- •Содержание.
- •1. Введение
- •2. Выбор материалов.
- •3. Расчетная часть.
- •3.1. Расчет геометрических размеров аппарата.
- •3.1.1 Оболочки, нагруженные внутренним давлением.
- •3.1.2 Оболочки, нагруженные наружным давлением.
- •3.2 Подбор привода.
- •3.3 Выбор уплотнения.
- •3.4. Расчёт элементов механического перемешивающего устройства.
- •3.4.1 Расчет вала мешалки.
- •1) Расчет вала на виброустойчивость
- •3) Проверка вала на жесткость.
- •3.4.2 Подбор подшипников качения.
- •3.4.3 Расчёт мешалки.
- •3.4.4 Расчет шпоночного соединения.
- •3.5 Выбор и проверочный расчёт опор аппарата.
- •3.6. Подбор муфты.
- •3.7 Расчет фланцевого соединения.
- •4. Подбор штуцеров и люков.
- •5. Заключение.
- •6. Список использованных источников.
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:
lшп =hст–10=130–10=120мм
Длина шпонки по стандартному ряду 110мм
Расчетная длина шпонки:
lр = lшп –b=110–18=92мм
Напряжения смятия рассчитывают:
где σсм – напряжения смятия, МПа.
Т – крутящий момент на валу, Н∙мм;
d – диаметр вала, мм;
b – ширина шпонки, мм;
lр – расчетная длина шпонки, мм;
,
[σсм] = 146 МПа, σсм<[σсм] – условие выполняется.
Напряжения среза рассчитывают:
,
[τср] = 80 МПа, τср<[τср] – 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;
Gmax – максимальный вес аппарата, Н;
n – число опор.
Gmax = g∙(mкр+mдн+mцил.об+mср. ап.+mпр+mвала+mмуфты+mмеш+ mупл.),
где Gmax – максимальный вес аппарата, Н;
g = 9,8 – ускорение свободного падения, м/с;
mкр – масса крышки аппарата, кг;
mдн – масса днища аппарата, кг;
mцил.об – масса цилиндрической обечайки, кг;
mср. ап – масса среды в аппарате при гидравлических испытаниях, кг;
mпр – масса привода, кг;
mвала – масса вала, кг;
mмуфты – масса муфты, кг;
mмеш – масса мешалки, кг;
mупл – масса уплотнения, кг.
mср.ап. = Vном∙ρср = 1,25∙1480=1850 кг;
mпр = 700 кг;
mмуфты = 50,6 кг;
mмеш = 3,72 кг;
mупл = 17,5 кг.
Gmax = 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:
Афакт = а2∙b2 ,
где Афакт – фактическая площадь подкладного листа, мм2;
a2, b2 – размеры подкладного листа, мм.
Афакт = 150∙160=24000мм2
Требуемая площадь подошвы из условия прочности фундамента:
,
где Атреб – 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.
Афакт > Атреб – 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;
Zр = 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. Афакт = a2∙b2 = 150∙160=24000 мм2
Требуемая площадь подкладного листа равна:
Таким образом, для бетона марки 200 Афакт > Атреб.
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.