Глава III. Расчет элементов механического перемешивающего устройства
3.1 Расчет мешалок
3.1.1 Типы и параметры мешалок
Тип мешалок выбирается в зависимости от свойств рабочей среды в аппарате и заданной угловой скорости мешалки (частоты вращения вала).
Для обеспечения условия прочности наибольший крутящий момент на валу мешалки не должен превышать значений допустимого крутящего момента, указанного в таблицах, в соответствии с ОСТ 26-01 -1245-83.
Лопастные и рамные мешалки относятся к числу тихоходных. Они имеют относительно большие размеры и малую скорость вращения. Рамные мешалки применяют для перемешивания вязких жидкостей и суспензий. Турбинные пропеллерные мешалки относятся к быстроходным и имеют частоту вращения 100-1000 мин.-1
В случае необходимости сообщения жидкости частичного вертикального перемещения лопастные мешалки выполняют с наклонными лопастями.
Конструкция и основные размеры мешалок должны соответствовать указанным в таблицах.
Размеры конструктивных элементов мешалок, указанные в виде соотношений на рис. 3.1 , следует определять расчетным путем исходя из условий принятого конкретного типоразмера мешалки. Числовые значения этих размеров устанавливаются путем округления расчетных величин до ближайшего четного числа или кратного пяти в сторону увеличения.
Допускается в обоснованных случаях увеличение или уменьшение ширины лопасти мешалки (b) по сравнению с указанной в таблицах не более чем на 25%.
Мешалки должны изготавливаться из стали марок ВстЗсп4 по ГОСТ 380-71,078Х22Н6Т, 12Х18Н10Т и 10Х17Н1ЗМЗТ по ГОСТ 5632-72.
Допускается изготовление мешалок из стали других марок. Конструкционный материал должен выбираться с учетом коррозионных свойств химической стойкости и параметров рабочей среды. Скорость проникновения коррозии при рабочих условиях не должна превышать 0,1 мм в год.
Конструктивные и основные размеры мешалок представлены на рис.3.1; 3.2; 3.3; 3.4; 3.5; 3.6.
Исполнение
1, dм= 500÷630 мм
Исполнение
2, dм= 710÷2240 мм
Рис. 3.1. Лопастные мешалки
l = 0.63 dм; b2 = 1,5b, S, S1
|
dм |
d (поле допуска по Н9) |
h |
b |
s |
Допустимый крутящий момент |
Масса, кг, не более | ||
|
|
кНм |
кгс.м |
| |||||
|
|
не более |
| ||||||
|
125 |
18 |
30 |
12 |
3
|
0,002 |
0,2 |
0,17 | |
|
160 |
18 |
30 |
16 |
4 |
0,003 |
0,3 |
0,29 | |
|
180 |
18 |
30 |
18 |
4 |
0,005 |
0,5 |
0,32 | |
|
200 |
18 |
30 |
20 |
4 |
0,007 |
0,7 |
0,35 | |
|
220 |
25 |
30 |
22 |
4 |
0,009 |
0,9 |
0,45 | |
|
250 |
25 |
30 |
25 |
4 |
0,011 |
1,1 |
0,50 | |
|
280 |
25 |
40 |
28 |
4 |
0,016 |
1,6 |
0,63 | |
|
320 |
25 |
40 |
32 |
4 |
0,020 |
2.0 |
0,73 | |
|
360 |
25 |
40 |
36 |
6 |
0,03 |
3 |
1,16 | |
|
400 |
25 |
50 |
40 |
6 |
0,04 |
4 |
1,34 | |
|
450 |
32 |
50 |
45 |
6 |
0,06 |
6 |
1,83 | |
|
500 |
32 |
70 |
50 |
8 |
0,08 |
8 |
2,89 | |
|
560 |
32 |
70 |
56 |
8 |
0,10 |
10 |
3,40 | |
|
630 |
32 |
70 |
64 |
8 |
0,16 |
16 |
4,00 | |
|
710 |
45 |
90 |
72 |
10 |
0,20 |
20 |
6,3 | |
|
800 |
45 |
90 |
80 |
10 |
0,28 |
28 |
7,5 | |
|
900 |
45 |
110 |
90 |
10 |
0,35 |
35 |
9,9 | |
|
1000 |
45 |
110 |
100 |
12 |
0,45 |
45 |
13,0 | |
|
1120 |
60 |
130 |
112 |
12 |
0,60 |
60 |
19,0 | |
|
1250 |
60 |
130 |
125 |
12 |
0,80 |
80 |
21,0 | |
|
1400 |
80 |
150 |
140 |
12 |
1,20 |
120 |
29,5 | |
|
1600 |
80 |
180 |
160 |
14 |
1,6 |
160 |
37,4 | |
|
1800 |
90 |
200 |
180 |
14 |
2,0 |
200 |
54,0 | |
|
2000 |
90 |
220 |
200 |
14 |
3,0 |
300 |
64,1 | |
|
2240 |
90 |
250 |
224 |
14 |
4,0 |
400 |
78,8 | |
Таблица 3.1
Параметры лопастных мешалок по ОСТ-26-01-1245-83
Рис. 3.2. Трехлопастные мешалки.
Тип1
Рис. 3.3. Трехлопастные мешалки
Тип 1М (тип 31, 34)
Таблица 3.2
Параметры лопастных мешалок по ОСТ-26-01-1245-83
|
dм |
d (поле допуска H9) |
h |
b |
s |
Допустимый кру- тящий момент |
Масса кг, не более | |
|
|
кНм |
кгс.м |
| ||||
|
|
не более |
| |||||
|
125 |
18 |
30 |
12 |
3 |
0,002 |
0,2 |
0,17 |
|
160 |
18 |
30 |
16 |
4 |
0,003 |
0,3 |
0,29 |
|
180 |
18 |
30 |
18 |
4 |
0,005 |
0,5 |
0,32 |
|
200 |
18 |
30 |
20 |
4 |
0,007 |
0,7 |
035 |
|
220 |
25 |
30 |
22 |
4 |
0,009 |
0,9 |
0,45 |
|
250 |
25 |
30 |
25 |
4 |
0,011 |
1,1 |
0,50 |
|
280 |
25 |
40 |
28 |
4 |
0,016 |
1,6 |
0,63 |
|
320 |
25 |
40 |
32 |
4 |
0,020 |
2,0 |
0,73 |
|
360 |
25 |
40 |
36 |
6 |
0,03 |
3 |
1,16 |
|
400 |
25 |
50 |
40 |
6 |
0,04 |
4 |
1,34 |
|
450 |
32 |
50 |
45 |
6 |
0,06 |
6 |
1,83 |
|
500 |
32 |
70 |
50 |
8 |
0,08 |
8 |
2,89 |
|
560 |
32 |
70 |
56 |
8 |
0,10 |
10 |
3,40 |
|
630 |
32 |
70 |
64 |
8 |
0,16 |
16 |
4,00 |
|
710 |
45 |
90 |
72 |
10 |
0,20 |
20 |
6,3 |
|
800 |
45 |
90 |
80 |
10 |
0,28 |
28 |
7,5 |
|
900 |
45 |
110 |
90 |
10 |
0,35 |
35 |
9,9 |
|
1000 |
45 |
110 |
100 |
12 |
0,45 |
45 |
13,0 |
|
1120 |
60 |
130 |
112 |
12 |
0,60 |
60 |
19,0 |
|
1250 |
60 |
130 |
125 |
12 |
0,80 |
80 |
21,0 |
|
1400 |
80 |
150 |
140 |
12 |
1,20 |
120 |
29,5 |
|
1600 |
80 |
180 |
160 |
14 |
1,6 |
160 |
37,4 |
|
1800 |
90 |
200 |
180 |
14 |
2,0 |
200 |
54,0 |
|
2000 |
90 |
220 |
200 |
14 |
3,0 |
300 |
64,1 |
|
2240 |
90 |
250 |
224 |
14 |
4,0 |
400 |
78,8 |
Исполнение
1, dм= 80÷1400 мм
Исполнение
2, dм= 450÷1400 мм
Рис. 3.4. Турбинные открытые мешалки, тип 0,3; 23; 33; 43
Таблица3.3
Параметры турбинных открытых мешалок ОСТ-26-01-12-45-83
|
dм |
d (поле допуска по H9) |
h |
b |
s |
Допустимый крутящий момент |
Масса, кг, не более | ||
|
|
|
не более |
| |||||
|
|
|
кНм |
кгс.м |
| ||||
|
80 |
18 |
30 |
16 |
3 |
0,008 |
0,8 |
0,26 | |
|
100 |
18 |
30 |
20 |
3 |
0,011 |
1,1 |
0,32 | |
|
125 |
18 |
30 |
25 |
3 |
0,020 |
2,0 |
0,42 | |
|
160 |
18 |
40 |
32 |
3 |
0,040 |
4,0 |
0,67 | |
|
180 |
25 |
40 |
36 |
4 |
0,06 |
6 |
1,17 | |
|
200 |
25 |
50 |
40 |
4 |
0,06 |
6 |
1,50 | |
|
220 |
25 |
50 |
44 |
4 |
0,08 |
8 |
1,70 | |
|
250 |
45 |
70 |
50 |
4 |
0,10 |
10 |
2,90 | |
|
280 |
45 |
70 |
56 |
4 |
0,16 |
16 |
3,20 | |
|
320 |
45 |
70 |
64 |
4 |
0,20 |
20 |
3,72 | |
|
360 |
45 |
90 |
72 |
6 |
0,28 |
28 |
6,7 | |
|
400 |
45 |
90 |
80 |
6 |
0,35 |
35 |
7,8 | |
|
450 |
45 |
110 |
90 |
6 |
0,45 |
45 |
9,4 | |
|
500 |
60 |
110 |
100 |
6 |
0,60 |
60 |
14,3 | |
|
560 |
60 |
130 |
112 |
8 |
0,8 |
80 |
23,0 | |
|
630 |
60 |
130 |
126 |
8 |
1,0 |
100 |
27,0 | |
|
710 |
80 |
150 |
142 |
8 |
1,6 |
160 |
33,4 | |
|
800 |
80 |
150 |
160 |
8 |
2,0 |
200 |
39,7 | |
|
900 |
80 |
150 |
180 |
10 |
2,5 |
250 |
58,8 | |
|
1000 |
90 |
200 |
200 |
10 |
3,0 |
300 |
77,4 | |
|
1120 |
90 |
200 |
224 |
10 |
4,0 |
400 |
92,3 | |
|
1250 |
100 |
220 |
250 |
12 |
6,0 |
600 |
155,0 | |
Для аппаратов с
коническим днищем В2
= 1,5в l
= 0.7dм r
= 0.152dм R
= 0.82dм S1
= 1.2S l1
= 0.3dм
Рис. 3.5. Мешалка рамная.
Исполнение 2, тип 9(10)
|
dM |
d ( поле допуска поН9) |
h |
H |
H1 |
b |
s |
Допустимый крутящий момент |
Масса,кг, не более | |
|
|
кНм |
кгс. м |
| ||||||
|
|
не более |
| |||||||
|
2 |
18 |
30 |
140 |
63 |
20 |
4 |
0,045 |
4,5 |
0,8 |
|
220 |
18 |
30 |
160 |
80 |
20 |
4 |
0,045 |
4,5 |
0,9 |
|
250 |
18 |
30 |
220 |
120 |
20 |
4 |
0,060 |
6,0 |
1,0 |
|
280 |
25 |
40 |
250 |
120 |
20 |
4 |
0,080 |
8,0 |
1,4 |
|
300 |
25 |
40 |
250 |
120 |
25 |
6 |
0,10 |
10 |
1,6 |
|
320 |
25 |
40 |
280 |
120 |
25 |
6 |
0,12 |
12 |
1,7 |
|
360 |
25 |
50 |
300 |
120 |
25 |
6 |
0,16 |
16 |
1,9 |
|
400 |
25 |
50 |
360 |
120 |
36 |
6 |
0,16 |
16 |
3,3 |
|
450 |
25 |
50 |
400 |
160 |
36 |
6 |
0,16 |
16 |
3,7 |
|
500 |
25 |
50 |
450 |
160 |
36 |
6 |
0,16 |
16 |
4,5 |
|
530 |
25 |
70 |
500 |
200 |
36 |
8 |
0,2 |
20 |
5,4 |
|
560 |
25 |
70 |
500 |
200 |
45 |
8 |
0,2 |
20 |
6,7 |
|
600 |
25 |
70 |
560 |
250 |
45 |
8 |
0,3 |
30 |
7,0 |
|
630 |
25 |
70 |
600 |
250 |
45 |
8 |
0,3 |
30 |
7,5 |
|
710 |
32 |
70 |
630 |
320 |
50 |
8 |
0,4 |
40 |
8,9 |
|
750 |
32 |
90 |
710 |
320 |
50 |
8 |
0,5 |
50 |
11,0 |
|
800 |
32 |
90 |
800 |
320 |
60 |
8 |
0,5 |
50 |
13,0 |
|
850 |
45 |
90 |
850 |
360 |
60 |
8 |
0,6 |
60 |
18 |
|
900 |
45 |
90 |
900 |
360 |
60 |
10 |
0,8 |
80 |
19 |
|
950 |
45 |
90 |
950 |
360 |
70 |
10 |
0,8 |
80 |
22 |
|
1000 |
45 |
90 |
1000 |
360 |
80 |
10 |
1,0 |
100 |
26 |
|
1060 |
45 |
110 |
1060 |
400 |
80 |
10 |
1,0 |
100 |
28 |
|
1120 |
45 |
110 |
1060 |
400 |
80 |
10 |
1,2 |
120 |
36 |
|
1180 |
45 |
110 |
1060 |
425 |
100 |
10 |
1,2 |
120 |
47 |
00
Продолжение табл. 3.4
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
1250 |
60 |
130 |
1250 |
480 |
100 |
12 |
1,5 |
150 |
54 |
|
1320 |
60 |
130 |
1250 |
500 |
100 |
12 |
2,0 |
200 |
58 |
|
1400 |
60 |
130 |
1250 |
550 |
100 |
12 |
2,0 |
200 |
59 |
|
1500 |
60 |
130 |
1400 |
580 |
110 |
12 |
2,5 |
250 |
73 |
|
1600 |
60 |
130 |
1600 |
600 |
120 |
14 |
2,5 |
250 |
75 |
|
1700 |
80 |
150 |
1600 |
600 |
120 |
14 |
7,0 |
700 |
104 |
|
1800 |
80 |
150 |
1800 |
630 |
130 |
14 |
7,0 |
700 |
139 |
|
1900 |
80 |
150 |
1800 |
630 |
130 |
14 |
8,4 |
840 |
163 |
|
2000 |
80 |
150 |
1800 |
710 |
140 |
16 |
10,0 |
1000 |
176 |
|
2120 |
80 |
180 |
2000 |
710 |
150 |
16 |
10,0 |
1000 |
200 |
|
2240 |
80 |
180 |
2000 |
800 |
160 |
16 |
12,0 |
1200 |
230 |
|
2360 |
100 |
200 |
2240 |
800 |
160 |
16 |
16,0 |
1600 |
254 |
|
2500 |
100 |
200 |
2500 |
800 |
180 |
16 |
16,0 |
1600 |
341 |
|
2650 |
100 |
200 |
2500 |
800 |
180 |
18 |
20,0 |
2000 |
390 |
|
2800 |
100 |
220 |
2500 |
1000 |
200 |
18 |
20,0 |
2000 |
410 |
|
3000 |
100 |
250 |
2800 |
1000 |
220 |
18 |
24,0 |
2400 |
460 |
Исполнение
1 (неразъемные), d
= 18+32мм; d
= 45∙100 мм Исполнение
1 (разъемные), d
= 45+100
мм
а)
1-
болт по ГОСТ 7798-70 3
- шайба по ГОСТ 13463-77 2
- гайка по ГОСТ 5915-70
б)
Рис.3.6 Конструкция ступиц мешалок (а) и крепление ступиц на валу (б)
Таблица 3.6
Основные размеры ступиц мешалок
|
d (поле допуска пo H9) |
h |
d+t1 (поле допуска по H12) |
b2 (поле допуска по Н9) |
d3 Типы мешалок 1,1М,5 3, 4, 6, 10 |
d4 | |||
|
|
|
|
|
Исполнение 1 |
Исполнение 2 |
| ||
|
18 |
30 |
20,8 |
6 |
40 |
32 |
- |
М10x1,25 | |
|
18 |
40 |
20,8 |
6 |
- |
32 |
- |
M10xl,25 | |
|
25 |
30 |
28,3 |
8 |
- |
45 |
- |
M16x1,5 | |
|
25 |
40 |
28,3 |
8 |
50 |
45 |
- |
M16x1,5 | |
|
25 |
50 |
28,3 |
8 |
- |
45 |
- |
M16x1,5 | |
|
25 |
70 |
28,3 |
8 |
- |
45 |
- |
Ml 6x1,5 | |
|
32 |
50 |
35,8 |
10 |
- |
60 |
- |
M24xl,5 | |
|
32 |
70 |
35,8 |
10 |
- |
60 |
- |
M24xl,5 | |
|
32 |
90 |
35,8 |
10 |
- |
60 |
- |
M24xl,5 | |
|
45 |
70 |
49,9 |
14 |
80 |
70 |
95 |
М36х2 | |
|
45 |
90 |
49,9 |
14 |
95 |
70 |
95 |
М36х2 | |
|
45 |
110 |
499 |
14 |
105 |
70 |
95 |
М36х2 | |
|
60 |
110 |
66,4 |
18 |
120 |
105 |
110 |
М48хЗ | |
|
60 |
130 |
664 |
18 |
140 |
105 |
110 |
М48хЗ | |
|
80 |
150 |
8,4 |
22 |
- |
120 |
130 |
- | |
|
80 |
180 |
84 |
22 |
- |
120 |
130 |
- | |
|
80 |
200 |
84 |
22 |
- |
- |
- |
- | |
|
80 |
220 |
88,4 |
22 |
- |
- |
- |
- | |
|
90 |
200 |
99,4 |
25 |
- |
140 |
150 |
- | |
|
90 |
220 |
99,4 |
25 |
- |
- |
150 |
- | |
|
90 |
250 |
99,4 |
25 |
- |
- |
150 |
- | |
|
100 |
200 |
110,4 |
28 |
- |
- |
170 |
- | |
|
100 |
220 |
110,4 |
28 |
- |
160 |
170 |
- | |
|
100 |
250 |
110,4 |
28 |
- |
- |
170 |
- | |
Продолжение табл. 3.6
|
d (поле допуска по Н9) |
h |
d5 |
d6 |
d7 |
d8 |
d9 |
c |
с1 |
h2 |
s2 |
|
18 |
30 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
18 |
40 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
25 |
30 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
25 |
40 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
- |
- |
|
25 |
50 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
25 |
70 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
32 |
50 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
32 |
70 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
32 |
90 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
45 |
70 |
55 |
М6 |
35 |
13 |
32 |
64 |
- |
22 |
8 |
|
45 |
90 |
55 |
М6 |
35 |
13 |
32 |
64 |
50 |
22 |
8 |
|
45 |
110 |
55 |
М6 |
35 |
13 |
32 |
80 |
70 |
22 |
8 |
|
60 |
110 |
80 |
М8 |
50 |
13 |
32 |
80 |
70 |
25 |
10 |
|
60 |
130 |
80 |
М8 |
50 |
13 |
32 |
80 |
- |
25 |
10 |
|
60 |
150 |
80 |
M8 |
50 |
13 |
32 |
80 |
- |
25 |
10 |
|
80 |
150 |
105 |
М8 |
68 |
13 |
32 |
100 |
100 |
28 |
12 |
|
80 |
180 |
105 |
М8 |
68 |
13 |
32 |
100 |
130 |
28 |
12 |
|
80 |
200 |
105 |
М8 |
68 |
13 |
32 |
100 |
- |
28 |
12 |
|
80 |
220 |
105 |
М8 |
68 |
13 |
32 |
100 |
- |
28 |
12 |
|
90 |
200 |
115 |
М10 |
78 |
17 |
36 |
115 |
130 |
28 |
12 |
|
90 |
220 |
115 |
М10 |
78 |
17 |
36 |
115 |
130 |
28 |
12 |
|
90 |
250 |
115 |
М10 |
78 |
17 |
36 |
115 |
160 |
28 |
12 |
|
100 |
200 |
128 |
М10 |
8 |
17 |
36 |
128 |
130 |
30 |
15 |
|
100 |
220 |
128 |
М10 |
88 |
17 |
36 |
128 |
130 |
30 |
15 |
|
100 |
250 |
128 |
М10 |
88 |
17 |
376 |
128 |
160 |
30 |
15 |