3. Проверочный расчет элементов ротора сепаратора периодического действия с разъемным корпусом

Исходные данные

Исходные данные приведены в таблице 3.1

Таблица 3.1– Исходные данные для расчета сепаратора

Наименование	Обозна-чение	Размер- ность	Значение
Материал ротора	Марка стали	Ст	40Х
Предел текучести материала	т	МПа	800
Частота вращения ротора	n	об/мин	6000
Диаметр конической крышки у узкого края	2R2к	мм	110
Диаметр конической крышки у широкого края	2R1к	мм	240
Угол при вершине конуса	2β	град.	72
Толщина стенки конической крышки на узком крае	S2к	мм	4
Толщина стенки конической крышки на широком крае	S1к	мм	10
Наружный диаметр соединительного кольца	2R	мм	315
Внутренний диаметр цилиндрического корпуса соединительного кольца	2R1	мм	285
Диаметр, по которому происходит срез борта	2R2	мм	278
Диаметр внутреннего контура борта соединительного кольца	2R4	мм	263
Толщина стенки цилиндрического корпуса соединительного кольца	Sк	мм	17
Толщина стенки борта соединительного кольца	Sб	мм	15
Отношение наружного диаметра цилиндрического корпуса ротора к длине корпуса	DВ/l	–	3,67
Внутренний диаметр цилиндрического корпуса	2RВ	мм	260
Толщина стенки цилиндрического корпуса ротора	Sц	мм	12
Диаметр внутреннего контура кольцевого участка днища	2R1д	мм	198
Толщина стенки кольцевого участка днища	Sд	мм	9,5
Плотность сепарируемой жидкости	ж	кг/м3	1080
Плотность материала ротора	10-3	кг/м3	7,85

3.1 Прочность конической крышки ротора

Условие прочности у широкого края определяется с учётом местных напряжений.

Предварительно определим следующие величины:

Угловая скорость:

(3.1)

(3.2)

(3.3)

где – коэффициент, учитывающий влияние местных напряжений,

–коэффициент, учитывающий краевой эффект на свободном торце корпуса ротора, ,

–коэффициент, учитывающий концентрацию напряжений в сбеге резьбы, ,

,

, (3.4)

нормативное допускаемое напряжение, МПа;

коэффициент запаса прочности, ,

МПа;

(3.5)

где

(3.6)

(3.7)

где – окружная скорость ротора на радиус , м/с,

а – коэффициент, а=1,

S_1К– исполнительная толщина стенки крышки на широком крае, м;

C– прибавка к расчетной толщине стенки, м;

С=0,001 м;

коэффициент прочности шва (принимают равным 1,0);

;

94,9 МПа<400 МПа;

следовательно, условие прочности удовлетворяется.

Условие прочности у узкого края:

(3.8)

(3.9)

где – окружная скорость ротора на радиус , м/с;

S_2К – исполнительная толщина стенки, м;

C– прибавка к расчетной толщине стенки, м;

С=0,001 м;

;

113,8·10⁶ Па<400·10⁶ Па,

следовательно, условие прочности удовлетворяется.