Шпоночное соединение ступицы мешалки с валом.

Крутящий момент с вала на ступицу мешалки передается при помощи призматической шпонки 3 (рис. 8), размещенной в шпоночных пазах вала 1 и ступицы 2. Боковые грани на половине своей высоты шпонки испытывают напряжения смятия σсм, а продольное сечение - напряжения среза τср. Шпонку рекомендуется изготавливать из того же материала, что и вал. Допускаемые напряжения [σ] принимаются равными нормативным допускаемым напряжениям σ*.

Для ступиц мешалок рекомендуется применять высокие шпонки, размеры поперечного сечения которых (рис. 8) выбираются исходя из диаметра вала d1 участке под ступицей.

Рис. 8. Схема к расчету шпоночного соединения

Длины призматических шпонок l(м) назначают конструктивно с учетом высоты

ступицы h:

                                                               (107)

Полученное значение округляют до стандартного из ряда (по ГОСТ 23360-78).

Lш = 180 мм

Для шпоночного соединения (рис. 8) выполняется проверочный расчет на смятие. Шпонка испытывает смятие с двух противоположных сторон: со стороны вала (на рис. 8в поперечном сечении нижняя часть одной из боковых поверхностей), и со стороны ступицы (на рис. 8 верхняя часть противоположной боковой поверхности).

Сила, вызывающая смятие, Н:

                                                                (108)

где - диаметр участка вала под ступицу мешалки (см. рис.8).

Минимальная поверхность смятия (мм^2) определяется по формуле:

                           (109)

Условие прочности шпонки на смятие:

                                               (110)

где σсм - напряжение смятия на боковой поверхности шпонки, МПа;

[σ]см =1.5[σ] = 1.5*184 = 276МПа - допускаемые напряжения на смятие материала шпонки, МПа.

Условие прочности (110) выполняется.

Муфты.

Муфта соединяет вал привода с валом мешалки и передает крутящий момент. Типоразмер муфты зависит от типа привода и диаметра. В приводе 1 типа – упругая втулочно-пальцевая муфта. Муфты, выбранные по диаметру вала при эскизной компоновке аппарата, проверяются на нагрузочную способность по условию:

                                (111)

где Трм - расчетный крутящий момент на участке вала под муфту, Н-м;

–соответственно КПД подшипников, уплотнения и муфты, вводимые в расчет с учетом схемы привода;

Тном - номинальный (допускаемый) крутящий момент для выбранного типоразмера муфты, Нм. Тном=2.0 кНм

Условие на нагрузочную способность (111) не выполняется.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной курсовой работе был спроектирован аппарат с мешалкой, который состоит из элементов:

1) корпус, состоящий из ряда элементов и устройств: обечайка, крышка, днище, фланцевое соединение люка, рубашка и др.

2) привод механического перемешивающего устройства

3) рамная мешалка

4) вал мешалки

5) уплотнение вала мешалки

6) муфта вала

7) опоры-стойки и монтажные цапфы

Были выбраны материалы, для элементов и устройств аппарата:

1) для корпуса –сталь 12Х18Н10Т

2) для привода мешалки, вала мешалки, фланцев, муфты – сталь 12Х18Н10Т

3) опор-лап и монтажных цапф – сталь 12Х18Н10Т

4) для шпилек – сталь 12Х18Н10Т

5) для прокладки – сталь Резина на основе каучука СКН

Были выполнены проектные и проверочные расчеты, позволяющие выявить

соответствие аппарата требованиям эксплуатации.

Полученные значения расчетов:

- рабочее давление в аппарате Р и = 0.85 МПа

- предельное внутреннее давление Рвн= 0.916 МПа

- предельное наружное давление Рн= 0.083 МПа

- максимальный вес аппарата Gmax=6958000 Н

- критическая угловая скорость вала в воздухе ωкр = 2,094рад/с

- прочность вала при кручении τкр = 14,59 МПа

- расчетный крутящий момент на участке вала под муфту Tрм= 3013Нм