Siły w mieszadle

[Orion94]

Mam zaprojektować wał roboczy mieszadła o pionowym położeniu. Mam problem z ustaleniem obciążenia do obliczeń. Czy jest możliwe aby oprócz momentu skręcającego pochodzącego od oporu mieszania cieczy (farba; 4 łopatki- mieszadło turbinowe) działał też na wał moment zginający ?

Układ: silnik-przekładnia pasowa-reduktor-wał roboczy mieszadła.

[kruszewski]

Oczywista, choćby dla tego że wykonanie elementu wirującego nie jest doskonałe a stąd siły hydrodynamiczne działające na na niego nie są znoszące się.
Jak uwzględnić wpływ tych sił? Najpewniej trzeba zaglądnąć do źródła, czyli podręcznika traktującego o takich maszynach.
Siły w paskach przekładni wywołują zginanie tej części wału na której są osadzone koła przekładni. Ale to jest chyba oczywiste i nie o takie zginanie Kolega pyta?

[Orion94]

Chodzi mi o siły działające na wał roboczy, na którym jest zamontowane mieszadło. Zginanie pewnie będzie następowało przy rozruchu? W czasie pracy ustalonej będzie pewnie tylko skręcanie (symetria przepływu farby, farba z dodatkami mikrosfer- małych cząstek stałych). W literaturze z tego co widzę liczy się takie wały tylko na skręcanie...

... design.pdf

Tutaj piszą, że oprócz oporu cieczy powstaje siła "hydrauliczna(?)". Jest w tym artykule opisane jak liczyć moment zginający. Tylko nie wiem jak go umieścić na schemacie belki. Wał zamierzam ułożyskować jednym łożyskiem tocznym w górnej części, zaraz za sprzęgłem.

[kruszewski]

Pisze Pan że:
"W literaturze z tego co widzę liczy się takie wały tylko na skręcanie..."
i w następnym zdaniu: " Jest w tym artykule opisane jak liczyć moment zginający. Tylko nie wiem jak go umieścić na schemacie belki."
No więc jak to jest?
Ja nie znam angielskiego, więc nie mogę zająć stanowiska w opisywanej tam kwestii.
Proponuję sięgnąć do polskiej literatury o maszynach w "chemii". Na pewno będzie więcej i chyba nie gorszych.
I to, że:
"Wał zamierzam ułożyskować jednym łożyskiem tocznym w górnej części, zaraz za sprzęgłem."
Można i tak, ale dobór łożyska należy poprzedzić staranną analizą obciążenia łożyska zarówno od strony napędu jak i urządzenia mieszającego. Nie zaniedbując problemu trwałości.

Jeżeli jest zginanie to najpewniej jest siła poprzeczna która to zginanie powoduję lub moment skupiony przyłożony do mieszadła. W jednym i drugim przypadku interesować będzie konstruktora jego wartość w przekrojach podpór. Wtedy wał trzeba potraktować jak pionową belkę obciążoną siłami poziomymi i pionowymi.
Jeżeli zadanie jest ćwiczeniem akademickim, to należy wykazać, że z racji niskich obrotów wału i tłumiącego wpływu mieszanej mazi ewentualne drgania układu: wał-mieszadło-napęd będą mieć częstość naturalną dostatecznie odległą od wymuszanej.
To tyle dla podtrzymania ducha na wstępie do projektowania.

[Orion94]

Czy taki rozkład sił ma sens ? Czy na górze nie powinienem dać utwierdzenia (sprzęgło) ?

[kruszewski]

Jak Kolega rozumie "utwierdzenie". Ono ma jednoznaczne znaczenie zarówno w PKM jak i wytrzymałości materiałów (mechanice).

[Orion94]

Mój błąd, nie będzie utwierdzenia. Czy przyjęty model obciążenia ma sens dla mieszadła ?

[kruszewski]

Zabrakło istotnego obciążenia momentem skręcającym, i podparcia wału drugim łożyskiem.
Proszę sobie wyobrazić obciążenie jednego łożyska i "dyndanie" wału z mieszadłem.

[Orion94]

Chodzi o drugie łożysko na dole ? Moment skręcający ciągły, na całej długości wału ? Czy nie wystarczą łożyska reduktora (wał wyjściowy z reduktora wychodzi pionowo w dół)?

Napęd: silnik- przekładnia pasowa z pasem płaskim (taki rodzaj mi przydzielono)- reduktor- sprzęgło-wał roboczy mieszadła.

[kruszewski]

Zapytam więc:
czy konstruktor reduktora (przekładni) przewidział takie obciążenie łożysk jego wału biernego? Jest taka pewność?
Proszę przypomnieć sobie, albo zaglądnąć do podręcznika w procedury konstruowania takich.

[Orion94]

Czy tak jest lepiej ?

[kruszewski]

lepiej, ale gdzie moment skręcający i siła podłużna? Ważne są też ich miejsca wprowadzenia.