по нормативному документу АТК 24.201.17-90.
Сила, вызывающая изгиб лопасти, Н:
(126)
- расчетный максимальный крутящий момент, .
- условный радиус приложения сосредоточенной гидродинамической силы, м.
- число лопастей (перекладин) мешалки.
Изгибающий момент 
в месте приварки лопасти (перекладины) к ступице определяется с учетом условного радиуса приложения сосредоточенной гидродинамической силы, :
(127)
Где 
- диаметр ступицы.
Рисунок. 12. Схема к расчету стыковых швов рамных мешалок.
Для расчета напряжений, вызванных действием изгибающего момента предварительно определяют геометрические характеристики корневого сечения лопасти и перекладины: момент инерции и момент сопротивления сечения, а также положение центра тяжести (точка С на рис.12). Сечение стыкового сварного шва между ступицей и лопастью (перекладиной) с ребром жесткости на развертке представляет собой фигуру, состоящую из 2 прямоугольников, в виде таврового сечения высотой 
. (рис.12 Развернутое кольцевое сечение А-А по сварному шву).
Рекомендуемая высота сечения лопасти (перекладины) вместе с ребром жесткости, м:
(128)
Площади поперечных сечений, 
лопасти (перекладины) 
и ребра жесткости 
вычисляют по следующим формулам:
(129)
(130)
Где 
- ширина лопасти или перекладины, м; 
, 
- расчетные толщины лопасти (перекладины) и ребра жесткости, м.
Расстояние между центрами тяжести сечения лопасти (перекладины) и ребра жесткости, м:
(131)
Расстояние от начала координат системы Z-Y (цент тяжести лопасти) до центра тяжести всего сечения (точка С на рисунке), м:
|
|
|
(132)
Осевой момент инерции сечения стыкового сварного шва для лопасти (перекладины) с ребром жесткости относительно найденной нейтральной оси Y’, 
:
(133)
Координата опасных точек, в которых действуют максимальные напряжения при изгибе определяется по формуле, м:
(134)
Осевой момент сопротивления 
сечения стыкового шва, 
:
(135)
Проверка прочности мешалок в месте приварки лопастей (перекладин) к ступице выполняется по условию прочности на изгиб:
(136)
Где 
.
- максимальное напряжение в материале шва, Па;
- допускаемое напряжение для материала сварного шва, Па;
- допускаемое напряжение для материала сварного шва при расчетной температуре, Па;
=0.8 коэффициент прочности стыкового сварного шва для таврового соединения двусторонним швом при сварке вручную.
|
|
|
