7. Подбор опор и проверка прочности стенки аппарата под опорой

   1. Подбор опор

Вес корпуса аппарата:

Вес привода G_п

;

M_{мот-ред} = 70 + 73 = 143кг – масса мотор - редуктора,

где m_мот – масса мотор – редуктора,

m_стойки = 70кг – масса стойки;

m_{мешалки} = 39кг – масса мешалки;

m_муфты1 = 5,5кг – масса продольно-разъемной муфты;

m_упл = 90кг – масса уплотнения;

Вес рабочей среды в аппарате:

;

Вес рубашки:

;

Вес фланцев:

;

Вес люк-лаза:

;

Вес аппарата:

Нагрузка на одну опору:

,

где к = 1 – коэффициент неравномерности нагрузки,

n = 3 – число опор [4, с.106].

Выбираем стандартную опору для стальных сварных цилиндрических аппаратов – исполнение 1[2, с.270].

Опора 2-10000 ОСТ 26-655-79.

Рисунок 15 – Опора

а₂ = 200мм; а = 250мм; с₁ = 160мм;

b = 520мм; d = 42мм; b₁ = 230мм;

а₁ = 310мм; d_б = М36; b₂ = 220мм;

h₁ = 30мм; f_max= 280мм; с = 65мм;

h = 620мм; S₁ = 16мм;

К = 40мм; К₁ = 130мм.

2. Проверка прочности стенки аппарата под опорой-лапой Осевое напряжение от внутреннего давления:

;

,

где s₀ – толщина стенки рубашки в конце срока службы;

s – исполнительная толщина стенки рубашки;

с – прибавка для компенсации коррозии;

с₁ – дополнительная прибавка.

Окружное напряжение от внутреннего давления:

;

Максимальное мембранное напряжение от основных нагрузок:

;

;

где К₁ = f(γ) – коэффициент, определяемый по рис. 14.6 [2, с.287],

γ – безразмерный параметр,

е – расстояние от наружной поверхности аппарата до оси элемента крепления опоры.

К₁ = 0,55

;

Максимальное напряжение изгиба от реакции опоры:

К₂ = 0,5 – коэффициент, определяемый по рис. 14.7 [2, с.287]

Условие прочности имеет вид:

;

условие выполняется.

где _т = 252МПа [4, с.25],

А = 1 – для эксплуатационных условий [2, с.287].

8. Построение эпюр напряжений и деформаций для корпусных элементов аппарата

   1. Цилиндрическая часть аппарата

Анализ геометрии:

Первый и второй главные радиусы кривизны соответственно равны:

R₁ = ;

R₂ = D/2 = 1,1м;

 = /2 = сonst,

φ – является постоянной величиной, следовательно, не может служить текущей координатой. Принимаем новую текущую координату dx = R₁d.

Компоненты внешней поверхностной нагрузки: Х = 0; Z = - P = сonst.

Нагрузка свободного края: ;

Внутренние силы

Меридиональная сила: ;

Кольцевая сила: .

Напряжения

Меридиональное напряжение: ;

Кольцевое напряжение: ;

Эквивалентное напряжение: ;

Первое главное напряжение: ;

Третье главное напряжение: ;

Радиальная деформация

.

2. Эллиптическое днище

А нализ геометрии:  [0;/2].

А = f(φ), В = f(φ),

;

;

при  = /2:

;

;

при  = 0:

Рисунок 16 – Эллиптическое днище

;

Проекции внешних сил

Х = 0; Z = - P_R; Q = 0.

Внутренние силы

при  = /2, т.е. в точках экватора:

;

.

при  = 0, т.е. в точках полюса:

;

.

Напряжения:

при  = /2:

при  = 0:

Радиальные деформации

при  = /2:

.

при  = 0

.

Найдем координату φ, где напряжения от кольцевых сил равно нулю:

при Т = 0;

;

;

;

4sin²φ + cos²φ = 2;

3sin²φ + 1 = 2;

3sin²φ = 1;

sin²φ = 1/3;

.