Подбор опор и лап аппаратов

Опоры служат для установки аппарата на фундамент. Опора имеет обечайку цилиндрической или конической формы и фундаментное кольцо из полосовой стали, приваренное к обечайке (рис. 1.13).

Рис. 1.13. Опора вертикального аппарата с конической обечайкой

Опору приваривают к аппарату сплошным швом. Такого типа опоры применяют главным образом при установке вертикальных аппаратов вне помещения, особенно при соотношении высоты аппарата и диаметра Н/Д<5.

При установке аппарата внутри помещения на полу применяют отдельные опорные лапы (рис. 1.14). Обычно аппараты устанавливают на четыре лапы.

Рис. 1.14. Установка вертикального аппарата с помощью опорных лап (тип II).

Выбираем установку аппарата внутри помещения на четырех лапах, т.к. Н/Д=1.2<5.

Допускаемая удельная нагрузка на опорной поверхности лап [g] не должна превышать 2 МПа для бетона по /9/. Размеры стальных опорных лап находим по табл. 1.12

Таблица 1.12

Размеры стальных лап (Ст. 3) сварных опорных типа II (нагрузка до 40кН)

Допускаемая нагрузка на лапу, кН	Опорная площадь, мм2	L	В	В1	В2	Н	h	S	l	d
мм

Д_В=2000мм; а=750мм; А_опорн.=51400мм² - опорная площадь лапы; L=260мм; В= 200мм; В₁=225мм; В₂=330мм; Н=400мм; h=225мм; S=16мм; l=100мм; d=27мм.

Рис. 4.2. Лапы стальные сварные опорные (тип II).

Удельная нагрузка на опорных поверхностях лап вычисляется по формуле (1.48):

q= (1.48)(4.1)

где q - удельная нагрузка на опору, МПа; G_max - максимальный вес аппарата в условиях гидравлического испытания, Н, который находится по формуле (1.50); А_опорн.=17208мм².

Для опор должно выполняться условие устойчивости (1.49):

q≤[q] (1.49)(4.2)

где [q] - допускаемая удельная нагрузка (для бетонной опоры: [q]=2МПа).

Максимальный вес аппарата G_max определяется в условиях гидравлического испытания (при заполнении аппарата водой) с учетом дополнительных внешних нагрузок. В задании на курсовой проект такой дополнительной нагрузкой является вес привода, расположенного на крышке аппарата.

G_max=G_an+G_в+G_np (1.50) (4.3)

где G_an - вес аппарата, Н, который вычисляется по формуле (1.51); G_в - вес воды при гидравлических испытаниях, Н, который находится по формуле (1.55); G_np - вес привода, который включает в себя вес электродвигателя, редуктора, муфт и т. д., Н, который рассчитывается по формуле (1.57).

G_an=g(m_об+m_кр+m_дн+m_руб+m_доп) (1.51)(4.4)

где g - ускорение свободного падения (g=9,81м/с²); m_об - масса обечайки, которая находится по формуле (1.52), кг; m_кр - масса крышки (по табл. 1.3: m_кр =364,5кг); m_дн - масса днища (по табл. 1.3: m_дн=364,5кг); m_руб - масса рубашки (по /7/ принимаем m_руб=1800кг); m_доп - масса дополнительных деталей аппарата (фланцев, штуцеров и т. п.), которую принимаем по /7/ как 5% от массы обечайки m_об, по формуле (1.54).

m_об= (1.52)(4.5)

где - плотность стали обечайки (по /5/ принимаем =7,96г/см³=7960кг/ м³); V_роб - объём развертки обечайки, м³, который вычисляется по формуле (1.53):

(1.53)(4.6)

V_роб=3,14∙2000∙2400∙20∙10^-9=0.3м³ - по формуле (1.53).

m_об=7960∙0.3=2388 кг - по формуле (1.52).

m_доп=0,05∙m_об (1.54) (4.7)

m_доп=0,05∙2388=119,4кг - по формуле (1.54).

G_an=9,81∙(2388+364.4+364,4+1800+119,4)=49410Н - по формуле (1.51).

G_в= (1.55) (4.8)

где ρ_В - плотность воды (ρ_В=1г/см³=1000кг/м³); V_об - объём обечайки, м³, который находится по формуле (1.56); V_кр - объём крышки, м³; V_дн - объём днища, м³ (V_кр=V_дн=0.340 м³ по табл. 1.3).

(1.56)

V_об=0,25π∙1000²∙2000∙10^-9=7,54м³ - по формуле (1.56).

G_в=1000∙9,81∙(7,54+0,340+0,340)=80640 Н - по формуле (4.8).

G_np=m_р∙g (1.57)

где m_р - масса привода (по /15/ в качестве привода принимаем мотор-редуктор типа МПО2-15с суммарной массой m_p≈300кг).

G_np=300∙9,81=3530Н- по формуле (1.57)

G_max=49410+80640+3530=133600Н - по формуле (1.50).

На каждую из четырёх опорных лап приходится нагрузка, определяемая по

формуле (1.58):

G_Л= (1.58)

где G_Л - нагрузка, приходящаяся на одну лапу, Н.

G_Л=33400=33.4кН - по формуле (1.58)

Удельная нагрузка на бетонную опору рассчитывается по формуле (4.12):

q= (1.59)

q= =0,65МПа - по формуле (1.59).

q=0,65МПа<[q]=2МПа - условие (1.49) выполняется со значительным запасом.