Расчёт на виброустойчивость

Исходные данные:
Длина вала, м: L + l = 3,34 + 0,316 = 3,656м;
Длина консоли: L = 3,34м;
Длина пролета: l = 0,316м;
Диаметр вала: d = 0,05м;
Расстояние от опоры А до муфты, м: Lп= 0,145м; Расстояние от опоры Б до мешалки, м: L1= 3,340м;
Частота вращения вала: n = 64мин-1;
Число мешалок: nм = 1;
Масса муфты: m1 = 5,5кг; Масса мешалки: m2 = 39кг;
Плотность материала вала: r = 7850кг/м3;
Модуль упругости материала вала: E = 2,15×1011Па;
Предел текучести материала вала: sТ = 234×106Па;
Мощность перемешивания: N = 956Вт;
Относительная длина консоли: = 3,34/(3,34+0,316) = 0,914;
Относительная координата центра масс детали: ; ;
Угловая скорость вала: ;
Безразмерный динамический прогиб вала в центре масс детали: На консоли: в пролёте:
Приведенная масса детали: на консоли: ; в пролёте: ;
Суммарная приведенная масса деталей: ;
Безразмерный коэффициент: ;
Приведенная безразмерная масса вала:
Комплексы: ; ;
Расчетный диаметр вала: ;
Жесткий вал d > dр 0,05 > 0,0333;
Масса единицы длины вала: ;
Относительная суммарная масса деталей: ;
Безразмерная критическая угловая скорость вала: ;
Первая критическая угловая скорость вала: ;
Условие виброустойчивости: жесткий вал w £ 0,7w1; 6,7 < 16,39, Условие выполняется.
Расчет на жесткость
Дополнительные исходные данные:
Радиальные зазоры в подшипниках: DА= 13 ×10-6м; DБ= 25×10-6м;
Начальная изогнутость вала: eв = 0,06×10-3м;
Координата опасного сечения: zj = 0,17м;
Допускаемые динамические перемещения вала в сечении с координатой zj, [А]j = 0,25мм;
Тип мешалки:	Лопастная;
Диаметр мешалки:	dм = 1,25м;
Плотность среды:	rс = 1060кг/м3.
Координата ограничителя колебаний: Lо = 3,5м.
Коэффициент сопротивления мешалки: x= 0,88;
Параметр распределения скорости: Y1 = 1;
Эксцентриситет массы детали: ;
Относительная координата опасного сечения: ;
Безразмерный динамический прогиб вала в опасном сечении:
Приведенный эксцентриситет детали: на консоли: ; в пролёте: ;
Приведенная масса вала: ;
Смещение оси вала в опасных сечениях из-за зазоров DА и DБ в опорах:
Смещение оси вала в опасном сечении за счет начальной изогнутости eв: ;
Смещение оси вала от оси вращения в точке приведения В за счет зазоров в опорах: ;
Комплексы: ; ;
Приведенный эксцентриситет массы вала с деталями: ; Динамический прогиб оси вала в точке приведения В в установившемся режиме: ; Смещение оси вала за счёт динамического прогиба в опасном сечении: ;
Динамическое смещение вала в опасном сечении: ;

Расчет на прочность

Дополнительные исходные данные:

Предел прочности для материала вала: sВ= 500МПа;

Предел выносливости для материала вала при симметричном цикле: s-1 = 0,5·500 = 250МПа;

Эффективный коэффициент концентрации напряжений: Кs = 1,38м;

Коэффициент влияния абсолютных размеров сечения вала: Кd = 0,68мм;

Коэффициент режима работы: b = 1 – спокойный;

Координата опасного по прочности сечения: zj = 0,17м;

Диаметр вала в опасном сечении: d = 0,05м;

Смещение оси вала за счёт зазора в опорах в месте установки детали: на консоли: в пролёте:

Смещение оси вала от оси вращения за счёт начальной изогнутости: на консоли: ; в пролёте: ;

Смещение оси вала от оси за счёт динамического прогиба: на консоли: ; в пролете: ;

Динамическое смещение центра массы детали: на консоли: в пролете:

Динамическое смещение вала в точке В: ;

Центробежная сила, действующая на деталь: на консоли: ; в пролёте: ;

Приведенная центробежная сила, действующая на вал в точке приведения В: ;

Комплексы: ; ;

Реакция опоры А: ;

Комплексы: ; ;

Реакция опоры Б:

Изгибающий момент в опасном по прочности сечении: ;

Крутящий момент в опасном сечении: ;

Момент сопротивления в опасном сечении: ;

Эквивалентное напряжение в опасном по прочности сечении: ;

Запас прочности в опасном сечении: ;

Условие прочности: , 10,35 > 1,8, условие выполняется.

7. Подбор опор и проверка прочности стенки аппарата
под опорой

Подбор опор

Вес корпуса аппарата:

Вес привода G_п

;

M_{мот-ред} = 70 + 73 = 143кг – масса мотор - редуктора,

где m_мот – масса мотор – редуктора,

m_стойки = 70кг – масса стойки;

m_{мешалки} = 39кг – масса мешалки;

m_муфты1 = 5,5кг – масса продольно-разъемной муфты;

m_упл = 90кг – масса уплотнения;

Вес рабочей среды в аппарате:

;

Вес рубашки:

;

Вес фланцев:

;

Вес люк-лаза:

;

Вес аппарата:

Нагрузка на одну опору:

,

где к = 1 – коэффициент неравномерности нагрузки,

n = 3 – число опор [4, с.106].

Выбираем стандартную опору для стальных сварных цилиндрических аппаратов – исполнение 1[2, с.270].

Опора 2-10000 ОСТ 26-655-79.

Рисунок 15 – Опора

а₂ = 200мм; а = 250мм; с₁ = 160мм;

b = 520мм; d = 42мм; b₁ = 230мм;

а₁ = 310мм; d_б = М36; b₂ = 220мм;

h₁ = 30мм; f_max= 280мм; с = 65мм;

h = 620мм; S₁ = 16мм;

К = 40мм; К₁ = 130мм.