Расчет подшипников вала мешалки

Определение сил, действующих на подшипники

Подшипники, являющиеся опорами валов, обеспечивают их свободное вращение. Работоспособность и долговечность подшипников определяется их типоразмерами, условиями нагружения и скоростью вращения валов. Расчетные схемы нагружения опор вала радиальными и осевыми силами зависят от типа привода.

При оценке долговечности подшипников условно учитываются наибольшие силы, действующие на опоры вала привода типа 1 и 4.

Нагрузки на подшипники – это опорные ( радиальные и осевые) реакции от действующих на вал поперечных и продольных сил. Основными поперечными нагрузками на вал являются гидродинамическая Fм и центробежная Fц силы, а также поперечная сила F, возникающая в приводе при передаче вращения на вал мешалки. Основной продольной силой, приложенной к подшипникам является сила Fд от избыточного давления в аппарате.

Радиальные реакции Rа и Rб в верхнем и нижнем подшипниках возникают из-за действия поперечных центробежной Fц и гидродинамической Fм сил, а также силы F.

В приводе типа 1 поперечная сила возникает в месте установки упругой втулочно-пальцевой муфты:

                                                         (80)

где - максимальный крутящий момент вала под муфтой, Н*м;

- диаметр окружности, на которой расположены пальцы муфты, м;

Радиальные реакции опор для расчета подшипников в приводе типа 1 в соответствии с условиями равновесия ( ):

                           (81)

                                    (82)

                                      (83)

Вдоль оси вала мешалки действуют несколько нагрузок, которые могут быть направлены как вверх, так и вниз. В упрощенном расчете учитываем только усилие от избыточного давления в корпусе аппарата, действующего на нижний торец вала и часть площади торцового уплотнения:

                                    (84)

где - избыточное давление в аппарате, МПа;

- диаметр вала мешалки, м;

- дополнительная площадь торцового уплотнения, воспринимающая давление в аппарате, ;

Суммарный вес основных частей вращающегося ротора (вал и мешалка):

                      (85)

где - плотность стали;

- масса мешалки, кг;

Суммарная вертикальная сила, действующая на вал мешалки:

                                                                 (86)