| Исходные данные: | |
| Длина вала, м: L + l = 3,34 + 0,316 = 3,656м; | |
| Длина консоли: L = 3,34м; | |
| Длина пролета: l = 0,316м; | |
| Диаметр вала: d = 0,05м; | |
| Расстояние от опоры А до муфты, м: Lп= 0,145м; Расстояние от опоры Б до мешалки, м: L1= 3,340м; | |
| Частота вращения вала: n = 64мин-1; | |
| Число мешалок: nм = 1; | |
| Масса муфты: m1 = 5,5кг; Масса мешалки: m2 = 39кг; | |
| Плотность материала вала: r = 7850кг/м3; | |
| Модуль упругости материала вала: E = 2,15×1011Па; | |
| Предел текучести материала вала: sТ = 234×106Па; | |
| Мощность перемешивания: N = 956Вт; | |
Относительная длина консоли:
 = 3,34/(3,34+0,316) = 0,914;
| |
Относительная координата центра масс детали:
 ;  ;
| |
Угловая скорость вала:
 ;
| |
Безразмерный динамический прогиб вала в центре масс детали:
На консоли:
в пролёте:
| |
Приведенная масса детали:
на консоли:
 ;
в пролёте:
 ;
| |
Суммарная приведенная масса деталей:
 ;
| |
Безразмерный коэффициент:
 ;
| |
Приведенная безразмерная масса вала:
| |
Комплексы:
 ;
 ;
| |
Расчетный диаметр вала:
 ;
| |
| Жесткий вал d > dр 0,05 > 0,0333; | |
Масса единицы длины вала:
 ;
| |
Относительная суммарная масса деталей:
 ;
| |
Безразмерная критическая угловая скорость вала:
 ;
| |
Первая критическая угловая скорость вала:
 ;
| |
| Условие виброустойчивости: жесткий вал w £ 0,7w1; 6,7 < 16,39, Условие выполняется. | |
| Расчет на жесткость | |
| Дополнительные исходные данные: | |
| Радиальные зазоры в подшипниках: DА= 13 ×10-6м; DБ= 25×10-6м; | |
| Начальная изогнутость вала: eв = 0,06×10-3м; | |
| Координата опасного сечения: zj = 0,17м; | |
| Допускаемые динамические перемещения вала в сечении с координатой zj, [А]j = 0,25мм; | |
| Тип мешалки: | Лопастная; |
| Диаметр мешалки: | dм = 1,25м; |
| Плотность среды: | rс = 1060кг/м3. |
| Координата ограничителя колебаний: Lо = 3,5м. | |
| Коэффициент сопротивления мешалки: x= 0,88; | |
| Параметр распределения скорости: Y1 = 1; | |
Эксцентриситет массы детали:
 ;
| |
Относительная координата опасного сечения:
 ;
| |
Безразмерный динамический прогиб вала в опасном сечении:
| |
Приведенный эксцентриситет детали:
на консоли:
 ;
в пролёте:
 ;
| |
Приведенная масса вала:
 ;
| |
Смещение оси вала в опасных сечениях из-за зазоров DА и DБ в опорах:
| |
Смещение оси вала в опасном сечении за счет начальной изогнутости eв:
 ;
| |
Смещение оси вала от оси вращения в точке приведения В за счет зазоров в опорах:
 ;
| |
Комплексы:
 ;
 ;
| |
Приведенный эксцентриситет массы вала с деталями:
 ;
Динамический прогиб оси вала в точке приведения В в установившемся режиме:
 ;
Смещение оси вала за счёт динамического прогиба в опасном сечении:
 ;
| |
Динамическое смещение вала в опасном сечении:
 ;
|
| Расчет на прочность |
| Дополнительные исходные данные: |
| Предел прочности для материала вала: sВ= 500МПа; |
| Предел выносливости для материала вала при симметричном цикле: s-1 = 0,5·500 = 250МПа; |
| Эффективный коэффициент концентрации напряжений: Кs = 1,38м; |
| Коэффициент влияния абсолютных размеров сечения вала: Кd = 0,68мм; |
| Коэффициент режима работы: b = 1 – спокойный; |
| Координата опасного по прочности сечения: zj = 0,17м; |
| Диаметр вала в опасном сечении: d = 0,05м; |
Смещение оси вала за счёт зазора в опорах в месте установки детали:
на консоли:
в пролёте:
|
Смещение оси вала от оси вращения за счёт начальной изогнутости:
на консоли:
 ;
в пролёте:
 ;
|
Смещение оси вала от оси за счёт динамического прогиба:
на консоли:
 ;
в пролете:
 ;
|
Динамическое смещение центра массы детали:
на консоли:
в пролете:
|
Динамическое смещение вала в точке В:
 ;
|
Центробежная сила, действующая на деталь:
на консоли:
 ;
в пролёте:
 ;
|
Приведенная центробежная сила, действующая на вал в точке приведения В:
 ;
|
Комплексы:
 ;
 ;
|
Реакция опоры А:
 ;
|
Комплексы:
 ;
 ;
|
Реакция опоры Б:
|
Изгибающий момент в опасном по прочности сечении:
 ;
|
Крутящий момент в опасном сечении:
 ;
|
Момент сопротивления в опасном сечении:
 ;
|
Эквивалентное напряжение в опасном по прочности сечении:
 ;
|
Запас прочности в опасном сечении:
 ;
|
Условие прочности:
 , 10,35 > 1,8,
условие выполняется.
|
7. Подбор опор и проверка прочности стенки аппарата
под опорой
|
|
|
|
Подбор опор
Вес корпуса аппарата:
Вес привода Gп
;
Mмот-ред = 70 + 73 = 143кг – масса мотор - редуктора,
где mмот – масса мотор – редуктора,
mстойки = 70кг – масса стойки;
mмешалки = 39кг – масса мешалки;
mмуфты1 = 5,5кг – масса продольно-разъемной муфты;
mупл = 90кг – масса уплотнения;
Вес рабочей среды в аппарате:
;
Вес рубашки:
;
Вес фланцев:
;
Вес люк-лаза:
;
Вес аппарата:
Нагрузка на одну опору:
,
где к = 1 – коэффициент неравномерности нагрузки,
n = 3 – число опор [4, с.106].
Выбираем стандартную опору для стальных сварных цилиндрических аппаратов – исполнение 1[2, с.270].
Опора 2-10000 ОСТ 26-655-79.
Рисунок 15 – Опора
а2 = 200мм; а = 250мм; с1 = 160мм;
b = 520мм; d = 42мм; b1 = 230мм;
а1 = 310мм; dб = М36; b2 = 220мм;
h1 = 30мм; fmax= 280мм; с = 65мм;
h = 620мм; S1 = 16мм;
|
|
К = 40мм; К1 = 130мм.