4.4.2 Предварительный расчет вала

Предварительный расчет вала на прочность выполняется только на кручение по пониженным допускаемым напряжениям.

=1.5 – у всех.

N=4.95кВт-мощность на валу.

=20-25МПа – по методичке.

Следовательно =50мм.

4.4.3 Расчет вала мешалки на прочность и виброустойчивость

Для безопасной работы конструкции установлены следующие ограничения, являющиеся условиями виброустойчивости:

- для жестких валов.

- для гибких валов.

Где

-угловая скорость вращения вала.

-критическая угловая скорость вала, равная частоте собственных колебаний вала с установленным на нем вращающимися деталями(мешалки, ротора и д.р.)

Критическая угловая скорость определяется по формуле

Приведенная жесткость

Е=2*10¹¹Па

-момент инерции поперечного сечения вала.

масса вала мешалки.

-диаметр вала мешалки

- плотность материала вала (сталь).

- масса мешалки (таб. П-20)

=41.87/20.43=2.08>1.35

- условие виброустойчивости для гибкого вала выполняется.

т.к. (таб. П-14)

Приведенная центробежная сила определяется по формуле

- приведенная сосредоточенная масса вала и мешалки.

- коэффициент привидения распределенной массы вала к сосредоточенной массе мешалки.

q=0.261

Максимальное нормальное напряжение

Максимальное касательное напряжение

Условие прочности:

Условие выполняется.

4.5 Подбор мешалки

4.5.1 Выбор мешалки

Мешалка Турбинно-открытая(задано)

Вид – неразъемная(Рис П-12, исполнение 1)

Основные размеры мешалки (таб. П-20)

d_m=360мм

d₁=45мм

h=90мм

b=72мм

s=6мм

M_кр=0.28кНм

m_м=6.2 кг

Ступица (рис. П-14,а)

Основные размеры ступицы мешалки (таб. П-22)

d₁= 45мм c=64мм

h= 90мм c₁=50мм

d₃= 70мм h₂=22мм

d₅= 55мм s₂=8мм

d₆=М6

d₇=35мм

d₈=13мм

d₉=32мм

4.5.2 Проверочный расчет мешалок

Наиболее нагруженным участком является сварное соединение диска со ступицей мешалки. Тавровое соединение выполняется угловыми швами. Расчетное касательное напряжение определяется в плоскости биссектрисы углового шва.

Условие прочности этого соединения имеет вид

- суммарная площадь биссектрисы сечения

- катет сварного шва.

s=6мм(таб.П-20) – толщина мешалки(диска)

d_с=70мм (таб. П-22)

- допускаемое напряжение среза для материала швов

- допускаемое касательное напряжение для материала диска с учетом температуры среды и коэффициента сварного шва.

Условие выполняется

4.5.3 Проверочный расчет шпоночного соединения

Для всех типов муфт выполняется проверочный расчет шпоночного соединения

(рис. П-25). Условие прочности шпонки на смятие:

- напряжение смятия на боковой поверхности шпонки,

- диаметр вала под муфту

- расчетная длина шпонки

Где L – исполнительная длина шпонки, назначаемая конструктивно, но не более 1.5d в соответствии со стандартным рядом длин шпонок.(рис. П-24, таб. П-32)

- допускаемое напряжение на смятие для шпоночного соединения из сталей марок Ст.6, Ст. 45.

Условие прочности выполняется.