3.4.4 Расчет шпоночного соединения.

Для передачи вращательного движения от вала к мешалке используется шпоночное соединение. Выбираем шпонки призматические согласно ГОСТ 23360-78.

Подбираем шпонку для вала d =60мм

h =11мм

b =18мм

t₁=7мм

t₂=4,4мм

Длина шпонки:

l_шп =h_ст–10=130–10=120мм

Длина шпонки по стандартному ряду 110мм

Расчетная длина шпонки:

l_р = l_шп –b=110–18=92мм

Напряжения смятия рассчитывают:

где σ_см – напряжения смятия, МПа.

Т – крутящий момент на валу, Н∙мм;

d – диаметр вала, мм;

b – ширина шпонки, мм;

l_р – расчетная длина шпонки, мм;

,

[σ_см] = 146 МПа, σ_см<[σ_см] – условие выполняется.

Напряжения среза рассчитывают:

,

[τ_ср] = 80 МПа, τ_ср<[τ_ср] – условие выполняется.

3.5 Выбор и проверочный расчёт опор аппарата.

Размер опоры лапы или стойки выбирается в зависимости от внутреннего диаметра корпуса аппарата в соответствии с ОСТ 26-665-72.

Расчет опор–лап.

Выбираем опоры-лапы типа 1, исполнение 2.

1. Нагрузку на одну опору G₁ рассчитывают:

где G₁ – нагрузка на одну опору, Н;

G_max – максимальный вес аппарата, Н;

n – число опор.

G_max = g∙(m_кр+m_дн+m_цил.об+m_{ср. ап.}+m_пр+m_вала+m_муфты+m_меш+ m_упл.),

где G_max – максимальный вес аппарата, Н;

g = 9,8 – ускорение свободного падения, м/с;

m_кр – масса крышки аппарата, кг;

m_дн – масса днища аппарата, кг;

m_цил.об – масса цилиндрической обечайки, кг;

m_{ср. ап} – масса среды в аппарате при гидравлических испытаниях, кг;

m_пр – масса привода, кг;

m_вала – масса вала, кг;

m_муфты – масса муфты, кг;

m_меш – масса мешалки, кг;

m_упл – масса уплотнения, кг.

m_ср.ап. = V_ном∙ρ_ср = 1,25∙1480=1850 кг;

m_пр = 700 кг;

m_муфты = 50,6 кг;

m_меш = 3,72 кг;

m_упл = 17,5 кг.

G_max = 9,8∙(154,04+71,94∙2+1850+700+50,6+3,72+17,5+85,19)=29448,31Н

Проверка опоры на грузоподъёмность по условию G₁ < [G]

[G]= 63кН, 7362,08 < 63000Н – условие выполняется.

2. Фактическую площадь подошвы определяют:

А_факт = а₂∙b₂ ,

где А_факт – фактическая площадь подкладного листа, мм²;

a₂, b₂ – размеры подкладного листа, мм.

А_факт = 150∙160=24000мм²

Требуемая площадь подошвы из условия прочности фундамента:

,

где А_треб – требуемая площадь подкладного листа, мм²;

G₁ – нагрузка на одну опору, Н;

[q] – допускаемое удельное давление на фундамент, МПа,

[q]=14 МПа – для бетона марки 200.

А_факт > А_треб – условие выполнется.

3. Вертикальные ребра опор проверяют на сжатие и устойчивость:

,

где σ – напряжения сжатия в ребре при продольном изгибе, МПа;

G₁ – нагрузка на одну опору, Н;

К₁ – коэффициент гибкости ребра;

Z_р = 2 – число ребер жесткости в опоре;

S₁ – толщина ребра, мм;

b – вылет ребра, мм;

[σ]=100–допускаемые напряжения для материала ребер опоры, МПа;

К₂ – коэффициент уменьшения допускаемых напряжений при продольном изгибе.

Коэффициент К₁ определяется в зависимости от гибкости ребра λ, рассчитываемому:

,

где λ – гибкость ребра;

l – гипотенуза ребра, мм;

S₁ – толщина ребра, мм.

Для опоры стойки величина l определяется из эскиза, а для опоры лапы рассчитывается:

,

По графику определяем К₁ = 0,63

4,74<60 МПа – условие выполняется.

4. Проверка на срез прочности угловых сварных швов, соединяющих рёбра с корпусом аппарата выполняется исходя из:

,

где τ – напряжения сдвига в ребре, МПа;

G₁ – нагрузка на опору, Н;

Δ =0,85∙S₁ – катет шва, мм;

L – общая длина швов, мм;

[τ] – допускаемое напряжение в сварном шве, МПа, (не более 80 МПа)

Δ =0,85∙12 = 10,2 мм

1,49<80 МПа – условие выполняется.

Расчет опор стоек.

Расчёт производится аналогично расчёту опор-лап.

1. ,

условие прочности при заданной грузоподъёмности выполняется.

2. А_факт = a₂∙b₂ = 150∙160=24000 мм²

Требуемая площадь подкладного листа равна:

Таким образом, для бетона марки 200 А_факт > А_треб.

3. Проверка вертикальных ребер на сжатие и устойчивость:

По графику определяем К₁ = 0,71

4,15<40 МПа – условие выполняется.

4. Расчет опоры на срез в сварном шве:

Δ =0,85∙14 = 11,9 мм

1,45<80 МПа – условие выполняется.