Конструирование трёхлопастной мешалки

     Поскольку перерабатываемая среда нетоксична и не взрыво-, пожароопасная, а избыточное давление 0,6 МПа, выбираем сальниковое уплотнение.

     Выбор мотор-редуктора производим по таблице 3.1 [1], предварительно рассчитав необходимую мощность, исходя из данных таблицы 3.2 [1], используя следующую формулу:               

     В соответствии с техническим заданием и полученной необходимой мощностью выбираем мотор-редуктор типа ВОМ III на 10 кВт и скоростью вращения тихоходного вала 135 об/мин. Размеры берём по таблицам 3.3, 3.4, 3.11 [1]. 

     Подбор  муфты:

1. Определяем угловую скорость вращения вала:

 

2. Вычисляем вращающий момент на валу:

=565,77 нм

3. Определяем величину расчётного момента:

 

     Муфта продольно-разъёмная, размеры из таблицы 3.12 [1].

     Стойку  выбираем исходя из присоединительных  размеров мотор-редуктора по таблице 3.15 [1]. Опору по таблице 3.16 [1], с кольцом  для эллиптической крышки.

     Мешалка трёхлопастная выбирается по таблице 3.17 [1], размещение на h_m= d_m, диаметр мешалки 0,5 м, масса мешалки 4,95 кг.

     Проектный расчёт вала

     Расчёт  выполняется по напряжениям кручения. Целью расчёта является определение  наименьшего диаметра вала.

     Определяем  угловую скорость вала: 

     Вычисляем вращающий момент:

=565,77 нм

     Определяем  наименьший диаметр вала: 

     Поскольку выходной вал редуктора диаметром 50 мм и применена продольно-разъёмная муфта, то диаметр вала принимаем равным 50 мм.

     В месте посадки мешалки диаметр  вала уменьшается до 45 мм таблица 3.17 [1]

     Посадочный  диаметр вала в концевую опору  скольжения составит 30 мм таблица 3.27 [1].

     Проверочный расчёт вала.

     Расчёт  на виброустойчивость:

1. Определяем массу единицы вала:

 

2. Вычисляем  момент инерции поперечного сечения  вала: 

3. Определим  значения коэффициентов:

0,12

0,91

4. Коэффициент = 4 П 2.8 [1]
5. Определяем критическую скорость вала:

 

     Условие по виброустойчивости выполняется.

     

     Расчёт  на прочность. 

     1.Определяем эксцентриситет центра массы перемешивающего устройства 

     2.Определяем  значение приведённой массы мешалки  и вала: 

     120,91 кг 

     1,91 
 
 

     3.Определяем  радиус вращения центра тяжести  приведённой массы мешалки и  вала: 
 

     4. Определяем центробежную силу:

     Н

     5.Определяем  радиальные реакции в опорах:

     Н

      Н

     6.Строим  эпюры изгибающих и крутящих  моментов.

     Изгибающие  напряжения по двум взаимно перпендикулярным плоскостям одинаковы, т.к. вал работает вертикально: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Опасным сечением вала является место посадки мешалки, напряжение изгиба М_и= 607,10 Н

     

     

     7. Определяем напряжение изгиба и кручения в опасном сечении:

     *10⁶ Па 

      *10⁶ Па 

     8. Рассчитываем эквивалентное напряжение  и проверяем выполнение условия: 
 
 

       МПа

     Условие выполнено. 

     Проверочный расчёт шпонок. 
 
 

     Проверка  пригодности подшипника скольжения: 
 

     Условие по износостойкости подшипника выполнено. 
 
 
 
 

     Условие по ограничению нагрева подшипника выполнено.

     Ввиду агрессивности среды применяем  графитовый вкладыш.

 

     

ВЫВОДЫ ПО ПРОЕКТУ 

      В данном проекте спроектирован ёмкостной аппарат с механическим перемешивающим устройством, произведены проверочные расчёты основных узлов и деталей аппарата. Выполнены: сборочный чертёж аппарата, сборочный чертёж привода перемешивающего устройства.

                                             

3. СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 

     1. Расчёт и конструирование химических аппаратов с мешалками: учебное пособие к курсовому проектированию./ Э.Н. Островская, Т.В. Полякова.; Казан.гос.технол.ун-т. Казань, 2006.