Расчетный габарит по ширине аппарата а определяли согласно [5, с. 29] по формуле

(1.22)

где D_н – наружный диаметр аппарата, мм.

Максимальную длину аппарата l_max определяли согласно [5, с.30] по формуле

(1.23)

Аппарат является габаритным, если выполняется условие

l_max≥l (1.24)

55263,6>13000 мм

Условие (1.24) выполняется, следовательно, аппарат габаритен.

2 Заготовительные операции

2.1 Карта раскроя

2.1.1 Определение размеров развертки цилиндрической обечайки

Периметр L, мм, цилиндрической обечайки определяли согласно [6,C.7]

(2.1)

где D_в – внутренний диметр колонны, мм;

S – толщина стенки обечайки, мм.

Тогда

.

При выполнении карты раскроя методом обечаек согласно [2,C.62] принимали 13 листов размерами:

Их расположение показали на рисунке 1

Процент отхода металла определяли по формуле

(2.2)

где S_ОТХ – площадь отходов, мм²;

S_ИСП – площадь использованного материала, мм².

Тогда

При выполнении карты раскроя методом карт согласно [2,C.62] принимали 4 листа размерами:

Их расположение показали на рисунке 2

Процент отхода определяли по формуле (2.2):

Определили, что процент отхода меньше при раскрое корпуса методом карт.

Поэтому выбрали раскрой корпуса методом карт.

2.1.2 Определение размеров развертки эллиптического днища

Развертка D_p эллиптического днища представляет собой круг.

Значение диаметра окружности D_p получается при вычислении исходя из условия равенства поверхности днища и площади круга.

Значение диаметра окружности развертки эллиптического днища D_p, мм, определяли согласно [6,С.10]

(2.3)

где D – серединный диаметр, D=1010 мм;

h – высота цилиндрической части эллиптического днища, h=25 мм.

Величину коэффициентаε_вн определяли согласно [6,С.10]

(2.4)

Величину коэффициента k определяли согласно [6,С.10]

(2.5)

Где Dн – наружный диаметр, Dн=1020 мм;

S – толщина стенки, мм.

Тогда

;

;

Диаметр заготовки Dз, мм, с учетом припуска на обработку определяли согласно [6,с.10]

(2.6)

где Dр – диаметр окружности развертки, мм

Эллиптическое днище изготавливается горячей штамповкой из плоской круглой заготовки диаметром Dз=1278 мм.

Для изготовления днища приняли лист размерами:

2.2 Очистка заготовок

В результате прокатки на поверхности стали образуются окалины, со временем появляются ржавчина и загрязнения.

При разработке технологического процесса надо учитывать загрязнения вблизи кромок швов, в зазорах, во внутренней полости соединений внахлестку.

Загрязнения поверхности листов типа Al2O3, SiO2 и другие могут изменить химических состав и физические свойства шлаков, образующихся при сварке.

Способы очистки:

1 химический – выполняется раствором кислот H2SO4;

2 термический – рекомендуется для удаления окалины;

3 дробеметный;

4 пескоструйный и дробеструйный.

Для нашего случая применяли пескоструйный способ очистки.

2.3 Правка

2.3.1 Правка листового проката для изготовления корпуса

Листовой прокат имеет отклонения от геометрической формы вследствие отступления от оптимальной технологии изготовления и неудовлетворительных результатов правки на листопрокатных заводах.

Правка преследует цель устранения волнистости и коробоватости. Она контролируется стрелой прогиба на 1 м длины.

По действующим стандартам на листовой прокат допускается кривизна или коробоватость в соответствии с техническими условиями на прокат.

При сборе по принципам индивидуальной прогонки и взаимозаменяемости допускается стрела прогиба листа после правки 1-2 мм на 1м длины.

Согласно [5, С.84] принимали листоправильную машину с параллельными рядами валков.

Тип машины I

Толщина листа, мм 4-10

Ширина листа, мм 2500

Предел текучести, МПа 320

Скорость правки, м/мин 10

Количество правильных роликов, шт. 9

Шаг правильных роликов, мм 200

Диаметр правильных роликов, мм 180

Число рядов опорных роликов 2

Мощность электродвигателя главного привода, кВт 80

Коэффициент упругой зоны k₂ для второго ролика определяли согласно [5,С.89] по формуле:

К₂ =2К₃ , (2.7)

где К₃ – коэффициент упругой зоны для третьего ролика, определяли согласно [5,С.89]:

К3=0,06. (2.8)

Тогда

Коэффициент k_i упругой зоны для роликов 4, 5, 6, 7, 8, определяли согласно [5,С.89] по формуле

(2.9)

где k_i – коэффициент упругой зоны для i – го ролика;

n – общее количество роликов в правильной машине;

i - порядковый номер ролика.

Тогда

Силы, действующие на роликах правильной машины (рисунок 3) определяли согласно [5,С.91] по формулам:

(2.10)

(2.11)

(2.12)

(2.13)

где σ_T - предел текучести материала, Па;

b – ширина листа, м;

S – толщина листа, м.

Рисунок 3 – Схема работы многовалковой листоправильной машины

Тогда

Момент, необходимый для вращения каждого ролика правильной машины, слагается из трех составляющих:

Момента М’, затрачиваемого на деформацию полосы;

Момента М’’, возникающего от сил трения качения полосы по роликам и проскальзывания полосы по роликам;

Момента М’’’, от сил трения в подшипниках роликов.

Крутящие моменты, необходимые для вращения роликов, определяли согласно [5,С.94] по формулам:

(2.14)

(2.15)

(2.16)

где σ_t – предел текучести материала, Па;

b – ширина листа, м;

s – толщина листа, м;

D – диаметр роликов, м;

k – коэффициент упругой зоны;

f – коэффициент трения качения ролика по прокату; равный 0,1 мм;

µ - коэффициент трения в подшипниках; равный 0,003;

d – диаметр цапфы ролика; равный 100 мм.

Результаты расчетов сводим в таблицу

Мi, Нм	M’, Нм	M’’, Нм	M’’’, Нм	Mi=M’+M’’+M’’’, Нм
М1	0	8,35	12,525	20,875
М2	1377,1	25,1	37,65	1440
М3	2929,86	33,4	50,1	3013,4
М4	581,6	32,7	49,05	663,4
М5	268,48	31,3	46,95	346,73
М6	151	29	43,5	223,5
М7	93,3	26	39	158,3
М8	61,6	17,8	26,7	106,14
М9	0	5,6	8,4	14
Мk=∑Mi				5986,35

Таблица 1 – Определение моментов вращения роликов правильной машины

Мощность привода правильной машины определяли согласно [5,С.96] по формуле:

(2.17)

где Мк – суммарный крутящий момент на всех роликах, Нм;

V – скорость правки, м/с;

D – диаметр роликов, м;

η – КПД, равный 0,8.

Тогда