3.2.4.2. Розрахунок затвора на жорсткість

Прогин затвора визначаємо посередині затвора під максимальним згинальним моментом. Накреслимо розрахункову схему затвора на жорсткість на рисунку 3.10.

Рисунок 3.10 – Розрахункова схема затвора на жорсткість

Максимальний прогин визначаємо за формулою

(3.120)

де – максимальне навантаження, кН;

– довжина затвора, м;

– модуль пружності матеріалу, МПа;;

– момент інерції перерізу затвора під максимальним згинальним моментом,,;

(3.121)

Допустимий прогин ,, визначається за формулою

(3.122)

(3.123)

Максимальний прогин затвора в межах допустимих значень. Отже, жорсткість затвора забезпечується.

3.3 Розрахунок кріплення стійки лопаті

3.3.1 Завдання розрахунку

Визначити товщину планки для кріплення стійки лопаті на валу розроблюваного змішувача, а також перевірити на міцністьосновустійкиі болти.

3.3.2 Дані для розрахунку

Ескіз кріплення стійки лопаті на валу змішувача зображено на рисунку 3.11. Потужність електродвигуна приводу змішувача . Відношення. Частота обертання ротора, електродвигуна ; Передаточне число редуктора . Матеріал стійки–Сталь 40Л. Матеріал болтів –Сталь 40Х

3.3.3 Умови розрахунку

Товщину планки визначаємо виходячи за умови: заклинювання лопаті змішувача (тобто з урахуванням перевантажувального коефіцієнта, рівного 2,0) і за умови рівної міцності матеріалу планки та основи стійки.

3.3.4 Розрахунок

3.3.4.1 Визначення крутного моменту на валу змішувача

Крутний момент на валу змішувача визначаємо за формулою

(3.124)

де – потужність електродвигуна, кВт;

– кутова швидкість, рад;

(3.125)

де n – частота обертання вала змішувача, об./хв.

(3.126)

де – частота обертання ротора електродвигуна;

– передаточнечисло редуктора.

(3.127)

(3.128)

– прискорення вільного падіння,

При даній потужності електродвигуна, з урахуванням коефіцієнта перевантаження, рівного 2, крутний момент на валу змішувача буде рівний

(3.129)

3.3.4.2 Визначення зусилля на болти

Визначаємо зусилля, яке передається на один болт від крутного моменту, при заклинюванні лопаті , кН,

(3.130)

де – відстань між болтами, м,.

Рисунок 3.11 – Ескіз кріплення стійки лопаті на валу змішувача

(3.131)

3.3.4.3 Перевірка міцності болтів

Міцність болтів визначаємо по найбільшому зусиллю ,кН.

Напруження розтягу визначаємо по формулі

(3.132)

де – внутрішній діаметр різьби М20, м,= 0,017.

(3.133)

Міцність болтів менше межі текучості матеріалу болта ,(Сталь 40Х). Отже, міцність болтів при заклинюванні лопаті і застосуванні електродвигуна потужністю 30 кВт забезпечується.

3.3.4.4 Визначення величини згинального моменту

Визначаємо величину згинального моменту, що діє на основу стійки і планку від згинального зусилля, в болті при передачі крутного моменту

(3.134)

де – відстань від осі болта до лінії зіткнення валу з планкою, м,

(3.135)

3.3.4.5 Визначення необхідної товщини планки за умови заклинювання лопаті

Накреслимо поперечний переріз планки на рисунку 3.12.

Рисунок 3.12 – Поперечний переріз планки

Момент опору згину поперечного перерізу планки відносно осі Х.

(3.136)

Умова міцності планки наступна

(3.137)

Задаємося допустимим згинальним напруженням, на згин для Сталі 3 , виходячи із запасу міцності по межі текучості, рівного 1,1

(3.138)

(3.139)

По визначених значеннях Wх знаходимо необхідну товщину планки

(3.140)

Отже, необхідна товщина планки, виходячи з умови заклинювання лопаті при електродвигуні приводу змішувача потужністю 30 кВт, рівна 29 мм.