Файл: Содержание введение технологическая стадия выделения сульфата калия конструкция центрифуги 1 Конструкции центрифуг 2 Конструкция проектируемой центрифуги расчет .docx
Добавлен: 11.01.2024
Просмотров: 167
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
, Дж;
= 60с. -длительность периода пуска машины, с.
Где - установившаяся на достижении заданного числа оборотов окружная скорость вращения барабана, м/c;
Мб - масса барабана, кг. Примем Мб = 500 кг.
,
,
Тогда:
,
где - плотность суспензии, кг/м3;
- полный объем барабана центрифуги, м3.
,
Тогда:
,
Получим:
,
Мощность, расходуемая на трение вала в подшипниках
где - коэффициент трения, принимаем в диапазоне ; примем
- масса всех вращающихся частей центрифуги вместе с загрузкой, кг.
- окружная скорость вращения цапфы вала, м/с;
g - ускорение свободного падения, м/с2
где - диаметр цапфы вала, по рекомендациям [2] примем м.
,
,
где - масса барабана, кг;
- масса суспензии, кг.
,
,
Тогда:
,
Подставив данные в получим:
,
Мощность, расходуемая на трение стенки барабана о воздух:
,
где - коэффициент трения;
- плотность воздуха, =1,204 кг/м3 при 20º С)
,
Полные затраты мощности составляют
,
Мощность электродвигателя определяем по формуле
,
где - КПД передаточного устройства обычно ( = 0,9)
– КПД привода ( = 0,9)
Тогда получаем:
,
что меньше установленной мощности электродвигателя центрифуги ОГШ-352К-05.
3.3 Прочностной расчет
Целью раздела является расчет толщин обечаек цилиндроконического ротора, проверка обечаек ротора на прочность, расчет вала на жесткость и виброустойчивость.
Расчет обечайки ротора
Исходные данные:
Расчёт ведём согласно рекомендациям [4]
Расчетная схема ротора показана на рисунке 3.3.
Расчет произведем по рекомендациям [4].
Расчетную температуру примем из условия:
tR= max{t; 20 °С},
где t - наибольшая температура среды в аппарате, °С. В соответствии с технологическими условиями принимаем tR=25°С.
Допускаемые напряжения для обечаек ротора
[σ]р= ησр* = 1·129 = 129 МПа,
где η = 1 - поправочный коэффициент [4];
σр* = 129 МПа - нормативное допускаемое напряжение для стали 12Х18Н10Т при 25 °С [4] .
Суммарную величину прибавки к расчётным толщинам определим по формуле. центрифуга электродвигатель ротор вал
C = C1+C2+C3
где С1 - прибавка для компенсации коррозии и эрозии, мм;
С2 - прибавка для компенсации минусового допуска проката, мм;
С3 - технологическая прибавка, мм.
Поскольку рабочая среда эрозию материала не вызывают, то CЭ=0.
Прибавку к расчётным толщинам для компенсации коррозии определяем по формуле:
С1 = Пτ= 0,1*15 = 1,5 мм,
где П - 0,1 мм/год - скорость коррозии материала;
τ = 15 лет - срок службы аппарата (принимаем).
Прибавку к расчётным толщинам стенок для компенсации минусового значения предельного отклонения по толщине листа принимаем согласно [4] C2 = 0,5 мм. Технологическую прибавку принимаем C3= 0.
Тогда суммарная прибавка к расчётным толщинам стенок:
C = 1,5 + 0,5 +0 = 2 мм.
Условный коэффициент заполнения ротора
,
Толщину стенки цилиндрической обечайки ротора определим по формуле
где φ = 0,9 - коэффициент прочности сварного шва [4].
,
Исполнительная толщина стенки обечайки с учетом прибавки к расчетной толщине
S1 ≥ + C S = 6 + 2 = 8 мм.
Принимаем ближайшее стандартное значение листового прокатаS1= 10 мм [4].
Толщину стенки конической обечайки ротора определим по формуле
,
Исполнительная толщина с учетом прибавки
S2 ≥ 6,1 + 2 = 8,1 мм,
Принимаем S2 = 10 мм [4].
Допускаемую угловую скорость цилиндрической обечайки определим по формуле:
,
,
Допускаемая угловая скорость конической обечайки равна:
,
,
Допускаемая угловая скорость для ротора
,
Условие
,
445 рад/с < 901 рад/с,
выполняется.
Радиальные деформации края цилиндрической обечайки от действия инерционных нагрузок собственной массы
,
Радиальные деформации края цилиндрической обечайки от действия инерционных нагрузок массы суспензии
,
,
Коэффициент для цилиндрической обечайки
,
Радиальные деформации края цилиндрической обечайки от действия краевой силы
,
,
Радиальные деформации края цилиндрической обечайки от действия краевого момента
,
,
Угловые деформации цилиндрической обечайки от действия инерционных нагрузок собственной массы и массы суспензии
,
Угловые деформации цилиндрической обечайки от действия краевой силы
,
,
Угловые деформации цилиндрической обечайки от действия краевого момента
,
,
Радиальные деформации края конической обечайки от действия инерционных нагрузок собственной массы
,
Радиальные деформации края конической обечайки от действия инерционных нагрузок массы суспензии
,
,
Коэффициент для конической обечайки
Распорная сила
,
Радиальные деформации края конической обечайки от действия краевой и распорной сил
,
,
Радиальные деформации края цилиндрической обечайки от действия краевого момента
,
,
Угловые деформации конической обечайки от действия инерционных нагрузок собственной массы
,
,
Угловые деформации конической обечайки от действия инерционных нагрузок массы суспензии
= 60с. -длительность периода пуска машины, с.
Где - установившаяся на достижении заданного числа оборотов окружная скорость вращения барабана, м/c;
Мб - масса барабана, кг. Примем Мб = 500 кг.
,
,
Тогда:
,
где - плотность суспензии, кг/м3;
- полный объем барабана центрифуги, м3.
,
Тогда:
,
Получим:
,
Мощность, расходуемая на трение вала в подшипниках
где - коэффициент трения, принимаем в диапазоне ; примем
- масса всех вращающихся частей центрифуги вместе с загрузкой, кг.
- окружная скорость вращения цапфы вала, м/с;
g - ускорение свободного падения, м/с2
где - диаметр цапфы вала, по рекомендациям [2] примем м.
,
,
где - масса барабана, кг;
- масса суспензии, кг.
,
,
Тогда:
,
Подставив данные в получим:
,
Мощность, расходуемая на трение стенки барабана о воздух:
,
где - коэффициент трения;
- плотность воздуха, =1,204 кг/м3 при 20º С)
,
Полные затраты мощности составляют
,
Мощность электродвигателя определяем по формуле
,
где - КПД передаточного устройства обычно ( = 0,9)
– КПД привода ( = 0,9)
Тогда получаем:
,
что меньше установленной мощности электродвигателя центрифуги ОГШ-352К-05.
3.3 Прочностной расчет
Целью раздела является расчет толщин обечаек цилиндроконического ротора, проверка обечаек ротора на прочность, расчет вала на жесткость и виброустойчивость.
Расчет обечайки ротора
Исходные данные:
-
радиус ротора R = 0,175 м; -
радиус слива R0 = 0,13 мм; -
длина ротора L= 630 мм; -
длина цилиндрической части ротора lц = 330 мм; -
длина конической части lк = 300 мм; -
угол конуса ротора α= 13,5°; -
угловая скорость ротора ω= 445 рад/с; -
плотность суспензии ρс = 1207 кг/м3; -
материал ротора сталь 12X18Н10Т; -
коэффициент Пуассона µ = 0,3; -
плотность материала ротора ρ= 7900 кг/м3.
Расчёт ведём согласно рекомендациям [4]
Расчетная схема ротора показана на рисунке 3.3.
Расчет произведем по рекомендациям [4].
Расчетную температуру примем из условия:
tR= max{t; 20 °С},
где t - наибольшая температура среды в аппарате, °С. В соответствии с технологическими условиями принимаем tR=25°С.
Допускаемые напряжения для обечаек ротора
[σ]р= ησр* = 1·129 = 129 МПа,
где η = 1 - поправочный коэффициент [4];
σр* = 129 МПа - нормативное допускаемое напряжение для стали 12Х18Н10Т при 25 °С [4] .
Суммарную величину прибавки к расчётным толщинам определим по формуле. центрифуга электродвигатель ротор вал
C = C1+C2+C3
где С1 - прибавка для компенсации коррозии и эрозии, мм;
С2 - прибавка для компенсации минусового допуска проката, мм;
С3 - технологическая прибавка, мм.
Поскольку рабочая среда эрозию материала не вызывают, то CЭ=0.
Прибавку к расчётным толщинам для компенсации коррозии определяем по формуле:
С1 = Пτ= 0,1*15 = 1,5 мм,
где П - 0,1 мм/год - скорость коррозии материала;
τ = 15 лет - срок службы аппарата (принимаем).
Прибавку к расчётным толщинам стенок для компенсации минусового значения предельного отклонения по толщине листа принимаем согласно [4] C2 = 0,5 мм. Технологическую прибавку принимаем C3= 0.
Тогда суммарная прибавка к расчётным толщинам стенок:
C = 1,5 + 0,5 +0 = 2 мм.
Условный коэффициент заполнения ротора
,
Толщину стенки цилиндрической обечайки ротора определим по формуле
где φ = 0,9 - коэффициент прочности сварного шва [4].
,
Исполнительная толщина стенки обечайки с учетом прибавки к расчетной толщине
S1 ≥ + C S = 6 + 2 = 8 мм.
Принимаем ближайшее стандартное значение листового прокатаS1= 10 мм [4].
Толщину стенки конической обечайки ротора определим по формуле
,
Исполнительная толщина с учетом прибавки
S2 ≥ 6,1 + 2 = 8,1 мм,
Принимаем S2 = 10 мм [4].
Допускаемую угловую скорость цилиндрической обечайки определим по формуле:
,
,
Допускаемая угловая скорость конической обечайки равна:
,
,
Допускаемая угловая скорость для ротора
,
Условие
,
445 рад/с < 901 рад/с,
выполняется.
Радиальные деформации края цилиндрической обечайки от действия инерционных нагрузок собственной массы
,
Радиальные деформации края цилиндрической обечайки от действия инерционных нагрузок массы суспензии
,
,
Коэффициент для цилиндрической обечайки
,
Радиальные деформации края цилиндрической обечайки от действия краевой силы
,
,
Радиальные деформации края цилиндрической обечайки от действия краевого момента
,
,
Угловые деформации цилиндрической обечайки от действия инерционных нагрузок собственной массы и массы суспензии
,
Угловые деформации цилиндрической обечайки от действия краевой силы
,
,
Угловые деформации цилиндрической обечайки от действия краевого момента
,
,
Радиальные деформации края конической обечайки от действия инерционных нагрузок собственной массы
,
Радиальные деформации края конической обечайки от действия инерционных нагрузок массы суспензии
,
,
Коэффициент для конической обечайки
Распорная сила
,
Радиальные деформации края конической обечайки от действия краевой и распорной сил
,
,
Радиальные деформации края цилиндрической обечайки от действия краевого момента
,
,
Угловые деформации конической обечайки от действия инерционных нагрузок собственной массы
,
,
Угловые деформации конической обечайки от действия инерционных нагрузок массы суспензии