,

,
Угловые деформации цилиндрической обечайки от действия краевой и распорной сил
,

,
Угловые деформации цилиндрической обечайки от действия краевого момента
,

,
Уравнения совместимости деформаций для узла соединения цилиндрической и конической обечаек ротора с учетом направления действия нагрузок имеет вид
,

,
Подставляя численные значения, получим

,

,

,
Решая систему, получим:

• 
  краевая сила
  
• 
  краевой момент .
  

Меридиональные напряжения, возникающие на краю цилиндрической обечайки от действия инерционных нагрузок массы суспензии и ротора
,
Меридиональные напряжения, возникающие на краю цилиндрической обечайки от действия краевой силы
,
Меридиональные напряжения, возникающие на краю цилиндрической обечайки от действия краевого момента
,
Нормальные напряжения на внутренней поверхности края цилиндрической обечайки с учетом направления нагрузок

отц = ацрс + ацр+ ацqo + ацмо = 0 + 0 + 4,5 +15,3 = 19,8 МПа .
Кольцевые напряжения, возникающие на краю цилиндрической обечайки от действия инерционных нагрузок массы суспензии
,

---

Кольцевые напряжения, возникающие на краю цилиндрической обечайки от действия инерционных нагрузок массы ротора
Gtц Рс = Р®2R2 = 7900-4452-0,1752/106 = 47,9 МПа.
Кольцевые напряжения, возникающие на краю цилиндрической обечайки от действия краевой силы
,
Кольцевые напряжения, возникающие на краю цилиндрической обечайки от действия краевого момента
,

,
Кольцевые напряжения на внутренней поверхности края цилиндрической обечайки с учетом направления нагрузок
,

Эквивалентные напряжения на внутренней поверхности края цилиндрической обечайки
,
Допускаемы напряжения в зоне краевого эффекта
,
Условие прочности края цилиндрической обечайки
,
146,5 Мпа < 0,9*167=150 Мпа

выполняется.

Аналогичным образом найдем напряжения на внутренней поверхности края конической обечайки с учетом направления действия нагрузок

- нормальные
,

,

,
-кольцевые
,
,,

,
-эквивалентные
,
Условие прочности края цилиндрической обечайки

146 МПа < 150 МПа ,

выполняется.

Расчет вала

Расчет вала центрифуги на виброустойчивость и жесткость проведем согласно рекомендациям [5].

Момент инерции сечения вала определим по формуле
,
где d= 0,1 м; d0=0,05 м - соответственно наружный и внутренний диаметр вала.

Приведенная масса вала

---

,

,
Угловая критическая скорость вала

где = π = 3,14 - корень частного уравнения [5];

Е = 2,15*105 МПа - модуль упругости первого рода [4];

L = 1,3 - длина вала.
,
Условие виброустойчивости
,

445 / 886 = 0,5 < 0,7
условие выполняется.

Для упрощения расчета на жесткость примем, что диаметр вала постоянный по всей длине, а масса ротора и редуктора точечная.

Расчетная схема показана на рисунке 3.4.

Относительные координаты центров тяжести определим по формулам
,

,
где = 1,47 м - координата центра тяжести ротора;

= 0,56 м - координата центра тяжести редуктора;

L =1,3 м - расстояние между опорами
,

,
Безразмерные динамические прогибы вала определим в зависимости от L:
,

,
Определим приведенную к середине пролета массу по формуле
,

,
Приведенную массу вала постоянного сечения определим по формуле


,
Эксцентриситеты масс ротора и редуктора определим по формуле

---

= ),
= м.
Относительная координата опасного по жесткости сечения в месте соприкосновения ротора с конусом составляет
,
Безразмерный динамический прогиб вала в опасном сечении [5]
,
Приведенные эксцентриситеты масс ротора и редуктора находим по формулам
,

,
Смещение оси вала от оси вращения за счет зазоров в точке приведения находим по формуле
,
Где зазор для радиального однорядного шарикого подшипника.
,
Смещение оси вала от оси вращения за счет начальной изогнутости вала (радиальное биение вала)

,
Приведенный эксцентриситет массы вала в пролете между опорами определим по формуле
,

,
Динамическое смещение оси вала в точке приведения находим по формуле
,
Динамический прогиб оси вала в точке приведение находим по формуле
,
Получим:
,
Динамическое смещение оси вала в опасном сечении находим по формуле
,

,
Условие жесткости
,
где [Az1] = 0,2*10-3 м - допускаемое смещение вала, не вызывающее нарушения работы центрифуги [5].

---

0,00012 < 0,0002,

Выполняется.

ВЫВОДЫ
В курсовом проекте в соответствии с заданием представлена технологическая схема стадии выделения Сульфата кальция. Приведено описание конструкции горизонтальной осадительной шнековой центрифуги. Выполнен подбор центрифуги по заданной производительности и эффективности разделения. Для основных элементов центрифуги (ротора и вала) выполнены необходимые прочностные расчеты.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. 
   Расчет осадительных горизонтальных шнековых центрифуг: метод, рекомендации по курсу «Машины и аппараты химических производств» для студентов спец. 240801 всех форм обучения / НГТУ им. Р.Е.Алексеева; сост. В.М.Ульянов. - Н.Новгород, 2008. - 24 с.
   
2. 
   Машины и аппараты химических производств: лаборатоный практимум / А.И. Пронин [и др.]; под ред. В.М. Ульянова. – Н.Новгород: Нижегород. Гос. Техн. Ун-т, 2012. – 196 с.
   
3. 
   Лукьяненко В.М., Таранец А.В. Центрифуги: Справ. Изд. – М.: Химия. 2008. 384 с.
   
4. 
   Тимонин А.С. Основы конструирования и расчета технологического и природоохранного оборудования. Справочник. Т1., Калуга, 2012.
   
5. 
   Расчет и конструирование машин и аппаратов химических производств: Примеры и задачи: Учеб. пособие/М.Ф. Михалев и др. - Л.: Машиностроение. 2014.-301 с.
   
6. 
   Позин М.Е. и др. Технология минеральных солей (удобрений, пестицидов, промышленных солей, окислов и кислот), ч.I ,изд. 4-е, испр. Л., Изд-во «Химия», 1974.
   
7. 
   Поникаров И.И., Гайнуллин М.Г. Машины и аппараты химических производств и нефтепереработки: Учебник. - Изд. 2-е, перераб. И доп. -М.: Альфа-М, 2006. - 608 с.
   
8. 
   Павлов К.Ф. Романков П.Г. Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. - Л.: Химия, 2011.
   
9. 
   Шкоропад Д.Е., Новиков О.П. Центрифуги и сепараторы для химических производств. -М.: Химия, 2010. -256 с.
   
10. 
    Соколов В.И. Современные промышленные центрифуги. - М.: Машиностроение, 1961. -452 с.
    

АННОТАЦИЯ
Разработана осадительная центрифуга для выделения сульфата калияиз маточного раствора.

В проекте дано описание технологической схемы стадии выделения сульфата калия, приведено описание конструкции центрифуги, выбраны конструкционные материалы для изготовления аппарата. Произведен технологический расчет центрифуги и прочностной расчет его основных элементов.

Проект состоит из пояснительной записки и графической части.

Пояснительная записка содержит40листов машинописного текста, 7рисунков, библиография12наименований.

Размещено на Allbest.ru

---

Смотрите также файлы

• дебиеттік оу пнінен 3 тосана арналан тжб оушыны атыжні.docx

• Протокол 1 30 августа 2022 г. Согласовано.docx

• Разработка модели архитектуры информационной системы.docx

• Сборник ответов на тесты составлен на основе нескольких сданных тестов в 2022 году на высокий балл.pdf

• Речной транспорт Выполнила Тараканова Мария.pptx