Беріктікке есептеу

5. Беріктікке есептеу

5.1 Сепаратор барабанының Расчет на прочность быстровращающейся обечайки барабана сепаратора

Одним из основных элементов  конструкций сепараторов, центрифуг  и другого оборудования являются цилиндрические или конические обечайки. В общем случае они находятся под совместным действием распределенных по поверхности инерционных нагрузок от собственной массы обечайки qс и массы обрабатываемой среды Рс, краевых сил Qс и момента М0.

Нормальные напряжения, возникающие  в быстровращающихся обечайках от действия указанных нагрузок с другими в узлах их сопряжения с другими деталями ротора по формулам:

                                                                               ( 1  )

                                                                                 (  2 )  

а на участках обечайки, отстоящих от края – по формулам:

     және т.б.

 

1. ωкр есептеу және сепаратор роторының дірілге төзімділігін тексеру.

Берілгендері : Білік бір шарнирлі және екіншісі қатаңдығы н/м болатын тірекке бекітілген.  Z и X өстеріне қатысты барабанның инерция моменттері:

Yz =40,1 кг/м²; Yx = 22 кг/м²; m = 240 кг; ω =108с‾¹.

Шешімі:

Тіректің майысуын  есепке алсақ онда біліктің майысуын есепке алмай оны толық түрде қатаң деп санауға болады. Ротордың критикалық жылдамдығын мына формуламен анықтауға болады:

раз/с;                     ( 3 )

Таким образом  , что обеспечивает хорошее самоцентрирование ротора в послерезонансной области.

2. Определить скорости  цилиндра – конического ротора  сепаратора и проверить прочность  соединения обечаек ротора (барабана).

Берілгені:

Барабанның ішкі диаметрі D = 2R = 640 мм, длина цилиндрической обечайки l = 385. Угол при вершине конической обечайки 2α = 90° С, жүктеу тесігінің диаметрі D0 = 0. Барабанның Цилиндрлі және конусты бөліктерінің орындау қалыңдығы S = Sк = 10 мм (қабылдаймыз). Барабанның жұмысшы бұрыштық жылдамдығы ω = 108 с‾¹. Өңделетін ортаның тығыздығы мен температурасы ρс = 1029 кг/м³, t = 60 °C. Барабан материалы Х18Н10Т, p = 7850 кг/м³. Пуассон коэффициенті μ = 0,3. Есептелген қабырғаның қалыңдығына қосымша С = 1 мм.Дәнекерлеу тігістерінің беріктік коэффициенті φ= 0,9.

Шешімі:

Ротор материалының жұмыс  температурасындағы мүмкін болатын  кернеуі МПа, где η = 1, МПа.

Шеткі эффект аймағындағы  мүмкін болатын кернеу  

МПа.

Шеткі эффект аймағындағы  мүмкін болатын кернеу  

[σ]р.кр = 1,3[σ]р = 1,3·152 = 197,6 МПа.

 

Расчет толщины стенок обечаек

 

1. Расчет толщины стенки  цилиндрической обечайки сепаратора.

Толщина стенки цилиндрической обечайки сепаратора определяют по формуле:

 Sц = 12 мм деп қабылдаймыз.

 

Расчет толщины стенки конической обечайки

 

Толщина стенки конической обечайки равна:

 Sк = 12 мм деп қабылдаймыз.

Цилиндрлі қабықтың  рұқсат етілген бұрыштық жылдамдығын келесі формуламен есептейміз:

 

где ψ = 1-(R0/R)² = 1 (R0 = 0).

 

 

 

Конустық қабықтың  рұқсат етілген бұрыштық жылдамдығын  келесі формуламен есептейміз:

 

Цилиндрлі-конусты ротор:

[ω]k = min {[ω]ц ; [ω]к} = min {138,6 ; 101,34} = 101,34 раз/с;

Уравнения совместимости  деформаций для узла соединения цилиндрической  и конической обечаек барабана (рис) с учетом направления:

Цилиндрлі қабықтың шеті үшін где S = 12мм.

м;

 

;

;

м;

м;

;

раз;

раз,

для широкого края конической обечайки при Sк = S = 12 мм, α = 45°

;

;

;

 н/м;

;

;

;

;

;

;

Табылған  бөлінетін  және бұрыштық деформацияның мәндерін осы теңдеуге қойсақ: 

Осыдан: шеткі күш Q0 = 11301 н/м; шеткі момент М0 = 518 Н.

    Нормальные  напряжения на внутренней поверхности  края цилиндрической обечайки  с учетом формул и направления действия нагрузок:

- Меридианды

 

- Сақиналы

 

 

-Эквивалентті

σэкв.ц = max {σmц;σtц} = max {30,155;26,66} = 30, 155 МПа.

Так как σэкв.ц < φ[σ]р.кр(30,155<0,9·197,6) = 177,84 МПа, то

Условие прочности края цилиндрической обечайки выполняется.

   Нормальные напряжения  на внутренней поверхности края  конической обечайки с учетом  формул и направления действия  нагрузок:

- Меридианды

- Сақиналы

- Эквивалентті

σэкв.к = max {σmк;σtк} = max {25,06;61,98} = 61, 98 МПа.

Сондықтан σэкв.ц < φ[σ]р.кр(30,155<0,9·197,6<177,84)

σэкв.к < φ[σ]р.кр(61,98МПа<0,9·197,6<177,84), болса  ротордың цилиндрлі және конусты обечайкаларының  беріктік шарттары орындалады.

 

						Лист
Изм	Лист	№ докум.	Подп.	Дата

 

Изм	Лист	№ докум.	Подп.	Дата
Выполнил		Қонысбаев				Литер.			Лист	Листов
Проверил		Тусипов.Н							1
Т. контр.						Шәкәрім ат. СМУ ТӨМА    кафедрасы ТО-901   тобы
						ТӨМА кафедрасы
Утверж.						ТО-901 тобы