РАСЧЕТ ВАЛА МЕШАЛКИ

Расчет вала механического перемешивающего устройства-мешалки

 

Условия, обеспечивающие работоспособность вала перемешивающего устройства(мешалки), определяются его расчетом на виброустойчивость, жесткость и прочность.

В раннее рассматриваемых методах расчета валов мешалки принят ряд допущений:

1. Разъемный вал, соединенный жесткой муфтой, принят эквивалентным

целому.

2. силовое воздействие на вал уплотнительного устройства (сальникового

или торцового) и податливость опор не учитываются.

3. участки вала, расположенные выше опоры, не учитываются.

4. соединительные муфты и изменение диаметра в пределах привода,

предусмотренные ОСТ 26-01-1225-75, не учитываются.

5. расчет жесткости консольного вала ведется по диаметру наибольшей

протяженности.

В качестве принципиальных схем для расчета валов вертикальных емкостей и аппаратов с механическими перемешивающими устройствами(мешалки) приняты наиболее распространенные в практике аппаратостроения схемы конструкции однопролетных и двухпролетных консольных валов, имеющих по одной шарнирно-неподвижной опоре (сдвоенный радиально-упорный конический подшипник качения) и по одной шарнирно-подвижной опое (сферический двухрядный подшипник качения).

 

1)Составляется расчётная схема вала (вал консольный).

 

2) Проверка вала мешалки на виброустойчивость.

Должно выполняться условие:

w меньше или равно 0.7x w1

где W1 – первая критическая угловая скорость вала,рад/сек.

W – угловая скорость вала, рад/с

 

3)Расчет вала мешалки на прочность

Проведем расчет вала мешалки на кручение и изгиб.

Напряжение от крутящего и изгибающего момента определяется по формулам:

r = (T”)/(0,2xd3e)

б= (M)/(0,1xd3e)

Расчётный изгибающий момент М действия приведённой центробежной силы Fц

определяется в зависимости от расчётной схемы вала. Приведённая центробежная сила (Н) определяется по формуле:

 

Fц = mпр. x w2 x r ,где mпр. – приведенная сосредоточенная масса вала мешалки ,перемешивающего устройства, кг;

r – радиус вращения центра тяжести приведённой массы вала и перемешивающего устройства, м.

Приведённая сосредоточенная масса вала и перемешивающего устройства (кг) определяется по формулам:

mпр. = mмеш. + q x mв x Lв ,

где mмеш. – масса мешалки, кг;

mв. – единичная масса вала, кг/м;

Lв – длина вала, м;

q – коэффициент приведения распределённой массы к сосредоточенной массе перемешивающего устройства:

где а1 – относительная координата центра тяжести мешалки; а1 = 0, 85;

Радиус r определяется из формулы:

r=(e”)/(1-(w/w1)2)

где e”- эксцентриситет массы перемешивающего устройства с учётом биения вала, м;

e”=e + 0,5 б ,

где е – эксцентриситет центра массы перемешивающего устройства, е = 0,14…0,2 мм;

б – допускаемое биение вала; б = 10 -3м.

Для определения максимального изгибающего момента М, действующего на вал, найдём реакции в опорах RА и RВ:

суммаMa=0: (RBxL2)-(F4xL)=0: сумма MB=0: (RAxL2)-(F4xL1)=0

 

4)Расчет вала мешалки на жесткость

Расчет вала на жесткость заключается в определении допускаемой величины прогиба. Производится из следующего условия:

fmax. меньше или равно[f] ,

где [f] – допускаемый прогиб вала, в том месте, где вал входит в аппарат (в уплотнение), мм; [Q] = 0,1 мм;

f=(F4/(ExL))x((l1 x l2 x k)/4)+(k2/2)x(l1- (k/3))

где I – осевой момент инерции сечения вала, м 4;

Определяем угол поворота в сферическом подшипнике:

OB=(F4xl1xl2)/(4xExL)

При этом необходимо, чтобы выполнялось условие В меньше или равно [O ], где наибольший допускаемый угол поворота для радиальных сферических шарикоподшипников [ O] = 0,05рад.

Ответить

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *