Подбор мотор-редуктора и стойки привода аппарата
Перемешивающее устройство химического аппарата состоит из привода, вала и мешалки. Привод химического аппарата включает электродвигатель(источник энергии), механическую передачу(редуктор, ременную передачу и др.) и опорную стойку для крепления.
4.4.1 Подбор привода
Номинальный объем аппарата Va=1.25
, рабочее давление Pa=1.4МПа, среда-нейтральная, температура среды t=100C˚, мешалка турбинно-открытая,
Nм=0.1кВт.
-Уплотнение выбираем торцевое (таб.П-10) (тип. ТД- 32).
-Вычислим приближенное значение КПД привода
- КПД клиноременной передачи
- КПД пары подшипников качения
- КПД торцевое уплотнение
- КПД зубчатой компенсирующей муфты
Общий КПД привода равен

Потребляемая мощность привода

и n=630об/мин
Следовательно привод выбираем типа 4(таб.П-13)
рис. П-6 :

Из таблицы П-13 следует габарит привода №1
Максимальный крутящий момент с учетом пусковой нагрузки:
=1.5 – коэффициент динамичности нагрузки(т.к.мешалка ТО)
N=3.0кВт – номинальная мощность двигателя привода.

4.4.2 Предварительный расчет вала
Предварительный расчет вала на прочность выполняется только на кручение по пониженным допускаемым напряжениям.


=1.5 – у всех.
N=0.10кВт-мощность на валу.
=20-25МПа – по методичке.

Следовательно
=50мм.
4.4.3 Расчет вала мешалки на прочность и виброустойчивость
Для безопасной работы конструкции установлены следующие ограничения, являющиеся условиями виброустойчивости:
- для жестких валов.
- для гибких валов.
Где
-угловая скорость вращения вала.
-критическая угловая скорость вала, равная частоте собственных колебаний вала с установленным на нем вращающимися деталями(мешалки, ротора и д.р.)
Критическая угловая скорость определяется по формуле

-момент инерции поперечного сечения вала.

- масса одного метра длины вала мешалки.
-диаметр вала мешалки
- плотность материала вала (сталь).

- длина вала
Для эллиптического днища в сочетании с турбинно-открытой мешалкой 
=280мм. Следовательно
=280мм.
=1220мм (таб. П-14)


- корень частотного уравнения вала мешалки.
- масса мешалки (таб. П-20)

т.к.
(таб. П-14)

Т.е.
по Рис. 5.1б для двухопорного вала.
=1.5




- условие виброустойчивости для гибкого вала выполняется.
Приведенная центробежная сила определяется по формуле

- приведенная сосредоточенная масса вала и мешалки.
- радиус вращения центра тяжести приведенной массы вала и мешалки

-эксцентрисисет центра массы мешалки

- допускаемое биение вала(для расчета можно принять
)


- коэффициент привидения распределенной массы вала к сосредоточенной массе мешалки.






Максимальное нормальное напряжение



Максимальное касательное напряжение



Условие прочности:



Условие выполняется.
Подбор мешалки
4.5.1 Выбор мешалки
Мешалка Турбинно-открытая(задано)
Вид – неразьемная(Рис П-12, исполнение 1)

Основные размеры мешалки (таб. П-20)

Ступица (рис. П-14,а)

Основные размеры ступицы мешалки (таб. П-22)

4.5.2 Проверочный расчет мешалок
Наиболее нагруженным участком является сварное соединение диска со ступицей мешалки. Тавровое соединение выполняется угловыми швами. Расчетное касательное напряжение
определяется в плоскости биссектрисы углового шва.

Условие прочности этого соединения имеет вид

- суммарная площадь биссектрисы сечения
- катет сварного шва.
s=4мм(таб.П-20) – толщина мешалки(диска)

dc=70мм (таб. П-22)
- допускаемое напряжение среза для материала швов
- допускаемое касательное напряжение для материала диска с учетом температуры среды и коэффициента сварного шва.





Условие выполняется
Подбор муфты
4.6.1 Выбор муфты
Берем фланцевую муфту т.к. именно она идет к нашему приводу 4 (Рис. П-18) 
Основные размеры муфты (таб.П-26)

4.6.2 Проверочный расчет муфты
Расчетный передаваемый вращающий момент 

=1.25 –коэффициент режима работы (таб. 6.1)

Наиболее слабые звенья выбранной муфты проверяются на прочность по расчетному моменту
.
Фланцевая муфты просты по конструкции, надежны в работе, могут передавать большие моменты. Материал – сталь 40 или 45, допускается применение для полумуфты чугун
СЧ 21-40, а фланец выполняется заодно с валом.
Проверочный расчет выполняется для болтов, соединяющих обе полумуфты. Необходимо отметить, что в этих муфтах только половина болтов поставлена без зазора. При передаче вращательного момента болт нагружается поперечной силой.

- число болтов, установленных без зазора.
- диаметр центровой окружности расположения болтов.

(таб. П-26)

Рассчитываем болты на срез:

- диаметр болта; т.к. болты М16(таб. П-26)
- допускаемое напряжение на срез
Следовательно условие прочности выполняется.
4.6.3 Проверочный расчет шпоночного соединения
Для всех типов муфт выполняется проверочный расчет шпоночного соединения
(рис. П-25). Условие прочности шпонки на смятие:

- напряжение смятия на боковой поверхности шпонки,
- диаметр вала под муфту
- расчетная длина шпонки
Где L – исполнительная длина шпонки, назначаемая конструктивно, но не более 1.5d в соответствии со стандартным рядом длин шпонок.(рис. П-24, таб. П-32)






- допускаемое напряжение на смятие для шпоночного соединения из сталей марок Ст.6, Ст. 45.
Условие прочности выполняется.
4.7 Подбор уплотнений.
В химических аппаратах с перемешивающими устройствами для герметизации места прохождения вращающегося вала сквозь неподвижную крышку применяют уплотнения.
Мы выбрали торцевое уплотнение ТД-32

Рис П-16
