Міністерство освіти я науки України
Запорізька державна інженерна академія
В.Д. Недоросол
МЕХАНІЧНЕ ОБЛАДНАННЯ
ВОДОПРОВІДНО-КАНАЛІЗАЦІЙНОГО
ГОСПОДАРСТВА
(ВОДООЧИСНЕ ОБЛАДНАННЯ)
Навчально-методичний посібник
для студентів спеціальності «Водопостачання та водовідведення»
Запоріжжя
2011
Міністерство освіти я науки України
Запорізька державна інженерна академія
МЕХАНІЧНЕ ОБЛАДНАННЯ
ВОДОПРОВІДНО-КАНАЛІЗАЦІЙНОГО
ГОСПОДАРСТВА
(ВОДООЧИСНЕ ОБЛАДНАННЯ)
Навчально-методичний посібник
для студентів спеціальності «Водопостачання та водовідведення»
Рекомендовано до видання
на засіданні кафедри ВВ,
протокол № 10 від 31.01.2011 р.
Механічне обладнання водопровідно-каналізаційного господарства (водоочисне обладнання). Навчально-методичний посібник для студентів спеціальності «Водопостачання та водовідведення». / Укл.: В.Д. Недоросол – Запоріжжя: ЗДІА, 2011.- 110 с.
Укладач: Віталій Дмитрович Недоросол, к.х.н., доцент
Відповідальний за випуск: В.І. Сокольник, к.т.н., професор
ЗМІСТ
стор.
Вступ 4
Розділ 1. Деталі машин 5
1.1 Загальні відомості про деталі машин 5
1.2 Короткі відомості про матеріали 7
1.3 З'єднання деталей машин 10
1.4 Основні види кріпильних різьбових виробів 12
1.5 Передачі 14
1.6 Редуктори 22
1.7 Деталі й вузли передач 23
Розділ 2. Обладнання для здрібнювання твердих матеріалів 32
2.1 Загальні положення 32
2.2 Крупне дроблення 34
2.3 Середнє і дрібне подрібнення 37
Розділ 3. Обладнання для тепло та маcообмінних процесів 41
3.1 Теплообмінна апаратура 41
3.2 Випарні апарати 47
3.3 Колонні апарати 57
Розділ 4. Спеціальне обладнання споруд водопостачання та водовідведення 64
4.1 Обладнання водоприймальних споруд 64
4.2 Обладнання основних споруд очистки природних вод 72
4.3 Обладнання споруд механічної очистки стічних вод 76
4.4 Обладнання споруд біологічної очистки стічних вод 85
Розділ 5. Контрольно-вимірювальні прилади 95
5.1 Термометри 95
5.2 Прилади для вимірювання тиску 96
5.3 Прилади для вимірювання рівня рідини 97
5.4 Прилади для вимірювання витрат рідини 98
Розділ 6. Практичні заняття 102
Список літератури 110
ВСТУП
У першій частині посібника розглянуті конструкції й область застосування таких груп устаткування, як трубопровідна арматура й вантажопідйомні механізми, які широко застосовуються в спорудженнях водопроводу й каналізації, а також устаткування для готування розчинів реагентів, їхнього дозування; механізація робіт на складах реагентів; устаткування хлораторних і амонізаторних.
Друга частина посібника присвячена спеціальним видам механічного обладнання.
У розділі ”Обладнання водопровідних споруд” розглядаються конструкція решіток прийомних вікон і решіткоочисні машини; сітки водоприймальних споруджень із механізацією й автоматизацією очищення; усілякі затвори; пристосування для розподілу води та регулюванню швидкості фільтрування тощо.
У розділі “Обладнання каналізаційних споруд” розглядаються конструкція каналізаційних решіток і дробарок, механізми для видалення осадків із пісковловлювачів і відстійників; обладнання споруд біологічного очищення.
Однак, перш ніж перейти до вивчення конструкцій окремих машин і механізмів, необхідно познайомитися з основними типами деталей машин, основами їхнього розрахунку й конструювання. Коло цих питань розглядається в розділі “Деталі машин” даного курсу.
РОЗДІЛ 1
Деталі машин
-
Загальні відомості про деталі машин
Розділ «Деталі машин» присвячений основам розрахунку й конструювання деталей і вузлів (складальних одиниць) загального призначення.
Деталлю називають найпростішу частину машини, виготовлену без застосування складальних операцій.
Вузлом називають комплекс спільно працюючих деталей, що представляють закінчену складальну одиницю (підшипники кочення, муфти й т.д.).
Механізмом називають пристрій, що служить для передачі механічного руху, часто з перетворенням одного виду руху в іншій або зміною кутових швидкостей.
Машиною називають механізм або поєднання механізмів, які служать для перетворення одного виду енергії в інший, або для виконання корисної механічної роботи.
Залежно від характеру робочого процесу розрізняють:
-
машини-двигуни, що перетворюють будь-який вид енергії в механічну енергію (електродвигуни, двигуни внутрішнього згоряння);
-
машини-генератори, що перетворюють механічну енергію в інший вид енергії (генератори, компресори, насоси);
-
машини-знаряддя, що провадять роботу, пов'язану із транспортуванням або зміною форм і розмірів тіл (транспортери, крани, верстати, дробарки).
Поєднання машини-двигуна, передавальних механізмів і машини-знаряддя (або машини-генератора) утворює машинний агрегат.
1.1.2 Основні напрямки розвитку машинобудування. Можна виділити наступні напрямки:
-
збільшення одиничної потужності й продуктивності;
-
підвищення коефіцієнта корисної дії; підвищення швидкостей;
-
автоматизація робочих циклів машини;
-
стандартизація й взаємозамінність деталей і вузлів;
-
зручність і безпека обслуговування;
-
компактність;
-
підвищення вимог до промислової естетики.
Вимоги до машин і їхніх деталей. Відповідно до сучасних тенденцій до машин пред'являють наступні загальні вимоги: висока продуктивність; економічність; гарантований термін служби; малогабаритність; простота й безпека експлуатації; технологічність конструкції, транспортабельність; не дефіцитність матеріалів; уніфікація; застосування вузлів, раніше освоєних у виробництві; максимальне застосування стандартних конструктивних елементів.
Основні критерії працездатності, надійності й розрахунку деталей машин.
Працездатність - це такий стан машини або будь-якої її деталі, при якому вона здатна виконувати задані функції з параметрами, установленими вимогами технічної документації (стандартів, технічних умов і ін.) зі збереженням міцності, твердості, стійкості, зносостійкості, вібростійкості й теплостійкості.
Перераховані вище фізичні властивості елементів машини (міцність, твердість і ін.), порушення яких приводить до виходу з ладу машини або деталі, називаються критеріями працездатності.
Міцність є найважливішим критерієм працездатності деталей машин.
Оцінка міцності деталей зазвичай провадиться порівнянням розрахункових (робочих) напруг, що виникають у деталях машин при дії експлуатаційних навантажень, з напруженнями, що допускаються. Умова міцності дотримується, якщо робочі напруження не перевищують припустимі.
Припустимі напруги при статичних навантаженнях (при постійних напругах) визначають з урахуванням коефіцієнта запасу міцності для деталей машини, що розраховується.
Твердість — це здатність деталей машин пручатися зміні їхньої форми під дією навантажень.
Стійкість є критерієм працездатності довгих і тонких стрижнів, що працюють на стиск, а також тонких пластин, підданих стиску силами, що лежать у їхній площині, і оболонок, що зазнають зовнішній тиск або осьовий стиск. Втрата стійкості відбувається при досягненні навантаженням так званого критичного значення; при цьому відбувається різка якісна зміна характеру деформації деталі.
Зносостійкість є найважливішим критерієм працездатності тертьових деталей машин. Розрахунок деталей на зношування полягає у визначенні умов, що забезпечують рідинне тертя для них, або (при неможливості створення рідинного тертя) у забезпеченні довговічності їхньої роботи шляхом призначення для тертьових поверхонь відповідних тисків, що допускаються.
Вібростійкість - це здатність конструкції працювати в потрібному діапазоні режимів без неприпустимих коливань.
Теплостійкість — властивість зберігати працездатність при різних змінах температурного режиму, тому що механічні характеристики матеріалів при навантаженні залежать від температури. Цей критерій працездатності важливий для деталей машин, що працюють в умовах підвищених або знижених температур.
Дотримання зазначених критеріїв працездатності забезпечує надійність конструкції протягом заданого терміну служби.
Надійність — це властивість машин або їхніх деталей виконувати задані функції, зберігаючи свої експлуатаційні показники в заданих межах протягом необхідного проміжку часу або необхідного наробітку.