- •Содержание
- •Введение
- •1.Цель и задачи проекта
- •2.Эскизный проект
- •2.1.Выбор конструкционных материалов
- •2.2.Определение расчётной температуры
- •2.3.Выбор допускаемых напряжений конструкционного материала
- •2.4.Определение рабочего, расчётного, пробного и условного давлений
- •2.5.Выбор и определение параметров комплектующих элементов
- •2.6.Эскиз компоновки аппарата
- •2.7.Оценка надежности выбранного варианта компоновки
- •3.Технический проект
- •3.1.Расчёт элементов корпуса аппарата
- •3.1.1.Определение коэффициентов сварных швов и прибавки для компенсации коррозии
- •3.1.2.Предварительный расчёт толщины стенок оболочек из условия прочности
- •3.1.3.Предварительный расчёт толщины стенок оболочек из условия устойчивости
- •3.1.4.Определение исполнительной толщины стенок оболочек
- •3.1.5.Определение допускаемых давлений
- •Расчёт допускаемых (предельных) внутренних давлений
- •Расчёт допускаемых (предельных) наружных давлений
- •3.1.6.Укрепление отверстий
- •Определение наибольшего диаметра отверстия в оболочке, не требующего дополнительного укрепления:
- •Расчет укрепления отверстия люка
- •3.1.7.Расчет фланцевого соединения
- •3.1.8.Расчет опор и монтажных цапф аппарата
- •Проверочный расчёт опор и монтажных цапф
- •Проверка прочности бетона на сжатие
- •Проверка прочности сварных швов ребер опор-лап
- •3.2.Расчёт элементов механического перемешивающего устройства
- •3.2.1.Расчет вала перемешивающего устройства Расчёт на прочность
- •Расчёт вала на виброустойчивость
- •Расчет вала на усталость
- •3.2.2.Расчет мешалки
- •3.2.3.Шпоночное соединение ступицы мешалки с валом
- •3.2.4.Расчет муфты
- •Заключение
- •2.Укрепление отверстий:
- •Список использованных источников
Расчёт допускаемых (предельных) наружных давлений
Допускаемое наружное давление для цилиндрической обечайки определяется по формуле:
(29)
и составляет
0,16 · 106 Па
Допускаемое наружное давление для эллиптической крышки определяется по формуле:
(30)
и составляет
0,46 · 106 Па
Допускаемое наружное давление для конической обечайки определяется по формуле:
(31)
и составляет
0,44· 106 Па
Таблица 15. Условные и допускаемые внутренние давления в аппарате
Элементы аппарата |
Условное давление рУ, МПа |
Допускаемое внутреннее давление рД.В., МПа |
||||
Фланцы, штуцеры, люк |
Уплотнение |
Крышка |
Обечайка |
Днище |
Общее для всего аппарата |
|
Корпус |
1,0 |
2,5 |
1,05 |
1,04 |
0,81 |
0,81 |
Таблица 16. Допускаемые наружные давления в аппарате
Элементы корпуса |
Крышка |
Обечайка |
Днище |
Общее для всех |
Допускаемое наружное давление, МПа |
0,46 |
0,16 |
0,44 |
0,16 |
3.1.6.Укрепление отверстий
Отверстия в оболочках аппарата, предназначенные для размещения штуцеров различного назначения и люка, снижают несущую способность корпуса и вызывают концентрацию напряжений вблизи края отверстия.
В нашем случае для оболочек корпуса и привариваемых к нему штуцеров используется один и тот же материал, поэтому воспользуемся следующим алгоритмом расчёта укреплений отверстий [1, с.43]:
Определение наибольшего диаметра отверстия в оболочке, не требующего дополнительного укрепления:
Наибольший диаметр отверстия, не требующего дополнительного укрепления, определяется по формуле
, (32)
где s – исполнительная толщина стенки оболочки, мм;
sp – расчётная (из условия прочности) толщина стенки оболочки, мм;
с – прибавка на коррозию, мм;
u – минусовой допуск на толщину s листа, мм;
lp – расчётная ширина зоны укрепления, мм.
Расчётная ширина зоны укрепления определяется по формуле:
, (33)
где DР – расчетный внутренний диаметр оболочки, мм.
Наибольшим отверстием в оболочке корпуса является люк, расположенный на крышке аппарата - он подлежит первоочередной проверке. Расчетный внутренний диаметр эллиптической оболочки определяется по формуле:
, (34)
где R – расстояние от оси оболочки до центра отверстия, мм;
D – внутренний диаметр корпуса, мм.
Согласно [1, таблица В.7, с.129] R = 520мм.
3117 мм
150 мм.
По формуле (32) получим
153 мм.
Т.к. диаметр штуцера люка dШ = 4000 мм > d0=153 мм, то расчет укрепления отверстия выполняется.
Расчет укрепления отверстия люка
Проверка укрепления отверстий за счёт стенки люка и стенки оболочки производится по условию:
A ≤ A0 + A1 + A3, (35)
где A – площадь продольного сечения выреза, подлежащая компенсации, мм2;
A0 – площадь продольного сечения оболочки, участвующая в укреплении, мм2
A1 и А3 – площади продольного сечения соответственно наружной и внутренней части люка, участвующий в укреплении, мм.
Площадь продольного сечения выреза определяется по формуле:
А = 0,5 · (dШ + 2 · c – d0) · sр (36)
и составляет:
А = 0,5 · (400 + 2 · 1 – 153) · 5,49 = 683 мм2
Площадь продольного сечения оболочки, участвующая в укреплении определяется по формуле:
А0 = (s – sР - с) · lр (37)
и составляет:
А0 = (10 – 5,49 - 1) · 150 = 376 мм2
Расчетные длины внешней и внутренней части штуцера определяются по формулам: , (38)
, (39)
где sШ – исполнительная толщина стенки люка.
Принимая sШ = 8мм [1, таблица В.15, с.137] получим:
66.3 мм; 25 мм.
Расчетная толщина стенки штуцера определяется по формуле:
(40)
и составляет
1,1 мм.
Площади продольного сечения соответственно наружной и внутренней части люка, участвующий в укреплении определяются по формулам:
А1 = (sШ – sШР - с) · l1р (41)
А3 = (sШ – sШР – 2 · с) · l3р (42)
и составляют:
А1 = (8 – 1,1 - 1) · 66.3 = 391 мм2
А3 = (8 – 1,1– 2 · 1) · 25 = 147.3 мм2
Производим проверку по условию (31):
А = 683 мм2, А0 + А1 + А3 = 376 + 391 + 147.3 = 914.3 мм2.
Условие (35) выполняется.