В апаратах найбільш популярних конструкцій привід здійснюється безпосередньо від електро-двигуна через редуктор або клиноременную пере-дачу. Приводи мішалок зазвичай встановлюють на кришках апаратів. Якщо апарат футерован і вібро-ції неприпустимі, то привід зміцнюють над кришкою апарату на спеціально виготовленій рамі або кронштейні. Якщо на кришці посудини або над нею міс-та недостатньо, то привід розташовують під посудину. Це зменшує необхідну довжину валу, проте тре-бует установки комплексу ущільнень, ісключающе-го витоку робочого середовища при обертанні вала.
Крім електродвигуна і передавального меха-нізму, привід включає: опорні стійки; вал, на ко-тором встановлюються мішалки, і його опори (під-шіпнікі); пристрою кріплення мішалок на валу; муфти, що з'єднують вал мішалки з валом переда-точного механізму (і частини складових валів між собою); ущільнення вала в місці його проходу через кришку апарату, див. рисунок 1.11.
Стійки відливають з чавуну або зварюють з вуглецевої сталі. Вони являють собою циліндри або усічені конуси, забезпечені приєднувальними фланцями. У фланцях зазвичай розміщують опорні підшипники вала мішалки. У обичайках стійок роблять вирізи для зручності монтажу і демонтажу.
Вали пристроями, подрузі-ються на консольні, опори яких распо-ложени поза апарату, і однопрогонові, нижня опора яких встановлюється на днище апарату, див. Рисунок 1.12. Роль верхньої опори ва-
лов обох типів грає нерухомий підшипник кочення, встановлений в стійці. Нижня опора консольного валу виконується рухомий в осьовому направ-лення (підшипник кочення Сфера-ний або з рухомим внутрен-ним кільцем, встановлений в стійці, або всередині ущільнення). Нижньою опорою однопролітного вала є підшипник ковзання при проходженні-ня, див. Малюнок 1.13.
Кінцеві підшипники одно-пролітних валів неможливо сма-викликають, тому їх конструкція повинна забезпечувати мастило рабо-чей середовищем, не допускаючи її забруднення-ня. Їх втулки зазвичай изготавли-вают з фторопласта, капрону або текстоліту, інші деталі - з корозійно-стійких сталей. Для компенсації динамічного проги-ба вала можуть застосовуватися самоус-новлюють підшипники.
Необхідний діаметр вала перемішують орієнтовно можна визначити за формулою:
Тут Мрк = N / n - розрахунковий крутний момент,
[ТКР] - допустиме напруження кручення для мате-ріалу вала (легована сталь або титановий сплав),
N - потужність перемішування, n - частота обертання валу, 1 / с.
Більш точно придатність обраного вала визна-ляють розрахунком на вібростійкість, жорсткість і ін-ність згідно керівному документу РДРТМ 26-01-72-82. Розрахунок вала на вібростійкість зводиться до про-верке допустимості відносини заданої кутової скоро-сті вала до критичної, яка визначається частотою його соб-дарських коливань. Розрахунок на жорсткість полягає у визначенні сумарних динамічних зсувів вала в небезпечних по жорсткості перетинах (зазвичай в опорах і уп-лотненіях). Розрахунок на міцність полягає у визначенні еквівалентних напружень в небезпечних по міцності се-ченіях і порівнянні з допускаються.
Більш поширені консольні вали, однак зі збільшенням довжини консолі збільшуються динамічної
ські зміщення, які є наслідком динамічних навантажень на вал від переме-Шива середовища. Особливо велика небезпека динамічних зсувів, руйную-щих підшипники і ущільнення, якщо вал НЕ отбалансирован і в підшипникових опорах є люфт 5. У цьому випадку, див. Малюнок 1.14, відхилення нижньої точки вала від осі обертання можна визначити з подібності трикутників: S = 5 -L / 2-1, т. е. величина коливань вала залежить від величини люфту 5 і відносини L / l.
Якщо не вдається забезпечити виконання умов виброустойчивости або жест-кістки консольного валу, то приймається рішення про використання однопролітного-го. Іноді, при великих частотах обертання, значній масі валу і мішалок використовують комбіновану схему вала - з двома підшипниками кочення в стій-ке і кінцевим підшипником ковзання.
Більшість мішалок є маточину, до якої кріпляться Лопа-сти (зварюванням або різьбовими кріпильними виробами). Маточини кріпляться до валу з
допомогою шпонок і стопор-них пристроїв, препятст-чих осьового зсуву: при установці мішалки в середині валу маточину закріпити-пляют стопорними гвинтами, а на кінці - або прорізний гайкою зі шліцом (рисунок 1.15), або розрізної шай-бій, половинки якої вхо -дят в проріз на кінці вала і кріпляться до маточини гвинтами. При конструюванні мішалок враховуються умови їх монтажу. Якщо апарат невеликий (діаметром
1.2 м і менше), то вал і мішалки повинні мати мінімум рознімних з'єднань, соби-раться спільно з кришкою апарату і уста-нятися разом з нею. Мішалки крупнога-барітних апаратів доцільно робити рознімними - з частин таких розмірів, кото-які можна пронести через лаз апарату.
Це дає можливість розбирати мішалку при ремонтних і монтажних роботах, що не сни-травня кришку і привід. Мішалки цельносвар-них апаратів обов'язково повинні бути раз-борними.
Конструкція муфти, яку слід використовувати для з'єднання вала приводу з валом пристроями,, залежить від числа зовнішніх опор і необхідної часто-ти обертання валу мішалки. Поздовжньо-роз'ємні муфти, див. Малюнок 1.16, примі
ють при одній зовнішній опорі вала перемішують, а також для з'єднання частин складових валів при будь-якому числі проміжних опор. На кільцеві проточки, виконані на кінцях з'єднуються валів, надівається раз-різьблене кільце, половинки якого з'єднані кільцевими пружинами. Кільце поміщається в корпус муфти, який має форму двостороннього конуса, разре-занного по вертикалі. Половинки корпусу встановлюються на валах за допомогою шпонок. Жорстке співвісний з'єднання валів утворюється після затяжки шпильок на-Кідну фланців, одягнених на конусні кінці корпусу муфти.
Для з'єднання вихідного валу редуктора з валом, що перемішує устрій-ства або його частиною при двох зовнішніх опорах застосовують фланцеві, зубчасті та
Зубчасті муфти (рисунок 1.18), які передають крутний момент, але не з-
об'єднуючим вали жорстко по осі, застосовуються при n <250 об/мин. Муфта состоит из зубчатой обоймы, укрепленной на валу редуктора шпонкой и стопорным винтом, и
зубчастої втулки, посадженої на вал пристроями, за допомогою шпонки. Зуби втулки входять у западини обойми.
У більш швидкісних приводах використовують втулочно-пальцеві муфти (рису-нок 1.19). Пружні втулки, що надягають на відокремлені пальці, повинні компенсувати не-велику несоосность валів і пом'якшують удари.
Ущільнення служать для герметизації апаратів в місці проходу вала пере-мешівающего пристрою через кришку. Залежно від фізико-хімічних ха-рактерістік перемішуються середовищ, вимог виробничої санітарії, тих-ники безпеки і пожежної безпеки приладів додаються Сальникова-ми, торцевими і ущільнення валу, гідрозатворами або мають герметичний-ний привід.
Нормалей НДІХІММАШ рекомендується до виготовлення сальниковое
ущільнення, що складається з корпу-са, натискної втулки, набивання, опорного і наполегливої кільця (грундбукси) і охолоджуючої сорочки (рисунок 1.20). У сере-дині шару набивки є сма-зочний кільце (ліхтар) для рав-номерний подачі мастила по пери-метру вала. Натискна втулка і грундбукса зазвичай виготовляючи-ються з чавуну, корпус - зі сталі. Зазор між валом і натискний втулкою становить 1М.5 мм, між валом і грундбуксой - 0.5 ^ 0.75 мм. При відсутності зазо-ра грундбуксу виготовляють з бронзи. Іноді сальник одночасно є опорою валу (підшипником скільки-вання). Тоді нажимная втулка забезпечується пристроєм для подачі та розподілу житла-ня мастила, виготовляється з бронзи або має бронзовий вкладиш, зазор між втулкою і валом відповідає посадці ковзання. Для збільшення радіального зусилля притиснення набивання до валу нижня поверхня натискної втулки і верхня поверхня грундбукси робляться конусними.
Як набивань найчастіше використовуються ФУМ, плетений азбестовий шнур (сухий, просочений графітом, тальком або фторопластовою суспензією, з мідної або алюмінієвої дротом всередині), просаленной бавовняні і конопляні шнури, повстяні кільця. З точки зору хімічної стійкості і ко-коефіцієнта тертя кращої набиванням є ФУМ, проте його застосування огра-нічівает висока твердість (при затягуванні сальника потрібні великі зусилля) і висока вартість.
Сальникові ущільнення застосовуються при тисках в апараті 0.6 ^ 4 МПа, просочені набивання використовуються при температурах до 100 ° С, ФУМ - до 250 оС,
сухі азбестові - до 400 оС. Допустимі швидкості обертання валів - від 5 до 350 об / хв. Сальники не рекомендують застосовувати у випадках, коли апарат працює під вакуумом, а також при обробці в ньому отруйних та вибухонебезпечних речовин.
Втрати потужності на тертя в сальнику
Np »0.025-n-d 2-рср-і'-К,
де n - частота обертання валу, d - його діаметр, рср - тиск в апараті,
К - коефіцієнт, що залежить від відношення висоти набивання h до її ширині s:
У торцевих ущільненнях герметичність досягається за рахунок щільного
підтискання в осьовому напрямку двох ко-ник: рухомого і нерухомого. По-поверхні кілець найчастіше плоскі, але мо-гут бути сферично-ми або конусними. Чистота обробки поверхонь - V10 ^ V12. Ширина паска тертя не повинна пре-сходити 6 ^ 8 мм. Для ущільнення валів ап-Параті з мішалками найбільш часто при-змінюються зовнішні торцеві ущільнення: одинарні типу ТС
(Рисунок 1.21) і подвійні типу ТД і ТДП. Поверхні тертя опорних кілець цих ущільнень виготовляють з хромистих сталей, ущільнювачів - з углеграфіта, бронзи. Їх застосовують в апаратах, що працюють при залишковому тиску до 0.0027 і при надмірному до 1.6 МПа, температурах від -20 до 250 ° С. В ущільненні типу ТС рухомим є опорне кільце, укрепляемое на валу за допомогою по-дила. Нерухоме кільце ущільнювача пов'язане з сильфоном, який грає роль попереднього безконтактного ущільнення і компенсатора биття вала. Сильфон виготовляють із фторопласта або нержавіючої сталі. Сила притиснення кілець регулюється тягами з пружинами. Мастило та охолодження кілець виробляють проточною водою.
В ущільненнях ТД і ТДП обертаються два ущільнювальних кільця, з'єднаний-ні пружинами і посаджені на вал за допомогою загальної втулки. нерухомі
опорні кільця вставляються в проточки корпу-са ущільнення. Ущільнення типу ТДП відрізняє-ся від ТД тим, що в кришці його корпусу уста-новлено нижній опорний підшипник вала.
Переваги торцевих ущільнень пе-ред сальниковими: менші витоку робочого середовища, відсутність підсосу повітря при роботі під вакуумом, менші (на порядок) втрати потужності, відсутність необхідності в обслу-говування, мала чутливість до биття вала. Недоліки: висока вартість, складність ність монтажу і ремонту.
Манжетні ущільнення застосовують в ап-Параті, що працюють при атмосферному давши-лення (під налив) і температурах перемішують-ваемой середовища до 120 ° С. Конструктивно це сталевий диск, укріплений на болтах над від-отвором кришки, в кільцеву проточку которо-го встановлюється стандартна армована манжета (див. Рисунок 1.22).
Гідрозатвори також застосовуються в аппара-тах, що працюють при атмосферному тиску для запобігання контакту газового середовища, заповнені-няющих апарат, з атмосферою. Гідрозатвор (ри-Сунок 1.23) являє собою нерухомий циліндричний стакан, приварений до присое-дінітельному фланця, між подвійними стінка-ми якого вставляється циліндричний кол-пак, закріплений на валу мішалки за допомогою водила і втулки. Стакан заповнюють затвора рідиною так, щоб її рівень був вище нижнього краю ковпака. Вибір замикаючої жид-кістки обумовлений властивостями переміли