Определение геометрических размеров цистерны. Выбор конструкционных материалов. Определение расчётного давления в цистерне. Расчёт толщины стенки, обечайки и днища цистерны. Расчет устойчивости автоцистерны на опрокидывание и основных нагрузок.
Аннотация к работе
Автомобильные перевозки грузов на сегодняшний день являются самым востребованным, а также самым популярным способом по доставке грузов как по территории России, так и за границу. Автоцистерна должна передвигаться с порожней или с полностью заполненной цистерной, перемещение с неполностью заполненной цистерной не допускается, так как смещение центра тяжести груза при движении может привести к опрокидыванию АЦ.В настоящее время выпускаются цистерны с обечайками цилиндрической, эллиптической, трапецеидальной и прямоугольной форм. Для проектируемой цистерны выбираем эллиптическую форму обечайки, так как она обладает достаточной прочностью, высокой устойчивостью и хорошо вписываются в транспортные габариты.Выбор конструкционных материалов для изготовления цистерны и ее оборудования определяется несколькими факторами. Наиболее важными технологическими свойствами, которые необходимо учитывать при выборе конструкционных материалов, являются: свариваемость, обрабатываемость давлением и резанием. Кроме указанных факторов при определении целесообразности применения тех или иных конструкционных материалов необходимо учитывать их стоимостные показатели. Для изготовления цистерн для нефтепродуктов, оборудования и деталей крепления наиболее часто применяются стали 10ХСНД, 09Г2С, Ст3сп. Химический состав в % материала Ст3сп приведен в таблице 1.Под расчетным давлением понимают наибольшее рабочее давление, возникающее в цистерне в процессе ее эксплуатации: при выполнении технологических операций по заполнению и опорожнению цистерны; при движении автотоцистерны с заполненной цистерной; при изменении объема продукта в цистерне под воздействием перепада температур и др. Расчетное давление (Рр, Па) определяют по следующей формуле: где - давление насыщенных паров перевозимого нефтепродукта (примем давление 0,05 МПА) [3]; Гидростатическое давление РС, МПА, определяют в зависимости от высоты налива продукта в цистерне по следующей формуле: где h - высота налива нефтепродукта, м. Подставляем данные в формулу (6): Теперь мы можем определить величину коэффициента горизонтальных нагрузок : где - то же, что и в формуле (5). Подставляем данные в формулу (7): Расчетное динамическое давление РД определяем по следующей формуле: где - масса продукта в цистерне, кг;Подставляем значения в формулу: Растягивающее (меридиальное) напряжение ?М, МПА определяется по следующей формуле: где - то же, что и в формуле (5); Распределенная нагрузка определяется по формуле: где - то же, что и в формуле (17); Подставляем значения в формулу (18): Таким образом, максимальный изгибающий момент будет равен: Момент сопротивления изгибу будет определяться как: где - то же, что и в формуле (11); Подставляем значения в формулы (21) и (22) соответственно: Найденные величины подставляем в формулу (20) и определяем приведенное напряжение изгиба: Для обеспечения прочности цистерны должно выполняться следующее неравенство: где - то же, что и в формуле (20); Находим силу давления жидкости на днище при торможении цистерны, подставив значения в формулу (25): Тогда среднее давление на днище при торможении P1, МПА будет определяться следующим образом: где - то же, что и в формуле (25);Подставляем данные в формулу (41): Номинальный расход определяется округлением требуемого в большую сторону, т.е. Подставляем данные в формулу (42): Диаметр трубопровода определяется как: (43) где q - то же, что и в формуле (42); Подставляем данные в формулу (43): . Произведем уточнение скорости перекачивания : (44) где - то же, что и в формуле (42); Подставляем данные в формулу (46): Определим число Рейнольдса для данного режима перекачки: (45) где - то же, что и в формуле (43);Технологическое оборудование включает в себя цистерну для топлива, насос, гидравлическую систему трубопроводов с арматурой, пневматическую систему управления, раздаточный рукав с наконечником, рукав для перекачки, приемный рукав [5], электрическое и противопожарное оборудование, контрольно-измерительные приборы [2]. Привод насоса осуществляется от двигателя автомобиля через коробку отбора мощности и карданный вал.Насосы такого рода предназначены для перекачивания чистых, без механических примесей жидкостей: бензина, керосина, дизельного топлива и других нейтральных жидкостей вязкостью не более 2·10-5 м2/с температурой от минус 40 до 50°С и плотностью не более 1000 кг/м3. Основные характеристики данного насоса приведены в таблице 3. Самовсасывающие насосы СЦЛ-20-24 выпускаются левого и правого вращения, если смотреть со стороны конца вала. Направление вращения вала должно совпадать с направлением указательной стрелки на насосе (проверяется кратковременным пробным пуском привода насоса) [6]. В момент пуска жидкость, имеющаяся в насосе, захватывается центробежным колесом и по переводному каналу отбрасывается в левую полость корпуса насоса к вихревому колесу, которое частично вытесняет жидкость в колпак.Крышка горловины с люком (рисунок 2) предназначена для оснащения автоцистерн с верхним и нижним наливом нефтепродуктов и а
План
Содержание
Введение
1. Расчет параметров автоцистерны
1.1 Определение геометрических размеров цистерны
1.2 Выбор конструкционных материалов
1.3 Определение расчетного давления в цистерне
1.4 Расчет толщины стенки, обечайки и днища цистерны
1.5 Расчет основных нагрузок
1.6 Расчет устойчивости автоцистерны на опрокидывание