6 Расчет мешалки и подбор привода

Расчет мешалки производится по [1, c.42].

После выбора и расчета основных размеров мешалки определяется мощность, потребляемая на перемешивание, для чего используется критериальное уравнение зависимости критерия мощности от модифицированного критерия Рейнольдса:

,

,

где ρ_ж – плотность перемешиваемой жидкости, ρ_ж=1148 кг/м³, (при 20⁰С),

n – скорость вращения мешалки, n=3, [1, c.50],

d – диаметр мешалки, d=0,5 м, (см.п.4.3),

μ_ж – вязкость перемешиваемой жидкости, μ_ж=1,56·10^-3 Па, (при 20⁰С).

.

По [2, c.558] принимаем k_N=0,15.

Расчетная мощность мешалки, потребляемая на перемешивание жидкости:

Вт.

Мощность привода мешалки рассчитывается по формуле:

,

где k_y – коэффициент, учитывающий высоту уровня жидкости в аппарате,

k_n – коэффициент, учитывающий наличие перегородок, k_n=1,25,

k_i – коэффициент, учитывающий наличие в аппарате внутренних устройств, k_i=1,1,

η – к.п.д. привода мешалки, η=0,85.

,

Вт = 0,2 кВт.

По [4, с.725] примем привод МН 5855–66 с концевой опорой, мотор-редуктором типа МП02 и электродвигателем серий А02 и ВАО.

Эскиз привода приведен на рисунке 6. Характеристики привода приведены в таблице 7.

Рисунок 6 – Привод перемешивающего устройства

Таблица 7 – Характеристики привода

Типоразмер мотор-редуктора	d	H	Hж	l, не менее	L, не более	Масса, кг
	мм
11	50	1360	550	50	3200	230

Для определения минимального диаметра вала мешалки определяется расчетный крутящий момент:

,

где ω_у – угловая частота вращения мешалки, с^-1.

По [4, с.726] примем ω_у=0,525 с^-1.

Вт.

Минимальный диаметр вала:

м,

d_в≥d_в.min,

0,05≥0,032.

7 Подбор опор

Нагрузка, действующая на опору, рассчитывается по формуле:

,

где m_об.руб – масса обечайки рубашки;

m_об.ап – масса обечайки аппарата;

m_вала – масса вала мешалки;

m_кр – масса крышки;

m_прив – масса привода;

m_р-ра – масса раствора;

m_дн – масса днища.

Рассчитаем массы всех частей аппарата.

Обечайка рубашки:

,

где d_об.руб – диаметр обечайки рубашки, d_об.руб=1,1 м (см.п.4.2);

l_руб – высота рубашки, l=0,765 м (см.п.4.2);

ρ – плотность материала рубашки;

s – толщина стенки рубашки, s=4 мм (см.п.4.2).

m_об.руб = 1,1·3,14·0,765·7850·0,004=82,97 кг.

Обечайка аппарата:

где d_об.ап – диаметр обечайки аппарата, d_об.ап=1 м (см.п.4.1);

l_руб – высота аппарата, l=0,765+0,14=0,905 м (см.п.4.2);

ρ – плотность материала аппарата;

s – толщина стенки аппарата, примем s=8 мм.

m_об.ап = 1·3,14·0,905·7850·0,008 = 178,5 кг.

Вал мешалки:

,

где V – объем вала мешалки;

Ρ – плотность материала мешалки.

;

;

;

где h – расстояние от мешалки до дна сосуда (см.п.4.3), h = 0,1;

H_ап – высота аппарата, H_ап = 0,905 м;

d_в – диаметр вала мешалки, d_в = 0,05 м (см.п.4.1).

кг.

Крышка:

,

где D_ап – диаметр аппарата,

Н_кр – высота крышки, примем Н_кр=0,008 м.

m_кр=1²·3,14·0,008·7850=197,2 кг.

Днище аппарата:

,

где s – толщина стенки днища, s=(0,005 ÷ 0,01) м, примем s=0,01 м;

F_дн – объем внутренней поверхности днища, F=2,1 м² (см.п.4.7).

m_дн=0,01·2,1·7850=95 кг.

Масса раствора:

,

где ρ – плотность раствора, ρ=1148 кг/м³,

V – объем раствора.

,

где Н_ж – высота слоя жидкости, Н_ж=0,68 м (см.п.4.1).

;

кг.

Масса привода принимается по [4, c.728], m_пр=230 кг.

Р=(82,97+178,5+12,4+197,2+230+619,02+95)∙9,81=13890,87 Н=13,9 кН

Выбираем для аппарата количество лап n=2. Рассчитаем нагрузку, действующую на одну лапу:

кН.

Примем стандартную нагрузку Q=10 кН.

По [6, c.275] примем опоры. Эскиз лапы представлен на рисунке 7. Размеры опор представлены в таблице 8.

Рисунок 7 – Конструкция лапы

Таблица 8 – Опоры аппарата

Q, кН	a	a1	b	c	c1	h	h1	s1	K	K1	d	dБ	fmax
	мм
10	90	115	115	20	85	170	14	6	20	30	14	М16	30