Расчет вала на прочность
Вал мешалки необходимо проверить на прочность из условия совместного
действия изгиба с кручением.
Максимальный
крутящий момент
с учётом пусковых нагрузок определяется
по формуле
- коэффициент динамичности нагрузки
= 2 для рамных мешалок
- номинальная мощность двигателя привода
= 0,25кВт
- угловая скорость вала мешалки
максимальный
изгибающий момент
от действия приведённой центробежной
силы
и опасное сечение вала определим из
эпюры изгибающих моментов, построенной
для расчётной схемы вала.
Приведённая центробежная сила определяется по формуле:
где
-
приведённая сосредоточенная масса вала
мешалки
-
радиус вращения центра тяжести приведенной
массы вала и мешалки
- коэффициент приведения распределённой массы вала к сосредоточенной массе мешалки
где
-
эксцентриситет центра массы мешалки.
-
допускаемое биение вала
=0,0001м
Для опасного сечения вала запишем условие прочности:
где
нормальное напряжение
-
максимальное касательное напряжение
следовательно
Подбор муфты.
Основные
муфты, применяемые в химическом
машиностроении, стандартизованы.
Согласно стандартам их подбирают по
диаметрам соединяемых валов и по
расчетному передаваемому вращаемому
моменту
Где
-
номинальный вращающий момент при
установившемся режиме (
,
)
-
коэффициент режима работы (табл. 6,1[1])
= 1,8
выбираем
упругую втулочно-пальцевую муфту с
допустимы моментом на валу
т.к. радиальные и угловые смещения валов снижают долговечность резиновых втулок, нагружая валы дополнительной изгибающей силой, то необходимо провести проверку прочности пальца.
Условие прочности пальца
пальцы
рассчитываются на изгиб в предположении,
что палец как балка жёстоко закреплён
одним концом и сила
приложена сосредоточена посредине
пальца.
-
поперечная сила, воздействующая на
палец при передаче расчётного вращающего
момента
-
число пальцев
-
диаметр окружности расположения пальцев
=120
-
длина пальца
для
материала Ст45
прочность резиновых втулок проверяют по напряжениям смятия при допущении, что давление равномерно распределено по длине втулки:
-
длина втулки
=36мм
-допускаемое
напряжения смятия для резины.
для всех типов муфт выполняется проверочный расчёт шпоночного соединения.
Условие прочности шпонки на смятие
-
напряжение смятия на боковой поверхности
шпонки
- диаметр участка вала под муфту
У нас =65мм
-
расчётная длина шпонки
Выбираем шпонку из таблицы П-32[1]:
b – ширина шпонки из таблицы П-32[1]
-
допускаемое напряжение смятия для
шпонки из сталей марок Ст45
Следовательно выбираем шпонку со следующими размерами
Подбор комплектующих Подбор уплотнения
В химических аппаратах с перемешивающим устройством для герметизации места прохождения вращающегося вала сквозь неподвижную крышку применяют уплотнения. С этой целью используют сальниковые и торцевые уплотнители.
Сальниковые уплотнители не применяются при ядовитых пожаро- и взрывоопасных средах.
Так как хлористый алюминий AlCl3 в растворе не ядовит то следует назначить сальниковое уплотнение.
