книги из ГПНТБ / Каган Я.А. Технологические расчеты в котлостроении учебное пособие
.pdfМИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РСФСР
МОСКОВСКИЙ ордена ЛЁНИНА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
Кафедра котлостроения
Доцент Я. А. КАГАН
Утверждено Учебным управлением МЭИ в качестве учебного пособия
для студентов
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ В КОТЛОСТРОЕНИИ
Москва |
1960 |
fOC-. РУ
НАУЧ+>1
ЙК.-; .V.CP r
W O S C
П Р Е Д И С Л О В И Е
Важнейшим требованием при конструировании элементов котлоагрегатов является максимальная технологичность кон струкции, то есть обеспечение условий, позволяющих осуще ствить технологический процесс изготовления запроектирован ных элементов котла с наилучшими технико-экономическими показателями. Для выполнения этого требования конструк тор-котлостроитель должен уметь выполнять технологические расчеты по котлостроению. Важнейшими из них являются расчеты, связанные с изготовлением барабана котла, камер и трубных поверхностей.
Корпус барабана современного котлоагрегата высокого давления изготовляется путем электросварки отдельных егоэлементов — обечаек или полуобечаек и двух днищ. Проекти руя барабан, конструктор, прежде всего, сталкивается с та ким трудным и очень важным вопросом: из скольких обечаек должна состоять цилиндрическая часть барабана, или, что то же, какой максимальной длины может быть взята отдельная обечайка.
Естественно, что этот вопрос может быть правильно ре шен только на основании технологического расчета вальцов ки обечайки, выполненного с учетом технологических возмож ностей гибочных вальцов или, соответственно, гибочного прес са. При этом должны быть просчитаны варианты гибки как в горячем, так и в холодном состоянии. В первом случае уве личивается максимально возможная длина одной обечайки, но требуется предварительный нагрев заготовки в печи, что существенно усложняет технологию. Во втором случае гибка производится без нагрева, но при этом, вследствие сокраще ния длины обечайки, увеличивается число поперечных швов на барабане. Принимается вариант с меньшими суммарными затратами.
Четыре первых расчета, изложенных в настоящем учеб ном пособии, представляют собою комплекс технологических
3
расчетов, требующихся при изготовлении барабана. В пятой главе дан технологический расчет гибки труб на -трубогибоч ном станке. В шестой главе рассмотрен расчет самотормозящей ершовой заглушки, широко применяемой в настоящее время на котлостроительных заводах при гидравлических ис пытаниях трубных изделий и камер с приваренными штуце рами.
Работа является пособием по расчетной части курса «Производство котлов» при выполнении домашних техноло гических расчетов по курсу студентами 9-го семестра и при выполнении технологической части проекта студентами-дип- ломниками котлостроительной специальности энергомашино строительного факультета.
Зав. кафедрой проф. А. П. Ковалев.
Рис, 1, Корпусы барабанов котлов высокого давления,
Гл а в а I. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВАЛЬЦОВКИ ОБЕЧАЙКИ БАРАБАНА НА ЧЕТЫРЕХВАЛКОВОЙ ЛИСТОГИБОЧНОЙ МАШИНЕ
1.В В Е Д Е Н И Е
а) Задача расчета
Задачей технологического расчета вальцовки обечайки яв ляется: 1) определение способа вальцовки (в холодном или горячем состоянии); 2) расчет максимальной длины обечай ки; 3) расчет необходимого числа проходов листа черчез лис тогибочную машину (числа циклов); 4) расчет прогиба верх него валка от действия изгибающих и поперечных сил; 5) оп ределение необходимой величины сил противодавления, пред отвращающих прогиб верхнего валка; 6) проверка напря жений, возникающих в главном (верхнем) валке в процессе вальцовки; 7) определение максимально допустимой скорос ти вальцовки. Указанные в пп,- 4 -г- 7 задачи ' решаются для всех проходов.
б) Исходные данные
Исходными данными для расчета вальцовки обечайки яв ляются размеры обечайки, указываемые на чертеже барабана (см. рис. 1 — корпусы барабанов котлов высокого давления),
атакже техническая характеристика листогибочной машины.
Втаблице 1 приведены данные, характеризующие совре менные мощные восьмиметровые и тринадцатиметровые че тырехвалковые листогибочные вальцы ГЛ. 1, 2], на рис. 2 — принципиальная схема четырехвалковой листогибочной ма
шины.
в) Определение способа вальцовки (в холодном состоянии или горячем)
В холодном состоянии гибка листов производится в тех случаях, когда толщина листов (s) относительно .мала, а именно
при s < |
, |
где D,Hm— внутренний диаметр обечайки. При этом оста точные деформации не превышают 2,5 */о-
При s > —*нт- гибку следует производить в горячем
40
состоянии. Горячая вальцовка производится в интервале
температур от ^ — 1000-5- 1050 °С |
до £2 = 800 -5- 700 °С, |
|
где: ^ — температура |
листа в начале вальцовки; |
|
ta— температура |
листа в конце |
вальцовки. |
Рис. 2. Принципиальная схема четырехвалковой листогибочной машины.
П р и м е ч а н и я : 1. Температура 1000—1100°С соответствует температур ре светло-красного каления; минимально допустимый нижний предел темпе ратуры вальцовки—fj "“H=700°C — соответствует температуре начала тем но-красного каления стали.
2.Если мощность гибочных вальцов позволяет, то можно производить
гибку листа в холодном состоянии и при s> - ^ т, но с обязательным по следующим отжигом свальцованной обечайки для снятия наклепа.
2. РАСЧЕТ МАКСИМАЛЬНОЙ ДЛИНЫ ОБЕЧАЙКИ
Важнейшей задачей технологического конструирования барабана котлоагрегата высокого давления является расчет максимальной, предельно допускаемой (по условиям проч ности гибочных вальцов) длины обечайки 1%£кс , при извест
ной, полученной из расчета барабана на прочность, толщине листа обечайки s.
6-
Техническая характеристика современных мощных 8- и 13-метрОвых четырехвалковых листогибочных вальцов
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
Таблица 1 |
|
п/п. |
Наименование величины |
8-метровые |
13-метровые |
|||||||
вальцы |
вальцы |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
1 |
Диаметр верхнего (главного, |
|
800 мм |
|||||||
|
ведущего) валка |
|
|
750 мм |
||||||
2 |
Диаметр нижнего (прижим |
|
725 м м |
|||||||
|
ного) |
валка |
|
|
|
690 мм |
||||
3 |
Диаметр боковых (гибочных) |
|
620 мм |
|||||||
|
валков |
|
|
|
|
590 мм |
||||
4 |
Угол между |
вертикалью |
и |
|
|
|||||
|
направлением движения |
боко |
|
36-52' |
||||||
|
вых валков у |
|
|
|
36°52' |
|||||
5 |
Расстояние между осью верх |
|
|
|||||||
|
него валка и точкой пересече |
|
|
|||||||
|
ния направлений перемещения |
|
580 мм |
|||||||
|
боковых валков А |
|
|
580 мм |
||||||
6 |
Расстояние между |
середина |
|
14100 мм |
||||||
|
ми опор верхнего валка |
/„ |
9740 мм |
|||||||
7 |
Длина |
консоли |
верхнего |
|
|
|||||
|
валка для |
создания |
противо |
м |
5.3 м |
|||||
|
давления |
1к |
|
|
|
3,9 |
||||
8 |
Максимальная ширина валь |
|
|
|||||||
|
цуемого |
листа (наибольшая |
|
13 м |
||||||
|
длина обечайки) Ьмшсс( 1 ^ кс) |
8 и |
||||||||
9 |
Наименьший |
диаметр |
гиб |
|
900 мм |
|||||
|
ки D?H* |
|
|
|
|
850 мм |
||||
10 |
Наибольшая |
толщина листа, |
|
|
||||||
|
загибаемого в холодном состоя |
|
|
|||||||
|
нии (при»ш с и |
О |
|
(ПО |
|
|
||||
|
паспорту) |
|
|
|
|
38 |
мм |
38 мм |
||
11 |
То |
же, |
в |
горячем состоя |
|
70 м м |
||||
|
нии. SMaKC (по паспорту) |
|
75 |
мм |
||||||
12 |
Предел прочности материала |
|
50 кг/лл 2 |
|||||||
|
листа о8 (по паспорту) |
|
50 kzJmm2 |
7