4 Розрахунок монтажних штуцерів
Величина моменту, що діє на штуцер, від зусилля в стропі (рис.7):
де - зусилля у вітці стропу;
- відстань від місця стропування до стін ки апарата (на практиці lшт = 200мм);
= 0 - кут нахилу стропа до вертикалі.
Тоді, величина моменту, що діє на штуцер:
М
= Рс
= 440000
0,2
= 88000
Нм
Рисунок 3 - Розрахункова схема монтажного штуцера
Розрахуємо
мінімальний момент опору поперечного
перерізу штуцера, приймаючи допустиме
напруження для сталі 3 при вигині
=160
МПа
Для
виготовлення штуцера використовуємо
безшовну сталеву трубу
зовнішній діаметр якої дорівнює
товщина стінки S
= 14мм,а вага
погонного метра - qтруб
= 89,42кг/м. Вибрана труба має таке маркування:
Труба
.
Осьовий момент опору кільцевого перетину
штуцера (труби) повинен задовольняти
вимогам Wшт
W.
Осьовий момент опору штуцера знаходимо
за формулою
де Dт – зовнішній діаметр труби;
dт - внутрішній діаметр труби.
Умови виконуються.
Далі перевіряємо міцність звареного шва який кріпить штуцер до апарата. Для цього підрахуємо напруження, що зрізує шов під дією згинального моменту і при цьому повинна виконуватися умова, що напруження зрізу, які виникають у звареному шві повинні бути меншими чим допустимі, тобто .
Розраховуємо напруження зрізу звареного шва
де - горизонтальна складова зусилля в стропі;
- коефіцієнт провару (для ручного зварювання =0,7);
- товщина шва (не менш як 40% товщини штуцера);
lш- довжина шва дорівнює довжині кола, діаметр якого дорівнює діаметру Dт штуцера;
- момент, що згинає штуцер;
- допустиме напруження на зріз.
Спочатку знайдемо довжину звареного шва
lш
=
Dт
=
см
= 0,857м
Задамося
товщиною звареного шва рівною товщині
стінки труби
=S
= 1,4 см і коефіцієнт провару шва
.
У нашому випадку кут
нахилу стропа до вертикалі відсутній,
тобто величина сили
=
0.Тоді напруження,
що зрізує
Оскільки
допустиме
напруження для зварених
швів
=110
МПа, то умова
міцності виконується.
Знайдемо вагу штуцера
=
89,42
+9,5
= 27,4 кг
274Н
де
- вага захисного фланця штуцера (розміри
фланця приймаються конструктивно).
5.4 Розрахунок зрівняльної траверси
Спочатку, згідно з розрахунковою схемою (рис. 4), обчислюємо стискальні зусилля N1 в балці траверси:
,
де = 2 - число променів траверси;
- вага вантажу (з урахуванням ваги штуцерів і строп)
=
-
кут нахилу тросу траверси до вертикалі;
= 1,1 – коефіцієнт динамічності.
Рисунок 4 - Розрахункова схема траверси
Приймаємо
довжину траверси
рівній сумі діаметра апарата й довжин
монтажних штуцерів, у цьому випадку
Будемо рахувати, що зрівняльна траверса виготовлена із із двотаврової балки. Проведемо підбор стандартного двотавру згідно з :
Двотавр
i= 9,97 см - радіус інерції ;
Fтр=34,8см2- площа поперечного перерізу;
q
=27,3кг/м
- вага двотавра довжиною один метр.
Перевіримо стійкість:
По таблиці А2 визначимо коефіцієнт поздовжнього вигину і розрахуємо граничні напруги
де =0,905 – за табл.А2 додатка А;
- граничне
напруження для вуглицевої сталі.
140,4Мпа<160 Мпа - умова виконується.
Визначимо вагу траверси:
Розраховуємо
навантаження на вантажний трос, що
з'єднує траверсу з
нижнім блоком вантажного поліспаста,
взявши кут
нахилу галузей
троса до вертикалі
.
Навантаження на галузь
троса (N=Pс):
,
де
-
загальна вага
вантажу, що піднімається ;
=2- кількість віток стропа;
- кут нахилу вітки до вертикалі, яким задаються;
- коефіцієнт динамічності, рівний, для ручного приводу вантажопідйомного механізму – 1.0, для механічного приводу – 1,1;
- коефіцієнт перевантаження, рівний 1,0 при числі віток , і 1,2 при числі віток .
Розрахунок стропів для зрівняльної траверси:
Визначимо розривне зусилля каната, з якого виготовлений строп. Розривне зусилля каната R визначається по формулі:
,
де = 6,0- коефіцієнт запасу міцності ( вибирається по табл.А1 додатка А).
Приймемо чотири канати на кожну вітку стропа, тоді розривне зусилля кожного каната буде чотири рази менше:
Вибираємо канат за ГОСТ 3081 – 80:
Канат 38,0 Г- I - С - Л – О - Н - 1570 ГОСТ 3081-80.
Довжина вітки троса зрівняльної траверси:
м
Список літератури
1. Анурьев В. И.Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-хт.Т.1.-5-еизд.,перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1980. – 728 с., ил.
2. Справочник техника-конструктора. Изд.3-е, перераб. и доп. Самохвалов Я. А., Левицкий М. Я., Григораш В. Д. Киев, «Техніка»,1978.-592 с.
3. ГОСТ 3081-80 Канаты двойные.
Додаток А
ТАБЛИЦЯ А1 - Коефіцієнт запасу міцності сталевих канатів Кз
Призначення каната |
Привід |
Коеф. запасу
|
Вантажний для кранів, лебідок, поліспастів |
Ручний Машинний |
4,5 5,0-6,0 |
Строповий канат |
|
6,0 |
ТАБЛИЦЯ А2 - Коефіцієнт поздовжнього вигину для сталі марки 3
Гнучкість |
Коеф. |
Гнучкість |
Коеф. |
Гнучкість |
Коеф. |
0 |
1,000 |
70 |
0,810 |
140 |
0,360 |
5 |
0,995 |
75 |
0,780 |
145 |
0,340 |
10 |
0,990 |
80 |
0,750 |
150 |
0,320 |
15 |
0,980 |
85 |
0,720 |
155 |
0,305 |
20 |
0,970 |
90 |
0,690 |
160 |
0,290 |
25 |
0,960 |
95 |
0,645 |
165 |
0,275 |
30 |
0,950 |
100 |
0,600 |
170 |
0,260 |
35 |
0,935 |
105 |
0,560 |
175 |
0,245 |
40 |
0,920 |
110 |
0,520 |
180 |
0,230 |
45 |
0,905 |
115 |
0,485 |
185 |
0,220 |
50 |
0,890 |
120 |
0,450 |
190 |
0,210 |
55 |
0,875 |
125 |
0,425 |
195 |
0,200 |
60 |
0,860 |
130 |
0,400 |
200 |
0,190 |
65 |
0,835 |
135 |
0,380 |
|
|
Додаток Б
ГОСТ 3081-80 Канат подвійний
Діаметр каната, мм |
Маса 1000 м змаще- ного каната, кг |
Маркировочна група, Н/мм2(кгс/мм2) |
Макси- мальна довжина виготоля- йомого каната, м |
|||
1370 (140) |
1570 (160) |
1770 (180) |
1960 (200) |
|||
Загальне розривне зусилля всіх дротів у канаті, Н (не менш) |
||||||
12,5 14,0 15,0 16,5 17,5 19,0 20,5 21,5 22,5 25,0 27,5 29,0 31,5 34,0 35,5 38,0 40,5 43,0 45,5 |
650,0 782,5 927,6 1085,0 1255,0 1485,0 1681,0 1890,0 2115,0 2560,0 3050,0 3630,0 4251,0 4923,0 5415,0 5935,0 6723,0 7585,0 8605,0 |
— — — — 187500 221500 251000 282500 316000 382500 457000 542500 636000 736500 810000 887500 1005000 1130000 1280000 |
111000 133500 158500 185500 214500 253500 287000 323000 361000 437500 522000 620000 726500 841500 925500 1010000 1145000 1290000 1465000 |
124500 150500 178000 208500 241000 285000 323000 363500 406000 492000 587500 697500 817500 947000 1040000 1140000 1290000 1450000 1650000 |
138500 167000 198000 231500 268000 317000 359000 404000 451000 546500 652500 775000 908500 1050000 — — — — — |
1500 1500 1500 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 |
Ниже приведена классификация стальных канатов по ГОСТ 3241–80.
Канаты подразделяются по признакам
1. По конструкции:
одинарной свивки – состоящие из проволок, свитых по спирали в один или несколько концентрических слоев,
двойной свивки – состоящие из прядей, свитых в один или несколько концентрических слоев,
тройной свивки – состоящие из канатов двойной свивки (стренг), свитых в концентрический слой.
2. По форме поперечного сечения: круглые, плоские.
3. По форме поперечного сечения прядей: круглопрядные, фасоннопрядные.
4. По типу свивки прядей и канатов одинарной свивки:
с точечным касанием проволок между слоями – ТК,
с линейным касанием проволок между слоями – ЛК,
с линейным касанием проволок между слоями при одинаковом диаметре проволок по слоям пряди – ЛК-0,
с линейным касанием проволок между слоями при разных диаметрах проволок в наружном слое пряди – ЛК-Р,
с линейным касанием проволок между слоями и проволоками заполнения – ЛК-3,
с линейным касанием проволок между слоями и имеющих в пряди слои с проволоками разных диаметров и слои с проволоками одинакового диаметра – ЛК-РО,
с комбинированным точечно-линейным касанием проволок – ТЛК.
5. По материалу сердечника:
с органическим сердечником из натуральных или синтетических материалов – ОС,
с металлическим сердечником – МС.
6. По способу свивки: нераскручивающиеся – Н, раскручивающиеся.
7. По степени уравновешенности: рихтованные – Р, нерихтованные.
8. По направлению свивки каната: правой, левой – Л. Направление свивки каната определяется:
для канатов одинарной свивки – направлением свивки проволок наружного слоя,
для канатов двойной свивки – направлением свивки прядей наружного слоя,
для канатов тройной свивки – направлением свивки стренг в канат.
9. По сочетанию направлений свивки каната и его элементов в канатах двойной и тройной свивки:
крестовой свивки (направление свивки каната и направление свивки стренг и прядей противоположны),
односторонней свивки (направление свивки пряди и направление свивки проволоки в пряди одинаковы) – О.
10. По степени крутимости:
крутящиеся (с одинаковым направлением свивки проволок в канатах одинарной свивки, прядей или стренг),
малокрутящиеся (многослойные многопрядные и одинарной свивки с противоположным направлением свивки элементов по слоям) – МК.
11. По механическим свойствам марок ВК, В, 1.
12. По виду покрытия поверхности проволок в канате: из проволоки без покрытия, из оцинкованной проволоки: в зависимости от поверхностной плотности цинка – С, Ж, ОЖ, покрытие каната или прядей полимерными материалами – П.
13. По назначению: грузолюдские (марок ВК, В) – ГЛ, грузовые – Г.
14. По точности изготовления: повышенной – Т, нормальной.
Додаток В
(довідковий)
Фігура |
Відстань до центра ваги |
Об’єм V |
Ціліндр |
де Нц –висота ціліндра. |
Де D – діаметр ціліндра. |
Півкуля |
|
де R – радіус півкулі. |
Зрізаний конус |
де D і d – відповідно, діаметр нижньої та верхньої основи; h – висота конуса. |
де R і r – відповідно, радіус нижньої та верхньої основи; h – висота конуса. |
Кульовий сегмент
|
|
де a – радіус основи сегменту; h – висота сегмента. |
,
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
Основна література
1. Рахмилевич З.З. и др. Справочник механика химических и нефтехимических производств. - М.: Химия, 1985
2. Ермаков В.И. и др. Ремонт и монтаж химического оборудования. - Л.: Химия, 1981.
3. Чернега В.И. и др. Краткий справочник по грузоподъемным машинам. - Киев: Техника, 1988.
4. Ермаков В.И., Шеин В.С. Технология ремонта химического оборудования. - Л.: Химия, 1977.
5. Фарамазов С.А. Ремонт и монтаж оборудования химических и нефтеперерабатывающих заводов. - М.: Химия, 1971.
6. Гайдамак К.М., Тыркин Б.А. Монтаж оборудования предприятий химической и нефтехимической промышленности. - М.: Высшая школа, 1974.-285 с.