Определение габаритов привода и мотор-редуктора, толщины стенок аппарата, фланцев, шпоночных соединений муфты и ступицы. Вычисление диаметра вала мешалки от действия крутящего момента. Расчет вала на виброустойчивость. Выбор опор и проверка на прочность.
Аннотация к работе
Химический аппарат с механическим перемешивающим устройством типа ВКЭ - 2110 предназначен для проведения различных физико - химических и механических процессов в жидких средах (растворах, суспензиях, эмульсиях) для протекания которых требуется поддержание повышенной температуры и давления. Химические аппараты данной конструкции применяются в промышленности для проведения органических и неорганических синтезов, протекающих при повышенных температурах и давлениях в агрессивных средах, а так же требующих постоянного перемешивания реакционной массы. Кроме этого аппараты применяются для получения различных жидкостных растворов и механических смесей. Химический аппарат с механическим перемешивающим устройством состоит из следующих основных частей: корпуса аппарата, крышки аппарата, рубашки аппарата, механического перемешивающего устройства. Корпус аппарата предназначен для проведения в нем физико-химических процессов, а также для крепления к нему остальных частей аппарата, таких как: рубашка (приваренная сверху - к обечайке корпуса, снизу - к днищу), крышка аппарата (съемная, соединенная с корпусам с помощью фланцевого соединения), а также штуцер для выгрузки продукта, приваренный к нижней части днища корпуса.Определение высоты цилиндрической части аппарата Определение высоты крышки и днища.Стойка выбирается по ОСТ 26 01 10979 в соответствии с частотой вращения мешалки, потребляемой мощностью и рабочим давлением в корпусе аппарата, которое через вал мешалки нагружают подшипники привода сжимающей силой. По таблице выбираем мотор - редуктор МПО1 - 10, тип 1, исполнение 2. В соответствии с таблицей определяем габариты стойки мотор - редуктора: Н = 1235 мм-высота стойки. l = 690мм-расстояние между подшипниковыми опорами. В соответствии с таблицей определяем габариты мотор - редуктора: D =330мм - диаметр мотор - редуктора. Lmin = 630мм-высота мотор - редуктора (на стойке). d = 50мм-диаметр вала внутри мотор - редуктора.Расчетное давление. а) Расчетное внутреннее давление. Расчет на прочность стенок рубашки. 2) Для элементов корпуса, находящегося под рубашкой.Условие прочности выполняется.Тонкостенные оболочки под действием наружного давления могут потерять первоначальную форму и деформироваться раньше, чем напряжения сжатия достигнут разрушающей величины. Давление, при котором оболочка начнет деформироваться - называется критическим. Расчет толщины стенки в этом случае проводят с обеспечением достаточной жесткости оболочки. При расчетах рекомендуется принять коэффициент запаса прочности равным 2.4.Цилиндрическая часть рубашки. (с учетом округления). Коническое днище рубашки. Условие выполняется.=
IMG_7e02fcf1-3d8c-49b6-a084-d796f71fd3ba = 44.76МПА Ј 139 МПАРасчет шпоночного соединения муфты. dcm. 3.5 Расчет шпоночного соединения ступицы мешалки Расчет шпоночного соединения ступицыМрасч = 1.1ЧМ
М = Мстойки Ммотор-редуктора Мвала Моболочки Мсреды Ммешалки Мрубашки = 7734кг.4.3 Прочность угловых сварных швов, соединяющих ребра опор с корпусом аппарата Выбор штуцеров и люков производим по ОСТ 26 - 1404 - 76. Штуцер для манометра. Штуцер для отбора проб. Смотровой люк выбираем по ОСТ 26 - 2004 - 77
План
Содержание
Техническое задание
Введение
I раздел. Определение размеров аппарата с приводом
1.1 Определение размеров аппарата без привода
1.2 Определение габаритов привода и мотор - редуктора
1.3 Выбор масштаба чертежа общего вида
II раздел. Расчет аппарата на прочность
2.1 Расчет элементов корпуса
2.2 Расчет толщины стенки аппарата, нагруженного внутренним давлением
2.3 Расчет толщины стенки аппарата, нагруженного внешним давлением
2.4 Расчет толщины стенки рубашки
2.5 Расчет фланцевых соединений
III раздел. Расчет элементов механического перемешивающего устройства
3.1 Выбор расчетной схемы и приближенное вычисление диаметра вала мешалки от действия крутящего момента
3.2 Расчет вала на виброустойчивость
3.3 Проверка вала мешалки из условия совместного действия изгиба с кручением по энергетической теории прочности
3.4 Выбор муфты и расчет шпоночного соединения муфты
3.5 Расчет шпоночного соединения ступицы мешалки
IV раздел. Выбор опор и проверка на прочность
4.1 Проверка на грузоподъемность
4.2 Проверка площади опоры подкладного листа
4.3 Прочность угловых сварных швов, соединяющих ребра опор с корпусом аппарата
V раздел. Выбор штуцеров и люков
VI раздел. Спецификации
Литература
Техническое задание
1. Тип аппарата ВКЭ
2. Номинальный объем, V 2,5м3
3. Внутренний диаметр аппарата, Da 1400мм.
4. Площадь поверхностного обогрева аппарата, F
5. Избыточное давление в аппарате, Ризб. 0,6 МПА
6. Остаточное давление в аппарате, Рост. 0,01 МПА
7. Избыточное давление в рубашке, Рруб. 0,7 МПА
8. Мощность привода на валу мешалки, N 2,5 КВТ
9. Частота вращения мешалки, n 250об./мин.
10. Тип днища аппарата Коническое
11. Тип крышки аппарата Эллиптическая
12. Тип мешалки Трехлопастная
13. Среда Вода
14. Плотность среды, r 1000кг./м3
15. Температура среды, t 100°С
Введение
Химический аппарат с механическим перемешивающим устройством типа ВКЭ - 2110 предназначен для проведения различных физико - химических и механических процессов в жидких средах (растворах, суспензиях, эмульсиях) для протекания которых требуется поддержание повышенной температуры и давления. Интенсификацию процессов теплообмена и массообмена обеспечивает механическое перемешивающее устройство с приводом типа 2 по ОСТ 26-01-109-79.
Химические аппараты данной конструкции применяются в промышленности для проведения органических и неорганических синтезов, протекающих при повышенных температурах и давлениях в агрессивных средах, а так же требующих постоянного перемешивания реакционной массы. Кроме этого аппараты применяются для получения различных жидкостных растворов и механических смесей.
При разработке химического аппарата обеспечено соответствие правилам Госгортехнадзора. Основные параметры аппарату соответствуют ГОСТ 20680-75. Выбор материалов, методов испытания аппарата пробным давлением, а также требования к контрольной и предохранительной арматуре - в соответствии с ОСТ 26292 - 71.
Правила изготовления, испытания, приемки аппарата - в соответствии с ОСТ 26011244 - 75.
Химический аппарат с механическим перемешивающим устройством состоит из следующих основных частей: корпуса аппарата, крышки аппарата, рубашки аппарата, механического перемешивающего устройства.
Корпус аппарата состоит из сваренных между собой эллиптического днища и цилиндрической обечайки. Корпус аппарата предназначен для проведения в нем физико-химических процессов, а также для крепления к нему остальных частей аппарата, таких как: рубашка (приваренная сверху - к обечайке корпуса, снизу - к днищу), крышка аппарата (съемная, соединенная с корпусам с помощью фланцевого соединения), а также штуцер для выгрузки продукта, приваренный к нижней части днища корпуса.
К крышке аппарата крепится стойка, с закрепленным на ней торцевым уплотнением, подшипниковой опорой с двумя подшипниками, и муфтой, соединяющей вал мотор - редуктора, закрепленный в верхней части стойки, с валом рамного перемешивающего устройства.
Также к крышке приварены смотровой люк, штуцер ввода и два штуцера для крепления манометра и термопары.
Корпус и крышка скреплены между собой посредством фланцевого соединения типа выступ - впадина с фторопластовой прокладкой, обеспечивающей надежное уплотнение. Материалы болтов и гаек: сталь 35x5.
Тип перемешивающего устройства - рамный. Перекладина рамы приварена к ступице тавровым швом и усилена ребром жесткости. Ступица - разъемного типа, и крепится на нижнем конце вала четырьмя болтами.
Рубашка аппарата служит для подачи в нее через штуцер пара, обогревающего обогревающего содержимое корпуса. Конденсат выходит из рубашки через штуцер, приваренный к нижней ее части. Также, к рубашке приварены четыре опоры. Для более равномерного распределения местной нагрузки от опоры на корпусе рубашки под опорой приваривается накладной лист.
Материал корпуса, крышки, рубашки, мешалки и ее вала - сталь X18H10T. Эта сталь выбрана потому, что она технологична в обработке, хорошо деформируется в холодной и горячих средах, т.е. обладает хорошей штампуемостью. Она хорошо сваривается всеми видами сварки и не требует обязательной термической обработки изделия после сварки. Но самое важное, что эта сталь отлично противостоит рабочей среде - воде, обладающей большой коррозийной активностью. Удорожание аппарата вследствие применения нержавеющей стали компенсируется долговечностью конструкции и повысившейся безопасностью ее эксплуатации.
I раздел. Определение размеров аппарата с приводом
IMG_203f87da-78aa-448f-9593-799549889ecd
Рис. 1
Список литературы
1. А.А. Поляков. Механика химических производств. Сл.б. : Химия, 1995.
2. А.С. Тимонин. Основы конструирования и расчета технологического и природоохранного оборудования Справочник. Т.1. - Калуга : Издательство Н. Бочкаревой, 2001.
4. Аксенов Л.И. Методические указания для самостоятельной подготовки студентов к занятиям по курсу “Прикладная механика”. - МХТИ им Д.И. Менделеева, 1982.
5. В.М. Аристов. Чертежи общего вида емкостных аппаратов. РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2000
6. Аксенов Л.Н. Методические указания по оформлению курсового проекта по прикладной механике. - МХТИ им Д.И. Менделеева, 1983.
7. Аксенов Л.И. Методические указания по выполнению курсового проекта по теме “Химический аппарат с мешалкой”. - МХТИ им Д.И. Менделеева, 1982.