Расчет шпоночного соединения.
Для передачи вращательного движения от вала к мешалке используется шпоночное соединение. Выбираем шпонки призматические согласно ГОСТ 23360-78.
Подбираем шпонку для вала d =65мм
h =11мм
b =18мм
t1=5,5мм
t2=5,6мм
d+t1=35,8мм.
Длина шпонки:
lшп =hст–10=70–10=60мм
Расчетная длина шпонки:
lр = lшп –b=60–18=42мм
Напряжения смятия рассчитывают:
σсм=4×Т/(d×b× lр),
где σсм – напряжения смятия, МПа.
Т – крутящий момент на валу, Н∙мм;
d – диаметр вала, мм;
b – ширина шпонки, мм;
lр – расчетная длина шпонки, мм;
σсм=4×644600/(65×18×42)=42,6МПа
[σсм] =139 МПа, σсм<[σсм] – условие выполняется.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
Размер опоры лапы или стойки выбирается в зависимости от внутреннего диаметра корпуса аппарата в соответствии с ОСТ 26-665-72.
Расчет опор–лап.
Выбираем опоры-лапы типа 1, исполнение 2 (табл.1, Расчет опор)
1. Нагрузку на одну опору G1 рассчитывают:
где G1 – нагрузка на одну опору, Н;
Gmax – максимальный вес аппарата, Н;
n – число опор.
Gmax = g∙(mап+mсреды.+mпр+mвала+mмуфты+mмеш+ mупл.),
где Gmax – максимальный вес аппарата, Н;
g = 9,8 – ускорение свободного падения, м/с;
mап – масса аппарата, кг;
mсреды – масса среды в аппарате, кг;
mпр – масса привода, кг;
mвала – масса вала, кг;
mмуфты – масса муфты, кг;
mмеш – масса мешалки, кг;
mупл – масса уплотнения, кг.
mап=942+2×478,85+4×14=1955,7 кг
Mсреды = Vном∙ρсреды = 1,25∙1090=1362,5 кг;
mпр = 308 кг, (табл.14, Справочные таблицы)
mмуфты =26,4 кг, (табл.26, Справочные таблицы)
mмеш =2,89 кг, (табл.4, Уплотнения валов)
mупл = 56 кг. (табл.2, Уплотнения валов)
Gmax =9,8∙(1955,7+1362,5+308+57,93+26,4+2,89+56)=36940Н
G1=36940/4=9235Н.
Проверка опоры на грузоподъёмность по условию G1 < [G]
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
2. Фактическую площадь подошвы определяют:
Афакт = а2∙b2 ,
где Афакт – фактическая площадь подкладного листа, мм2;
a2, b2 – размеры подкладного листа, мм.
Афакт = 150∙160=24000мм2
Требуемая площадь подошвы из условия прочности фундамента:
,
где Атреб – требуемая площадь подкладного листа, мм2;
G1 – нагрузка на одну опору, Н;
[q] – допускаемое удельное давление на фундамент, МПа,
[q]=14 МПа – для бетона марки 200.
Атреб=9235/14=660мм2;
Афакт > Атреб – условие выполнется.
3. Вертикальные ребра опор проверяют на сжатие и устойчивость:
,
где σ – напряжения сжатия в ребре при продольном изгибе, МПа;
G1 – нагрузка на одну опору, Н;
К1 – коэффициент гибкости ребра;
Zр = 2 – число ребер жесткости в опоре;
S1 – толщина ребра, мм;
b – вылет ребра, мм;
[σ]=139–допускаемые напряжения для материала ребер опоры, МПа;
К2 – коэффициент уменьшения допускаемых напряжений при продольном изгибе, 0,6.
Коэффициент К1 определяется в зависимости от гибкости ребра λ, рассчитываемому:
,
где λ – гибкость ребра;
l – гипотенуза ребра, мм;
S1 – толщина ребра, мм.
Для опоры стойки величина l определяется из эскиза, а для опоры лапы рассчитывается:
,
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
5,9<83,4 МПа – условие выполняется.
4. Проверка на срез прочности угловых сварных швов, соединяющих рёбра с корпусом аппарата выполняется исходя из:
,
где τ – напряжения сдвига в ребре, МПа;
G1 – нагрузка на опору, Н;
Δ =0,85∙S1 – катет шва, мм;
L – общая длина швов, мм;
[τ] – допускаемое напряжение в сварном шве, МПа, (не более 80 МПа)
Δ =0,85∙12 = 10,2 мм
1,87<80 МПа – условие выполняется.
Эскизы опор-лап и опор-стоек представлены соответственно на рисунках 7 и 8.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
Подбор муфты.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
Фланцевые муфты обеспечивают надежное соединение валов, могут передавать большие моменты и дешевы по конструкции.
Для привода типа 2 исполнения 1 габарита 1 для диаметра вала 65мм подбираем муфту (табл. 26, Справочные таблицы)
Диаметр муфты 220 мм
Крутящий момент не более 1000 Н∙м
Масса муфты 26,4 кг.
Эскиз муфты представлен на рисунке 9.