raskim
.pdf
предусматривает три типа опор: тип 1 (лапы) - для аппаратов с рубашками и без теплоизоляции; тип 2 (лапы) - для аппаратов с теплоизоляцией; тип 3 (стойки) - для аппаратов с эллиптическими и коническими днищами. Стойки (рис.2.10) служат для установки аппаратов на фундамент. Расположение стоек на днищах показано на рис.2.11. Лапы (рис.2.12) применяют для крепления аппаратов на несущих конструкциях или между перекрытиями.
Рис.2.10. Стойки
Рис.2.11. Расположение
стоек на днище
21
Рис.2.12. Лапы
Лапы размешают на корпусе или рубашке на расстоянии L=(0.35 ¸ 0.4)D от уплотнительной поверхности фланцев (рис. 2.13).
Стандартные опоры выбирают по требуемой нагрузке с учетом условия Qтабл ³ Qрасч , их не проверяют расчетом.
Расчетную нагрузку на одну опору |
Qрасч определяют |
следующим образом. |
|
1.Задаются количеством опор, z. Лап должно быть не менее двух (z=2;3;4), стоек - не менее трёх (z=3;4).
2.Определяют вес металла, из которого изготовлен аппарат:
|
G1 » 1,1× F × S ×γ м , |
(2.25) |
||
где F - внутренняя поверхность корпуса, м2, (см. табл. (1-4)); |
S - |
|||
исполнительная толщина стенок, м; g - |
удельный вес металла, g= 78,5 |
|||
kH / м3 . Коэффициент 1,1 |
учитывает: вес фланцев, штуцеров и т.д. |
|||
3. Определяют вес металлоконструкций, установленных на |
||||
крышке аппарата (привод, стойка и т.д.): |
|
|
||
|
G2= 0,5 G1 . |
(2.26) |
||
4. Рассчитывают |
вес воды, |
заполняющей |
аппарат |
при |
гидравлических испытаниях: |
|
|
|
|
|
G3 = V×g , |
(2.27) |
||
|
22 |
|
|
|
где V – внутренний объем аппарата (см. исходные данные); -
удельный вес воды,. γ = 10 kH / м3 .
Рис.2.13. Расположение лап и штуцеров K, K1 для теплоносителя на корпусе
с неразъемной сварной рубашкой
D |
1000-1800 |
2000-2400 |
2600-3000 |
|
h |
140 |
200 |
250 |
|
|
|
|
|
|
h1 |
300 |
300 |
400 |
|
23
5. Определяют максимальную нагрузку на одну опору:
Qmax = λ |
(G1 + G2 + G3 ) |
, |
|
(2.28) |
|
|
|||
|
z |
|
|
|
где z - число опор; λ = 1 (при z =2 и 3); λ = 2 - при числе опор |
z = 4. |
|||
По табл. 24 или 26 |
выбирают опоры |
по условию Qтабл ³ |
||
Qрасч. |
|
|
|
|
3. Расчёт и конструирование перемешивающего |
||||
устройства |
|
|
|
|
3.1.Конструктивные |
схемы |
крепления |
валов |
|
перемешивающих устройств
Вбольшинстве аппаратов химической технологии с целью интенсификации проводимых процессов или непосредственно для перемешивания различных компонентов используются перемешивающие устройства, которые состоят из привода (в качестве приводов перемешивающих устройств в химических аппаратах применяют в большинстве случаев различные типы моноблочных мотор – редукторов 1) и вала 4 с мешалкой 5 (рис. 3.1, 3.2). Мотор- редуктор установлен на стойке 6, которая крепится к опоре (бобышке) 7, привариваемой к крышке аппарата. В опоре установлено уплотнение 8, предназначенное для герметизации аппарата в месте прохождения вала мешалки через крышку. В качестве опор для консольных валов обычно используются подшипники качения 10, расположенные в стойке 6. Для увеличения виброустойчивости валов применяют также опоры скольжения 12, устанавливаемые обычно в нижней части корпуса аппарата.
Вал 4 мешалки 5 может иметь с тихоходным валом редуктора
2 жесткое или подвижное соединение.
Вприводах с жестким соединением валов редуктора и мешалки (рис.3.1) применяют, как правило, продольно-разъемную муфту 2. В качестве одной из опор вала мешалки используется нижняя опора выходного вала редуктора 9.
Второй опорой может быть опора качения 10, установленная в
стойке 6 аппарата (рис.3.1 а) или |
опора скольжения 12, |
24
установленная в нижней части корпуса аппарата (рис.3.1 б).
В этих исполнениях вторая |
(нижняя) опора служит для |
восприятия радиальных нагрузок. |
Восприятие осевой нагрузки |
осуществляется радиально-упорным подшипником мотор - редуктора. В связи с тем что максимальная осевая сила, которую может выдержать этот подшипник, ограничена, эти схемы используются для аппаратов с избыточным давлением не более 0,6 МПа.
нагрузок
а |
|
б |
|
|
|
В этих исполнениях вторая (нижняя) опора вала служит для
Рис.3.1. Жесткое соединение валов редуктора и мешалки:
25
Привод с подвижным соединением валов мотор – редуктора и мешалки используется в аппаратах, где условное давление достигает 3,2 МПа. В приводе такого типа (рис.3.2) обычно используется упругая втулочно-пальцевая 2 или зубчатая муфта, с помощью которой осуществляется гибкая передача вращающего момента от выходного вала мотор - редуктора к валу мешалки. Вал мешалки устанавливается либо в опорах качения 10, которые закрепляются в стойке привода (рис.3.2 а), либо в качестве верхней опоры используются подшипники качения 10, а нижней опорой является
б)
а |
|
б |
|
|
|
Рис.3.2. Подвижное соединение валов редуктора и мешалки компенсирующей муфтой: а - консольный
вал мешалки;
26
подшипник скольжения 12 (рис.3.2 б). При этом одна из опор, как правило, нижняя выполняется подвижной и служит для восприятия радиальных нагрузок, а верхняя – неподвижной, она предназначена для восприятия осевых сил.
3.2. Подбор узлов и деталей перемешивающего устройства Выбор типа уплотнения.
Для герметизации аппарата в месте ввода вала в крышку используют сальниковые или торцевые уплотнения.
Сальниковые уплотнения (рис.3.3 а) применяют в аппаратах для переработки нетоксичных взрыво- и пожаробезопасных сред при давлении до 0,6 МПа. Торцевые уплотнения (рис.3.3 б) используют в аппаратах для переработки кислых и щелочных сред при давлении до 2.5МПа. Размеры уплотнения выбирают при выполнении 4-го этапа работы.
|
|
|
|
|
а |
|
|
б |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Рис.3.3. Уплотнения: а - сальниковое; б - торцевое
27
Выбор типа мотор-редуктора. В качестве приводов могут быть использованы мотор-редукторы типа ВОМ, ВДМ, МПО-1 и МПО-2 (рис 3.4, 3.5). Это агрегаты, в которых конструктивно объединены электродвигатель и редуктор. Исходными данными для выбора мотор-редуктора служат требуемая мощность мешалки Рм и частота ее вращения nм. По табл. 27 выбирают типоразмер мотор- редуктора по условию Рдв ³ Ртр , nТ = nм, где Рдв – мощность электродвигателя; nТ - частота вращения выходного (тихоходного) вала мотор-редуктора. Требуемую мощность электродвигателя Ртр определяют по условию
Pтр |
= |
|
Рм |
|
, |
|
η1η2η3η |
4 |
|||||
|
|
|
||||
где Р м - мощность на валу мешалки, кВт; η1 - КПД подшипников, в которых установлен вал (в соответствии с конструктивной схемой подшипникового узла); η2 - КПД механической передачи (редуктора); η3 – КПД, учитывающий потери мощности в уплотнении; η4 - КПД, учитывающий потери в муфте. Значения КПД элементов привода принимают по табл. 28.
.
|
а |
|
|
б |
|
Рис. 3.4. Мотор-редукторы: а - |
МПО1; б - |
||||
28 |
|
|
|
||
а |
|
б |
|
|
|
|
|
|
Рис. 3.5. Мотор-редукторы: а - ВОМ; б - |
||
Всоответствии с выбранным типоразмером мотор-редуктора
втабл. 29 - 37 приведены технические данные и основные размеры редукторов и комплектующих электродвигателей.
Выбор типа муфты. Для соединения вала мешалки с валом мотор-редуктора используют продольно-разъёмную, упругую втулочно-пальцевую или зубчатую муфты. С помощью продольно- разъёмной и зубчатой муфт возможно соединение валов одинакового диаметра, а с помощью упругой втулочно-пальцевой муфты - соединение валов разных диаметров. Тип муфты определяется конструктивной схемой опорного узла вала.
Продольно-разъёмные муфты (рис 3.6, табл.38) изготовляют для диаметров валов от 30 до 125 мм. Корпус с продольным разъёмом состоит из двух полумуфт. На наружные поверхности полумуфты надевают кольца, которые стягивают шпильками и гайками. За счёт конусности наружных поверхностей полумуфты кольцами прижимаются к соединяемым валам. Концы валов обрабатывают под фиксирующее кольцо, состоящее из двух половин, скрепляемых пружинами.
29
Рис. 3.6. Продольно-разъемная муфта
Зубчатая муфта (рис.3.7, табл. 39) состоит из двух втулок 1 с наружными зубьями, закрепленных на концах валов и охватывающих обоймы 2 с внутренними зубьями.
А
А - А
б
А
Рис.3.7. Зубчатая муфта: а – общий вид; б –
зацепление зубьев
а
30