3.4. Конструирование корпуса и крышек подшипникового узла

Диаметр d_в 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	6

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.

3.5.1 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.

3.5.2 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.

3.5.3 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 М_m – 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 , <

3.5.4 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]

3.5.5 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
50	14	9	5,5	3,8	36-160
65	18	11	7	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: