С ≤ [τC], условие прочности угловых сварных швов выполняется.
Присоединительный диаметр опор, Dб = 1200(мм). [2, табл.П5.4, стр.52]
Масса опоры-стойки, m = 5,82 (кг). [2,табл.П5.5,стр.53]
3. Выбор и расчёт перемешивающего устройства.
3.1. Типы и характеристики мешалок.
Типы мешалок регламентированы ОСТ 26=12483. Наибольшее распространение в химико-фармацевтической промышленности получили трёхлопастная мешалка – тип 1, лопастная мешалка – тип 3, Открытая турбинная мешалка – тип 6 и рамная мешалка – тип 9.
В данном проекте используется рамная мешалка – тип 1. Её размеры представлены в таблице [2, табл. П7.4, стр.5649].
Размеры рамных мешалок тип9.
| dм | d1 | hm | вл | Sл | Масса, кг |
| 320 | 45 | 70 | 64 | 4 | 2,71 |
С помощью ступицы мешалка крепится к валу привода. При этом, расстояние hM мешалки от эллиптического днища корпуса аппарата рекомендуется принимать:
hM =· dM = 950,00 (мм). [1, стр.37]
Размеры ступицы мешалки приведены в таблице 3.1.2.
Размеры ступицы мешалки, мм. [2, табл.П7.5, стр.60].
| d1 | hC | d1 + t1 | b1 | d3 | d4 | d5 | d6 | dT | SK |
| 45,00 | 70,00 | 49,90 | 14,00 | 80,0 | М36х2 | 55,00 | М6 | 35,00 | 8,00 |
3.2. Выбор типоразмера привода к мешалке.
Частота вращения, nМ = 180 ( об/мин );
Мощность перемешивания, NМ = 1,25 (КВт).
Привод мешалки включает в себя мотор-редуктор, стойку, муфту, вал и уплотнение места его ввода в крышку аппарата. Характеризуется мотор-редуктор мощностью электродвигателя и числом оборотов выходного вала редуктора. При выборе конкретного типа мотор-редуктора руководствуются следующими параметрами: NМ – мощность перемешивания и nМ – частота вращения мешалки. При этом, стандартную частоту вращения принимают ближайшую по отношению к заданной, Nд – мощность двигателя, принимают только ближайшую к NМ.
Т.о. конструктивно выбираем фланцевый двухступенчатый мотор-редуктор: МП1-10. Технические характеристики выбранного мотор-редуктора:
- Межосевое расстояние a = 50 мм;
- Мощность двигателя N = 3,0 кВт;
- Частота вращения, nМ = 180 об/мин;
Мотор-редуктор устанавливается на крышке аппарата при помощи стойки. В настоящее время, промышленностью для стальных аппаратов, в зависимости от рабочего объёма, выпускается два типа стоек, в соответствии с ОСТ 26-01-109-94. Первый тип предназначен для аппаратов, объёмом от 1 до 50 м3, а второй тип – для аппаратов, объёмом от 0,25 до 2м3. Для данного аппарата выбрана стойка типа 1 в исполнении 4 [2, табл.П8.2, стр.64].
Данная стойка комплектуется торцовым уплотнением Т3. Торцовые уплотнения применяются при давлении в аппарате до 3,2 МПа, температуре среды от -30 до +350 °С и частоте вращения вала до 3000 об/мин. Среда в зоне уплотнения может быть любой. В этом уплотнении пара трения обеспечивает герметизацию среды в аппарате, осуществляемую на трущемся торцовом контакте вращающегося и неподвижного колец. Упругий элемент обеспечивает:
- герметизацию пары трения на валу;
- следящий (независимо от положения вала и крышки аппарата) контакт
колец пары трения;
- компенсацию перекоса и износа колец пары трения за счёт осевой
упругой подвижности.
Каждый тип стоек имеет ряд габаритов, определяемых мощностью установленного мотор-редуктора. С возрастанием габарита увеличивается диаметр вала мешалки, который верхней своей частью устанавливается в подшипники стойки и при помощи муфты соединяются с выходным валом мотор-редуктора. Каждый габарит стойки комплектуется своей парой подшипников качения и, следовательно, имеет определённый диаметр вала.
Предварительный диаметр вала dВ мешалки рассчитывается по пониженным допускаемым напряжениям на кручение [T]:
dВ ≥ ,[1, ф.8, стр.46]
где [τ] = 40 (МПа) – допускаемое напряжение;
ТКР – расчётный крутящий момент, МН · м.
Расчётный крутящий момент учитывает пусковые нагрузки и находится из выражения:
ТКР = Кд · NM / ω, [1, стр.46]
где Кд – коэффициент динамической нагрузки, зависящий от конструкции
мешалки; Кд = 2 [1, стр.46]
NM – мощность перемешивания, Вт; NM = 1,25 · 103 (Вт)
ω – угловая скорость вала мешалки, рад/с:
ω = 2π · nM / 60,
где nМ = 180 ( об/мин ) – частота вращения вала мешалки;
ω = 2 · 3,14 · 180 / 60 = 18,84 (рад/с);
ТКР = 2 · 1,25 · 103 / 18,84 = 0,133 · 103 (Н · м);
d= = = 0,026 (м) = 26 (мм):
Принимаем dВ = 40 (мм).
Выбираем стойку типа 2 с габаритом 01 [2, табл.П8.4, стр.66]
Таблица 3.2.1.
Размеры стойки
| dВ, мм | d1, мм | d2, мм | n | D, мм | D1, мм | НС, мм | h, мм | L, мм | l, мм | l1, мм |
| М14 | - | - |
После выбора всех комплектующих частей привода проверяется выполнение условия:
Nд ≥ Nп, [1, ф.9, стр.47]
где Nn – мощность, потребляемая двигателем мотор-редуктора на
перемешивание.
Потребляемая двигателем мощность Nn больше заданной на величину потерь в уплотнении, подшипниках стойки, планетарном редукторе и может быть рассчитана с условием КПД в этих устройствах.
Nn = NМ / η1 · η22 · η3, [1, стр.47]
где η1 – КПД планетарного редуктора;
η2 – КПД подшипников качения, в которых установлен вал мешалки;
η3 – КПД, учитывающий потери мощности в уплотнении.
Таблица 3.2.2.
Приближённые значения КПД. [1, стр.47]
| Наименование частей привода | КПД |
| Редуктор планетарный двухступенчатый | 0,85 |
| Подшипник качения | 0,99 |
| Уплотнение торцовое | 0,98 |
Nn = 1.25· 103 / (0,85 · 0,992 · 0,98) = 1.6 · 103 (Вт) = 1,6 (КВт)
3,0 > 1,6;