2. Расчет мешалки

Мешалки, выбранные по АТК 24.201.17-90 в зависимости от типа и диаметра, предварительно проверяют по допустимому крутящему моменту [T]_кр:

(35) где

Т_{кр max} – расчетный максимальный крутящий момент.

– условие не выполняется

Выберем мешалку большего диаметра 560 мм.

– условие выполняется

3. Расчет шпоночного соединения ступицы мешалки с валом

Крутящий момент с вала на ступицу мешалки передается при помощи призматической шпонки (рисунок 6), размещенной в шпоночных пазах вала и ступицы. Боковые грани на половине своей высоты шпонки испытывают напряжения смятия σ_см , а продольное сечение – напряжения среза τ_ср.

Рисунок 6 Схема к расчёту шпоночного соединения

Длины призматических шпонок назначают конструктивно с учетом высоты ступицы h_с:

Полученное значение округляют до стандартного ℓ_ш из ряда (по ГОСТ 10748-79), мм:

Сила, вызывающая смятие:

где d₁ = 0,045 м – диаметр участка вала под ступицу мешалки.

Минимальная поверхность смятия определяется по формуле:

Условие прочности шпонки на смятие:

(36)

где _см – напряжение смятия на боковой поверхности шпонки, Па;

[]_см =1,5·[] – допускаемые напряжения на смятие материала шпонки, МПа.

Условие прочности выполняется.

4. Расчет муфт

Муфта соединяет вал привода с валом мешалки и передает крутящий момент. Типоразмер муфты зависит от типа привода и диаметра вала. В приводе 1 типа – упругая втулочно-пальцевая муфта.

Муфты, выбранные по диаметру вала при эскизной компоновке аппарата, проверяются на нагрузочную способность по условию:

(37) где

– расчетный крутящий момент на участке вала под муфту, Н∙м;

– соответственно КПД подшипников, уплотнения и муфты (таблица Е14 [1]), вводимые в расчет с учетом схемы привода

Т_ном – номинальный (допустимый) крутящий момент для выбранного типоразмера муфты, Н∙м.

Условие выполняется.

Заключение

1. Выполнив проверочные расчеты для исполнительных толщин стенок цилиндрической обечайки s_ц = 10 мм и эллиптической крышки(днища) s_э = 10, мы получили:

Давление в аппарате:

Расчетное внутреннее:

p_р.в =1,11 МПа.

Пробное:

p_пр = 1,43 МПа.

Условное:

p_у = 1,6 МПа.

2. Опоры:

Проверка на грузоподъёмность

Нагрузка на одну опору – стойку

= 14,2 · 10³ Н при грузоподъемности [G] = 25 кН

Нагрузка на одну цапфу (z_Ц = 2):

= 6,4 · 10³ Н. меньше допустимой нагрузки [G] = 20 кН - можно выполнить цапфы выбранного габарита.

Проверка прочности сварных швов:

Напряжение в срезах шва меньше допустимого напряжения для данного материала – швы прочные.

Прочность бетона фундамента:

Допускаемое напряжение для бетона марки 200 ГОСТ 25192-82 при сжатии составляет [σ]_Ф = 11 МПа.

Проверка прочности для опоры – лапы

3. Вал мешалки:

Проверка вала на прочность:

Условие выполняется.

4. Мешалка:

Мешалку проверяют по допустимому крутящему моменту

– мешалка не работоспособна.

Выбираем мешалку с допустимым крутящим моментом и диаметром

5. Шпоночное соединение ступицы с валом:

Напряжения смятия боковой поверхности шпонки меньше допустимых напряжений на смятие для данного материала .

6. Муфты:

Расчетный крутящий момент на участке вала под муфту меньше номинального крутящего момента для данного типоразмера муфты Т_ном =0,5 кН·м – можно выполнить муфту выбранного типоразмера.

Вывод: изготовленный по данным расчетам аппарат будет способен пройти испытания Госгортехнадзора нормально функционировать в течение 10 лет при нормальной эксплуатации. За время эксплуатации аппарата мешалка подлежит замене 2 раза во время планово-предупредительных работ.