7 Подбор опор и проверка прочности стенки аппарата под опорой

7.1 Подбор опор

Вес корпуса аппарата

Вес привода G_п

m_ред = m_мот + m_дв = 125+155=280 кг – масса редуктора,

где m_мот – масса мотор – редуктора,

m_дв – масса двигателя;

m_стойки = 80 кг – масса стойки;

m_{мешалки} = 16,7 кг – масса мешалки;

m_муфты1 = 5,5 кг – масса продольно-разъемной муфты;

m_муфты2 = 4,27 кг – масса зубчатой муфты.

Вес рабочей среды в аппарате

Вес рубашки

Вес аппарата

Нагрузка на одну опору

,

где к = 1 – коэффициент неравномерности нагрузки,

n = 3 – число опор [4, с.106].

Выбираем стандартную опору для стальных сварных цилиндрических аппаратов – исполнение 1[2, с.270].

Опора 2-4000 ОСТ26-655-79.

Рисунок. 6.1 Опора

L₁ = 195мм; b = 195 мм; а₁ = 210 мм; h₁ = 10 мм; h = 370 мм; К = 25 мм; L_F = 55мм; d = 35 мм; d_б = М24; f_max=50 мм; S₁ = 8 мм.

7.2 Проверка прочности стенки аппарата под опорой-лапой

Осевое напряжение от внутреннего давления

МПа.

,

где s₀ –толщина стенки рубашки в конце срока службы;

s – исполнительная толщина стенки рубашки;

с – прибавка для компенсации коррозии;

с₁ – дополнительная прибавка.

Окружное напряжение от внутреннего давления

МПа.

Максимальное мембранное напряжение от основных нагрузок

107,4 МПа;

где К₁ = f(γ) – коэффициент, определяемый по рис. 14.6 [2, с.287],

γ – безразмерный параметр,

е – расстояние от наружной поверхности аппарата до оси элемента крепления опоры.

К₁ = 0,77

м.

Максимальное напряжение изгиба от реакции опоры

К₂ = 0,6 – коэффициент, определяемый по рис. 14.7 [2, с.287]

Условие прочности имеет вид

;

условие выполняется.

где _т = 252МПа [4, с.25],

А = 1 – для эксплуатационных условий [2, с.287].

8 Построение эпюр напряжений и деформаций для корпусных элементов аппарата

Цилиндрическая часть аппарата

Анализ геометрии:

Первый и второй главные радиусы кривизны соответственно равны: R₁ = ; R₂ = D/2 = 0,9 м;

 = /2 = сonst,

φ – является постоянной величиной, следовательно, не может служить текущей координатой. Принимаем новую текущую координату dx = R₁d.

Компоненты внешней поверхностной нагрузки: Х = 0; Z = - P = сonst.

Нагрузка свободного края

.

Внутренние силы

Напряжения:

Меридиональное напряжение

Кольцевое напряжение

Эквивалентное напряжение

Первое главное напряжение

Третье главное напряжение

Радиальная деформация

Эллиптическое днище

Анализ геометрии:  [0;/2].

А = f(φ), В = f(φ),

при  = /2

.

при  = 0

;

Проекции внешних сил

Х = 0; Z = - P_R; Q = 0.

Внутренние силы

при  = /2, т.е. в точках экватора

при  = 0, т.е. в точках полюса

Напряжения

при  = /2

при  = 0

Радиальные деформации

при  = /2

при  = 0

Найдем координату φ, где напряжения от кольцевых сил равно нулю

при Т = 0;

0,81·sin²φ + 0,203·cos²φ = 0,405

0,81- 0,81·cos²φ + 0,203·cos²φ = 0,405

0,607·cos²φ = 0,405

cosφ = 0,82, φ = 34,92 º.

Коническая часть аппарата

Анализ геометрии: R₁ = ; R₂ = xtg;  = /2 -  = сonst; R₂ = D/2; φ – является постоянной величиной, следовательно, не может служить текущей координатой. Принимаем новую текущую координату dx = R₁d.

Проекции внешних сил

Х = 0; Z = - P_R; Q = 0.

Внутренние силы

при x = x_max

при x = 0

Напряжения

при x = x_max

при x = 0

Деформации

при x = x_max

.

при x = 0

Торовая часть аппарата

Анализ геометрии:  = /4; ₁ = /2; R₁ = R_б = 0,2 м = const;  [(/2)-; /2].

при _i = 

при _i = ₁.

Проекции внешних сил

Х = 0; Z = - P_R; Q = 0.

Внутренние силы

при _i = 

при _i = ₁

Напряжения

при _i = 

при _i = ₁

Деформации

при _i = 

при _i = ₁

Рисунок 8.5. Эпюра _М.

Рисунок 8.6. Эпюра _к.

Рисунок 8.7. Эпюра _экв.

Рисунок 8.8. Эпюра деформации.