4 Энергозатраты

Основные энергозатраты приходятся на мощность привода,который приводит в движение двухвальный смеситель. При меньшей плотности, вязкости и коэффициента заполнения смеси потребуются меньшие энергозатраты.

5 Оптимальная скорость движения рабочих органов

Продолжительность смешения устанавливается обычно в пределах 20-30 мин в зависимости от требуемой однородности массы, а время затра­чиваемое па загрузку и разгрузку смесителей, определяется степенью меха­низации и другими местными условиями.

Р_ц – центробежная инерционная сила; Р_т – сила трения частицы по лопасти

Наилучшие условия для отбрасывания частиц под воздействием инерционной силы обеспечиваются при выходе лопастей из смеси.

Недопустимое условие: Р_ц ≤ f·G·cosα + G·sinα

m ·ω²·R ≤ f·G·cosα + G·sinα

ω – угловая скорость

Оптимальная частота вращения валов n = 20 – 40 об/мин

6 Компоновка кинематической схемы привода

А) одностороннее расположение приводных зубчатых колес создает неравномерную нагрузку на лопастные валы. Из-за создаваемого окружного усилия (колесо 1) возникает опрокидывающий момент приложенный к станине, что требует установки подшипника 2.

Б)устранено влияние опрокидывающего момента, снята нагрузка с вала от колеса 1. Несоосность компенсируется зубчатой муфтой, но здесь сохраняется неравномерность нагружения зуб.колес.

В) равномерно распределена нагрузка на лопастные валы, но такая схема громоздка, т ктребует установку доп. вала.Нет опракидыв. момента, но увелич вес.

7 Обоснование выбора подшипников

Выбираем радиальныешариковые и конич. рад.упорные подшипники т.к. на вал действуют радиальные и осевые нагрузки.

Подшипники смесительного вала отделены от уплотнения вала и расположены за пределами смесительной камеры. Подшипники всегда защищены в случае нарушения герметичности уплотнения вала.

Вал – сталь 45, зубчатая передача – 40Х, корпус облицован изнутри износостойкой броней чешуйчатого типа (чугун), лопасти – 110Г13Л, корпус- чугун СЧ 418-36 или из стального проката Ст3.

8 Модернизация

1. Лопасти - спиральные

2. Применение вибрации

3. Отдельные приводы

4. Валы соединить между собой синхронизатором для защиты привода

5. Изменение формы корпуса

6. Подогрев смесителя.

9 Расчёт на прочность

Прирасчетеваловнажесткостьдиамет­рыихполучаютсябольше, чемприрасчетенапрочность, иониработаютпреимущест­венносневысокиминапряжениями. По­этомурасчетваловцелесообразновестиупрощенно, неучитываядинамическийхарактернагрузки, т. е. невводявформулыкоэффициентыконцентрациинапряжений, характеристикицикловнагруженияит.п. Этифакторыучитываютприближенносо­ответствующимвыборомдопускаемыхна­пряжений.

Валынапрочностьрассчитываютпоформул:

или

где W - момент сопротивления в опасном сечении, мм³: W = πd³/32 ≈ 0,1d³ – для круглого сплошного сечения (см. рис. 1); W = πd³/32(l – d₀⁴/d⁴) ≈ 0,1(d⁴-d₀⁴)/d - для круглого полого сечения (см. рис. 2); [σ_из] - допускаемое напряжение, МПа (см. табл. 9), определяемое при динамическом расче­те стальных валов по пределу выносливости с учетом факторов, вызывающих концен­трацию напряжений, и диаметру вала; М_и-максимальный изгибающий момент в опасном сечении, Н мм:

здесь М_и.г и М_и.в - максимальные изгибаю­щие моменты в опасном сечении, Н·мм, действующие соответственно в горизон­тальной и вертикальной плоскостях; М_кр -максимальный крутящий момент в опасном сечении, Н·мм;

- максимальный приведенный (резуль­тирующий) момент в опасном сечении, Н · мм.

Диаметр вала из среднеуглеродистой стали (σ_в = 500 … 800МПа) при расчете на прочность приближенно определяют по следующим формулам:

при постоянной нагрузке и небольших изгибающих моментах (короткие валы из стали Ст5, Ст6 и 45)

при переменной нагрузке и малых изгибающих моментах или при постоянной нагрузке и средних изгибающих моментах

при переменной нагрузке и средних изгибающих моментах или при постоянной нагрузке и значительных изгибающих мо­ментах (длинные валы)

где d - в см; Р - передаваемая мощность, кВт; n - частота вращения вала, мин^-1.

Формулы составлены из расчета вала на кручение и обусловливают напряжения: формула (1) τ_кр = 50МПа; формула (2) τ_кр = 37МПа; формула (3) τ_кр = 28,5МПа. При наличии шпоночного паза в опасном сечении вала полученное значение необхо­димо увеличить на 5-10%.