Оборудование, входящее в состав сушильной установки

• Название: Оборудование, входящее в состав сушильной установки
• Дата: 08.03.2020
• Размер: 315.32 Kb.
• Имя файла: ispravleno_20_01_20.docx
• Тип: Реферат; #111206
• страница: 12 из 13

3.3 Механические расчеты
Механические расчеты барабана включают определение толщины стенки барабана, обеспечивающей прочность и жесткость конструкции, расчет на прочность бандажей, а также опорных и упорных роликов.

Толщина стенки барабана предварительно определяется по нормалям или в зависимости от диаметра барабана D по эмпирической формуле:
δ=(0.07-0.01)D
δ=(0,07-0,01)/2,2=0,132

и затем проверяется на прочность по допускаемому напряжению на изгиб как балка кольцевого сечения. В простейшей расчетной схеме барабан можно представить как балку длиной L, свободно лежащую на двух опорах и нагруженную равномерно распределенной нагрузкой q от веса барабана и загружаемого материала G_м, т. е. q = (G + G_м)/L.
G_м=0,785D²Lβ_ρнg=0,785∙2,22∙14∙0,121500∙9,81=0,09MH
При расстоянии между опорами l₀ = 0,585L=8,19 в наиболее опасном сечении балки посередине между опорами обеспечивается минимальный изгибающий момент:
М=-
М=-=0,159MH∙м

Барабану передается также крутящий момент от привода, необходимый главным образом для поднятия центра тяжести материала на определенную высоту. Крутящий момент можно определить из уравнения:
М_кр = (N/2πn)10^-3
М_кр=(14,7/0,523124)10-3=0,028МН∙м

где N мощность привода, кВт; n частота вращения барабана, об/с.

Условие прочности барабана имеет вид:
σ_и=М_р/W≤σ_и.д=2,52
Расчетный (приведенный) момент М_р (в МН∙м) определяют по формуле
М_р=0,35М + 0,65
М_р=0,35∙0,125+0,65√0,1252+0,0242=0,126

Момент сопротивления кольцевого сечения барабана W= 0,785D²δ м³

W=0,785∙2,22∙0,132=0,5

Допускаемое напряжение σ_и.д рекомендуется принимать (с учетом возможных температурных напряжений, неточностей монтажа и т. п.) Для барабанов без футеровки (сушилки, кристаллизаторы) в пределах 5 - 10 МН/м², для барабанов с футеровкой (печи) - до 20 МН/м².

После проверки на прочность барабан проверяют на прогиб. Для нормальной работы допускается прогиб f не более 1/3 мм на 1 м длины, т. е. f<0,0003l0:f<0,002457м прогиб от равномерно распределенной нагрузки определяют по формуле
f=5ql⁴₀/384EI
f==0,0229∙104м

где Е модуль упругости материала барабана, МН/м²; I — oсeвой момент инерции кольцевого сечения барабана (в м⁴), который находят по формуле

I=δ = (D-δ)3 δ=(2,2-0,132)³0,132=0.459м⁴
Бандажи служат для передачи давления отвеса барабана и загруженного в него материала на опорные ролики. Бандажи представляют собой кольца прямоугольного или коробчатого сечения. Для барабанов большого диаметра (D> 1 м) чаще всего применяют свободное крепление бандажей, которые надеваются на чугунные или стальные башмаки. Башмаки повернуты упорными головками разные стороны для предупреждения аксиального смещения бандажа. Предварительно по нормалям выбирают ширину и диаметр бандажей и опорных роликов, а затем выполняют проверку их на прочность. Ширину бандажей можно также приближенно определить по формуле
b_δ = R/q_к=0,14/1=0,14
где qк = (1,0—2,4) МН/м — допускаемая по опыту эксплуатации нагрузка, приходящаяся на единицу длины площадки касания ролика и бандажа;

R — реакция опорного ролика, МН.

Величину R определяем по формуле
R===0,14
где α— угол наклона барабана (2° - 4°); φ — угол между опорными роликами (φ = 60°); z — число бандажей.

Ширина опорного ролика b_o.р должна быть больше ширины бандажа на 30 мм. Диаметр опорных роликов принимают в 3 — 4 раза меньше наружного диаметра бандажа. Условие контактной прочности на месте соприкосновения ролика и бандажа записывается в виде
σ_с=0,0418√≤ σc.д
где Е — модуль упругости материала ролика и бандажа, МН/м²;σ_с.д — допускаемое напряжение материала ролика и бандажа на смятие (для стального литья σ_с.д = 300 - 500 МН/м², для чугуна σ_{с д} = 350 МН/м²);

rσ и ro.p наружный радиус соответственно бандажа и опорного ролика, м.

Ширину упорных роликов b_у воспринимающих осевую силу
Т = (G + Gм) sin α
также выбирают из условия прочности на смятие. Для конического ролика, находящегося в контакте с плоским бандажом, это условие имеет вид: σ_с=0,0418√≤ σ_c.д
где γ — угол конусности упорного ролика (обычно γ = 17°).

После проверки контактной прочности роликов и бандажа выполняют проверку прочности бандажа на изгиб. Рассматривая участок бандажа между двумя башмаками как кривой брус, можно записать условие прочности бандажа на изгиб в виде
σ_и=М_б/W_б≤ σ_и.д
где М_б — максимальный изгибающий момент в месте контакта опорного ролика и бандажа, МН.м; W_б — момент сопротивления сечения бандажа, м³.

Изгибающий момент можно определить по формуле
Мб = Rl/4
где l = πD_б/m — расстояние между соседними башмаками, м; m — общее число башмаков.

Момент сопротивления бандажа прямоугольного сечения определяют по формуле
W_б = b_бh_б²/6
где b_б и h_б — соответственно ширина и высота бандажа, м.