2. Расчетная часть.

2.1 Рассчитать предельные нагрузки при эксплуатации узлов и деталей, расчет элементов на прочность.

Производим расчет обечайки центрифуги

SPAS-1000

Исходные данные

Внутренний радиус обечайки барабана Rd =1000 мм

Целиндрическая высота H = 450 мм

Толщина стенки обечайки барабана S = 6 мм

Шаг отверчтий обечайки, в поперечном направлении направлении t_г = 37,11мм

Диаметр отверстий d = 5 мм

Коэффициент ослабления сварочного шшва V_i = 0,8

Удельный вес материала обечайки Y_к = 30 кг/мт³

Вес продукта, задержаемого в барабан G = 120 кг

Максимальное число оборотов в минуту n = 980 об/мин

Учитываемое условие предела текучести G_F = 0,2 мПа

Определяем вес непроверенной обечайки центрифуги

G_К = (2Rd + S) *A * H * S * Y_К * 10^-6

Где Rd – радиус обечайки

Н – Высота обечайки

S – толщина стенки барабана

Y_К – удельный вес обечайки

G_К = ( 2*1000 + 6) * 3.14 * 450 * 6 * 7.9 * 10^-6 = 134 кг

Принимаем вес непроверенной обечайки барабана G_К = 134 кг

Проверочное сочетание барабана в осевом направлении

F = H * S

Где Н – высота барабана

S – толщина стенки

F = 450 * 6 = 2700 мм²

Принамаем попересное сечетание барабана в осевом направлении, равным 2700 мм²

Отверстия, проведенные в обечайке, ослабляют ее.

Коэффициент ослабления, вызванный отверстием обечайки

Где d – диаметр отверстий

t₃ – наклонный шаг

– коэффициент деформации, зависящий от коэффициента материала

Наклонный шаг определяется по формуле

t₃ =

где t₂ – шаг отверстий обечайки в поперечном сечении

t₂ – шаг отверстий обечайки в осевом направлении

t₃ = = 29,5 мм

Коэффициент материала m = 0,805

отсюда р = 0,958

V_s = = 0,8

Коэффициент ослабления , вызванный отверстиями обечайки равен V_s = 0,8

При всех ослаблений сварной шов остается не тронутым.

Результирующая нагрузку, вызванная собственным весом обечайки барабана G_к

и весом материала, находящихся в нем, G_t

G_t = * *

где Rd – радиус барабана

n – число оборотов

G – вес непроверенной обечайки

G – вес продукта

F – сечение барабана в осевом направлении

V – коэффициент ослабления шва

G_t = * * = 0,4 Мпа

Коэффициент безопасности, отнесенный к условному пределу текучести

материала обечайки барабана

X = = 0.5 мПа

X = 0.5 мПа

Следовательно условия выполняются

2.2 Рассчитать количество запасных деталей, расчет элементов на прочность.

Исходные данные

D – внутренний диаметр 1200мм

Dср – средний диаметр среза 1210мм

Dб = диаметр до болта 1430мм

Dн – наружный диаметр 1455мм

tр – расчетная температура 30 С

n – коэффициент условий работы 1

S – толщина стенки 5 мм

Р – расчетное давление 0,3 мПа

Принимаем расчетную ширину прокладки во = 1.9 20 = 8.5 мм

Материал прокладки – асбест в металлической оболочке, имеющий

коэффициент m = 3.5

Равнодействующая внутреннего давления

Q = 0.785 Dср * р

Р – расчетное давление

Q_D = 0.785 * 1210² * 0.3 = 0.03 * 10⁶Н

Принимаем Q_D = 0.03 * 10⁶Н

Расчет в рабочих условиях, реакция прокладки.

R_n = 2D * П * В_О * Р * m

Где D- внутренний диаметр

В_О - расчетная ширина прокладки

Р -расчетное давление

m- коэффициент материала прокладки

R_n = 2 * 1200 * 3.14 * 0.3 * 3.5 = 0.6 * 10 ⁶ Н

В рабочих условиях реакция прокладки состовляет R_n = 0.06 * 10⁶ Н

Усилия, возникающие от разности температур фланца и шпильки.

Q_t = Y * n * f_G * E_Q * t ( d_t – аб * R)

Q_t = 0.3 * 8 * 471 * 20 * 10⁵ * 20 ( 12 * 10⁵ – 12 * 10⁵ * 0.95) = 0.004 * 10⁶ Н

Усилия, возникающие от разности температур, равно Q_t = 0.004 * 10⁶ Н

Болтавая нагрузка в условиях монтажа

P_G = Q_D + R_n + Q_t

P_G = 0.03 * 10 ⁶ + 0.06 + 10⁶*0.004 * 10⁶ = 0.02 * 10⁶ Н

Рабочие условия, нагрузка на болт P_G2 = E (aQ_D + R_n)

P_G2 = 1.07( 1.1 * 0.03 * 10⁶ + 0.06 *10⁶ ) = 0.016 * 10⁶ Н

Допускаемые напряжения для шпилки

= = 47 230 мПа

Условия прочности удовлетворяются