Расчет толщины стенки корпуса классификатора
Расчет толщины стенки корпуса классификатора проводится по ГОСТ 14249-80[3]. Исполнительную толщину стенки s рассчитываем по формуле: , где – исполнительная толщина стенки, м, – расчетная толщина стенки, м, – прибавка к расчетной толщине, м.
Необходимо определить толщину обечайки, нагруженную изгибающим моментом. Допускаемый изгибающий момент следует рассчитывать по формуле: , где допускаемый изгибающий момент из условия прочности рассчитывают по формуле: , , где D – диаметр аппарата, который равен 500мм; - допускаемое напряжение, МПа.
Допускаемое напряжение для рабочего состояния определяется: , где - значение поправочного коэффициента, которое зависит от вида заготовки (в нашем случае листовой прокат, следовательно ), - нормативное допускаемое напряжение при расчетной температуре, МПа. Расчетная температура стенки t определяется на основании тепловых расчетов или результатов испытания. В случае невозможности проведения расчетов и испытаний при положительных температурах , где – наибольшая температура среды. Тогда, согласно [6, c. 12], при нормативное допускаемое напряжение для стали 35 . Допускаемое напряжение составит .
Прибавка к расчетной толщине определяется по формуле: , где - прибавка для компенсации коррозии и эрозии; - прибавка для компенсации минусового допуска( ); - технологическая добавка. Прибавка для компенсации коррозии (эрозии) рассчитывается: , где - проницаемость среды в материал (скорость эрозии) по [1] ; - срок службы аппарата( ). Тогда исполнительная толщина стенки составит: .
Допускаемый изгибающий момент из условия устойчивости в пределах упругости – по формуле: , где пу – коэффициент запаса прочности (для рабочих условий пу=2.4). .
Тогда допускаемый изгибающий момент для рабочих условий можно определять по формуле: , где - коэффициент прочности сварных соединений, который определяется в зависимости от конструкции и способа соединения швов (в нашем случае сварка автоматическая электродуговая с двухсторонним сплошным проваром, поэтому ). .
Делаем проверку: . .
Получили равенство, тогда условие выполняется. Следовательно, по ГОСТу 14249-89[3] толщину стенки цилиндрической обечайки принимаем равной s=4мм.
Расчет вала.
Расчет необходимо начинать с расчета вала на виброустойчивость.
Относительные координаты центра тяжести лопаток рассчитываются по формуле: , , где i – количество лопаток, i = 12, Li – координаты центра тяжести лопаток, Li = 0.98 м, L – длина вала, L = 0.545 м.
Угловая скорость вращения вала рассчитывается по формуле: , , где n – частота вращения вала, n = 950 .
Безразмерный коэффициент, учитывающий приведенную массу вала рассчитывается по формуле: , , где ρ – плотность материала лопаток, ρ = , Е – модуль упругости Юнга, Е = Па, η – коэффициент, учитывающий условия закрепления вала, η = 0.48.
Приведенные в точку В (середина пролета вала) массы пары лопаток, расположенных на одной оси, рассчитываются по формуле: ,
где m – масса лопатки, m = 0.3 кг, - безразмерный динамический прогиб вала в центре тяжести лопаток (в нашем случае = 0.1, = 0.15, = 0.2, =0.25, = 0.3, =0.35).
Суммарная приведенная масса лопаток рассчитывается по формуле:
Далее находим расчетный диаметр вала по формуле: где А1 и А2 – комплексы для расчета диаметра вала, которые находим по формулам: где q - коэффициент приведенной массы вала, q = 0.25, Подставив все значения в формулу для нахождения расчетного диаметра вала, получим: Принимаем диаметр вала по ГОСТ 6636-69 равный 0.05 м.
Линейная масса вала рассчитывается по формуле: .
Относительная масса лопаток рассчитывается по формуле: .
Момент инерции сечения вала рассчитывается по формуле:
Первая критическая скорость вала рассчитывается по формуле: где - корень частного уравнения, = 1.1.
Теперь проверяем условие виброустойчивости: - условие выполняется.
Далее необходимо провести расчет на прочность.
Эксцентриситет массы пары лопаток, расположенных на одной оси, рассчитываются по формуле: ,
Приведенный эксцентриситет массы пары лопаток, расположенных на одной оси, рассчитываются по формуле:
Приведенная масса вала рассчитывается по формуле:
Смещение оси вала от оси вращения за счет зазоров в опорах в месте установки пары лопаток, расположенных на одной оси, рассчитывается по формуле: где и - радиальный зазор в А и Б подшипниковых опорах, = м, = м.
Смещение оси вала от оси вращения за счет начальной изогнутости вала (радиальное биение вала) рассчитывается по формуле:
где - начальная изогнутость вала, = м.
Смещение оси вала от оси вращения в точке приведения В за счет зазоров в опорах рассчитывается по формуле:
Приведенный эксцентриситет массы вала с лопатками рассчитывается по формуле: где Б1 – комплекс для расчета приведенного эксцентриситета массы вала с лопатками, который рассчитывается по формуле:
Динамический прогиб оси вала в точке приведения В рассчитывается по формуле:
Динамическое смещение центров тяжести пары лопаток, расположенных на одной оси, рассчитывается по формуле:
Динамическое смещение вала в точке приведения В за счет зазоров в опоре рассчитывается по формуле:
Сосредоточенная центробежная сила, действующая на пару лопаток, расположенных на одной оси, рассчитывается по формуле:
Приведенная центробежная сила, действующая в точке приведения В, рассчитывается по формуле:
Рассчитаем реакции опор А и В по формулам: где В1 – комплекс для расчета реакции опоры А, который рассчитывается по формуле:
где В2 – комплекс для расчета реакции опоры В, который рассчитывается по формуле:
Изгибающий момент в опасных по прочности сечениях между А и В рассчитывается по формуле: где Z2 – координата опасных сечений по прочности, Z2 = 0.05 м,
Крутящий момент в опасных по прочности сечениях в середине пролета вала рассчитывается по формуле: где и - мощность, потребляемая лопатками, =1500 Вт, =1500 Вт.
Крутящий момент в опасных по прочности сечениях в месте установки последней пары лопаток рассчитывается по формуле:
Момент сопротивления вала в опасных по прочности сечениях z2 и z3 рассчитывается по формуле:
Эквивалентное напряжение в этих сечениях находим по формуле:
Допускаемые напряжения по прочности в этих сечениях рассчитываются по формуле: где - допускаемое приведенное напряжение, действующее в точке приведения В, = 200 МПа.
Проверяем условие прочности: 2.457·106 < 100·106,
1.738·106 < 100·106, Условие прочности выполняется.
Таким образом, однопролетный вал диаметром 0.05 м и длиной 0.545 м при заданной нагрузке виброустойчив и достаточно прочен в опасных сечениях.
Популярное: Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (230)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |