6.1. Расчет затвора с плоской металлической прокладкой.

Цель: определить усилие, обеспечивающее герметичность соединения.

,

где F_р – равнодействующая внутреннего давления на обтюратора;

.

R_п – реакция прокладки:

.

D_cp – средний диаметр в зоне уплотнения.

,

b – исполнительная ширина прокладки.

,

b_p – расчетная ширина прокладки.

,

– допускаемое контактное напряжение на уплотняемых поверхностях затвора. Зависит от предела текучести материала.

Если , то .

Если , то .

– герметизирующее напряжение смятия прокладки (Михалев, таб. 2.3, стр. 145).

2. Расчет двухконусного и дельтообразного обтюратора.

Равнодействующая внутреннего давления:

.

Осевое давление на прокладку.

.

D_cp – средний диаметр в зоне уплотнения.

,

D – внутренний диаметр аппарата;

h₁ – высота обтюратора;

h₂ – высота цилиндрической части обтюратора;

α – для двухконусного обтюратора ;

для дельтообразного обтюратора

k₃ – коэффициент, учитывающий влияние предварительной затяжки, зависит от внутреннего давления в аппарате.

Если внутреннее давление , то .

Если внутреннее давление , то .

h_ср – внутренняя высота по средней линии уплотнения уплотнительной поверхности:

.

Машины и аппараты с вращающимися элементами.

7. Тихоходные барабаны.

7.1. Назначение и общий принцип устройства.

Тихоходные аппараты выполнены в виде горизонтальных барабанов и применяются для: сушки, обжига и кольционирования материалов.

Основной принцип устройства.

Состоит из:

Барабана, габаритный размер которого зависит от рабочего или реакционного пространства, барабан наклонен к горизонту под углом 1 – 5­­­­­­⁰, вращается за счет венцовой шестерни, которая связана с шестерней сидящей на валу редуктора, внутри барабан может иметь насадку для лучшего перемешивания и пересыпания материалов. Для лучшей передачи давления от всех вращающихся частей аппарата барабан снабжен бандажом, который опирается на опорные ролики. Количество опорных станций зависит от длины барабана и расстояние между ними не превышает 18 – 20 м. Во избежании контактного трения материал опорного ролика должен быть таким же как материал бандажа или более мягким. Бандаж представляет собой кольцо прямоугольного поперечного сечения, которое одевается на барабан (т.н. “башмаки”).

Различают следующие виды крепления бандажа на барабан: жесткое и свободное.

При жестком креплении на корпус ухудшается взаимодействие с опорными роликами и требует очень точного изготовления и монтажа.

При свободной посадке бандажа на корпус необходимо предусматривать в расчетах температурные зазоры.

Если в расчетах на выносливость бандажа не учитывать температурные напряжения, то при вращении барабана возникает концентрация напряжений из-за дополнительных нагрузок.

По концам барабана устанавливаются камеры, необходимые для загрузки и выгрузки материала.

О сновными элементами тихоходного барабана, которые необходимо рассчитать на прочность являются: барабан, бандаж и опорные ролики.

7.2. Расчет на прочность барабана.

Расчетная схема.

Расчет производят по нормальным напряжениям.

– максимальные напряжения от действия нагрузки в поперечном сечении барабана.

;

,

где – линейная нагрузка.

,

m – суммарная масса:

– масса футеровки;

– масса материала;

–масса корпуса барабана.

,

– плотность футеровки, ;

– длина футеровки;

D_в – внутренний диаметр барабана;

D_ф – диаметр футеровки.

– толщина слоя футеровки.

– плотность обрабатываемого материала;

L – длина барабана;

ψ – коэффициент заполнения барабана.

Масса корпуса барабана как правило известна.

Q – поперечная сила, действующая на барабан в месте крепления шестерни.

.

– масса элементов крепления венцовой шестерни;

– масса венцовой шестерни;

W_z – осевой момент сопротивления.

,

δ – исполнительная толщина стенки барабана.

,

– наружный диаметр барабана.

D_cp – средний диаметр барабана.

.

Для тихоходных барабанов допускаемые напряжения принимают:

Если барабан с футеровкой:

Без футеровки: .

Р екомендуемый материал для изготовления корпуса: Ст 10, 15, 3, 2.