
- •Аппарат вертикальный с лопастной мешалкой
- •Выбор материалов для изготовления деталей аппарата.
- •Подбор и расчет элементов корпуса аппарата
- •Выбор размеров корпуса аппарата
- •Расчёт обечаек, нагруженных избыточным внутренним давлением.
- •Расчет цилиндрических обечаек, нагруженных наружным давлением.
- •Днища и крышки аппаратов приварные
- •Расчет элементов рубашки
- •Фланцевые соединения
- •Устройства для присоединения трубопроводов (штуцера)
- •Опоры аппаратов
- •Расчёт и конструирование перемешивающего устройства
- •Выбор схемы крепления вала
- •Подбор узлов и деталей перемешивающего устройства.
- •Выбор типа мотор-редуктора.
- •Выбор типа муфты
- •Выбор стойки и опоры
- •Параметры и размеры уплотнения
- •Проектный расчет и конструирование вала и подшипникового узла
- •Проектный расчет вала
- •Конструирование вала и подшипникового узла
- •Проверочный расчет вала
- •Выбор расчетной схемы
- •Расчет на виброустойчивость
- •Расчет на прочность
- •Проверочный расчет шпонок
- •Проверка пригодности подшипников
-
Выбор стойки и опоры
Стойка имеет вид усечённого конуса, выполняемого из чугуна, с тремя опорными поверхностями (рис. 12). На верхней опорной поверхности монтируют мотор– редуктор, для чего в этой поверхности предусмотрены сквозные отверстия. Средняя поверхность служит для установки подшипникового узла, нижняя опорная поверхность предназначена для соединения стойки с опорой . Для удобства монтажа и демонтажа мотор-редуктора под опорной поверхностью предусмотрены окна размером 50x70 мм. Опора (рис. 13) представляет собой бобышку с центральным отверстием размером d для вала и двумя рядами периферийных отверстий с резьбой для крепления стойки и уплотнения. Для установки опоры на эллиптических крышках путём сварки предусмотрено кольцо.
Выбор опор и стоек осуществляют после подбора мотор-редуктора и определения его габаритных и присоединительных размеров.
По
таблице 41 подбираем размеры стойки под
редуктор (исходя из диаметра D
редуктора)
№ стойки |
D |
D0 |
D1 |
Dб1 |
D2 |
D3 |
B |
H |
h |
h1 |
S |
2 |
300 |
670 |
500 |
610 |
270 |
330 |
360 |
650 |
24 |
28 |
12 |
По таблице 42 подбираем размеры опоры под стойки (по номеру стойки)
№ опоры |
d |
D0 |
D1 |
Dб1 |
D2 |
Dб2 |
B |
h |
h1 |
d1 |
2 |
65 |
670 |
500 |
610 |
178 |
200 |
360 |
22 |
40 |
70 |
-
Параметры и размеры уплотнения
Геометрические размеры уплотнения подбирают по диаметру опоры под стойки D2.По таблице 51[1] определяем параметры и размеры торцевых уплотнений
Тип уплотнения |
Р Мпа |
d |
D |
D1 |
D2 |
H |
h |
Масса кг |
УТ 6516 |
1,6 |
65 |
235 |
200 |
178 |
250 |
48 |
14,9 |
-
Проектный расчет и конструирование вала и подшипникового узла
-
Проектный расчет вала
-
Расчёт выполняется по напряжениям кручения. Целью расчёта является определение наименьшего диаметра вала. Исходными данными являются мощность на валу Р и частота вращения мешалки n.
P=1,1 кВт
n=32 об/мин
Угловая скорость и вращающий момент были вычислены по формуле (3.1) и (3.2) ранее. Наименьший диаметр вала определяют по формуле:
; (3.4)
где [τ]=25 МПа
.
-
Конструирование вала и подшипникового узла
Конструкция вала определяется деталями, которые на нём крепятся, конструктивным оформлением подшипниковых узлов и способом соединения вала перемешивающего устройства с валом редуктора. Для соединения валов применяют разные типы муфт. Соединение вала редуктора с валом перемешивающего устройства продольно-разъёмной муфтой считают жёстким. Втулочно-пальцевая и зубчатая муфты образуют подвижное соединение валов. Подшипниковый узел (рис 14) состоит из корпуса 1, внутри которого установлены два радиально-упорных подшипника качения 2. Между подшипниками установлена распорная втулка 3. Для фиксации вала в осевом направлении предусмотрена круглая шлицевая гайка 4, которая предохраняется от самоотвинчивания стопорной многолапчатой шайбой 5. Корпус закрыт крышками 6, в сквозных отверстиях которых установлены манжетные уплотнения 7.
Конструирование
вала
-
Верхний конец вала соединяют с валом редуктора стандартной муфтой. Диаметр d1=(0,8...1)d=d. Длину этого участка вала принимают равной l1≈(1...1,5)d1 и уточняют по размерам муфты. l1=60мм
-
Диаметр вала d2 под уплотнение (в крышке подшипникового узла) примем равным d2=d1+(4...7).мм. Его округляют до ближайшего стандартного значения. d2=48.
Размеры манжета выбирают по диаметру вала d2 из таблицы 47[1]:
Диаметр вала d |
Dупл |
в |
48 |
65 |
10 |
Длина этого участка l2 определяется конструктивно с учётом размеров верхней крышки: l2≈(в+s)+10 мм, где в - ширина манжеты, s = 5 - 8 мм - толщина крышки в месте установки манжеты.
l2=(10+8)+10=28мм
-
Диаметр участка с резьбой под шлицевую гайку d3 = d2 + (2…4) мм должен быть согласован с размером резьбы в гайке
По таблице 17[1] выбираем тип гайки:
Резьба d |
D |
D1 |
H |
в |
h |
C |
М52 х1,5 |
80 |
65 |
12 |
8 |
4 |
1 |
d3=52
Шайбу выбираем по таблице 18[1]:
Резьба d |
d1 |
D |
D1 |
l |
в |
h |
S |
М52 х1,5 |
52,5 |
82 |
65 |
49 |
7,8 |
6 |
1,6 |
Длина
данного участка l3≈(Н+S)
+ 5мм. l3=(12+1,6)+5=18,6мм.
-
Следующий участок вала предназначен для посадки подшипника. Его диаметр d4>d3 должен быть согласован с диаметром отверстия внутреннего кольца подшипника. На стадии эскизного проекта первоначально принимают шариковые радиально-упорные подшипники лёгкой серии. По таблице 49[1]:
Условное обозначение подшипника |
Размеры, мм |
Грузоподъемность, кН |
||||||
Динамическая С |
Статическая С0 |
|||||||
=120 |
=260 |
d |
D |
B |
=120 |
=260 |
=120 |
=260 |
36211 |
46211 |
55 |
100 |
21 |
58,4 |
50,3 |
34,2 |
31,5 |
Длина этого участка вала l4≈В + 5. l4=21+5=26мм
-
Между подшипниками качения устанавливают распорную втулку, внутренний диаметр которой равен диаметру d4. Наружный диаметр втулки dвт = d4 + (6…8)=55+7=62 мм. Длина lвт≈2D, где D - диаметр наружного кольца подшипника. lвт≈200мм. Для удобства монтажа диаметр вала под втулкой принимают на 4 - 5 мм меньше значения d4.
-
Для упора нижнего подшипника диаметр вала увеличивают: d5≈dвт, d5=63мм. Длина l5 этого участка вала принимается конструктивно с учётом размеров нижней крышки подшипникового узла l5≈(в+s) + 10 мм. По таблице 47[1] с учетом d5 выбираем размеры манжет:
Диаметр вала d |
Dупл |
в |
63 |
90 |
10 |
l5=(10+8)+10=28мм
-
Диаметр d6 следующего участка вала необходимо согласовать с диаметром отверстия в торцевом уплотнении.
d6=65мм
-
Участок вала d7 в месте посадки мешалки принимают равным диаметру отверстия в ступице мешалки dст
По таблице 44 определяем параметры мешалки (рис.15):
dм |
d1 |
d3 |
h |
в |
S |
Масса mм, кг |
1250 |
60 |
100 |
130 |
125 |
12 |
20 |
d7=60мм
Конструирование корпуса и крышек подшипникового узла.
Толщину стенки корпуса подшипникового узла s принимают равной 10-12 мм. Диаметр резьбы винтов dв для крепления крышек (рис.16) к корпусу и их число z назначают в зависимости от наружного диаметра подшипника D.
δ=10мм
D, мм |
100 - 140 |
dв ,мм |
М10 |
z |
6 |
По таблице 15[1] выбираем винты:
Номинальн. диаметр резьбы d |
Шаг резьбы |
Длина резьбы b |
D |
k |
l |
10 |
1,5 |
26 |
16 |
6 |
18—100 |
Наружный диаметр крышки Dк≈D+4dв=100+4∙10=140мм
Диаметр центров отверстий под винты Dв≈D+2dв=100+2∙10=120мм
Толщина крышки в месте установки винтов δ=8-10 мм. Толщина крышки в месте установки манжеты δ0=5-8мм. Остальные размеры крышек зависят от размеров манжеты, размер l принимается конструктивно.
В конструкции, представленной на рис.14, для удобства монтажа подшипников часть внутренней поверхности корпуса (между торцами подшипников) выполняют на 2 мм больше, чем диаметр подшипника D, длина этой части корпуса равна длине распорной втулки. К корпусу приварен фланец толщиной δ=10мм с отверстиями d=1,1dв для крепления подшипникового узла в стойке привода.