Проект реконструкции отделения "белой фильтрации" для ЗАО "Крымский Титан" (стр. 8 из 18)

где

=0,17м - средний диаметр уплотнения, =0,3МПа - расчетная сила осевого сжатия уплотнительных поверхностей в рабочих условиях, необходимая для обеспечения герметичности, МПа; =0,6МПа - рабочее давление.

Расчетную силу осевого сжатия уплотнительных поверхностей определяем по формуле[(6) стр. ]:

где

= 1 см - эффективная ширина прокладки;

= 1 - коэффициент материала прокладки.

,

тогда

Диаметр болтовой окружности приближенно можно определить по формуле[(6) стр. 76]:

где

- внутренний диаметр фланца.

Расчетный диаметр болтов определяем по формуле[(6) стр. ]:

.

Принимаем диаметр болтов

= 0,018м.

Определим число болтов по формуле[(6) стр.77 ]:

где

= 130 МПа – допускаемое напряжение на растяжение в болтах.

Принимаем z = 10 болтов.

Наружный диаметр фланца определим по формуле[(6) стр. 77]:

.

4.7. Механический расчёт

4.7.1. Расчёт толщины стенки ресивера

Исходные данные:

вакуум р = 0,6МПа,

материал обечайки - полипропилен,

проницаемость П ≤ 0,1мм/год,

запас на коррозию С_к = 0,5мм,

температура среды t = 70ºC,

внутренний диаметр обечайки D_в = 1,0м,

сварной шов стыковой двусторонний(φ_ш = 0,95)

Расчёт

Допускаемое напряжение для полипропилена при температуре t = 70ºC определим по графику [(6) рис. IV.1. стр. 77]:

σ_д = 140МН/м²

Толщину стенки определим по формуле [(6) формула IV.5. стр.77]:

δ = 1,18 D

,

где Е = 2∙10^-5 МН/м² -модуль упругости при температуре t = 70ºC,

l = 3м - длина обечайки, м,

D – диаметр, м.

δ = 1,18∙1∙

принимаем толщину стенки δ = 3мм

Формула справедлива при соблюдении двух условий

[(6) формула IV.6. стр. 78] и [(6) IV.7. стр. 78]:

,

где σ_т = 250МН/м²

Из этого следует, что оба условия соблюдены и толщина стенки ресивера удовлетворяет требованиям.

4.7.2. Расчёт опор ванны

пределим число и основные размеры лап по следующим данным:

максимальный вес G = 5.9МН (590тыс. кгс)

Принимаем число лап n=6,конструкцию лап - двухрёберную, вылет лапы l=0,2м, высота h=l/0,5=0,4м.

Толщину ребра при k=0,6 определяем по формуле [(6)формула IV.25. стр.80]:

δ =

,

где σ_с.д.=120МН/м² – допускаемое напряжение,

С_к = 5мм – запас на коррозию.

δ =

м

Принимаем толщину ребра δ =0,045м=45мм.

Длина сварного шва:

L_ш = 4∙(h+δ)=4∙(0,4+0,045)=1,78м

Прочность шва определим по формуле[(6)формула IV.26. стр.80]:

G/h ≤ 0,7∙L_ш∙h_ш∙τ_ш.с.,

где τ_ш.с.= 80МН/м² – допускаемое напряжение материала шва на срез,

h_ш = 0,008м – катет шва.

5,9/0,4 ≤ 0,7∙1,78∙0,4∙80

14,75 ≤ 39,81

Следовательно, условие выполнено.

4.8. Расчёт привода мостового крана

Исходные данные:

грузоподъёмность Q=32т

максимальная высота подъёма Н=16м

скорость подъёма груза v=0,3м/с

скорость передвижения тележки-0,5м/с

скорость передвижения крана-1,0м/с

группа режима работы механизма-4М

4.8.1. Выбор крюковой подвески

Выбираем крюковую подвеску по ОСТ24.191.08-81,имеющую параметры:

грузоподъёмность Q_п=32т,

режим работы – средний,

число блоков z_бл.п=4,

диаметр блоков по дну канавок D_бл.0=610мм,

расстояние между осями крайних внутренних блоков В_вн=220мм,

расстояние между осями крайних наружных блоков В_нар=432мм,

расстояние между осями крайнего наружного и соседнего

с ним внутреннего блоков b_c=106мм,

масса подвески m_п=687кг,

передаточное число (кратность) u_п – 4

4.8.2. Выбор каната

Вес номинального груза и крюковой подвески равен:

G=(m_гр+m_п)∙g=(32∙10³+687)∙9.81=320660 H

По таблице [(6) табл.2.2, стр24] находим:

η_п=0,94 – КПД полиспаста,

Z_к.б = 2 – число ветвей каната, навиваемых на барабан.

Максимальное статическое усилие в канате определим по формуле

[(7) формула 2.1, стр24]:

S_max=

Выбираем тип каната ЛК-Р6 × 19 (1+6+6+6/6)+1 о.с. по ГОСТ 2688-80.

По таблице [(7) табл.2.3, стр24] находим:

k_зап = 5,5

Вычисляем:

S_max∙ k_зап=41752∙5,5=229636 Н

Выбираем типоразмер каната. Канат 21,0-Г-В-С-О-Н-1666

ГОСТ 2688-80 имеет параметры:

разрывное усилие - S_разр =236000 Н,

диаметр - d_к =21,0мм,

расчётная площадь сечения проволок - F_к =167,03мм².

4.8.3. Основные размеры установки барабана

Примем диаметр барабана меньше, чем диаметр блока, на 15%.

Вычислим:

D_б= 0,85∙d_к∙e,

Где e = 25 – коэффициент, зависящий от типа машины и режима работы [(7) табл.2.4, стр25].

D_б= 0,85∙21,0∙25=446,25мм

Примем D_б=450мм.

Определяем рабочую длину каната, соответствующую одному нарезному участку [(7) формула 2.11, стр29]:

L_к.р = Н∙ u_п=16∙4=64м

Определяем число рабочих витков [(6) формула 2.10, стр29]:

Z_p= L_к.р/(π∙D_б)=64/(3,14∙0,45)=45

Определяем длину одного нарезного участка [(6) формула 2.9, стр29]:

L_н = t∙(z_p+z_непр+z_кр),

где t-шаг нарезки

t= (1.1÷1.23) d_к = (1.1÷1.23)∙21=24

z_непр=1.5 – число неприкосновенных витков

z_кр=4 – число витков для крепления конца каната

l_н = 24∙(45+1,5+4)=1212мм

Определим длину гладкого среднего участка [(7) формула 2.12, стр29]:

В_нар ≤ l₀ ≤ В_нар+2h_{min б}∙tg[γ],

где h_{min б}=3D_б=1338,75мм – минимальное допускаемое расстояние между осью блоков крюковой подвески и осью барабана.

432≤ l₀ ≤ 432+2∙1338,75∙(tg 6) или 432≤ l₀ ≤ 713.

Примем l₀ = 500мм.

Длина гладкого концевого участка равна: l_к = (4÷5) d_к=84÷105мм.

Примем l_k=90

Длина барабана равна [(7) формула 2.8, стр29]:

Lб=2l_н+ l₀+ 2l_к=2∙1212+500+2∙105=3134мм

4.8.4. Выбор двигателя

Предварительное значение к.п.д. механизма примем равным η_пр = 0,85.

Максимальная статическая мощность, которую должен иметь механизм в период установившегося движения при подъёме груза, равна

[(7) формула 2.13, стр30]:

N_{ст max} = G∙v/ η_пр= 320.7∙0.3/ 0.85=113.19кВт

Выбираем серию МТН, отличающуюся высоким классом нагревостойкости изоляции. Учитывая коэффициент использования мощности k = 0,7÷0,8, найдём необходимую мощность двигателя:

N_дв = k∙ N_{ст max}=0,7∙113,19=79,2кВт

Выбираем двигатель типа МТН 612-10 ГОСТ 185-70, имеющий параметры:

мощность N_дв= 80кВт,

относительная продолжительность включения ПВ_дв=25%,

число оборотов n_дв=560об/мин,

момент инерции ротора j_р.дв=5,25кг∙м²,

диаметр вала d_в.дв=90мм,

масса m_дв=1070кг.

4.8.5. Выбор передачи

Определим частоту вращения барабана:

N_б=

Требуемое передаточное число лебёдки:

u_{л. тр}=n_дв/n_б=560/45.86=12.21

Примем передаточное число открытой зубчатой передачи равным u_от=4. Требуемое передаточное число редуктора будет равно:

u_{р. тр}= u_{л. тр}/ u_от=12,21/4=3,05

Определим расчётный эквивалентный момент на тихоходном валу редуктора. Принимаем класс нагружения механизма В2. Ему при заданной группе режима работы 4М соответствует класс использования А4

[(7) табл.1.2, стр13].

По таблице [(7) табл.1.4, стр13] находим значение коэффициента нагружения k=0.25.

Значение коэффициента k_Q по формуле:

По таблице [(7) табл.1.3, стр13] находим машинное время работы механизма t_маш=12500ч.

Частота вращения тихоходного вала редуктора должна быть равна:

n_т= n_б∙ u_от=45.86∙4=183.44об/мин

4.9. Расчёт и подбор вспомогательного оборудования

4.9.1. Производительность вакуум-насоса

Объем воздуха во внутренней полости листа фильтровального: