Реферат: Вертикальный аппарат с перемешивающим устройством
Министерствообразования и науки Украины
Восточноукраинский национальныйный университетРубежанский филиал
Кафедра ОФТМ
Пояснительная записка
к курсовому проектупо прикладной механике
«ВЕРТИКАЛЬНЫЙ АППАРАТС ПЕРЕМЕШИВАЮЩИМ УСТРОЙСТВОМ»
Выполнил студент гр. ТД-.41 .КопылецСергейРуководитель проекта
Лихачёв А.И.
г. Рубежное, 2002 г.
СОДЕРЖАНИЕ
Реферат
Задание на курсовойпроект
Ведомость курсовогопроекта
Введение
1. Выбор материала
2. Расчет толщины обечайки корпуса
3. Расчет эллиптического днища
4. Расчет рубашки
5. Расчет на прочность укрепленияотверстий
6. Расчет фланцевых соединений
7. Расчет перемешивающего устройства
8. Выбор привода перемешивающегоустройства
9. Определение веса аппарата
10. Выбор опораппарата
Список литературы
РЕФЕРАТ
Курсовойпроекта содержит два листа графической части формата А-1 и пояснительнуюзаписку в «35» листов.
Ключевые слова – обечайка, днище, крышка,мотор-редуктор, фланец, патрубок, перемешивающее устройство, штуцер,технологическое отверстие, рубашка, уплотнение, выбор материала аппарата,определены расчетные параметры, выполнены расчеты толщины стенок обечайки,днища, рубашки, произведены расчеты на прочность укрепления отверстий, выбрантип фланцевого соединения, определена мощность на перемешивание, выбран приводперемешивающего устройства, подобраны опоры аппарата.
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
«Утверждаю»
Зав. кафедрой ОФТМ
Овчаренко В.В.
«ВЕРТИКАЛЬНЫЙАППАРАТ С ПЕРЕМЕШИВАЮЩИМ УСТРОЙСТВОМ»
№ п/п Наименование исходных данных Единицы измерения Величина параметров 1.Объем аппарата v
м3
5 2.Внутренний диаметр аппарата Д
мм 1800 3.Высота аппарата Н
мм 2230 4.Внутреннее избыточное давление Р
[мПа] 1.5 5.Наружное избыточное давление РН
мПа 1.0 6. Рабочая температураоС
20 7.Среда – HNO3 (100%) r
кг/м3
1510 8.Срок службы t
лет 15 9. Тип перемешивающего устройства – листовая мешалка ВЕДОМОСТЬ КУРСОВОГО ПРОЕКТА№ опр Формат Обозначение Наименование К-во № экз. Примечание 1.А1
Аппарат вертикальный 1 1 2.А1
Узлы аппарата 1 1 3.А4
КППМ4.160000000П.3 Пояснительная записка 1 1ВВЕДЕНИЕ
Развитиехимической и нефтехимической промышленности требует создания новых высокоэффективных,надежных и безопасных в эксплуатации технологических аппаратов. Применениевеществ, обладающих взрывоопасными и вредными свойствами, ведениетехнологических процессов под большим избыточным давлением и при высокойтемпературе обусловливает необходимость детальной проработки вопросов,связанных с выбором средств защита для обслуживающего персонала, с прочностью инадежностью узлов и деталей аппаратов. Перед химическим машиностроениемпоставлена задача создания и выпуска высокопроизводительного оборудования.Химическое машиностроение должно внести большой вклад в развитиетопливно-энергетического комплекса нашего государства.
Основной целью данногокурсового проекта является изучение конструкций наиболее распространенныхаппаратов химических производств, что достигается выполнением расчетов напрочность деталей и узлов, округленных рассчитанных параметров до стандартныхзначений, выполнением чертежей общего вида и узлов аппарата.
1. ВЫБОРМАТЕРИАЛА
Дляизготовления сварных стальных аппаратов применяют полуфабрикаты, поставляемыеметаллургической промышленностью в виде листового, сортового и фасонногопроката, труб, специальных поковок и отливок.
Материалы должны бытьхимически и коррозионностойкими в заданной среде, обладать хорошейсвариваемостью и, соответственно, прочностными и пластичными характеристикамив рабочих условиях, допускать холодную и горячую механическую обработку.
При выборе конструкционных материалов основным критериемявляется его химическая и коррозионная стойкость в данной среде. Другимкритерием является температура аппарата. Основным материалом для химическогомашиностроения являются коррозионностойкие стали различных марок, чугун, бронзаи неметаллические материалы. С учетом агрессивности среды, температуры идавления аппарате для проектируемого аппарата выбираем высоколегированнуюсталь 08Х21Н6М2Т с допускаемым напряжением s= 233 МПа
2. РАСЧЕТ ТОЛЩИНЫ ОБЕЧАЙКИ КОРПУСА
Исходные параметры:
/>
Объем аппарата/>V=5/>
Внутренний диаметр аппаратаD=1800/>
Высота аппарата Н=2230 мм Внутреннее избыточное давление Р= 1,5 МПа Наружное избыточное давление Рн= 1,0Мпа Рабочая температура200С
Среда в аппаратеHNO3/>/>
Долговечность аппарата/>
Днище и крышка эллиптические Крышка Съемная Днище Приварное Рубашка гладкая, приварная Мешалка Листовая2.1.Для заданной среды (HNO3) (табл. 1 МУ,стр.27) принимаем:
плотность ρ=1510кг/м3
коэффициентдинамической вязкости μ=0.8 н.с/м2
Для корпусааппарата выбираем высоколегированную сталь марки 08Х21Н6М2Т. Эта сталь поспособу выплавки спокойная, легко сваривается всеми видами сварки.
Для рубашки,в которой будет циркулировать горячая вода или водяной пар, принимаем потаблице № 1(МУ, стр.27) углеродистую конструкционную сталь 20К. Скоростькоррозии принимаем П=0,05 мм/год для рубашки и П=0,1мм/год длякорпуса, поскольку температура больше 200С.
2.2. Допускаемыенапряжения и модуль упругости:
а) для стали08Х21Н6М2Т по таблице № 2 (МУ, стр.28) –
200С/>=233МПа Е=2,0 × 10-5 МПа
/>/>
б) для стали20К находим:
при 200С/>20 = 147 МПа Е20=1,99×105 МПа
2.2.1. Высота корпуса аппаратапри снятой крышке
/>, где
/>– высота элептической частикрышки,
100 мм– размер, который ориентировочно учитывает высоту цилиндрической отбортовкикрышки и толщину фланца крышки.
/>h1=2230-(0,25×1800+100)=1680мм
2.2.2. Высота жидкости ваппарате
hж=h1-(50…100)=1680-(50…100)=1630…1580 мм
Принимаем к расчету. hж=1600 мм = 1,6 М
2.2.3. Расчетное внутреннеедавление в аппарате
/>, где
Рг –гидростатическое давление –
Рг=/>× g×hж=1510×9,81×1,6=23700Па=0,024МПа/>
g= 9,81 – ускорение свободного падения;
r = 1510 – плотность среды;
hж = 1600 – высотажидкости в аппарате.
Оцениваем величинугидростатического давления
/>р% =рг/р×100=0,024/1,5 ×100=1,6%<5%
Р = 1,5 МПа– внутреннее избыточное давление в аппарате,
/>
Если />, то РГ неучитывается
2.2.3.1 Расчет обечайки корпуса
2.2.3.2 Толщина стенки обечайкипри нагружении внутренним расчетным избыточным давлением
/>, где
j = 0,9 – коэффициент сварного шва. Обечайка имеет сварной шов.
Рр= 1,5 Н/мм2 – расчетное давление (см. п.3.3.3)
Двн = 1800 мм[/>] = 233 Н/мм2– допускаемое напряжение (см. п.3.2)
/>SR=(1,5×1800)/(2×233×0.9-1,5)=6,46 мм
2.2.4.Толщина стенки обечайки при нагружении осевой растягивающей силой.
Осевая растягивающая сила
FR=(p×r2×rr)/4=(3.14×18002×1,5)/4=3,82 ×106H
Толщина стенки
SR=FR/(p×r×/>×j)=(3,82 ×106)/(3.14×1800×233×0.9)=3,22 мм
2.2.5. Толщинастенки обечайки, нагруженной наружным давлением. Для корпуса нагруженнымдавлением является давление в рубашке
PH=1,0МПа=1,0 н/мм2
2.2.6. Расчетнаядлина (высота) обечайки
/>
/>,где
/> — принимается конструктивнодля удобного выполнения сварки рубашки и корпуса;
/>
l=1680-150-(2/3)×0.25×1800=1230 мм
2.2.7 Толщина стенки обечайки
/>
Коэффициент/>, где
/>= 2,4 – коэффициент запасаустойчивости при рабочих условиях.
К1=(2,4×1,0)/(2,4×10-6×2×105) = 5
E=2×105 н/мм 2– модульпредельной упругости для стали 08Х21Н6М2Т (см. п.2.2.)
КоэффициентК3=l/D=1230/1800=0,68
КоэффициентК2 определяем по таблице 6 (МУ, стр.30) в зависимости от К1и
K2<sub/>=0.7
Толщинастенки
/>
ПринимаемSR<sub/>max =12,6 мм
2.2.8 Изтрех условий (п.2.4.1, п.2.4.2, п.2.4.3) получены три значения толщины стенкиобечайки корпуса: 6,46;4,25;12,6мм из тех SR=12,6 мм
2.2.8.1Прибавки к толщине стенки обечайки
/>, где
С1– прибавка для компенсации коррозии и эрозии –
С1=Ск + Сэ
Сэ– прибавка для компенсации эрозии. Сэ = 0, т.к. скоростьдвижения среды в аппарате менее 20 м/с и отсутствует абразивные частицы.
/> мм, где
t = 5 лет долговечность,
П = 0,1 мм/год– скорость коррозии для стали 08Х21Н6М2Т
Таким образомС2– прибавка для компенсации минусового допуска. Минусовой допуск выбираем потаблице 3. Для толщины от 8 до 20 мм С2 = 0,8 мм.
С3– прибавка технологическая; учитывает утонение места при вальцовке; для толщиныот 4 до 30 мм принимаем значение равным 0,3 мм: С3 = 0,3 мм.
С=1,5+0,8+0,3= 2,6 мм
Примечание:обечайка корпуса в наружной стороны омывается водой и паром, но при температуре20…1000С вода (пар) не вызывают коррозии легированных сталей,поэтому принимаем Пнар = 0 мм/год.
2.2.8.2.Толщина стенки обечайки с учетом прибавок
/> мм
2.2.8.3Исполнительная толщина стенки обечайки корпуса, принятая по стандарту (табл. 3)
S= 16 мм
2.2.8.4.Проверочные расчеты для обечайки корпуса
2.2.9.Допускаемое внутреннее избыточное давление при S=16 мм,С = 2,6 мм
/> Н/мм2
условие прочности />
3,099> 1,5 Н/мм2 – условие прочности выполняется
2.3.1.Допускаемая осевая растягивающая сила
/>
[Fp] > Fp – условие прочности соблюдается.
2.3.2.Допускаемое наружное избыточное давление
/>, где
/> – допускаемое давление из условий прочности
/> Н/мм2
/> – допустимое давление изусловий устойчивости в пределах упругости
/>, где
ny = 2,4 – коэффициент запаса устойчивости при рабочихусловиях
/>
а) В1= 1,0
б) />
ПринимаемВ1 = 1,0
/> Н/мм2
/> Н/мм2
1,13Н/мм2 > 1,0 Н/мм2
/>> Pn, т.е. условие прочности выполняется.
2.3.3.Проверка обечайки корпуса при нагружении осевой сжимающей силой
/>Осевая сжимающая сила/> Н
Допускаемаяосевая сжимающая сила
/>, где
/> – допускаемая осеваясжимающая сила из условий прочности
/> Н
/> – допускаемаяосевая сжимающая сила из условий местной устойчивости в пределах упругости.
Присоотношении /> величину /> можно рассчитать по формуле
/>
/> Н
/>
/> – условие прочностивыполняется.
2.3.4.Проверка на устойчивость обечайки корпуса при совместном действии наружногодавления и сжимающей силы.
/> />
Условиеустойчивости выполняется.
Таккак проверочный расчет по всем нагрузкам удовлетворяет условиям прочности,окончательно принимаем исполнительную толщину стенки обечайки корпуса S= 16 мм.
3. РАСЧЕТ ЭЛЛИПТИЧЕСКОГО ДНИЩА
Согласнозаданию в аппарате предусмотренные эллиптические днища (нижнее днище и верхнееперевернутое днище – крышка).
Дляднища корпуса аппарата принята сталь 08Х21Н6М2Т (см. п.2.2)
/>
3.1. Толщинастенки днища, нагруженного внутренним расчетным избыточным давлением
/>
/> мм
R– радиус кривизны в вершине днища,
для эллиптического днища R = D= 1800 мм
j = 1 – принимаем днище не сварное, а цельное, штампованное.
3.2. Толщинастенки днища, нагруженного наружным давлением
/>
/>, где
Кэ– коэффициент приведения радиуса кривизны эллиптического днища. Предварительнопринимаем Кэ = 0,9.
а) /> мм
б) /> мм
Издвух значений 10,99мм и 3,86мм принимаем большее – S1R = 10,99 мм
Изполученных значений толщины 5,8мм и 10,99мм принимаем
S1R = 10,99мм
3.3.Прибавка для днища
/>
/> мм
/>
Сэпринимаем Сэ = 0
С2– минусовый радиус на толщину
С2= 0,8 мм
С3= 0,3 мм (п.2.4.5)
/> мм
3.4. Сучетом прибавок
/> мм
Исполнительнаятолщина стенки, принятая по стандарту S= 16 мм.
3.5. Дляэллиптических днищ, если длина цилиндрической отбортованной части /> больше параметра />, т.е. />, то толщина стенки днища S1 должна быть не меньшетолщины стенки обечайки, т.е. />.Определяем параметр />= 124,24>50мм,
Определяемh = 50 мм при толщине S= 16 мм и диаметре Д = 1800мм по таблице 16.5 (стр.449).
Принимаем S1 < S
S1 = 16 мм
3.6.Проверочные расчеты для днища корпуса.
3.6.1.Допускаемое наружное давление на днище
/>
Допускаемоенаружное давление из условия прочности
/> Н/мм2
Допускаемое наружное давление из условияустойчивости в пределах упругости
/>
Уточняемкоэффициент радиуса кривизны Кэ
/>
/> п.3.3.1
/>
/>
/> Н/мм2
/> Н/мм2
. />условие прочностивыполняется
Принимаем к расчету толщину стенки днища S1R = 16 мм.
3.6.2.Допускаемое внутреннее избыточное давление
/>н/мм2
/> – условие прочностивыполняется
Массаэллиптического днища при Д = 1800 мм, S1 = 16 мм – mg= 486 кг (табл.16.1, стр.441)
4. РАСЧЕТ РУБАШКИ
Рубашкагладкая приварная (неотъемная). Для рубашки выбрана (см. п.3.1, 3.2)качественная углеродистая конструкционная сталь 20К.
/> Мпа(п.3.1)
/> Н/мм2 (п.3.2)
4.1.Выбираем диаметр рубашки (табл.4) При диаметре аппарата 1800 мм находим Друбашки= 1900 мм;
а– зазор между днищем корпуса и рубашкой:
а= 30 мм
/>4.2. Высота рубашки с учетом днища
/>
/> =1680 мм (п.3.3.1)
/>=150 мм (п.3.4.3.1)
/> м
4.3. Расчетобечайки рубашки.
4.3.1.Рубашка нагружена внутренним давлением, которое равно наружному давлению длякорпуса аппарата:
/> МПа
4.3.2.Расчетное давление в рубашке
/>, где
РГ– гидростатическое давление в нижней части рубашки.
Нагреваппарата производится горячей водой и паром
/>МПа, где
/> = 1000 кг/м3– плотность воды,
hp – высота рубашки (см. п.3.6.2)
Оцениваемвеличину гидростатического давления
/>
Если />, то РГ неучитывается. У нас Р% = 1.53%, поэтому
/>.
4.3.3.Толщина стенки обечайки рубашки от внутреннего расчетного давления
/> мм.
/> Н/мм2
/> – коэффициент сварногошва.
4.3.4.Осевая растягивающая сила для рубашки
/> Н
4.3.5.Толщина стенки обечайки рубашки от осевой растягивающей силы
/> мм
Из значений принимаем большее – 7.2 мм.
4.3.6.Прибавка к толщине стенки рубашки (см. п.3.4.5)
/>,где
/> мм
Пруб= 0,1 мм/год (Принимаем по табл. 1 при 200С).
С2 = 0,8 мм для толщины 8 мм. иболееС3= 0,3 мм.
Сруб= 1.5+ 0,8 + 0,3 = 2.6 мм
4.3.7.Толщина стенки обечайки рубашки с учетом прибавок
/> мм
4.3.8.Исполнительная толщина стенки обечайки корпуса, принятая по стандарту (табл. 3)
Sруб = 10 мм
4.4.Проверочные расчеты для обечайки корпуса
4.4.1.Допускаемое давление в рубашке
/> МПа
/>,т.е. /> – условие прочности выполняется
4.4.2.Допускаемая осевая растягивающая сила
/>
[Fp]руб > Fруб – условие прочности соблюдается.
4.5. Расчетднища рубашки. Поскольку корпус аппарата имеет эллиптическое днище, то и длярубашки тоже принимаем эллиптическое днище с диаметром Друб =1900 мм.
4.5.1. Толщина стенки днища рубашки при нагружениивнутренним давлением
/> мм
/> R – радиус кривизны в вершинеднища,
для эллиптических днищ R = Друб =1900 мм
j= 1 – коэффициент сварного шва; принимаем днище не сваренное из отдельныхчастей, а изготовленное из цельной заготовки.
4.5.2. Толщина стенки днища рубашки с учетом прибавок
/> мм
4.5.3. Исполнительную толщину днища рубашки принимаемсогласно с табл.16.1 равной 10 мм.
При диаметре Д = 1900 мм и S1руб = 10 мм находим по таблице 16.2(стр.443) длину отбортованной части /> мм.
4.5.4. Допускаемое внутреннее давление на днище рубашки
/> МПа
/>МПа
/> –условие прочности соблюдается.
5. РАСЧЕТ НАПРОЧНОСТЬ УКРЕПЛЕНИЯ ОТВЕРСТИЙ
5.1. На крышке аппарата предусматриваем люк и штуцеры:давильной трубы, два штуцера для технологических линий, для гильзы термометра,уровнемера, КИП.
Для люка и патрубков штуцеров принимается сталь08Х18Н10Т, как и для всего корпуса аппарата.
Определяем (табл.5) размеры патрубков штуцерови люка.
Диаметр аппарата Д = 1800 мм >1600 мм, поэтому принимаем смотровой
люк dy= 400 мм :
толщина стенки S= 10 мм,
наружный диаметр люка dн = 420 мм,
внутренний диаметр dв = 400 мм.
Выбираем (табл.7) размеры труб(ВМСт3сп) для патрубков штуцеров:
— патрубок технологического штуцера
dy= 100 мм, dн = 108 мм, S = 7 мм, dв= 94 мм
— патрубка штуцера гильзы термометра
dy= 50 мм, dн = 56 мм, S = 3 мм, dв= 50 мм
Примечание:
1. На рубашке предусмотрены штуцераввода и вывода теплоносителя из стали 20К (как и материал рубашки)
dy= 50 мм, dн = 56 мм, S = 3 мм, dв= 50 мм
2. В нижней части днища предусмотренсливной штуцер из стали 10Х17Н13М2Т
dy= 100 мм, dн = 108 мм, S = 7 мм, dв= 94 мм
Если давильная труба в конструкцииаппарата не предусмотрена, то сливной штуцер обязателен, а при наличиидавильной трубы этот штуцер можно и не предусматривать. В соответствии свышеуказанным положением и малой величиной расстояния между мешалкой и стенкойкорпуса (50 мм) давильную трубу в аппарате проектом не предусматриваем.Проектом предусмотрено устройство сливного штуцера.
5.2. Проверяем необходимость применения специальных мерпо укреплению отверстий
5.2.1. В краевой зоне эллиптической крышки (днища)отверстия для люка и штуцеров следует расположить так, чтобы кромка отверстиянаходилась на расстоянии не менее 0,1Д от внутренней стенки крышки.
/>
Расстояние от оси отверстия до оси крышки:
а) для отверстия под люк
/> мм
Принимаем хл = 500мм
б) для отверстий штуцеров (в расчете используемштуцер давильной трубы, как имеющей наибольший диаметр)
/>
Принимаем хл = 600мм
Примечание. При близких значениях хши хл можно принять хш = хл,равное меньшему из них.
5.2.2. Расчетные диаметры.
Расчетный диаметр эллиптической крышки
а) при расчете отверстия люка
/> мм
б) при расчете отверстия штуцеров
/> мм
Примечание. Если хш= хл, то Дрш = Дрл.
Расчетный диаметр смещенных отверстийна эллиптической крышке
а) для отверстий люка
/> мм,где
/> мм– для люка,
/> мм– добавки для люка.
в) расчетный диаметр технологическогоштуцера
/> мм,где
/> мм– для технологического штуцера
/> мм (см. п.3.4.5)
Примечание.
1. Расчетный диаметр технологическогоштуцера определяется в том случае, если в конструкции аппарата не предусмотренадавильная труба.
2. Расчетные диаметры для другихотверстий можно не определять, т.к. наибольшую опасность представляют отверстияс большими диаметрами, т.е. отверстия люка, давильной трубы и технологическогоштуцера.
5.2.3. Определяем расстояние между стенками штуцеров(между кромками отверстий), при котором отверстия можно считать одиночными.
/>
/>, где
/>-расчетные диаметры крышки Дрш и Дрл,
S1 =14 мм – исполнительная толщина крышки (п.3.5.5)
Располагаем рядом два наибольших отверстия: длялюка и давильной трубы. В этом случае
/>
Примечание.
2. На чертеже расстояние междустенками люка и соседних штуцеров надо выдержать не менее 465 мм.
5.2.4. Максимальный диаметр одиночного отверстия прикотором не потребуется дополнительное укрепление отверстий при наличииизбыточной толщины стенки крышки (такова всегда имеется)
для люка />,где
Sp –расчетная толщина эллиптической крышки при расчете смотрового люка
/>мм,где Р = 1.5 МПа – заданное внутреннее давление в аппарате;
dол= 2 />/>=551,8>426,5
dол> dрл, d0> dp – дальнейший расчёт укрепленияотверстия люка не требуется
Для технологического штуцера
dот= />, где Sр – расчётная толщина крышки, при расчётетехнологического штуцера
Sp<sub/>= />мм
dот =/>мм > 160 мм
Поскольку d0>dp, то нет необходимости принимать специальныемеры и проводить дальнейшие расчёты по укреплению отверстий.
6. РАСЧЕТ ФЛАНЦЕВЫХСОЕДИНЕНИЙ
/>6.1. Принимаемфланцевое соединение у которого уплотнительная поверхность с выступ-впадиной.Фланцы плоские приваренные (несвободные) без втулки, неизолированные, т.к. этотвид уплотнения рекомендуется даже при Р < 0,6 МПа, если средаядовитая, взрывопожароопасная.
Д = 1800 мм,
Рв = 1,5 МПа,
Рн = 1,0 МПа,
S1 = 16 мм– толщина стенки обечайки,
SR = 10 мм– толщина стенки крышки.
Принимаем материал фланцев – сталь ВМСт3сп, как и длякорпуса аппарата. Для болтов – сталь 35Х. Материал прокладки – резина.
6.2. Конструктивные размеры фланцев, прокладки, болтов
6.2.1. Диаметр болтов для крепления фланцев (табл.10).
Выбираем ds= 20 мм, болт М20
6.2.2. Диаметр болтовой окружности
/>, где
u = 4…6 –нормативный зазор между обечайкой и гайкой.
Принимаем u= 6.
6.2.3. Наружный диаметр фланцев
/>, принимаемДн`= 1960, где
а – конструктивный зазор для размещения гайки(табл.10).
Принимаем а = 40
6.2.4. Наружный диаметр прокладки
/>
l –нормативный параметр (табл.10). l = 30 мм.
6.2.5. Средний диаметр прокладки
/>, где
в – ширина прокладки (табл.10).Принимаем в = 20 мм.
6.2.6. Количество болтов, необходимое для обеспечениягерметичности соединения
/>, где
/>
/>
Принимаем n = 80болта – это стандартная величина для Д = 1800 мм.
6.2.7. Высота (толщина) фланца ориентировочно
/>, где
lф– коэффициент, зависящий от давления в аппарате (табл.12)
lф= 0,52 при Р = 1,5 МПа
Sэкв– эквивалентная толщина втулки фланца.
Для конструкции без втулки фланца Sэкв = S = 16 мм
/>
Принимаем ближайшее стандартное значение h по таблице – h = 89 мм
Размер h* = h + 5 = 89 + 5 = 94 мм.
6.2.8. Расчетная длина болта />,где
lбо –расстояние между опорными поверхностями головки болта и гайки при толщинепрокладки hп = 2 мм
/>
Принимаем стандартную длину болта 170 мм
6.2.9. Диаметр Д2 = Дн.п= 1886 мм
6.2.10. Диаметр Д3 = Д2+ 4 = 1886 + 4 = 1890 мм
6.2.11. Высота h*= h + 5 = 89 + 5 = 94 мм
6.2.12. Высота выступа h1(табл.9). h1 = 16 мм
Примечание. После определения размеров фланцев расчетомможно для вычерчивания принять стандартные фланцы по табл.9, если согласуются Руи Д.
7. РАСЧЕТПЕРЕМЕШИВАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА
Расчет заключается в определении мощности,необходимой для перемешивания и проверке прочности самого перемешивающегоустройства при конструктивных разработках геометрических размеров.
7.1. Определение основных размеров мешалки
Определяем по формулам (табл.31.1, стр.708) для
листовых мешалок
/>
Принимаем к расчету dм= 1000 мм (табл.31.6)
Вм = 0,75×dм= 0,75×1000 = 750 мм
hм =(0.1…0.3) dм = 100…300 мм
Принимаем hм= 250 мм (табл.31.8, стр.712)
Принимаем dвала= 60 мм
7.2. Мощность, необходимая для перемешивания
/>, где
dм= 1000–диаметр мешалки,
n – частота вращения мешалки, об/сек
/>=/> Принимаем потаблице
n = 0.53 об/сек –1
Находим критерий Рейнольдса
/>, где
По графику (5, стр.707, табл. 31.4) определяем критериймощности КN.=4.7 Для листовых
Мощность, необходимая на перемешивание
/>
При наличии размешивающего устройства внутриаппарата мощность на перемешивание увеличивается
/>
,
т.к. высота жидкости в аппарате меньшедиаметра аппарата,
где hж< Д, значит Кн = 1
Рм = 393,1 Вт,
К1 = 1,1 –коэффициент, учитывающий наличие гильзы,
/>
/>
Мощность на валу электродвигателя – />
/>Вт, где
h — коэффициент полезного действия привода
h= 0,9 ¸ 0,95. Принимаем h = 0,92
8. ВЫБОР ПРИВОДАПЕРЕМЕШИВАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА
По таблице 32.1 [5, стр.725] предварительно выбираемвертикальный привод, тип 1.4. Далее по мощности на валу электродвигателя иугловой скорости вращения вала мешалки определяем типоразмер мотор-редуктора
Рэ=1,5 КВт, ώ = 3,3 Рад/сек
Принимаем 10 типоразмер как более мощный (табл. 32.2 [5,стр.726])
По таблице 32.7 [5, стр.728] принимаем приводвертикальный с концевой опорой вала (тип 1). Условное обозначение привода 1(типоразмер мотор-редуктора 10) с мощностью Р = 1, (КВт) и ώ = 4,2Рад/сек
Условное обозначение привода
«Привод 1-1.5-4,2 МН5855-66»
Основные размеры приводапо таблице
Обоз. привода Типоразмерd
(в мм)
H
(в мм)
H1
не менее
(в мм)
l
не менее
(в мм)
L
не более
(в мм)
m
(в кг)
P
(в Н)
1 10 40 1000 565 40 2000 180 4900Р – осевая нагрузка на вал.
Обозначения остальных параметров таблицы указаны наэскизе привода.
В комплект входят:
1. Мотор-редуктор по МН 5534-64 или каталогу завода Тамбовхиммаш.
2. />Стойка.
3. Муфта по МН 5866-66.
4. Уплотнение по МН 5866-66 – МН 5868-66.
5. Опора вала концевая по МН5864-66
МН 5855-66.
6. Вал перемешивающего устройства.
Конструкция и основные размеры опорнойчасти привода в табл. 32.16 [5, стр.733]
d=40мм Dф=330мм Dб=300мм
D=185мм d1=14 мм h=20мм
Конструкция и основные размерыконцевой опоры табл.32.19 [5, стр.735].
d=40мм d1=30мм d2=M8 H=206мм H1=90мм L=260мм L=200 h=20мм
Условное обозначение опоры сдиаметром d = 40 мм из углеродистой стали(исполнение 2) «Опора 40.1 МН 5864-66»
Конструкция и основныеразмеры муфты продольно-разъемной для вертикальных валов перемешивающихустройств даны в табл.32.25 [5, стр.734].
Диаметр вала под муфту принимаетсяменьше, чем диаметр мешалки на размер – dмуф= 35 мм.
Конструкция и основные размерысальникового уплотнения для вертикальных валов перемешивающих устройств даны втабл.32.22 [5, стр.737]. Выбирается по диаметру вала мешалки dвала меш = 40 мм.
9. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕСААППАРАТА
/>, где
«1,3» – коэффициент, учитывающий вес остальныхчастей корпуса,
«3» – коэффициент, учитывающий вес днища,крышки и днища рубашки.
«2» – коэффициент, учитывающий вес обечайки,аппарата и рубашки.
/>, где
mднища– масса днища. Определяется по табл.16.1 [5, стр.441] определённое ранние mднища = 486 кг.
а) Gднища= mgH×g = />Н
б) mобечайки= r × v, где
r– плотность металла обечайки (для стали)
/> м3,где
Н – высотаобечайки (п.3.4.3.1)
Н = l
S– толщина обечайки
/>
в) Gпривода= m ×g = 180 9,81 = 1765,8 Н
г) mжидкости= ρVап =/>кг
Gжидкости=mж*g= 7550×9,81= 74065,5(Н)
Вес всего апарата:
Gап =1.3, 3, 4767,66 + 2, 15438,7 + 1765,8+74065,5 =125302,6 H
10. ВЫБОР ОПОРАППАРАТА
Вес, который приходится на одну опору
/>, где
Кn– коэффициент неравномерности распределения нагрузки между опорами. Кn = 1,5…2. Принимаем к расчету Кn = 2.
Z – количествоопор. Принимаем к расчету Z = 4.
/>
Подбираем по табл.29.2[5, стр.673] опору близкую по нагрузке к расчетной.
Принимаем к расчету опорус Gоп = 0.25 МН.
Принимаем опору типа 1c подкладным листом толщиной 10мм
Которая рассчитана на0,025 МН
Условное обозначениеопоры:
«Опора ОВ-1-Б-6300-10ОН — 26-01-69-61»
Геометрические размерыопоры даны в таблице 29,2 (5 стр 673)
Литература:
/>- ГОСТ14249-89, Сосуды и апараты. Нормы и методы расчета на прочность ,- М:Издательство стандартов, 1989 – 79 с.
/>— Лащинский А.А, Толчинский А.Р.
Основыконструирования и расчета химической апаратуры 1970 – 750 с.
/>— СмирновГ.Г, Толчинский А Р Кондратьева Т Ф Конструирование безопасных апаратов дляхимических и нефтехимических производств Справочник-Л: Машиностроение,1983-303ст
(табл.1 – 5) –Методические укзания к выполнению курсового проекта по курсу ¢¢прикладная механика¢¢ Рубежное 1995г