Расчет валов на виброусточивость. Расчет валов на жёсткость. Гидродинамическая сила и ее природа. Расчет валов на прочность

24. Расчет валов на виброусточивость. Поясните рассчитываемые величины - относительные координаты центра тяжести деталей в пролете, безразмерный динамический прогиб вала в центре тяжести в детали в пролете, угловая скорость вала. Дайте необходимые графические пояснения.

Расчет вала на виброустойчивость сводится к определению усл его работы при котор углов скор вынужденного вращения w находится в определенном соотношении с частотой собственных крутильных колебаний, соответствующей критической частоте вращения вала.

Относительные координаты центра тяжести деталей в пролете:

Безразмерный динамический прогиб вала в центре тяжести в детали в пролете:

линия 1

Угловая скорость вала, рад/с

25)         Расчет валов на виброусточивость. Поясните рассчитываемые величины -коэффициенты, учитывающие условия закрепления вала, условия виброустойчивости, безразмерный коэффициент f. Дайте необходимые графические пояснения.

Коэффициент, учитывающий условия закрепления вала: η=48

Коэффициент, учитывающий условия виброустойчивости:

Безразмерный коэффициент:

26)         Расчет валов на виброусточивость. Поясните рассчитываемые величины -приведенная масса деталей в пролете и их сумма; коэффициент приведения массы вала, подкоренные одночлены и расчетный диаметр вала, момент инерции сечения вала, первая критическая угловая скорость. Дайте необходимые графические пояснения

Приведенная масса деталей, кг, в пролете:

Сумма приведенных масс деталей, кг:

Коэффициент приведения массы вала:  q=0,5

Подкоренные одночлены:

Расчетный диаметр вала, м:

Момент инерции сечения вала, м⁴  

Первая критическая угловая скорость, рад/с

27)         Расчет валов на жёсткость.  Суть расчета и цели. Динамическое смещение вала.

Расчет заключается в определении суммарных динамических смещений вала и закрепленных на нем деталей в опасных по жесткости сечениях или в определении для этих сечений минимальных допускаемых зазоров между вращающимися и неподвижными деталями.

Для аппаратов с отражательными перегородками (Установка отражательных перегородок в аппаратах с турбинными или лопастными мешалками приводит к изменению характера движения потоков перемешиваемой жидкости: вращательное движение ее сменяется радиальным. При этом у стенок аппарата жидкость движется вверх и вниз от плоскости мешалки. В результате достигается большая однородность перемешиваемой жидкости, чем при отсутствии перегородок. Вертикальное движение жидкости особенно желательно при периодической экстракции, так как оно препятствует расслоению жидких фаз. Однако при непрерывной экстракции такое движение способствует продольному перемешиванию, которое, вообще говоря, нежелательно.) и для гладкостенных аппаратов динамическое смещение вала в опасном по жесткости сечении определяется так:

где:     Δ_Вzi - смещение оси вала от оси вращения за счет динамического прогиба;

Δ_zi  -смещение оси вала за счет зазоров в опорах;

ε_zi  - смещение оси вала за счет начальной изогнутости вала.

При определении динамического смещения закрепленной на валу детали к динамическому смещению вала добавляется эксцентриситет детали:

! Эксцентрисите́т — числовая характеристика конического сечения, показывающая степень его отклонения от окружности. (0-1)

28)         Гидродинамическая сила и ее природа. Численное определение влияния гидродинамической силы на лопасти мешалок.

Для аппаратов имеющих существенные площади лобового сопротивления, учитывается составляющая динамического прогиба вала

возникающая за счет воздействия на лопасти мешалки поперечной гидродинамической силы Q.

Сила сопротивления жидкости действует только на движущиеся в ней тела, поэтому ее называют гидродинамической силой сопротивления. Эта сила возникает потому, что тело при движении раздвигает частицы жидкости, которые этому сопротивляются, а также потому, что частицы жидкости трутся о поверхность тела, препятствуя его движению.

Гидродинамическая сила зависит от типа мешалки, коэффициентов лобового сопротивления мешалки η_м и внутреннего устройства ψ_Q (по графику) от режима переме-шивания и геометрических размеров аппарата:

Здесь k_Q – коэффициент, учитывающий тип мешалки (1- для лопастной, якорной и рамной мешалок, 0,96 = для трехлопастной и винтовой, 1,73 – для 6-ти лопастной и турбинной)

 -  -  безразмерная гидродинамическая сила, действующая на мешалку, зависит от лобового сопротивления внутреннего устройства (определяют по графику рис. 4), значения S_V = f(c_N,Ф₀)  и ψ_Q=f(S_N,Ф₀)  определяются там же.