Аппараты с перемешивающими устройствами - страница 3

Конструкция с опорой вала непосредственно на подшипниках мотора-редуктора имеет ограниченное применение, но не требует изготовление деталей опорной стойки. Этим объясняется ее применение в аппаратах с перемешивающими устройствами. В такой конструкции вал уплотняется резиновым кольцом, имеющим ограничения по применению по требованиям безопасности и по механическим характеристикам.

Для уплотнения вала может требоваться двойное торцовое уплотнение, к подшипниками могут предъявляться требования по температуре, требования по срокам беспрерывной эксплуатации. Конструкция без опоры стойки не отвечает перечисленным требованиям.

На нефтегазовых и химических аппаратах с перемешивающими устройствами крайне нежелательно применение приводов без опорных стоек.

Конструкции приводов опорных стоек аппаратов с перемешивающими устройствами похожи на приводы полупогружных нефтяных насосов.

Конструкторам (разработчикам) перемешивающих устройств стоит ознакомиться с конструкциями полупогружных насосов.

Тематика конструирования приводов для насосов развита более сильно так ей уделялось больше внимания и возможно ей занимались более подготовленные специалисты.

4. Валы с мешалками. Расчет на резонанс

Валы рассчитываются на резонансные колебания, прочность и жесткость.

Основным расчетом, определяющим работоспособность вала и по которому назначается размер сечения вала, является расчет на резонансные колебания. Расчетом на жесткость определяют прогибы вала в местах, чувствительных к положению оси вала, например, это могут быть узлы уплотнений. Вместе с тем, расчет прогиба оси вала при резонансе также можно отнести к элементам расчета на жесткость.

Рассматривая физику и теоретические основы расчета вала на резонансные колебания, можно заключить, что этот расчет является продолжением статического расчета. То есть расчет на колебания не является отдельно находящимся от обычных расчетов вала на статика у методами науки о сопротивлении материалов. Общее в расчётах состоит в том, что под действием сил ось вала отклоняется от прямолинейности центробежной силой, и за счет сил упругости возвращается в первоначальное положение. То есть явление колебаний вала, связанное с прогибом, происходит по тому же принципу, что и статический прогиб.

Особенность расчета на колебания состоит в изменении периода колебаний по закону (в основном синусоидальному).

Резонансом является совпадение частоты вращения вала с частотой поперечных колебаний. Опасность резонансной частоты состоит в том, что в этом случае по формуле прогиба вала значение прогиба уходит в бесконечность. То есть при резонансе силами упругости вал не удерживается внутренними силами упругости матери ала вала в изогнутом состоянии и при увеличении прогиба происходит разрушение вала. Разрушение вала при резонансной частоте происходит в течении промежутка времени, необходимого на деформацию оси вала до разрушения. При выходе на рабочую частоту вращения вала с переходом через резонансную частоту, время перехода существенно меньше времени на разрушение при резонансе, в результате вал не разрушается при кратковременном переходе через резонанс.