3.1.2 Расчет мешалок.

I. Расчет лопастных и рамных мешалок.

Лопасти мешалки рассчитывают на изгиб [2]. Для лопастей прямоугольной формы (рис. 3,7, а) равнодействующая сил сопротивления приложена в точке, расстояние которой от оси

, (3.1)

где R - радиус лопасти;

г - радиус ступицы;

Значение равнодействующей

, (3.2)

где Т’- крутящий момент на валу мешалки;

z - число лопастей (перекладин) у мешалки.

Для наклонной лопасти (рис. 3.7, б) сила, действующая перпендикулярно плоскости лопасти F₁=F/cosα,

α - угол наклона лопасти.

Изгибающий момент у основания лопасти

(3.3)

Из условия прочности необходимый момент сопротивления лопасти

, (3.4)

где [σ] - допускаемое напряжение на изгиб для материала лопас­ти.

Для лопасти прямоугольного сечения фактический момент сопротивления поперечного сечения в месте присоединения ее к ступице равен

(3.5)

Расчетная толщина лопасти

(3.6)

Рис.3.7. Схемы к расчету лопастных и рамных мешалок:

а – схема нагрузок на двухлопастную мешалку;

б – усилия, действующие на наклонную плоскость;

в – схема к расчету мешалки с ребрами жесткости

При расчете мешалок с ребрами жесткости предварительно вы­бирают толщину мешалки и размеры ребер (рис. 3.7, в), затем оп­ределяют фактический момент сопротивления составного сечения ме­тодами сопротивления материалов и сравнивают его е необходимым моментом сопротивления.

Должно выполняться условие W_Ф≥W.

2. Расчет турбинной открытой мешалки .

Рис. 3.8. Схема к расчету на прочность турбинной открытой мешалки

Расчетный изгибающий момент лопатки М в Н.м в сечении, параллельном оси вала и находящимся от неё на расстоянии, рав­ном половине диаметра диска D (рис. 3.8), определяется по формуле

, (3.7)

где N - расчетная мощность, Вт;

n - частота вращения мешалки, c^-1.

, (3.8)

где l - длина лопатки, м.

Расчетный момент сопротивления лопатки при изгибе в расчет­ном сечении определяется по формуле (3.6).

Номинальная расчетная толщина лопатки S ׳ определяется ана­логично лопастным перемешивающим устройствам.

Конструктивная толщина лопатки

, (3.9)

где С и С₁ - прибавка на коррозию и округление размера соот­ветственно.

3.1.3 Определение осевого усилия вала

Стандартный привод по условиям работ подшипников и наибо­лее слабых элементов конструкции рассчитан на определенное допустимое осевое усилие [F], значение которого приводится в стандарте [23].

Действующее осевое усилие на вал привода аппарата опреде­ляет по формуле

, (3,18)

где d - диаметр вала в зоне уплотнения, м;

А - дополнительная площадь уплотнения, воспринимающая давление р и передающая его на вал;

G – вес вращающихся частей привода(мешалка, вал, соединительные муфты),Н.

F_M - осевая составляющая силы, взаимодействия мешалки с рабочей средой.

Знак (⁺) обозначает направление силы вверх, знак (-) – направление силы вниз.

Таблица 3.7 Дополнительная площадь в торцовых уплотнениях,

воспринимающая давление

Тип уплотнения	Диаметр вала d, мм
	50	65	80	95	110	130
ТД ТДП	25	32,5	45	48,2	60	69,6