Конструирование корпуса и крышек подшипникового узла
Диаметр dв и число винтов z для крепления крышек к корпусу назначают в зависимости от диаметра отверстия под подшипник (равного наружному диаметру подшипника):
-
D, мм
dв
z
100-140
М10
6
Наружный диаметр
крышки
.Диаметр
центров отверстий под винты
.
Толщина крышки в месте установки винтов
.
К корпусу приварен фланец толщиной
с
отверстиями
для крепления подшипникового узла в
стойке привода.
Крышка подшипникового узла
Расчет на виброустойчивость
Масса единицы длины вала:
,
где
-плотность
материала вала,d-диаметр
вала в месте уплотнения, м.
Момент инерции поперечного сечения вала,
Коэффициенты:
,
,
где Мm
– масса
мешалки, кг;
,L-значение
длины соответствующих участков вала
в метрах.
,
Определим коэффициент:
1,25
Критическая скорость вала
,
где
-модуль
продольной упругости вала
Проверка выполнения условия
,
<
Расчет на прочность
Эксцентриситет центра массы перемешивающего устройства
,
где
-диаметр
мешалки, м.
м.
Приведенная масса мешалки и вала
,
где
-коэффициент
приведения распределенной массы вала
к сосредоточенной массе мешалки. Для
расчетной схемы 1
Центробежная сила
,
где
-
радиус вращения центра тяжести приведенной
массы.
Радиальные реакции в опорах
;
Построим эпюры изгибающих и крутящих моментов и определим величины изгибающих моментов в опасном сечении вала.
1 участок:
2 участок:
Для расчетной схемы 1 опасным является сечение под подшипником.
Эпюры изгибающих и крутящих моментов.
Напряжение изгиба
и кручение
в опасном сечении:
,
Расчет эквивалентного напряжения и проверка условия:
.
Значение допускаемого напряжения
рассчитывается
по формуле:
,
где
-коэффициент
концентрации напряжения,
-минимальный
запас прочности вала (ориентировочно
=2
),
-предел
выносливости материала.
. Для 1 расчетной схемы в сечении с
подшипником
=1,2
1,5.
Для ВСт3
Условие выполняется.
Проверочный расчет шпонок
Призматические
шпонки проверяют на смятие. Проверке
подлежат 2 шпонки- в месте посадки
полумуфты и в месте посадки мешалки.
Условие прочности
,
гдеd-диаметр
вала в месте установки шпонки,
-рабочая
длина шпонки со скругленными торцами,
мм,
=80-150
Н/мм2-допускаемое
напряжение на смятие,
-стандартные
размеры.
Шпонки призматические, мм, СТ СЭВ 189-75 (табл.55).
-
Диаметр
вала d
Сечение шпонки
Глубина паза
Длина l
в
h
t1
t2
40
12
8
5
3,3
22-110
Шпонка призматическая.
Выберем длину обеих шпонок 40 мм.
Условие удовлетворяет.
-
Диаметр
вала d
Сечение шпонки
Глубина паза
Длина l
в
h
t1
t2
46
14
9
5,5
3,8
36-160
Условие удовлетворяет.
Соединение призматической шпонкой.