
- •«Проектирование вертикального аппарата с приводом и мешалкой»
- •Оглавление
- •Введение
- •Условие обеспечения работоспособности аппарата
- •Кинематический расчет привода
- •3.9. Определение окружной скорости вращения ремня.
- •4.1. Выбор материала для передачи.
- •7.8. Выбор сорта и марки масла.
- •Подбор подшипников.
- •Расчет шпонок.
- •9.1. Выбор шпонки для ведущего вала редуктора.
- •Муфты, их назначение, выбор.
- •Расчет допусков и посадок.
- •11.1. Посадка колеса на вал.
- •Расчет ведомого вала на выносливость.
- •Расчет элементов аппарата.
- •16.2. Подбор иназначение концевой опоры.
- •Список литературы
Расчет допусков и посадок.
11.1. Посадка колеса на вал.
Исходные данные: диаметр вала 28 мм
Определим по источнику №1, стр. 263, табл. 10.13. тип посадки и квалитет.
Для вала –r6 (переходная посадка)
Для отверстия –H7 (переходная посадка)
По источнику №1, стр. 260, табл. 10.12. определим поле допуска и предельное отклонение.
Для вала:
Верхнее отклонение +0,041
Нижнее отклонение +0,028
Для отверстия:
Верхнее отклонение +0,021
Нижнее отклонение 0
Рассчитаем предельные размеры:
Для вала:
dmax = 28,041 мм
dmin= 28,028 мм
Для отверстия:
Dmax = 28,021 мм
Dmin= 28,000 мм
Рассчитаем зазоры и натяги.
(Максимальный зазор) Smax= 0,020мм
(Максимальный натяг) Nmax= -0,041 мм
Строим схему полей допусков.
+0,041
0 0















































H7
n6
0,028

∅40
+
–
Расчет ведомого вала на выносливость.
12. Рассчитываем усилия.
Ft1 = Ft2 = 2M1/d1 = 2∙35,49∙1000/53,97 = 2068 H
Fr1 = Fa2 = Ft1∙tgα∙sinδ2 = 1315,2∙tg20°∙sin72,33° = 228 H
Fa1 = Fr2 = Ft1∙tgα∙sinδ1 = 1315,2∙tg20°∙sin17,67° = 717 H
Найдем реакции в опорах (см. схему).
Плоскость yOz
∑M(A)=0: y2∙120+Fr∙90- Fa ∙107,1= 0
y2 = 469 H
∑y=0: Fr2∙120+y1∙120- Fa ∙107,1 = 0
y1 = 241 H
Плоскость xOz
∑M(A)=0: -x2∙90+Ft∙90 = 0
x2 = 1551 H
∑x=0: -x1∙120+Ft ∙210= 0
x1 = 3619 H
Опасное сечение под опорой 1 (см. эпюры).
Определим суммарный изгибающий момент в опасном сечении.
M∑A = √(MXA2+MYA2) = √(56,3 2+186 2) = 194 Нм
Определяем суммарные напряжения.
σА = Мизг/0,1d 3 = 194∙1000/(0,1∙45 3) = 15,8 МПа
τА = Мкр/0,2d 3 = 106,52∙1000/(0,2∙45 3) = 4,3 МПа
Выбираем материал для вала: Сталь 45 нормализованная.
σВ = 570 МПа, σ-1 = 0,43σВ = 0,43∙570 = 245 МПа
τ-1 = 0,58σ-1 = 0,58∙245 = 142
Рассчитываем коэффициент запаса.
n = nσ∙nτ/√(nσ2+nτ2) = 4,4∙12,6/√(4,4 2+12,6 2) = 4,1 > 2,5
Расчет элементов аппарата.
Исходные данные:
Диаметр аппарата Dв = 800 мм
Материал аппарата Сталь 3;
Давление внутри аппарата р = 1,6 Н/мм2;
Температура t= 200°C;
Согласно источнику №2, табл. 17.1, стр. 530, по ГОСТу 14249-69 для аппаратов, изготовленных из стали 3, при температуре t= 200°C нормативное допускаемое напряжение [σ]= 126 Н/мм2.
13.1. Расчет толщины стенки обечайки.
Расчет проведем по формуле (17.1), источник №2, стр. 522.
где коэффициент прочности сварного шва для стыкового одностороннего ручного шва φ=0,9 и прибавка для компенсации коррозии С= 2,18 мм (источник №2, стр.523).
Окончательно примем толщину стенки равной 8 мм.
13.2. Расчет толщины стенки эллиптического днища.
Расчет проведем по формуле (17.3), источник №2, стр. 524.
Для днищ изготовленных из целой заготовки, коэффициент прочности φ= 1 (источник №2, стр.524).
Во всех случаях толщина днища должна быть не меньше толщины обечайки, поэтому окончательно примем толщину стенки днища равной 8 мм.
13.3. Расчет толщины стенки плоской крышки.
Расчет проведем по формуле (17.9), источник №2, стр. 527.
где коэффициент k определили по графику (источник №2, рис.17.8, стр.528). Для этого определили отношение Dб/Dсп = 1,065, где диаметр болтовой окружности Dб = 880 мм (источник №3, стр. 13), средний диаметр прокладки Dсп = 0,5(D9+D10) = 0,5(841+811) = 826 мм (источник №2, табл. 18.5, стр. 550). Также определили коэффициент ψ= 1+4b0m/Dсп = 1,27
Исходя из этого по графику k= 0,48/0,84.
13.4. Расчет высоты обечайки.
Расчет произведем согласно источнику №4, рис. 5, стр. 19.
H0 = 1,2Dв = 960 мм
13.5. Расчет высоты эллиптического днища.
Высота определяется ГОСТом 6533-78 (источник №3, стр 4).
При диаметре аппарата 800 мм и принятой толщине стенки 8 мм высота hв = 200 мм, высота борта h1 = 25 мм.
Подбор и расчет фланцевых соединений.
14.1. Выбор фланцевого соединения.
По ГОСТу 26-427-79 (источник №3, стр. 13) подбираем фланцы приварные встык с размерами:
Болты из Стали 35, при 250 С Е=1,76·10 5. Допускаемая нагрузка на затянутый болт М20 18000.
По нормали ОН 26-02-106-68 (источник №2, табл.18.5, стр.550) подбираем прокладку из паронита Е= 3000
14.2. Расчет жесткости болта.
Расчет проведем по источнику №4, п.1, стр 49.
Сб = Еб∙Fб/lб = 1,76∙10 5∙314/56= 986857 Н/мм, где площадь поперечного сечения болта Fб = πd 2/4=314
расчетная длина болта lб = 2b+a1 = 2∙25+4 = 56 мм
14.3 Расчет жесткости прокладки.
Расчет проведем по источнику №4, п.2, стр 49.
Сп
= Еп∙Fп/lп
= Еп∙Fп/a1
= 3∙10
3∙1389/2
= 2083200 Н/мм, где
площадь прокладки,
приходящейся на один болт
мм2
14.4. Расчет усилий от давления, приходящееся на один болт.
Расчет проведем по источнику №4, п.3, стр 49.
где средний диаметр прокладки Dсп2 = 0,5(D9+D10) = 0,5(841+811) = 826 мм.
14.5. Расчет коэффициента основной нагрузки.
Расчет проведем по источнику №4, п.4, стр 49.
14.6. Расчет усилия предварительной затяжки.
Расчет проведем по источнику №4, п.5, стр. 50.
V = Kст(1-K)Q = 1,4∙(1-0,321)∙3826 = 3637 Н
где Кст = 1,3≑1,5 – коэффициент запаса против раскрытия стыка.
14.7. Расчет деформации болта и прокладки.
Расчет проведем по источнику №4, п.6, стр. 50.
Δlб = V/Cб = 3637/986857= 0,004 мм
Δlп = V/Cп = 3637/2083500= 0,002 мм
14.8. Проверка прочности болта.
Проверим прочность болта по условию: P ≤ [P] (источник №4, п.8, стр. 50).
Q
Δlпр
Δlб


Расчет сварных швов.
15.1. Расчет стыковых швов на прочность при растяжении-сжатии.
Стыковые швы работают только на растяжение-сжатие. Напряжение в них определим следующим образом:
Условие прочности при растяжении-сжатии выполняется.
15.2. Расчет нахлесточных, угловых и тавровых швов на прочность при срезе.
Нахлесточные, угловые и тавровые швы работают на срез. Напряжение в них определим следующим образом:
Условие прочности при срезе выполняется.
15.3. Расчет катета сварных швов.
Примем катет равный толщине стенки – 8 мм.
Основные узлы аппарата.
16.1.Подбор и назначение сальникового уплотнения.
Вращающийся вал вводится в аппарат через сальник или торцовое уплотнение. Главными деталями сальника являются корпус, нажимная втулка и втулка. В нижней части набивка опирается на грунд-буксу, которую обычно изготовляют из бронзы, чтобы вал при соприкосновении с более мягким металлом меньше изнашивался. Поверхности нажимной втулки и грунд-буксы, соприкасающиеся с набивкой, обрабатывают по конусу, чтобы при нажатии на втулку появлялась сила, прижимающая набивку к валу. В качестве набивок широко используют промасленные асбестовые или хлопчатобумажные шнуры.
ГОСТ 26-01-1247-75 (источник №3, стр.24):
d |
d1 |
Dф |
Dб |
D |
H |
b |
h |
h1 |
h2 |
hk |
R |
R1 |
R2 |
R3 |
40 |
60 |
185 |
150 |
128 |
166 |
15 |
18 |
13 |
52 |
20 |
45 |
15 |
32 |
37 |