6 Конструирование расчет перемешивающего устройства

Исходные данные

Длина вала, м

L + l = 3,020 + 0,65 = 3,67 м

Длина консоли

L = 3,020 м

Длина пролета

l = 0.65м

Диаметр вала

d = 0,065 м

Расстояние от опоры А до муфты, м

L_п= 0,19 м;

Расстояние от опоры Б до мешалки, м

L₁= 3,020 м.

Частота вращения вала

n = 125 об/мин.

Число мешалок

n_м = 1

Масса муфты

m₁ = 16,3 кг.

Масса мешалки

m₂ = 80,6 кг.

Плотность материала вала

 = 7850 кг/м³.

Модуль упругости материала вала

E = 2,1510¹¹ Па.

Предел текучести материала вала

_Т = 23410⁶ Па.

Мощность перемешивания

N = 2900 Вт.

Относительная длина консоли

= 3,020/(3,020+0,65) = 0,82.

Относительная координата центра масс детали

1; 0,29.

Угловая скорость вала

рад/с.

Безразмерный динамический прогиб вала в центре масс детали

На консоли

в пролёте

Приведенная масса детали

на консоли

21,8 кг.

в пролёте

16,3 кг;

Суммарная приведенная масса деталей

16,3 кг.

Безразмерный коэффициент

0,37810^-3.

Приведенная безразмерная масса вала

Комплексы:

=72,410^-5 м²;

= 6,2610^-6 м⁴.

Расчетный диаметр вала

= 0,058 м.

жесткий вал d > d_р 0,065>0,058.

Масса единицы длины вала

26,04 кг/м.

Относительная суммарная масса деталей

0,169.

Безразмерная критическая угловая скорость вала

11,9.

Первая критическая угловая скорость вала

73,64 рад/с.

Условие виброустойчивости

жесткий вал   0,7₁;

13,08 < 51,55,

Условие выполняется.

Расчет на жесткость

Дополнительные исходные данные

Радиальные зазоры в подшипниках

_А= 13 10^-6 м, _Б= 2510^-6.

Начальная изогнутость вала

_в = 0,0610^-3 м.

Координата опасного сечения

z_j = 0,145 м.

Допускаемые динамические перемещения вала в сечении с координатой z_j,

[А]_j = 0,25 мм.

Тип мешалки

турбинная открытая

Диаметр мешалки

d_м = 0,8 м.

Плотность среды

_с = 834 кг/м³.

Координата ограничителя колебаний

L_о = 3,5м.

Коэффициент сопротивления мешалки

= 3.

Параметр распределения скорости

₁ = 0,8.

Эксцентриситет массы детали

м.

Относительная координата опасного сечения

Безразмерный динамический прогиб вала в опасном сечении

Приведенный эксцентриситет детали:

на консоли

2,765·10^-4 м;

в пролёте

531,710^-4 м;

Приведенная масса вала

73,3кг.

Смещение оси вала в опасных сечениях из-за зазоров _А и _Б в опорах

Смещение оси вала в опасном сечении за счет начальной изогнутости _в

3,0410^-6 м.

Смещение оси вала от оси вращения в точке приведения В за счет зазоров в опорах

20410^-6 м.

Комплексы:

6,7310^-9м,

9,67·10^-3м.

Приведенный эксцентриситет массы вала с деталями

= 9,9310^-3 м.

Динамический прогиб оси вала в точке приведения В в установившемся режиме

Смещение оси вала за счёт динамического прогиба в опасном сечении

0,32·10^-3·0,0507 = 0,016·10^-3 м

Динамическое смещение вала в опасном сечении 3,5610^-5 м.

Динамическое смещение центра массы детали

на консоли

в пролете

Динамическое смещение вала в точке В:

Центробежная сила, действующая на деталь

на консоли

11,86 Н;

в пролёте

0,77 Н;

Приведенная центробежная сила, действующая на вал в точке приведения В:

=7,32Н.

Комплексы

0,39 Нм

36,25Нм.

Реакция опоры А

91,6 Н.

Комплексы

;

Реакция опоры Б

Изгибающий момент в опасном по прочности сечении

Крутящий момент в опасном сечении

Нм

Момент сопротивления в опасном сечении

2,710^-5 м³.

Эквивалентное напряжение в опасном по прочности сечении

8,4910⁶ Па

Запас прочности в опасном сечении

= 14,5.

Условие прочности

, 14,5 > 1,8,

условие выполняется.