Расчёт аппарата с механическим перемешивающим устройством (стр. 2 из 4)
Определяем допускаемое наружное давление:
Условие выполняется если
0.43МПа < 0,551 МПа – условие выполняется.
3.2 Подбор и расчет привода
Определение мощности потребляемой приводом
,где Nэл.дв. – мощность, потребляемая приводом, кВт;
Nвых. – мощность, потребляемая на перемешивании, кВт;
- К.П.Д. подшипников, в которых крепится вал мешалки, 
- К.П.Д., учитывающий потери в компенсирующих муфтах, 
- К.П.Д. механической части привода, 
- К.П.Д., учитывающий потери мощности в уплотнении, 
Выбираем стандартный по мощности двигатель. Для двигателя полученной мощности по таблице рекомендован привод типа4, Исполнение привода – 1 Номинальное давление в аппарате – 1,6 МПа.
Определение расчетного крутящего момента на валу:
,где kд – коэффициент динамической нагрузки для турбинных мешалок kд=1,2
Определение диаметра вала.
Размер привода выбирается по диаметру вала
,где [τкр] – допускаемое напряжение при кручении, МПа.
[τкр]=20 МПа.
dстанд. = 50 мм по ОСТ 26-01-1225-75.
Стандартный привод по условиям работы подшипников и наиболее слабых элементов конструкции рассчитан на определенное допустимое осевое усилие [F], которое для привода типа 4, исполнения 1, габарита 1 равно вверх 2500, вниз 2500. Действующее осевое усилие на вал привода аппарата определяется по формуле:
где d – диаметр вала в зоне уплотнения;
Аупл – дополнительная площадь уплотнения, м;
G – масса части привода;
Fм – осевая составляющая сила взаимодействия мешалки с рабочей средой.
G=(mв + mмеш + mмуф)∙g
где mв – масса вала;
mмеш – масса мешалки, mмеш = 1.5кг.
mмуф – масса муфты, mмуф = 15,8 кг.
Lв – длина вала;
ρ – плотность стали,
. 
Lв = 1100+620+350+30–200=1900 мм.
G = (29.27+ 1.5 +15,8)∙9,81 = 456.858 H.
Осевая составляющая сила взаимодействия мешалки с рабочей средой находится по следующей формуле:
Сравниваем полученные значения сил Fвверх и Fвниз с допустимой нагрузкой [F]:
2258,488 H < 2500 H
-244.167H < 2500 H.
Эскиз привод представлен на рисунке 2.
Торцевое уплотнение
Основные размеры:
d=50 мм H=260 мм
D=270 H1=220 мм
D1=240мм h=60 мм
D2=155 мм d1=12 мм
D3=235 мм m=50 кг
3.4 Расчет элементов механического перемешивающего устройства
Расчет вала перемешивающего устройства на виброустойчивость
Должно выполняться условие:
,где ω1 – первая критическая угловая скорость вала,
ω – угловая скорость вала,
- расчетная длина вала, м;Относительная масса вала:
Е = 1,91∙105 – модуль упругости для материала вала;
I – момент инерции поперечного сечения вала, м4;
α – корень частного уравнения, определяется по графикам.
.Следовательно
0.7∙82.667= 57.867
57.867 < 65.94 – условие выполняется.
Расчет вала на прочность
Проведем расчет вала на кручение и изгиб.
Напряжение от крутящего и изгибающего моментов определяются соответственно по формулам:
; 
.Расчетный изгибающий момент М от действия приведенной центробежной силы Fц определяется в зависимости от расчетной схемы вала
mпр – приведенная сосредоточенная масса вала, кг;
r – радиус вращения центра тяжести приведённой массы вала.
q – коэффициент приведения массы к сосредоточенной массе.
,где
- эксцентриситет массы перемешивающего устройства с учетом биения вала, м; 
- эксцентриситет центра массы перемешивающего устройства, м;σ – допускаемое биение вала;
. 
Найдем реакции в опорах:
: 
: 
Проверка:
-RA + RB – Fц = 0
-650.861+ 797,83– 146,969= 0
MA = 0
MB = l2∙RB = 0.35∙797,83 = 279,241 H∙м
; 
. 
22,7 МПа <125,1 МПа – условие выполняется.
Расчет вала на жесткость
Расчет вала на жесткость заключается в определении допускаемой величины прогиба. Производится из следующего условия:
Jmax. £ [J] ,
где [J] – допускаемый прогиб вала, в том месте, где вал входит в аппарат (в уплотнение), мм; [J] = 0,1 мм;