Аппарат с мешалкой. Цель и задачи проекта. Эскизный проект

• Название: Цель и задачи проекта. Эскизный проект
• Анкор: Аппарат с мешалкой
• Дата: 20.11.2022
• Размер: 1.23 Mb.
• Имя файла: bibliofond_551172.rtf
• Тип: Реферат; #800020
• страница: 4 из 4

Рисунок 10 - Схема к расчету сальникового уплотнения: 1 - вал, 2 - втулка нажимная, 3 - набивка, 4 - корпус, 5 - шпилька
Усилие затяга шпилек нажимной втулки определяется по формуле
F_з=(π/4z)(d_k²-d²)p_c(103)
где z число шпилек (z=8).
F_з=(3,14/4*8)(1202-952)*4,37=2305 Н
Шпильки проверяются на прочность по условию
σ=1,3F_з/А_б ≤ [σ]_ш(104)
где σ - расчетное напряжение, Па; 1,3 - коэффициент, учитывающий напряжение кручения, возникающие при затяжке шпилек в процессе эксплуатации уплотнения; А_б - расчетная площадь сечения шпильки (А_б=76*10^-6 м²), м²; [σ]_ш=σ* - допускаемое напряжение для материала шпильки из стали 40 при температуре среды, Па.
σ=1,3*2305/(76*10^-6)=39,4*10⁶ Па=39,4 МПа < [σ]_ш=130 МПа
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Экономичность изготовления и надежности в работе аппарата с мешалкой в значительной мере зависят от правильного выбора материалов. Экономичность определяется затратами средств на проектирование, изготовление, монтаж, эксплуатацию и утилизацию оборудования после истечения его срока службы. Надежность - это свойство изделия выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение заданного срока службы (в химической промышленности 10-15 лет).

Для изготовления аппарата, предназначенного для нефтепродуктов с температурой среды 100⁰С, с корпусом 10 (Тип ВЭЭ - вертикальный цельносварной с двумя эллиптическими днищами) подходят качественные углеродистые стали по ГОСТ 1050-88 - 20, 20К, 40 - с повышением содержания углерода прочность стали увеличивается, а пластичность снижается.

Рабочее, расчетное, пробное и условное давление относятся к параметрам, которые подлежат предварительному определению. Данные параметры устанавливаются в соответствии с правилами Госгортехнадзора ПБ 10-115-96 и ГОСТ 14249-89.

Рабочее давление: р_раб = р_и.= 0,9 МПа

Гидростатическое давление: р_г=0,03 МПа

Расчетное внутреннее давление: р_р.в =0,9МПа

Расчетное наружное давление: р_р.н =0,05МПа

Пробное давление: р_пр=1,16МПа

Условное давление: р_у =1МПа

Аппарат, имеет 2-ой привод 3-его исполнения - номинальная мощность электродвигателя N_н=5,5 кВт.

Элементы аппарата, находящиеся в контакте с рабочей средой, из-за коррозии с течением времени уменьшаются по толщине. Прибавка для компенсации коррозии с=1мм.

Исполнительная толщина стенок оболочек S=14 мм (для всего корпуса).

Важными техническими характеристиками аппарата являются допускаемые (предельные) внутреннее и наружное давления, которые определяют возможные технологические резервы. Допускаемое внутреннее давление р_д.в=0,93 МПа, допускаемое наружное давление р_д.н=0,42 МПа.

На основании ГОСТ 24755-89 расчет укрепления отверстий в оболочках корпуса проводится по геометрическому критерию. Для обеспечения прочности оболочки вблизи отверстия площадь продольного сечения в виде прямоугольника А (рис.2) должна быть компенсирована суммой площадей А₀, А₁ ,А₃, образованных дополнительной толщиной основной оболочки и стенки штуцера (рис.2а). Условие укрепления отверстия за счет стенки люка и оболочки выполняется А≤А₀+А₁+А_3.

Герметичность фланцевого соединения обеспечивается правильным подбором материала прокладки и учетом действующих усилий. Элементы фланцевого соединения (болты и прокладки) проверяются на прочность.

Податливость болтов соединения λ_б=5,5*10^-11 м/н

Податливость прокладки λ_п=4,4*10^-11 м/н

Запас герметичности, проверка прочности болтов в условиях монтажа и в рабочих условиях и проверка прочности материала прокладки выполняются.

Допускаемая нагрузка на опору и грузоподъемность цапфы, проверка прочности бетона фундамента на сжатие и устойчивость ребер (косынок) опор-стоек выполнены.

Максимальный вес аппарата G_max=403994 Н

Рабочий объем аппарата V_р с уровнем заполнения Н_с - V_р=23,67 м³

При работе вал мешалки испытывает, главным образом, кручение.

Прочность вала обеспечивается при выполнении условия прочности на кручение τ_кр=Т_кр/W_р ≤ [τ]_кр→выполняется.

Под виброустойчивостью вала понимают его способность работать с динамическими прогибами, не превышающими допускаемых значений. Динамические прогибы вала появляются в результате действия на вал неуравновешенных центробежных сил, которые возникают от неизбежных при монтаже смещений центров тяжести вращающихся масс (мешалки, сечений вала) с оси вращения. Динамический прогиб направлен в сторону центробежной силы. Виброустойчивость жесткого вала проверяют по условию ω/ω_кр ≤ 0,7.

Предельная угловая скорость для жесткого вала ω_пр=7,4 об/мин

Усталость материала - изменение состояния материала в результате длительного действия переменной нагрузки, приводящее первоначально к появлению в детали микротрещин, далее к их прогрессирующему нарастанию, а затем к внезапному разрушению после определенного срока эксплуатации. При этом величина максимальных переменных напряжений в детали может быть существенно ниже предела текучести σ_т.

Общий коэффициент запаса прочности S должен превышать минимально допустимое значение коэффициента запаса прочности для вала мешалки [S]=2→выполняется.

Материал мешалок принимается таким же, как материал стенок корпуса аппарата, соприкасающийся с рабочей средой: допускаемые напряжения при расчетной температуре [σ]=σ*=142*10⁶ Па. Условия прочности не выполняются, подбирают более прочный коррозионно-стойкий материал, увеличивают толщину лопасти (перекладины, ребра жесткости) или 2-3 раза снижают срок службы мешалки. При назначении увеличенной толщины лопасти мешалка становится нестандартной.

Сила, вызывающая изгиб лопасти мешалки F_л=1869 Н.

Рекомендуемая высота сечения лопасти мешалки вместе с ребром жесткости h_Т=58,88*10^-3 м.

Проверка прочности мешалок в месте приварки лопастей к ступице выполняется.

Муфты, выбранные по диаметру вала при эскизной компоновке аппарата, проверяются на нагрузочную способность. Проверка выполняется (Т_ном=4кН*м).

Требуемое давление втулки на сальниковую набивку р_с=4,37 МПа

Усилие затяга шпилек нажимной втулки F_з=2305 Н

Шпильки проверяются на прочность - условие выполнено.

По результатам проектных расчетов определяются размеры типовых элементов.

ЛИТЕРАТУРА
1. Луцко А.Н., Телепнев М.Д., Барановский В.М., Борисов В.З., Яковенко В.А., Марцулевич Н.А. Прикладная механика: Пособие по проектированию. - Изд. 3-е, перераб. и доп. - СПб.: Изд-во СПбГУЭФ, 2005.

2. Расчет и конструирование машин и аппаратов химических производств: Примеры и задачи/ М.Ф. Михеев, Н.П. Третьяков, А.И. Мильченко, В.В. Зобнин/ Под ред. М.Ф. Михалева. - Л.: Машиностроение,1984.-301с.

. СТП СПбГТИ 044-99. Стандарт предприятия. Комплексная система управления качеством деятельности вуза. Виды учебных занятий. Курсовой проект (работа). Семестровая работа. Общие требования.