Проверка прочности вертикальной стенки цилиндрического аппарата под опорной лапой без накладного листа

5.4.1. Осевое напряжение от внутреннего давления Р ₁:

5.4.2. Окружное напряжение от внутреннего давления:

5.4.3. Максимальное мембранное напряжение от основных нагрузок:

5.4.4. Максимальное мембранное напряжение от основных нагрузок и реакций опоры:

5.4.5. Максимальное напряжение изгиба от реакции опоры:

5.4.6. Условие прочности:

А = 1; – для эксплуатационных условий;

Условие прочности выполняется.

Проверка прочности стенки аппарата под опорной лапой

5.5.1. Максимальное мембранное напряжение от основных нагрузок и реакций опоры:

5.5.2. Максимальное напряжение изгиба от реакции опоры:

5.5.3. Условие прочности:

А = 1; – для эксплуатационных условий;

Условие прочности выполняется.

 

6. Выбор привода и уплотнения вала мешалки

Мешалка якорная

Рис. 6.1 – Мешалка якорная

Критерий Рейнольдса

        

Мощность, затрачиваемая на перемешивание, глубина воронки

6.3.1. Мощность, затрачиваемая на перемешивание одной мешалкой:

К _N – критерий мощности;

ξ_М – коэффициент сопротивления мешалки;

К ₁ – коэффициент, который определяется по графику;

h _Ж – высота жидкости в аппарате, м;

z _М – количество мешалок;

6.3.2. Глубина воронки, образующаяся при вращении мешалки:

6.3.3. Расстояние от мешалки до дна аппарата:

Выбор мотор-редуктора

6.4.1. Мощность электродвигателя:

 – сумма мощностей, затрачиваемых на перемешивание всеми мешалками, установленными на приводном валу, м;

 – потери мощности в торцовом уплотнении, м;

К – коэффициент для двойного уплотнения, м;

Примем диаметр вала 65 мм;

Тип: ВАО42-4;

6.4.2. Основные параметры мотор-редуктора:

Тип: МПО;

Число ступеней: 2;

Исполнение выходного вала: Ф1В;

Габарит: 15;

Резьба шпильки: М20;

Масса без двигателя: 180 кг;

КПД = 0,95;

Условное обозначение мотор-редуктора:

МПО2-15-32/5,5-Ф1В-ТУ2-056-223-84

Размеры выходных элементов вала

Тип: МПО;

Число ступеней: 2;

Исполнение выходного вала: Ф1В;

Габарит: 15;

Основные параметры стойки привода

Рис. 6.2 – Стойка привода

Размеры и основные параметры зубчатой муфты

 

Таблица 6.1 Параметры зубчатой муфты

 

d, мм	D, мм	D 1, мм	D 2, мм	Н, мм	Н 1, мм	h, мм	b Ш, мм	d + t 1, мм	, Н × м	m, кг
65	170	100	90	205	85	8	18	69,4	1800	13,2

Рис. 6.3 – Муфта зубчатая

 

Выбор уплотнителя мешалки

Уплотнение торцовое двойное: ТДП65-25;

Подшипник 3617 ГОСТ 5721-75;

Рис. 6.4 – Уплотнение торцовое двойное с подшипником

 

Расчет вала и элементов мешалки

Расчетная схема

 

 

Рис. 7.1 – Расчетная схема

 

Расчет на виброустойчивость

7.2.1. Исходные данные:

Длина вала:
Длина пролета:
Длина консоли:
Диаметр вала:
Координата центра масс детали:
Частота вращения вала:
Число мешалок:
Число деталей
в пролете:
на консоли:
Масса детали
на консоли:
Плотность материала вала:
Модуль упругости материала вала:
Предел текучести материала вала:
Мощность перемешивания:

7.2.2. Относительная длина консоли:

7.2.3. Относительная координата центра масс детали:

На консоли:

7.2.4. Угловая скорость вала:

7.2.5. Безразмерный динамический прогиб вала в центре масс детали:

На консоли:

7.2.6. Приведенная масса детали:

На консоли:

 

7.2.7. Суммарная приведенная масса деталей:

7.2.8. Безразмерный коэффициент:

7.2.9. Приведенная безразмерная масса вала:

7.2.10. Комплексы:

7.2.11. Расчетный диаметр вала:

7.2.12. Принимается диаметр вала:

Жесткий вал:

7.2.13. Масса единицы длины вала:

7.2.14. Относительная суммарная масса деталей:

7.2.15. Безразмерная критическая угловая скорость вала:

7.2.16. Первая критическая угловая скорость вала:

7.2.17. Условие виброустойчивости:

Жесткий вал:

Условие выполняется.

 

 

Расчет на жесткость

7.3.1. Исходные данные:

Радиальные зазоры в подшипниках:
Начальная изогнутость вала:
Координата опасного сечения:
Допускаемые динамические перемещения вала в сечении с координатой zj:
Тип мешалки:	Лопастная
Диаметр мешалки:
Плотность среды:
Коэффициент сопротивления мешалки:
Параметр распределения скорости:

7.3.2. Эксцентриситет массы детали:

7.3.3. Относительная координата опасного сечения:

7.3.4. Безразмерный динамический прогиб вала в опасном сечении:

7.3.5. Приведенный эксцентриситет детали:

7.3.6. Приведенная масса вала:

7.3.7. Смещение оси вала в опасных сечениях из-за зазоров D _А и D _Б в опорах:

7.3.8. Смещение оси вала в опасном сечении за счет начальной изогнутости e _В:

7.3.9. Смещение оси вала от оси вращения в точке привидения В за счет зазоров в опорах:

7.3.10. Комплексы:

7.3.11. Приведенный эксцентриситет массы вала с деталями:

7.3.12. Динамический прогиб оси вала в точке привидения В в установившемся режиме:

7.3.13. Смещение оси вала за счет динамического прогиба в опасном сечении:

7.3.14. Динамического смещение вала в опасном сечении:

7.3.15. Условие жесткости:

Жесткий вал:

Условие выполняется.

Расчет на прочность

7.4.1. Исходные данные:

Предел прочности для материала вала:
Предел выносливости для материала вала при симметричном цикле:
Эффективный коэффициент концентрации напряжений:
Коэффициент влияния абсолютных размеров сечения вала:
Коэффициент режима работы:
Координаты опасных по прочности сечений:
Диаметр вала в опасном сечении:

7.4.2. Смещение оси вала за счет зазора в опорах в месте установки детали:

7.4.3. Смещение оси вала от оси вращения за счет начальной изогнутости:

7.4.4. Смещение оси вала динамического прогиба:

7.4.5. Динамическое смещение центра масс детали:

7.4.6. Динамическое смещение вала в точке В:

7.4.7. Центробежная сила, действующая на деталь:

7.4.8. Приведенная центробежная сила, действующая на вал в точке приведения В:

 

7.4.9. Комплексы:

7.4.10. Реакция опоры А:

7.4.11. Комплексы:

7.4.12. Реакция опоры Б:

7.4.13. Изгибающий момент в опасном по прочности сечении:

7.4.14. Крутящий момент в опасном сечении:

7.4.15. Момент сопротивления в опасном сечении:

7.4.16. Эквивалентное напряжение в опасном по прочности сечении:

7.4.17. Запас прочности в опасном сечении:

7.4.18. Условие прочности:

Условие выполняется.