Определение мощности, затрачиваемой на перемешивание и глубины воронки
Коэффициент гидравлического сопротивления:
,
где zм = 1 – количество мешалок;
Глубина воронки, образующейся при вращении мешалки, определяется по следующей формуле:
,
где В = 3,5 – коэффициент [4, c.72].
Так как глубина воронки такова, что "обнажение" мешалки не происходит.
Мощность, затрачиваемая на перемешивание:
,
где 
– критерий мощности;
Коэффициент К1 = 0,14 значение которого находится по графику в зависимости от параметра Е.
Выбор мотор - редуктора
При определении мощности привода необходимо учитывать перегрузки, возникающие при пуске перемешивающего устройства в аппарате, заполненном жидкостью, потери мощности в уплотнении Nу и потери на трение в подшипниках и передачах. Необходимая мощность электродвигателя может определяться по следующему соотношению и в первом приближении (при Nт = 0) составит:
,
где ηмех = 0,9 – коэффициент полезного действия привода в первом приближении [4, с.75].
По полученному значению мощности и частоте вращения вала выбираем тип мотор – редуктора, его основные размеры и характеристики [4, с.77 – 79]:
Мотор-редуктор МПО (ТУ2-056-223-84):
Число ступеней 2;
Габарит 10;
Частота вращения выходного вала 64 мин-1;
Мощность электродвигателя 3 кВт;
Исполнение выходного вала Ф1В.
МПО1–10–64/3–Ф1В–ТУ2–056–223–84.
Потери мощности (кВт) в торцевом уплотнении определяются по эмпирической формуле:
,
где d – диаметр вала, м; К – коэффициент, К = 7,2.
Выбор уплотнения мешалки
Диаметр вала мешалки d = 40мм.
Необходимая мощность электродвигателя с учётом потерь мощности в торцевом уплотнении:
,
где ηмех = 0,95 – коэффициент полезного действия выбранного привода исходя из табличных данных [4, с.79].
Исходя, из принятой ранее схемы привода и полученной мощности выбираем уплотнение торцовое двойное ТДП – 25.
Рисунок 13 – Двойное торцовое уплотнение ТДП-25
Двойное торцевое уплотнение ТДП-25 (ТДП-32) состоит из корпуса 1; основания 9; втулки 5, вращение которой передается от вала через водило 6, корпуса 7; встроенного подшипника 4 и пружин 8, обеспечивающих контакт неподвижных 4 и подвижных 2 уплотнительных колец, Уплотнение неподвижных колец в корпусе к подвижных на втулке осуществляется всеми круглыми резиновыми кольцами 8.
Расчёт вала и элементов мешалки
Валы перемешивающих устройств рассчитываются на виброустойчивость, прочность и жёсткость. Основными нагрузками, действующими на валы при их эксплуатации, являются крутящие моменты, которые передаются от привода к мешалке, и изгибающие моменты. Изгибающие моменты определяются центробежными силами, действующими на вращающиеся вместе с валом массы. Осевыми нагрузками, обусловленными осевым напором мешалок и собственным весом вращающихся деталей, как правило, пренебрегают.
Важной характеристикой вала является его критическая скорость, при приближении к которой рабочей скорости сильно возрастают вибрации, прогибы а, следовательно, и напряжения изгиба. Задачей расчёта вала на виброустойчивость является определение критической скорости и диаметра вала, обеспечивающего его надёжную эксплуатацию в режиме жёсткого или гибкого валов.
Расчёт на прочность и жёсткость являются проверочными. Изменения конструкции привода, связанные с результатами этих расчётов, не должны приводить к изменению режимов работы валов.
Рисунок 14 – Расчётная схема