3.3Подбор уплотнения

Подбираем торцевое уплотнение .

Торцевое уплотнение обладает рядом преимуществ :

они работают с незначительной утечкой газа ;в период нормальной работы не требует обслуживания ; правильно подобранное торцевое уплотнение отличаются большой устойчивостью и долговечностью.

Самый ответственный элемент торцевого уплотнения – пара трения. Обычно одно кольцо изготовляют из более твердого материала. Наиболее широко применяются следующие материалы в различных комбинациях:

кислотостойкая сталь, бронза, керамика, графит, фторопласт и твердая резина. Также выбор уплотнения обусловлен относительно высоким внутренним давлением. Торцевое уплотнение подбираем по диаметру проходного вала, в нашем случае составляет 60мм. Основные размеры торцевого уплотнения представлены на эскизе. Все размеры на эскизе указаны в мм . Масса торцевого уплотнения под диаметр вала мм составляет 75кг.

Конструкция уплотнения представлена на рисунке 7.3.3.1.

Рисунок 7 .3.3.1. Конструкция торцевого уплотнения

3.4 Расчет элементов механического перемешивающего устройства

Расчет вала перемешивающего устройства на виброустойчивость

Должно выполняться условие:

,

где ω₁ – первая критическая угловая скорость вала,

ω – угловая скорость вала,

- расчетная длина вала, м;

Относительная масса вала:

Е = 2∙10⁵ – модуль упругости для материала вала;

I – момент инерции поперечного сечения вала, м⁴;

α – корень частного уравнения, определяется по графикам.

.

Следовательно

0.7∙18,57 = 13

5,2 < 13 – условие выполняется.

Расчет вала на прочность

Проведем расчет вала на кручение и изгиб.

Напряжение от крутящего и изгибающего моментов определяются соответственно по формулам:

;

.

Расчетный изгибающий момент М от действия приведенной центробежной силы F_ц определяется в зависимости от расчетной схемы вала

m_пр – приведенная сосредоточенная масса вала, кг;

r – радиус вращения центра тяжести приведённой массы вала.

q – коэффициент приведения массы к сосредоточенной массе.

,

где - эксцентриситет массы перемешивающего устройства с учетом биения вала,м;

- эксцентриситет центра массы перемешивающего устройства, м;

σ – допускаемое биение вала; .

Найдем реакции в опорах:

:

:

Проверка:

-R_A + R_B – F_ц = 0

-15,8+18-2,2 = 0

M_A = 0

M_B = l₂∙R_B = 0.400∙18 = 7,2 H∙м

;

.

11,6 МПа < 118,8 МПа – условие выполняется.

Расчет вала на жесткость

Расчет вала на жесткость заключается в определении допускаемой величины прогиба. Производится из следующего условия:

J_max.  [J] ,

где [J] – допускаемый прогиб вала, в том месте, где вал входит в аппарат (в уплотнение), мм; [J] = 0,1 мм;

,

где I – осевой момент инерции сечения вала, м ⁴;

l₂ = 400 мм

l₁ = 2855 мм

- условие выполняется.

Определим угол поворота в сферическом подшипнике:

,

При этом необходимо, чтобы выполнялось условие _В  [], где наибольший допускаемый угол поворота для радиальных сферических шарикоподшипников [] = 0,05 рад.

- условие выполняется.

7.3.5 Расчет подшипников качения

Рисунок 6. Расположение подшипников на валу

Для вала вертикального перемешивающего устройства подбираются следующие подшипники:

1. В верхнюю опору устанавливаются подшипники шариковые упорные двойные и шариковые радиальные однорядные ;

2. В нижнюю опору устанавливается двухрядный сферический радиальный ша­риковый подшипник качения для компенсации биений вала во время работы мешалки.

Подшипники подбирают по каталогу, исходя из расчетной схемы, по предельной грузоподъем­ности, а затем выполняют проверочный расчет на долговечность.

Из конструкции опор следует, что большую осевую нагрузку на вал воспринимает только упорный подшипник 8211Н в опоре А. Подшипники 211( опора А) и 1212 воспринимают только радиальные усилия. Такая конструкция опор является надежнее конструкции, состоящей из одного радиального подшипника.