3.3. Критерии прочности и работоспособности оборудования. Обоснование метода расчёта

Способность оборудования выполнять заданные функции при воздействии на него внешних и внутренних сил, определяется работоспособностью в данных условиях составляющих его элементов и частей. Отказы деталей и сборочных единиц могут возникать по причине недостаточной прочности, жесткости, устойчивости, выносливости или виброустойчивости. В зависимости от того, каким требованиям должна отвечать деталь, прочностной расчет этой детали должен производиться в соответствии с установленными критериями прочности и работоспособности. Например, потеря работоспособности аппарата, имеющего быстроходную пропеллерную мешалку, расположенную в циркуляционной трубе, может произойти вследствие поломки вала либо недопустимого прогиба вала, при котором мешалка будет касаться стенки трубы, либо вследствие совпадения частоты вращения вала с частотой его собственных колебаний. Следовательно, вал данного аппарата должен отвечать требованиям прочности, жесткости и виброустойчивости. Соответственно этому, прочностные расчеты вала должны включать: расчет вала на статическую прочность при воздействии на него изгибающего и крутящего моментов; расчет вала на жесткость; расчет вала на виброустойчивость. Корпус колонного аппарата, расположенного на открытой площадке, должен обладать необходимой прочностью при воздействии внутреннего давления, а также обладать устойчивостью для исключения смятия при воздействии ветровой нагрузки. Из вышеизложенного следует, что любой прочностной расчет должен содержать анализ работоспособности элементов конструкции и установление критериев прочности. Полный расчет на прочность оборудования включает прочностные расчеты всех нагруженных элементов и соединений, поэтому критерии прочности и работоспособности должны быть составлены для всех нагруженных основных элементов. Для многих типовых деталей и сборочных единиц оборудования критерии прочности и работоспособности приведены в справочной литературе и нормативных документах. Сведения по данному разделу рекомендуется представлять в виде таблицы, форма которой приведена в Приложении 3.

Следующим этапом расчета (после установления критериев прочности и работоспособности элементов оборудования) является выбор и обоснования методов расчета. Следует отметить, что разработка метода расчета той или иной детали представляет собой сложную и трудоемкую задачу. Однако, для большинства типовых элементов оборудования имеются разработанные методы расчета, которые приводятся в учебной, справочной литературе и нормативных документах. Исполнитель расчета, в первую очередь, должен обратиться к нормативным документам и установить имеются ли ГОСТы, ОСТы, РТМ, регламентирующие требуемый расчет. Если таковой имеется необходимо им воспользоваться, а в случае отсутствия обратиться к руководителю. При выборе метода расчета необходимо убедиться, что характер работы и условия нагружения детали соответствуют требованиям, изложенным в литературе. Как правило, для каждого метода расчета в литературе приводятся сведения об условиях применимости расчетных формул. Поэтому, в данном разделе пояснительной записки студентам необходимо показать, что выбранные ими методы расчета соответствуют решаемым задачам, а также выполняются все условия и границы применения, которые установлены для этих методов.