Визначимо номінальну довговічність підшипника:
,де С – динамічна вантажопідйомність; Р – еквівалентне розрахункове навантаження на підшипник; р – показник степеня, для даного типу підшипників р = 10/3.
Еквівалентне розрахункове навантаження на підшипник:
Р = (ХVFr + YFa)КбКТ ,
де Fr – радіальне навантаження на підшипник; Fa - осьове навантаженя на підшипник; Х - коефіцієнт радіального навантаження; V - коефіцієнт обертання (при обертанні внутрішнього кільця підшипника відносно напряму навантаження V = 1); Y – коефіцієнт осьового навантаження; Кб – коефіцієнт безпеки, вибираємо за таблицею 6.3 (Киркач 2 частина) Кб = 2,5;
КТ - температурний коефіцієнт вибираємо за таблицею 6.4, КТ = 1,2.
В даному випадку: Fa = m g, Fr = RB = 523 H.
де m – маса вала; g – прискорення вільного падіння.
Fa = 84 9,8 = 823,2 Н
Оскільки
> e, 1,574 > 0,3, то з таблиці 6.2 вибираємо значення коефіцієнтів Xі Y; X = 0,45 і Y = 0,4ctg = 0,4ctg120 = 1,882.Еквівалентне розрахункове навантаження на підшипник:
Р = (0,451523 + 1,882823,2) 2,581,2 = 5,354103 Н
Номінальна довговічність підшипника:
.Розрахункова довговічність підшипника:
.Отже підшипник 7313 можна використовувати, оскільки він має більшу довговічність ніж задана.
2. Вибір та перевірочний розрахунок підшипника ковзання.
Візьмемо такі дані для розрахунку: діаметр цапфи вала d = 65 мм; радіальне навантаження на підшипник F = RC = 1532 H; кутова швидкість вала = 7,5 1/с
1) Вибір матеріалу для вкладиша підшипника. Виходячи з рекомендації l/d = 0,5 …1, вибираємо довжину вкладиша підшипника l = d = 65 мм.
Швидкість ковзання в підшипнику:
vs = 0,5d= 0,5 7,56510-3 = 0,24 м/с.
Тиск у контакті цапфи вала та вкладиша:
р = F/(ld) = 1532/(6510-36510-3) = 0,363 МПа.
Параметр, що характеризує нагрівання підшипника:
рvs = 0,3630,24 = 0,087 МПам/с.
За даними таблиці 33.1 (Павлище), для вкладиша підшипника вибираємо матеріал – антифрикційний чавун АСЧ-1, для якого вибрані значення р і р×vs менші від допустимих, що забезпечує стійкість проти спрацьовування вкладиша у періоди порушення режиму рідинного тертя.
2) Розрахунок та підбір параметрів підшипника для забезпечення режиму рідинного тертя. Відносний зазор у підшипнику = 2/d = 0,001 (при р < 10 МПа і vs< 5 м/с).
Реальний зазор:
= 0,5d = 0,50,00165 = 0,0325 мм.
Для змащування підшипника передбачається мастило – індустріальне И-40 (таблиця 33.2 Павлище), для якого при температурі 60 0С динамічна вязкість = 0,02310-6 Нс/мм2.
За формулою 33.7 (Павлище) коефіцієнт навантаження підшипника:
Ф = р2/() = 0,3630,0012/0,02310-67,5 = 2.
За графіком на рис. 33.4 визначаємо відносний ексцентриситет: якщо l/d = 1 і Ф = 2 то = 0,69.
За формулою (33.6) розрахункова товщина шару мастила:
h = (1 - ) = 0,0325(1 – 0,69) = 0,0101 мм.
Критична товщина шару мастила при параметрах шорсткості поверхонь цапфи вала Rz2 = 1,6 мкм і поверхні вкладиша Rz2 = 2 мкм:
hкр = 1,5( Rz2 - Rz2) = 1,5(1,6 + 2) = 5,4 мкм = 0,0054 мм.
Коефіцієнт запасу надійності роботи підшипника за товщиною мастильного шару:
sh = h/hкр = 0,0101/0,0054 = 1,9 > [s]h = 1,5.
Надійність роботи підшипника достатня.
Для спряження цапфи фала та вкладиша підшипника можна вибрати стандартну посадку Н7/f7, для якої маємо: отвір вкладиша
; діаметр цапфи 
. При такій посадці мінімальний радіальний зазор min = 0,015 мм, максимальний зазор max = 0,045 мм; вибране у розрахунках = 0,0325 мм входить в необхідні межі.Розрахунок елементів апарату
1. Визначення товщини стінок циліндричної частина апарата.
а) Розрахунок циліндричної оболонки гріючої камери.
Розрахункові залежності, які представлені нижче можна використовувати якщо виконуються співвідношення: 
при D
, 
при D
,
де - D – внутрішній діаметр оболонки.
Визначимо яким тиском навантажена стінка апарата:
Р = Рп – Ра = 0,6 – 0,1 = 0,5 МПа.
Стінка навантажена внутрішнім тиском – Рп = 0,6 МПа. Робочий тиск візьмемо Рр=0,6МПа
Визначення товщини стінки циліндричної оболонки, яка навантажена внутрішнім надлишковим тиском:
, де р – розрахунковий внутрішній надлишковий тиск (Мпа) р = 0,5 МПа;
р– коефіцієнт міцності зварного шва (табл.6) р = 0,8;
-допустиме напруження (МПа) для матеріалу з якого виготовляется оболонка (табл. 2.2), при р = 0,6 МПа, температура стінки дорівнює 1580 С, вибираємо сталь 15ХМ, для якої = 152 МПа;D - внутрішній діаметр оболонки D = 2000 мм.
Перевірку робимо за умовою, що
,де допустимій тиск визначається згідно залежності:
, де S - стандартна товщина листа прийнята для виготовлення елемента апарата.
Приймемо товщину стінки S = 8 мм.
Допустимій тиск визначається згідно залежності:
Перевірка:
; 0,61 > 0,6.б) Розрахунок циліндричної оболонки, яка розташована між гріючою камерою і кришкою.
Визначимо робочий тиск:
Рр = Рап – Ратм = 0,04 – 0,1 = - 0,06 МПа.
Як видно необхідно визначати товщину стінки яка навантажена зовнішнім надлишковим тиском. Приймемо Рр = 0,1 МПа.
Товщина стінки в цьому випадку приймається більшою з двох значень:
, де р – розрахунковий тиск Рр = 0,1 МПа;
-допустиме напруження для матеріалу з якого виготовляется оболонка, при р = 0,1 МПа, температура стінки дорівнює 1000 С (температура стінки, за таблицею 4 (Лунин)), вибираємо сталь 15ХМ (за таблицею 5.3 (Лунин)), для якої = 153 МПа; D - внутрішній діаметр оболонки, D = 2000 мм; коефіцієнт 
слід визначати за номограмою.
,де Е – коефіцієнт повздовжньої пружності; ny – коефіцієнт запасу стійкості
.де l – довжина циліндричної оболонки.
При визначених К1 і К3, К2 = 0,22.
Товщина стінки:
Перевірку робимо за умовою, що
, де допустимій зовнішній тиск визначається згідно залежності:
, де допустимий тиск з умов міцності визначається згідно залежності:
, а допустимий тиск з умови стійкості в межах пружності визначаємо за формулою:
Коефіцієнт B1 приймається мінімальним із двох значень:
Допустимий тиск з умови стійкості в межах пружності:
Перевірка:
; 
.2. Визначення товщини стінки циліндричної оболонки, в якій безпосередньо відбувається перемішування сировини.
Визначимо робочий тиск:
Рр = Рап – Рп = 0,04 – 0,6 = - 0,56 МПа.
Як видно необхідно визначати товщину стінки яка навантажена зовнішнім надлишковим тиском. Приймемо Рр = 0,6 МПа.
Товщина стінки в цьому випадку приймається більшою з двох значень:
, де р – розрахунковий тиск Рр = 0,6 МПа;
-допустиме напруження для матеріалу з якого виготовляется оболонка, при р = 0,6 МПа, температура стінки дорівнює 1580 С, вибираємо сталь 15ХМ, для якої = 152 МПа; D - внутрішній діаметр оболонки, D = 500 мм; коефіцієнт слід визначати за номограмою.
,де Е – коефіцієнт повздовжньої пружності; ny – коефіцієнт запасу стійкості
.де l – довжина циліндричної оболонки.
При визначених К1 і К3, К2 = 1,1.
Товщина стінки:
Перевірку робимо за умовою, що
, де допустимій зовнішній тиск визначається згідно залежності: , де допустимий тиск з умов міцності визначається згідно залежності:
, а допустимий тиск з умови стійкості в межах пружності визначаємо за формулою:
Коефіцієнт B1 приймається мінімальним із двох значень:
Допустимий тиск з умови стійкості в межах пружності:
Перевірка:
; 
.3. Розрахунок параметрів еліптичного днища.
Представлені нижче розрахункові формули дають вірні результати, якщо виконуються умови:
- для еліптичних оболонок
та 
. hy = 0,25 Dв = 0,252000 = 500 мм;
Визначимо яким тиском навантажене днище:
Р = Рап – Ратм = 0,04 – 0,101 = -0,061,
оскільки вийшло відємне значення, то днище навантажене зовнішнім тиском – атмосферним (Ратм = 0,101 МПа). Робочий тиск Рр = 0,061 МПа, але для більшої надійності візьмемо Рр = 0,1 МПа
Температура стінки, за таблицею 4 (Лунин).
Вибираємо допустиме напруження
(МПа), і марку сталі за таблицею 5.3 (Лунин). Беремо марку сталі 15XM, для якої допустиме напруження при температурі 100 0 С
= 153 МПа. Товщину стінки в цьому випадку визначаємо як суму:
, де С - додаток до розрахункового значення товщини:
С = С1 + С2 + С3 ,
де С1- додаток на корозію, С2 - додаток на ерозію, С3 –додаток якій враховує зменшення товщини листа матеріалу з якого виготовляєтся елемент апарата, внаслідок різних деформацій;
розрахункова товщина стінки рівняється:
, де R - радіус кривини у вершині днища в загальному вигляді визначається як:
, R = D = 2000 мм для еліптичних днищ із висотою H = 0.25D;
ny - коефіцієнти запасу стійкості при розрахунках апаратів на стійкість з врахуванням нижніх критичних напружень у межах пружності слід приймати :
2,4 – для робочих умов; 1,8 – для умов випробування та монтажу;
Е - розрахункове значення модуля повздовжньої пружності берем з таблиці
Тип сталі | Модуль повздовжньої пружності 10-5Е МПа при температурі 0С | |||||||||||||
| 20 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 | 350 | 400 | 450 | 500 | 550 | 600 | 650 | 700 | |
| Теплостійкі та корозійностійкі хромисті сталі | 2,15 | 2,15 | 2,05 | 1,96 | 1,95 | 1,9 | 1,84 | 1,78 | 1,71 | 1,63 | 1,54 | 1,4 | - | - |
1 2 3 4 5 6