Расчёт выполняется по напряжениям кручения. Целью расчёта является определение наименьшего диаметра вала. Исходными данными являются мощность на валу Р и частота вращения мешалки n.
P =1,1 кВт
n=32 об/мин
Угловая скорость и вращающий момент были вычислены по формуле (3.1) и (3.2) ранее. Наименьший диаметр вала определяют по формуле:
; (3.4)
где [τ]=25 МПа
.
3.3.2.
| Аппарат вертикальный
с лопастной мешалкой
|
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. Подшипниковый узел (рис 14) состоит из корпуса 1, внутри которого установлены два радиально-упорных подшипника качения 2. Между подшипниками установлена распорная втулка 3. 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.
Конструирование вала
1. Верхний конец вала соединяют с валом редуктора стандартной муфтой. Диаметр d1=(0,8...1)d=d. Длину этого участка вала принимают равной l1≈(1...1,5)d1 и уточняют по размерам муфты. l1=60мм
2. Диаметр вала d2 под уплотнение (в крышке подшипникового узла) примем равным d2=d1+(4...7).мм. Его округляют до ближайшего стандартного значения. d2=48.
Размеры манжета выбирают по диаметру вала d2 из таблицы 47[1]:
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.
l2=(10+8)+10=28мм
3. Диаметр участка с резьбой под шлицевую гайку d3 = d2 + (2…4) мм должен быть согласован с размером резьбы в гайке
По таблице 17[1] выбираем тип гайки:
| Резьба d
| D
| D1
| H
| в
| h
| C
|
| М52 х1,5
|
|
|
|
|
|
|
d3=52
Шайбу выбираем по таблице 18[1]:
| Резьба d
| d1
| D
| D1
| l
| в
| h
| S
|
| М52 х1,5
| 52,5
|
|
|
| 7,8
|
| 1,6
|
| Аппарат вертикальный
с лопастной мешалкой
|
Длина данного участка l
3≈(Н+S) + 5мм. l
3=(12+1,6)+5=18,6мм.
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. По таблице 49[1]:
| Условное
обозначение
подшипника
| Размеры, мм
| Грузоподъемность, кН
|
| Динамическая
С
| Статическая
С0
|
| a=120
| a=260
| d
| D
| B
| a=120
| a=260
| a=120
| a=260
|
|
|
|
|
|
| 58,4
| 50,3
| 34,2
| 31,5
|
Длина этого участка вала l4≈В + 5. l4=21+5=26мм
5. Между подшипниками качения устанавливают распорную втулку, внутренний диаметр которой равен диаметру d4. Наружный диаметр втулки dвт = d4 + (6…8)=55+7=62 мм. Длина lвт≈2D, где D - диаметр наружного кольца подшипника. lвт≈200мм. Для удобства монтажа диаметр вала под втулкой принимают на 4 - 5 мм меньше значения d4.
6. 
Для упора нижнего подшипника диаметр вала увеличивают: d5≈dвт, d5=63мм. Длина l5 этого участка вала принимается конструктивно с учётом размеров нижней крышки подшипникового узла l5≈(в+s) + 10 мм. По таблице 47[1] с учетом d5 выбираем размеры манжет:
l5=(10+8)+10=28мм
7. Диаметр d6 следующего участка вала необходимо согласовать с диаметром отверстия в торцевом уплотнении.
d6=65мм
8. Участок вала d7 в месте посадки мешалки принимают равным диаметру отверстия в ступице мешалки dст
По таблице 44 определяем параметры мешалки (рис.15):
| dм
| d1
| d3
| h
| в
| S
| Масса mм, кг
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d7=60мм
Конструирование корпуса и крышек подшипникового узла.
Толщину стенки корпуса подшипникового узла s принимают равной 10-12 мм. Диаметр резьбы винтов dв для крепления крышек (рис.16) к корпусу и их число z назначают в зависимости от наружного диаметра подшипника D.
| Аппарат вертикальный
с лопастной мешалкой
|
δ=10мм
| D, мм
| 100 - 140
|
| dв,мм
| М10
|
| z
|
|
По таблице 15[1] выбираем винты:
| Номинальн. диаметр резьбы d
| Шаг резьбы
| Длина резьбы b
| D
| k
| l
|
|
| 1,5
|
|
|
| 18—100
|
Наружный диаметр крышки Dк≈D+4dв=100+4∙10=140мм
Диаметр центров отверстий под винты Dв≈D+2dв=100+2∙10=120мм
Толщина крышки в месте установки винтов δ=8-10 мм. Толщина крышки в месте установки манжеты δ0=5-8мм. Остальные размеры крышек зависят от размеров манжеты, размер l принимается конструктивно.
В конструкции, представленной на рис.14, для удобства монтажа подшипников часть внутренней поверхности корпуса (между торцами подшипников) выполняют на 2 мм больше, чем диаметр подшипника D, длина этой части корпуса равна длине распорной втулки. К корпусу приварен фланец толщиной δ=10мм с отверстиями d=1,1dв для крепления подшипникового узла в стойке привода.
