Подбор уплотнения

 

Подбираем торцевое уплотнение .

Торцевое уплотнение обладает рядом преимуществ :

они работают с незначительной утечкой газа ;в период нормальной работы не требует обслуживания ; правильно подобранное торцевое уплотнение отличаются большой устойчивостью и долговечностью.

Самый ответственный элемент торцевого уплотнения – пара трения. Обычно одно кольцо изготовляют из более твердого материала. Наиболее широко применяются следующие материалы в различных комбинациях:

кислотостойкая сталь, бронза, керамика, графит, фторопласт и твердая резина. Также выбор уплотнения обусловлен относительно высоким внутренним давлением. Торцевое уплотнение подбираем по диаметру проходного вала, в нашем случае составляет 60мм. Основные размеры торцевого уплотнения представлены на эскизе. Все размеры на эскизе указаны в мм . Масса торцевого уплотнения под диаметр вала мм составляет 75кг.

Эскиз уплотнения представлен на рисунке 3.

 

 

 

Рисунок 3. Эскиз торцевого уплотнения

 

 

3.4 Расчет элементов механического перемешивающего устройства

Расчет вала перемешивающего устройства на виброустойчивость

Должно выполняться условие:

,

где ω₁ – первая критическая угловая скорость вала,

ω – угловая скорость вала,

- расчетная длина вала, м;

Относительная масса вала:

Е = 2∙10⁵ – модуль упругости для материала вала;

I – момент инерции поперечного сечения вала, м⁴;

α – корень частного уравнения, определяется по графикам.

.

Следовательно

0.7∙18,57 = 13

5,2 < 13 – условие выполняется.

Расчет вала на прочность

Проведем расчет вала на кручение и изгиб.

Напряжение от крутящего и изгибающего моментов определяются соответственно по формулам:

;

.

 

 

Расчетный изгибающий момент М от действия приведенной центробежной силы F_ц определяется в зависимости от расчетной схемы вала

 

m_пр – приведенная сосредоточенная масса вала, кг;

r – радиус вращения центра тяжести приведённой массы вала.

q – коэффициент приведения массы к сосредоточенной массе.

,

где - эксцентриситет массы перемешивающего устройства с учетом биения вала, м;

- эксцентриситет центра массы перемешивающего устройства, м;

σ – допускаемое биение вала; .

Найдем реакции в опорах:

:

:

 

Проверка:

-R_A + R_B – F_ц = 0

-15,8+18-2,2 = 0

M_A = 0

M_B = l₂∙R_B = 0.400∙18 = 7,2 H∙м

 

 

;

.

11,6 МПа < 118,8 МПа – условие выполняется.

 

 

Расчет вала на жесткость

Расчет вала на жесткость заключается в определении допускаемой величины прогиба. Производится из следующего условия:

J_max. £ [J] ,

где [J] – допускаемый прогиб вала, в том месте, где вал входит в аппарат (в уплотнение), мм; [J] = 0,1 мм;

,

где I – осевой момент инерции сечения вала, м ⁴;

l₂ = 400 мм

l₁ = 2855 мм

- условие выполняется.

 

Определим угол поворота в сферическом подшипнике:

,

При этом необходимо, чтобы выполнялось условие q_В £ [q], где наибольший допускаемый угол поворота для радиальных сферических шарикоподшипников [q] = 0,05 рад.

- условие выполняется.

 

3.5 Расчет подшипников качения

Для вала вертикального перемешивающего устройства подбираются следующие подшипники:

1. В верхнюю опору устанавливаются подшипники шариковые упорные двойные и шариковые радиальные однорядные ;

2. в нижнюю опору устанавливается двухрядный сферический радиально-упорный ша­риковый подшипник качения для компенсации
биений вала во время работы мешалки.

Подшипники подбирают по каталогу, исходя из расчетной схемы, по предельной грузоподъем­ности, а затем выполняют проверочный расчет на долговечность.