raskim
.pdf
Рис.3.8. Муфта упругая втулочно-пальцевая
Втулочно-пальцевая муфта (рис.3.8, табл.40) включает в себя две полумуфты 3 и 4, насаживаемые на концы валов. Полумуфты соединены между собой пальцами 2 с надетыми па них резиновыми втулками 1.
Размеры муфты подбирают по диаметру вала мотор- редуктора d , и расчётному моменту Тр следующим образом:
1)Определяют угловую скорость вращения вала:
ω= π × n с-1 ,
|
|
30 |
|
|
где n - частота вращения мешалки. |
|
|||
|
2) |
Вычисляют вращающий момент на валу: |
||
|
|
T = |
P ×103 |
н×м , |
|
|
ω |
||
|
|
|
|
|
где |
Р - |
мощность на валу мешалки кВт; |
||
3) Определяют величину расчётного момента:
Тр = k×Т,
где k - коэффициент режима работы, учитывающий условия эксплуатации ( k,= 1.1 - 1.2 для турбинных и трёхлопастных мешалок; k=1.2 - 1.5 - для рамных и лопастных мешалок);
4) потабл. 38 - 40 выбирают размеры соответствующей муфты.
31
Выбор стойки и опоры. Стойка имеет вид усечённого конуса, выполняемого из чугуна, с тремя опорными поверхностями (рис 3.9) . На верхней опорной поверхности монтируют мотор– редуктор, для чего в этой поверхности предусмотрены сквозные
отверстия. Средняя |
поверхность |
служит для установки |
подшипникового узла, |
нижняя опорная поверхность предназначена |
|
для соединения стойки с опорой (бобышкой) 7 (см. рис.3.1, 3.2). Для удобства монтажа и демонтажа мотор-редуктора под опорной
поверхностью предусмотрены |
окна |
размером 50x70 мм. Опора |
(рис. 3.10) представляет собой бобышку |
с центральным отверстием |
|
размером d для вала и двумя |
рядами периферийных отверстий с |
|
резьбой для крепления стойки и уплотнения. Для установки опоры на эллиптических крышках путём сварки предусмотрено кольцо.
а |
б |
Рис. 3.9. Стойки под редуктор: а – |
стойка № 1; б – стойки |
№ 2 и № 3 |
|
32
Опоры, устанавливаемые на плоских крышках, таких колец не имеют. Их приваривают непосредственно к крышке аппарата. Размеры стоек приведены в табл. 41. Следует отметить, что высота стоек Н принимается конструктивно при выполнении этапа 5. В табл. 41 указана ее минимальная высота Н. Размеры опор приведены в табл. 42.
Выбор опор и стоек осуществляют после подбора мотор- редуктора и определения его габаритных и присоединительных размеров. По диаметру D расположения центров отверстий в опорном фланце
а |
|
б |
Рис. 3.10. Опора привода; а – под стойку №1, б - под стойки №2 и № 3
33
(опорной поверхности) мотор– редуктора по табл. 41 выбирают стойку, у которой центры отверстий в верхней опорной поверхности 1 выполнены на том же диаметре D. Опору с помощью болтов (шпилек и гаек) соединяют со стойкой. Поэтому диаметр Dб1 центров отверстий, выполненных на нижней опорной поверхности стойки 3, должен быть согласован с диаметром Dб1 центров отверстий с
резьбой в опоре (рис 3.9, 3.10).
В опоре предусмотрено глухое отверстие D2 для установки уплотнения. Геометрические размеры уплотнения подбирают по диаметру D2 и уточняют по диаметру вала d5 на выходе из подшипникового узла, а именно: значение диаметра отверстия в уплотнении d должно быть ближайшим к значению d5 (рис 3.3, 3.11).
Разработка эскизного варианта завершается выполнением на миллиметровке формата А1 чертежа общего вида аппарата в масштабе 1:10 или 1:15 с допускаемыми упрощениями (по ГОСТ 2.109-73) . На этом чертеже рекомендуют изобразить главный вид аппарата с приводом и вид сверху. Положение ступицы мешалки на валу определяются расстоянием hм от середины ступицы до днища аппарата. Конструкции мешалок и способы их крепления на валу приведены на рис. 1 – 6 прил.2. Размеры мешалок принимают по табл. 43 – 46 прил.1.
Для корпусов с эллиптическим днищем турбинную и трёхлопастную мешалки располагают на расстоянии hм = dм, рамную
и лопастную – на расстоянии hм = 0,1dм . |
трёхлопастную, |
Для корпусов с коническим днищем |
лопастную и турбинную мешалки располагают на расстоянии hм, равном высоте конической части днища hм = HD , рамную – на расстоянии hм = 0,1dм.
3.3 Последовательность проектирования и расчёта перемешивающего устройства
Проектирование и расчет перемешивающего устройства осуществляют в следующей последовательности:
1) выполняют проектный расчет и конструирование вала и
34
подшипникового узла;
2)разрабатывают эскизную компоновку перемешивающего устройства;
3)выполняют проверочный расчет вала;
4)проверяют пригодность подшипников, уточняют конструкцию подшипниковых узлов.
3.4.Проектный расчёт и конструирование вала и подшипникового узла
Проектный расчёт вала. Расчёт выполняется по напряжениям кручения. Целью расчёта является определение наименьшего диаметра вала. Исходными данными являются мощность на валу Р (кВт) и частота вращения мешалки n (об/мин).
Рассчитывают угловую скорость вала:
ω = π × n , сек-1 . |
(3.1) |
30 |
|
Вычисляют вращающий момент
T = |
P ×103 |
, Н×м . |
(3.2) |
|
ω |
||||
|
|
|
Определяют наименьший диаметр вала:
d ³ 3 |
Т ×103 |
|
0,2 × [τ ] , мм , |
(3.3) |
где [τ ]=25 … 40 Мпа.
Конструирование вала и подшипникового узла.
Конструкция вала определяется деталями, которые на нём крепятся, конструктивным оформлением подшипниковых узлов и способом соединения вала перемешивающего устройства с валом редуктора.
Для соединения валов применяют разные типы муфт. Соединение вала редуктора с валом перемешивающего устройства продольно-разъёмной муфтой считают жёстким. Втулочно-пальцевая и зубчатая муфты образуют подвижное соединение валов.
35
Подшипниковый узел (рис 3.11 – 3.12) состоит из корпуса 1, внутри которого установлен один радиальный или два радиально- упорных подшипника качения 2. Между подшипниками установлена распорная втулка 3 (рис.3.12). Для фиксации вала в осевом направлении предусмотрена круглая шлицевая гайка 4, которая предохраняется от самоотвинчивания стопорной многолапчатой шайбой 5. Корпус закрыт крышками 6, в сквозных отверстиях которых установлены манжетные уплотнения. 7.
1
Рис.3.11. Конструкция
подшипникового узла с радиальным
36
Рассмотрим |
порядок конструирования |
консольного |
вертикального вала с двумя подшипниками качения (рис. 3.12). |
||
1. Верхний |
конец вала соединяют с валом |
редуктора |
стандартной муфтой. Если соединение валов подвижное (с помощью
зубчатой или |
упругой втулочно-пальцевой муфты), то диаметр |
||
d1=(0,8...1)d. |
Длину этого участка |
вала |
принимают равной |
l1≈(1...1,5)d1 и уточняют по размерам муфты. |
В случае жесткого |
||
соединения |
валов продольно-разъёмной муфтой, его диаметр d1 |
||
рекомендуют |
принимать равным |
диаметру d выходного |
|
(тихоходного) вала редуктора.
2. Диаметр вала d2 под уплотнение (в крышке подшипникового узла) берут равным d1+(4...7).мм и округляют до ближайшего стандартного из ряда: 30,32,34,36,38,40,42,45,48,50, 53,56,60,67,67.75.80,85,90,95.100, 105, 110,120. Длина этого участка l2
определяется |
конструктивно с |
учётом размеров верхней крышки: |
||||
l2 ≈(в+s) + 10 мм, где |
в - ширина манжеты, |
s = 5 - 8 мм |
- толщина |
|||
крышки |
в |
месте |
установки |
манжеты. |
Размеры |
манжетных |
уплотнений выбирают по диаметру вала d2 (табл. 47). Остальные размеры крышки – см. стр.40.
3. Диаметр участка с резьбой под шлицевую гайку d3 = d2 + (2…4) мм должен быть согласован с размером резьбы в гайке (табл.17, прил.1). Длина данного участка l3≈(Н+S) + 5мм. Толщина шайбы S – табл.2.18, прил.1.
4. Следующий участок вала предназначен для посадки подшипника. Его диаметр d4 > d3 должен быть согласован с диаметром отверстия внутреннего кольца подшипника. На стадии
эскизного |
проекта |
первоначально |
принимают шариковые |
||
радиально-упорные подшипники лёгкой серии (рис 3.13, |
табл. 49, |
||||
прил.1). |
Длина |
этого |
участка |
вала l4 ≈ В + 5, |
где В - |
ширина подшипника. |
|
|
|
|
|
5. |
Между подшипниками качения устанавливают распорную |
||||
втулку, внутренний диаметр которой равен диаметру d4. Наружный
диаметр втулки dвт = d4 + (6…8) |
мм. Длина lвт≈2D, где D - диаметр |
наружного кольца подшипника |
(табл.49, прил.1). Для удобства |
монтажа диаметр вала под втулкой принимают на 4 - 5 мм меньше значения d4.
37
s
Рис. 3.12. Конструкция подшипникового узла с двумя радиально-упорными подшипниками
38
6. Для упора нижнего подшипника диаметр вала увеличивают: d5 ≈ dвт. Длина l5 этого участка вала принимается конструктивно, аналогично l2, с учётом размеров нижней крышки подшипникового узла l5≈(в+s) + 10 мм. Размеры манжеты выбирают по табл. 47 прил.1 в зависимости от диаметра d5. Размеры крышки - см. пункт 2.
а
Рис.3.13.Подшипники качения: а – шариковый радиальный;
7. |
Диаметр d6 следующего участка вала необходимо |
||
согласовать с диаметром |
отверстия в сальниковом или торцевом |
||
уплотнении (табл. 51,52 прил.1). |
|||
8. |
Участок вала |
d7 |
в месте посадки мешалки принимают |
равным диаметру отверстия |
в ступице мешалки dст (табл.43 – 46 |
||
прил.1, рис.5 – 6 прил.2). |
|
|
|
39
Порядок конструирования консольного вала с одним радиальным шариковым подшипником качения (рис.3.1 б) аналогичен рассмотренному.
При конструировании однопролетного вала (см. рис.3.1 б, 3.2 б) диаметр посадочного участка вала должен соответствовать размеру d1 в концевой опоре скольжения (рис 3.17, табл. 53 прил.1).
Конструирование корпуса и крышек подшипникового узла.
После определения геометрических размеров ступеней вала определяют размеры деталей, входящих в подшипниковый узел
(рис 3.11 и 3.12).
Толщину стенки корпуса подшипникового узла s принимают равной 10-12 мм. Диаметр резьбы винтов dв для крепления крышек к корпусу и их число z назначают в зависимости от наружного диаметра подшипника D:
D, мм |
80 - 90 |
100 - 140 |
150 - 200 |
dв ,мм |
М8 |
М10 |
М12 |
z |
4 |
6 |
6 |
Рис. 3.14. Крышка
подшипникового узла
Размеры винтов приведены в табл. 15 прил.1. Наружный диаметр крышки Dк ≈D + 4dв. Диаметр центров отверстий под винты
40