![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Методическое пособие к выполнению курсового проекта по механике Расчет и конструирование химических реакционных емкостных аппаратов
- •Глава 1. Справочные таблицы к курсовому проекту по механике 4
- •Глава 2. Расчет корпуса аппарата 38
- •Глава 3. Расчет элементов механического перемешивающего устройства 55
- •Глава 4. Расчет опор корпуса химических аппаратов 80
- •Глава 6. Уплотнение вращающихся валов 91
- •Глава 7. Фланцевые соединения аппаратов 95
- •Глава 1. Справочные таблицы
- •1.1 Задание кафедры
- •1.2 Этапы курсового проектирования
- •2) Сталь двухслойная
- •1) Сталь толсто- листовая
- •Глава 2 Расчет корпуса аппарата
- •2.1. Конструктивные особенности корпусов аппаратов
- •2.2 Выбор комплектующих элементов и материалов
- •2.3 Расчет корпуса аппарата на прочность
- •2.3 Расчет корпуса при нагружен наружным давлением.
- •Глава 3 Расчет элементов механического перемешивающего устройства
- •3.1 Расчет мешалок
- •3.1.1 Типы и параметры мешалок
- •3.1.2 Расчет мешалок.
- •3.1.3 Определение осевого усилия вала.
- •3.1.4 Подшипники качения.
- •3.2 Расчет вала вертикального перемешивающего устройства
- •3.2.1 Расчет вала на виброустойчивость.
- •3.2.2. Проверка прочности на кручение и изгиб
- •3.2.3. Проверка на жесткость
- •Глава 4 расчет опор корпуса химических аппаратов
- •4.1Расчет опор.
- •Глава 5 уплотнения врашающихся валов
- •5.1 Сальниковые уплотнения
- •5.2 Торцовое уплотнение
- •5.3 Расчет уплотнений
- •Глава 6 фланцевые сооединения аппаратов
- •6.1 Фланцы.
- •6.2 Расчет фланцевых соединений.
- •Пример расчета
- •1.Выбор материала.
- •Расчетная часть
- •3.3Подбор уплотнения
- •3.6.1 Подбор подшипников.
- •3.6.2 Проверочный расчет.
- •3.10 Расчет фланцевого соединения
Глава 3 Расчет элементов механического перемешивающего устройства
3.1 Расчет мешалок
3.1.1 Типы и параметры мешалок
Тип мешалок выбирается в зависимости от свойств рабочей среды в ап-
парате и заданной угловой скорости мешалки (частоты вращения вала).
Для обеспечения условия прочности наибольший крутящий момент на валу мешалки не должен превышать значений допустимого крутящего момента, указанного в таблицах, в соответствии с ОСТ 26-01 -1245-83,
Лопастные и рамные мешалки относятся к числу тихоходных. Они имеют относительно большие размеры и малую скорость вращения. Рамные мешалки применяют для перемешивания вязких жидкостей и суспензий. Турбинные пропеллерные мешалки относятся к быстроходным и имеют частоту вращения 100-1000 мин.-1
В случае необходимости сообщения жидкости частичного вертикального перемещения лопастные мешалки выполняют с наклонными лопастями.
Конструкция и основные размеры мешалок должны соответствовать указанным в таблицах.
Размеры конструктивных элементов мешалок, указанные в виде соотношений на рис. 7 , следует определять расчетным путем исходя из условий принятого конкретного типоразмера мешалки. Числовые значения этих размеров устанавливаются путем округления расчетных величин до ближайшего четного числа или кратного пяти в сторону увеличения.
Допускается в обоснованных случаях увеличение или уменьшение ширины лопасти мешалки (b) по сравнению с указанной в таблицах не более чем на 25%.
Мешалки должны изготавливаться из стали марок ВстЗсп4 по ГОСТ 380-71,078Х22Н6Т, 12Х18Н10Т и 10Х17Н1ЗМЗТ по ГОСТ 5632-72.
Допускается изготовление мешалок из стали других марок. Конструкционный материал должен выбираться с учетом коррозионных свойств и параметров рабочей среды. Скорость проникновения коррозии при рабочих условиях не должна превышать 0,1 мм в год.
Конструктивные и основные размеры мешалок представлены на рис.3.1; 3.2; 3.3; 3.4; 3.5; 3.6.
Исполнение 1, dм
= 500÷630 мм
Исполнение 2, dм
= 710÷2240 мм
Рис. 3.1. Лопастные мешалки
l = 0.63 dм; b2 = 1,5b, S1 = S
dм |
d (поле допуска по Н9) |
h |
b |
s |
Допустимый крутящий момент |
Масса, кг, не более |
||
|
кНм |
кгс.м |
|
|||||
|
не более |
|
||||||
125 |
18 |
30 |
12 |
3
|
0,002 |
0,2 |
0,17 |
|
160 |
18 |
30 |
16 |
4 |
0,003 |
0,3 |
0,29 |
|
180 |
18 |
30 |
18 |
4 |
0,005 |
0,5 |
0,32 |
|
200 |
18 |
30 |
20 |
4 |
0,007 |
0,7 |
0,35 |
|
220 |
25 |
30 |
22 |
4 |
0,009 |
0,9 |
0,45 |
|
250 |
25 |
30 |
25 |
4 |
0,011 |
1,1 |
0,50 |
|
280 |
25 |
40 |
28 |
4 |
0,016 |
1,6 |
0,63 |
|
320 |
25 |
40 |
32 |
4 |
0,020 |
2.0 |
0,73 |
|
360 |
25 |
40 |
36 |
6 |
0,03 |
3 |
1,16 |
|
400 |
25 |
50 |
40 |
6 |
0,04 |
4 |
1,34 |
|
450 |
32 |
50 |
45 |
6 |
0,06 |
6 |
1,83 |
|
500 |
32 |
70 |
50 |
8 |
0,08 |
8 |
2,89 |
|
560 |
32 |
70 |
56 |
8 |
0,10 |
10 |
3,40 |
|
630 |
32 |
70 |
64 |
8 |
0,16 |
16 |
4,00 |
|
710 |
45 |
90 |
72 |
10 |
0,20 |
20 |
6,3 |
|
800 |
45 |
90 |
80 |
10 |
0,28 |
28 |
7,5 |
|
900 |
45 |
110 |
90 |
10 |
0,35 |
35 |
9,9 |
|
1000 |
45 |
110 |
100 |
12 |
0,45 |
45 |
13,0 |
|
1120 |
60 |
130 |
112 |
12 |
0,60 |
60 |
19,0 |
|
1250 |
60 |
130 |
125 |
12 |
0,80 |
80 |
21,0 |
|
1400 |
80 |
150 |
140 |
12 |
1,20 |
120 |
29,5 |
|
1600 |
80 |
180 |
160 |
14 |
1,6 |
160 |
37,4 |
|
1800 |
90 |
200 |
180 |
14 |
2,0 |
200 |
54,0 |
|
2000 |
90 |
220 |
200 |
14 |
3,0 |
300 |
64,1 |
|
2240 |
90 |
250 |
224 |
14 |
4,0 |
400 |
78,8 |
Таблица 3.1
Параметры лопастных мешалок по ОСТ-26-01-1245-83
Рис. 3.2. Трехлопастные мешалки.
Тип1
Рис. 3.3. Трехлопастные мешалки
Тип 1М (тип 31, 34)
Таблица 3.2
Параметры лопастных мешалок по ОСТ-26-01-1245-83
dм |
d (поле допуска H9) |
h |
b |
s |
Допустимый кру- тящий момент |
Масса кг, не более |
|
|
кНм |
кгс.м |
|
||||
|
не более |
|
|||||
125 |
18 |
30 |
12 |
3 |
0,002 |
0,2 |
0,17 |
160 |
18 |
30 |
16 |
4 |
0,003 |
0,3 |
0,29 |
180 |
18 |
30 |
18 |
4 |
0,005 |
0,5 |
0,32 |
200 |
18 |
30 |
20 |
4 |
0,007 |
0,7 |
035 |
220 |
25 |
30 |
22 |
4 |
0,009 |
0,9 |
0,45 |
250 |
25 |
30 |
25 |
4 |
0,011 |
1,1 |
0,50 |
280 |
25 |
40 |
28 |
4 |
0,016 |
1,6 |
0,63 |
320 |
25 |
40 |
32 |
4 |
0,020 |
2,0 |
0,73 |
360 |
25 |
40 |
36 |
6 |
0,03 |
3 |
1,16 |
400 |
25 |
50 |
40 |
6 |
0,04 |
4 |
1,34 |
450 |
32 |
50 |
45 |
6 |
0,06 |
6 |
1,83 |
500 |
32 |
70 |
50 |
8 |
0,08 |
8 |
2,89 |
560 |
32 |
70 |
56 |
8 |
0,10 |
10 |
3,40 |
630 |
32 |
70 |
64 |
8 |
0,16 |
16 |
4,00 |
710 |
45 |
90 |
72 |
10 |
0,20 |
20 |
6,3 |
800 |
45 |
90 |
80 |
10 |
0,28 |
28 |
7,5 |
900 |
45 |
110 |
90 |
10 |
0,35 |
35 |
9,9 |
1000 |
45 |
110 |
100 |
12 |
0,45 |
45 |
13,0 |
1120 |
60 |
130 |
112 |
12 |
0,60 |
60 |
19,0 |
1250 |
60 |
130 |
125 |
12 |
0,80 |
80 |
21,0 |
1400 |
80 |
150 |
140 |
12 |
1,20 |
120 |
29,5 |
1600 |
80 |
180 |
160 |
14 |
1,6 |
160 |
37,4 |
1800 |
90 |
200 |
180 |
14 |
2,0 |
200 |
54,0 |
2000 |
90 |
220 |
200 |
14 |
3,0 |
300 |
64,1 |
2240 |
90 |
250 |
224 |
14 |
4,0 |
400 |
78,8 |
Исполнение 1, dм
= 80÷1400 мм
Исполнение 2, dм
= 450÷1400 мм
Рис. 3.4. Турбинные открытые мешалки, тип 0,3; 23; 33; 43
Таблица3.3
Параметры турбинных открытых мешалок ОСТ-26-01-12-45-83
dм |
d (поле допуска по H9) |
h |
b |
s |
Допустимый крутящий момент |
Масса, кг, не более |
||
|
|
не более |
|
|||||
|
|
кН.м |
кгс.м |
|
||||
80 |
18 |
30 |
16 |
3 |
0,008 |
0,8 |
0,26 |
|
100 |
18 |
30 |
20 |
3 |
0,011 |
1,1 |
0,32 |
|
125 |
18 |
30 |
25 |
3 |
0,020 |
2,0 |
0,42 |
|
160 |
18 |
40 |
32 |
3 |
0,040 |
4,0 |
0,67 |
|
180 |
25 |
40 |
36 |
4 |
0,06 |
6 |
1,17 |
|
200 |
25 |
50 |
40 |
4 |
0,06 |
6 |
1,50 |
|
220 |
25 |
50 |
44 |
4 |
0,08 |
8 |
1,70 |
|
250 |
45 |
70 |
50 |
4 |
0,10 |
10 |
2,90 |
|
280 |
45 |
70 |
56 |
4 |
0,16 |
16 |
3,20 |
|
320 |
45 |
70 |
64 |
4 |
0,20 |
20 |
3,72 |
|
360 |
45 |
90 |
72 |
6 |
0,28 |
28 |
6,7 |
|
400 |
45 |
90 |
80 |
6 |
0,35 |
35 |
7,8 |
|
450 |
45 |
110 |
90 |
6 |
0,45 |
45 |
9,4 |
|
500 |
60 |
110 |
100 |
6 |
0,60 |
60 |
14,3 |
|
560 |
60 |
130 |
112 |
8 |
0,8 |
80 |
23,0 |
|
630 |
60 |
130 |
126 |
8 |
1,0 |
100 |
27,0 |
|
710 |
80 |
150 |
142 |
8 |
1,6 |
160 |
33,4 |
|
800 |
80 |
150 |
160 |
8 |
2,0 |
200 |
39,7 |
|
900 |
80 |
150 |
180 |
10 |
2,5 |
250 |
58,8 |
|
1000 |
90 |
200 |
200 |
10 |
3,0 |
300 |
77,4 |
|
1120 |
90 |
200 |
224 |
10 |
4,0 |
400 |
92,3 |
|
1250 |
100 |
220 |
250 |
12 |
6,0 |
600 |
155,0 |
Для аппаратов с
коническим днищем
В2
= 1,5в l
= 0.7dм r
= 0.152dм R
= 0.82dм S1
= 1.2S l1
= 0.3dм
Рис. 3.5. Мешалка рамная.
Исполнение 2, тип 9(10)
dM |
d ( поле допуска по Н9) |
h |
H |
H1 |
b |
s |
Допустимый крутящий момент |
Масс не более |
|
|
кНм |
кгс. м |
|
||||||
|
не более |
|
|||||||
200 |
18 |
30 |
140 |
63 |
20 |
4 |
0,045 |
4,5 |
0,8 |
220 |
18 |
30 |
160 |
80 |
20 |
4 |
0,045 |
4,5 |
0,9 |
250 |
18 |
30 |
220 |
120 |
20 |
4 |
0,060 |
6,0 |
1,0 |
280 |
25 |
40 |
250 |
120 |
20 |
4 |
0,080 |
8,0 |
1,4 |
300 |
25 |
40 |
250 |
120 |
25 |
6 |
0,10 |
10 |
1,6 |
320 |
25 |
40 |
280 |
120 |
25 |
6 |
0,12 |
12 |
1,7 |
360 |
25 |
50 |
300 |
120 |
25 |
6 |
0,16 |
16 |
1,9 |
400 |
25 |
50 |
360 |
120 |
36 |
6 |
0,16 |
16 |
3,3 |
450 |
25 |
50 |
400 |
160 |
36 |
6 |
0,16 |
16 |
3,7 |
500 |
25 |
50 |
450 |
160 |
36 |
6 |
0,16 |
16 |
4,5 |
530 |
25 |
70 |
500 |
200 |
36 |
8 |
0,2 |
20 |
5,4 |
560 |
25 |
70 |
500 |
200 |
45 |
8 |
0,2 |
20 |
6,7 |
600 |
25 |
70 |
560 |
250 |
45 |
8 |
0,3 |
30 |
7,0 |
630 |
25 |
70 |
600 |
250 |
45 |
8 |
0,3 |
30 |
7,5 |
710 |
32 |
70 |
630 |
320 |
50 |
8 |
0,4 |
40 |
8,9 |
750 |
32 |
90 |
710 |
320 |
50 |
8 |
0,5 |
50 |
11,0 |
800 |
32 |
90 |
800 |
320 |
60 |
8 |
0,5 |
50 |
13,0 |
850 |
45 |
90 |
850 |
360 |
60 |
8 |
0,6 |
60 |
18 |
900 |
45 |
90 |
900 |
360 |
60 |
10 |
0,8 |
80 |
19 |
950 |
45 |
90 |
950 |
360 |
70 |
10 |
0,8 |
80 |
22 |
1000 |
45 |
90 |
1000 |
360 |
80 |
10 |
1,0 |
100 |
26 |
1060 |
45 |
110 |
1060 |
400 |
80 |
10 |
1,0 |
100 |
28 |
1120 |
45 |
110 |
1060 |
400 |
80 |
10 |
1,2 |
120 |
36 |
1180 |
45 |
110 |
1060 |
425 |
100 |
10 |
1,2 |
120 |
47 |
Продолжение табл. 3.4
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
1250 |
60 |
130 |
1250 |
480 |
100 |
12 |
1,5 |
150 |
54 |
1320 |
60 |
130 |
1250 |
500 |
100 |
12 |
2,0 |
200 |
58 |
1400 |
60 |
130 |
1250 |
550 |
100 |
12 |
2,0 |
200 |
59 |
1500 |
60 |
130 |
1400 |
580 |
110 |
12 |
2,5 |
250 |
73 |
1600 |
60 |
130 |
1600 |
600 |
120 |
14 |
2,5 |
250 |
75 |
1700 |
80 |
150 |
1600 |
600 |
120 |
14 |
7,0 |
700 |
104 |
1800 |
80 |
150 |
1800 |
630 |
130 |
14 |
7,0 |
700 |
139 |
1900 |
80 |
150 |
1800 |
630 |
130 |
14 |
8,4 |
840 |
163 |
2000 |
80 |
150 |
1800 |
710 |
140 |
16 |
10,0 |
1000 |
176 |
2120 |
80 |
180 |
2000 |
710 |
150 |
16 |
10,0 |
1000 |
200 |
2240 |
80 |
180 |
2000 |
800 |
160 |
16 |
12,0 |
1200 |
230 |
2360 |
100 |
200 |
2240 |
800 |
160 |
16 |
16,0 |
1600 |
254 |
2500 |
100 |
200 |
2500 |
800 |
180 |
16 |
16,0 |
1600 |
341 |
2650 |
100 |
200 |
2500 |
800 |
180 |
18 |
20,0 |
2000 |
390 |
2800 |
100 |
220 |
2500 |
1000 |
200 |
18 |
20,0 |
2000 |
410 |
3000 |
100 |
250 |
2800 |
1000 |
220 |
18 |
24,0 |
2400 |
460 |
Исполнение 1
(неразъемные),
d
= 18+32мм; d
= 45∙100 мм
Исполнение 1
(разъемные),
d
= 45+100
мм
Рис. 12. Конструкция ступиц мешалок
1- болт по ГОСТ
7798-70 3
- шайба по ГОСТ 13463-77
2 - гайка по ГОСТ
5915-70
Рис. 3.6. Крепление ступиц на валу
Таблица 3.6
Основные размеры ступиц мешалок
-
d (поле допуска пo H9)
h
d+t1 (поле допуска по H12)
b2 (поле допуска по Н9)
d3
Типы мешалок 1,1М,5 3, 4, 6, 10
d4
Исполнение 1
Исполнение 2
18
30
20,8
6
40
32
-
М10x1,25
18
40
20,8
6
-
32
-
M10xl,25
25
30
28,3
8
-
45
-
M16x1,5
25
40
28,3
8
50
45
-
M16x1,5
25
50
28,3
8
-
45
-
M16x1,5
25
70
28,3
8
-
45
-
Ml 6x1,5
32
50
35,8
10
-
60
-
M24xl,5
32
70
35,8
10
-
60
-
M24xl,5
32
90
35,8
10
-
60
-
M24xl,5
45
70
49,9
14
80
70
95
М36х2
45
90
49,9
14
95
70
95
М36х2
45
110
49,9
14
105
70
95
М36х2
60
110
66,4
18
120
105
110
М48хЗ
60
130
66,4
18
140
105
110
М48хЗ
80
150
84
22
-
120
130
-
80
180
84
22
-
120
130
-
80
200
84
22
-
-
-
-
80
220
88,4
22
-
-
-
-
90
200
99,4
25
-
140
150
-
90
220
99,4
25
-
-
150
-
90
250
99.4
25
-
-
150
-
100
200
110,4
28
-
-
170
-
100
220
110,4
28
-
160
170
-
100
250
110,4
28
-
-
170
-
Продолжение табл. 3.6
d (поло-допуска по Н9) |
h |
d5 |
d6 |
d7 |
d8 |
d9 |
c |
с1 |
h2 |
s2 |
18 |
30 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
18 |
40 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
25 |
30 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
25 |
40 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
- |
- |
25 |
50 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
25 |
70 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
32 |
50 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
32 |
70 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
32 |
90 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
45 |
70 |
55 |
М6 |
35 |
13 |
32 |
64 |
- |
22 |
8 |
45 |
90 |
55 |
М6 |
35 |
13 |
32 |
64 |
50 |
22 |
8 |
45 |
110 |
55 |
М6 |
35 |
13 |
32 |
80 |
70 |
22 |
8 |
60 |
110 |
80 |
М8 |
50 |
13 |
32 |
80 |
70 |
25 |
10 |
60 |
130 |
80 |
М8 |
50 |
13 |
32 |
80 |
- |
25 |
10 |
60 |
150 |
80 |
M8 |
50 |
13 |
32 |
80 |
- |
25 |
10 |
80 |
150 |
105 |
М8 |
68 |
13 |
32 |
100 |
100 |
28 |
12 |
80 |
180 |
105 |
М8 |
68 |
13 |
32 |
100 |
130 |
28 |
12 |
80 |
200 |
105 |
М8 |
68 |
13 |
32 |
100 |
- |
28 |
12 |
80 |
220 |
105 |
М8 |
68 |
13 |
32 |
100 |
- |
28 |
12 |
90 |
200 |
115 |
М10 |
78 |
17 |
36 |
115 |
130 |
28 |
12 |
90 |
220 |
115 |
М10 |
78 |
17 |
36 |
115 |
130 |
28 |
12 |
90 |
250 |
115 |
М10 |
78 |
17 |
36 |
115 |
160 |
28 |
12 |
100 |
200 |
128 |
М10 |
8 |
17 |
36 |
128 |
130 |
30 |
15 |
100 |
220 |
128 |
М10 |
88 |
17 |
36 |
128 |
130 |
30 |
15 |
100 |
250 |
128 |
М10 |
88 |
17 |
376 |
128 |
160 |
30 |
15 |