3. Рекомендації до виконання розділу "Розрахунок розмірів розгорнень"

Більшість елементів апарата виконується з листового прокату відповідної марки металу. У більшості випадків основними елементами, що виготовляють із листового металу є: частини корпуса циліндричної, конічної та еліптичної форм, патрубки великих діаметрів, плоскі приварні фланці. Для кожного елемента необхідно розрахувати розміри розгорнення із припусками на подальшу обробку та розмістити ці розгорнення на лист стандартного розміру. Ескізи розгорнень із зазначенням основних розмірів та розташування їх на стандартних листах металу можна представляти безпосередньо по тексту пояснювальної записки або винести в додатки. Дані по стандартним розмірам листів наведено в додатку Б – Витяг з ДСТ 19903-74: Сталь листова гарячекатана.

Для розгорнень прямокутної форми визначають висоту (в основному приймають конструктивно з урахуванням стандартного ряду розмірів) і довжину. Довжину для розгорнень прямокутної форми визначають по формулі [9]:

мм

де D_вн – внутрішній діаметр, мм;

S_фак – товщина листа, мм;

а – відхилення розмірів, що допустимі, для поперечного перерізу, мм; а = 0,01D_вн ;

b₁ – величина зазору під зварювання, b₁ = 1…3 мм;

b₂ – припуск на обробку, b₂ = 3…5 мм;

С – усадка звареного шва, С = (3…5)% від S_фак.

Для конічних обичайок з кутом конусності більше 60° (рис. 3.1) основні розміри визначаються за методикою наведеної нижче.

Довжина утворюючої (без урахування відбортовки):

, мм;

де b₀ – висота конічної частини, мм. (вихідні дані);

R₁ – радіус апарата, мм. (вихідні дані);

R₂ – радіус патрубка, мм. (вихідні дані).

Радіуси розгорнення (без урахування відбортовки):

, мм; , мм.

Конічна частина корпуса в місці кріплення до циліндричної частини, як правило, має відбортовку. Конічна частина рубашки обігріву має відбортовку у верхній і нижній частинах. Приймаючи припуск на відбортовку В_от = 0,1 – 0,15 м.

З урахуванням відбортовки:

, мм; , мм.

Довжина утворюючої (з урахуванням відбортовки):

b* = r₁^* – r₂^* , мм.

Кут розгорнення в радіанах:

, рад.

Кут розгорнення в градусах:

, град.

Довжина хорди заготівки (довжина листа):

, мм.

Висота зовнішньої стрілки:

, мм.

де β^* = 360 – β΄ .

Висота розгорнення (ширина листа):

, мм;

Якщо габаритні розміри розгорнення В та L більше стандартних розмірів листів, з яких буде вирізатися заготівка, то її необхідно розділити на кілька частин, що розміщуються по площині листа. Рекомендується розгорнення розділити на сегменти з меншим кутом і прорахувати основні розміри складових частин (сегментів) по формулах, застосовуваним для конічних обичайок з кутом конусності менше 60° (рис. 3.2).

Розраховуємо по наступній формулі довжину утворюючої:

, мм,

де b₀ – висота конічної частини, мм;

R₁ – радіус апарата, мм;

R₂ – радіус патрубка, мм.

Радіуси розгорнення (без урахування відбортовки):

, мм; , мм.

Кінцева частина корпуса в місці кріплення до циліндричної частини, як правило, має відбортовку. Кінцева частина рубашки обігріву має відбортовку у верхній і нижній частинах. Приймаємо припуск на відбортовку В_от = 0,1 – 0,15 м.

З урахуванням відбортовки:

, мм; , мм.

Довжина утворюючої (з урахуванням відбортовки):

b^* = r₂^* – r₁^* , мм.

Кут розгорнення в радіанах:

, рад.

Кут розгорнення в градусах:

, град.

Довжина хорди розгорнення (довжина листа):

, мм.

Висота зовнішньої стрілки:

, мм.

Висота розгорнення:

, мм.

Якщо габаритні розміри розгорнення В та L більше стандартних розмірів листів, з яких буде вирізатися заготівка, то її необхідно розділити на кілька частин, що розміщуються по площині листа.

Діаметр розгорнення еліптичного днища із зовнішніми базовими розмірами:

, мм.

Для днищ із внутрішніми базовими розмірами:

, мм.

де D_н – зовнішній діаметр днища, мм;

D_вн – внутрішній діаметр днища, мм;

s – товщина стінки днища, мм;

h₁ – висота циліндричної частини днища, мм;

ε_н – коефіцієнт, що вибирають за графіком, показаному на рис. В.1 (додаток В) залежно від відношення D_н/s;

ε_вн – коефіцієнт, що вибирають за графіком, показаному на рис. В.2 (додаток В);

т – коефіцієнт еліптичності, залежно від відношення D_вн/s; т = 0,345 – для днищ із співвідношенням D_вн/h = 4; т = 0,318 – для днищ із D_вн/h = 5;

h – висота опуклої частини днища.

Діаметр заготівки:

, мм.

де z_н – технологічний припуск на обробку, 2z_н = (0,02 – 0,05) D.

Якщо діаметр заготівки більше стандартних розмірів листів, з яких буде отримано заготівку, то її необхідно розділити на кілька частин, що розміщуються по площині листа.

У третьому розділі повинні бути розраховані розгорнення для всіх деталей апарата та їх складові частини. Ескізи розгорнень і розташування їх на листах (з дотриманням масштабу!) можна давати безпосередньо по тексту в розділі або винести окремим додатком.

4. Рекомендації до виконання розділу "Попередній вибір устаткування"

Виходячи з марки сталі, товщини листів і розмірів заготівки, що піддається пластичної деформації необхідно обґрунтовано вибрати основні параметри устаткування (тип листозгинальної машини, тип устаткування для формування еліптичного днища, необхідність нагрівання матеріалу перед деформуванням та ін.).

5. Рекомендації до виконання розділу "Підготовчі операції"

У підрозділах даного розділу коротко викладають заходи, які застосовуються до заготівок та устаткування, що мають на меті забезпечити виготовлення виробу необхідної якості [3].

6. Рекомендації до виконання підрозділу "Розконсервація"

У підрозділі коротко викладається суть по розконсервації обраних заготівок (сталевих листів відповідних розмірів) і методи перевірки їх стану.

7. Рекомендації до виконання підрозділу "Правлення"

Обґрунтовано вибирається тип устаткування для виправлення листів у залежності від розмірів листа та параметрів матеріалу. Розраховується зазор між верхнім і нижнім валками листоправильної машини по формулі:

, мм,

де S – товщина листа, мм;

Е – модуль нормальної пружності матеріалу листа, МПа;

σ_Т – границя текучості матеріалу листа, МПа;

t – відстань між валками; рекомендується прийняти t = 300…500 мм.

Необхідно привести ескіз операції.

8. Рекомендації до виконання розділу "Розділові операції"

У підрозділах даного розділу коротко викладають заходи, які забезпечать відділення заготівок від листа. При цьому вибирається устаткування, що забезпечує достатню якість та мінімальні витрати в умовах індивідуального виробництва.

9. Рекомендації до виконання підрозділу "Розмітка заготівок"

Для всіх заготівок, що виготовляють із листів, обґрунтовують необхідність і спосіб виконання розмітки.

10. Рекомендації до виконання підрозділу "Різання заготівок"

Для всіх заготівель, що виготовляють із листів, пропонується спосіб відділення їх від листів. При необхідності дається схема устаткування та послідовність відділення заготівель від листу, що забезпечить мінімальні витрати при забезпеченні достатньої якості [1].

11. Рекомендації до виконання розділу "Виготовлення циліндричних і конічних обичайок"

У підрозділах даного розділу коротко викладають заходи, які забезпечать одержання циліндричних і конічних обичайок із заданими параметрами. При цьому вибирається устаткування, що забезпечує достатню якість і мінімальні витрати в умовах індивідуального виробництва.

12. Рекомендації до виконання підрозділу "Підготовка кромок, зборка та зварювання заготівок"

Вибирається устаткування для підготовки кромок для заготівок. Обов'язково вказується, які кромки яких заготівок необхідно обробити на обраному встаткуванні. Указується послідовність зборки заготівок перед їх вальцюванням. Вибирається спосіб і пристрої для закріплення заготівок при зварюванні, які забезпечать якість звареного з'єднання (при необхідності приводяться ескізи пристосувань). Вибирається тип зварювального устаткування [1].

13. Рекомендації до виконання підрозділу "Вальцювання"

Обґрунтовано вибирається тип устаткування для вальцювання. Указується, яке устаткування для яких деталей необхідно використати. Приводяться ескізи процесу вальцювання на обраному типі устаткування.

14. Рекомендації до виконання підрозділу "Зборка поздовжнього стику обичайок"

Коротко розглядаються параметри, які необхідно забезпечити при зборці поздовжнього шва заготівок, що звальцьовано. Вибирається необхідне устаткування та додаткові прилади. При необхідності наводяться ескізи.

15. Рекомендації до виконання підрозділу "Калібрування (виправлення) і підгинання кромок (відбортовка)"

Приводиться інформація із призначення калібрування та виправлення. Обґрунтовується їх необхідність для заготівок апарата. При необхідності здійснення цих операцій вибирається спосіб й устаткування для їх здійснення. Указується, на яких ділянках заготівок необхідно виконати відбортовку. Вибирається тип устаткування для здійснення даної операції та приводиться ескіз [9].

16. Рекомендації до виконання підрозділу "Усунення дефектів зварювання"

У підрозділі приводиться опис можливих дефектів звареного шва, способів їх виявлення та усунення. Даються рекомендації з вибору устаткування для здійснення цих операцій.

17. Рекомендації до виконання підрозділу "Токарно-карусельна операція"

Указуються які поверхні яких деталей необхідно обробити на токарно-карусельних верстатах. Вибирається спосіб закріплення заготівок на карусель, прилади, що використовують при цьому. При необхідності приводяться ескізи схем закріплення.

18. Рекомендації до виконання підрозділу "Розмітка, виконання отворів і скосів"

Указується, яким способом на заготівках виконуються отвори, яке устаткування та пристрої для цього використовують, чи необхідна попередня розмітка, та якщо необхідна, то саме яким способом її доцільно здійснювати. Привести необхідні ескізи.

19. Рекомендації до виконання розділу "Виготовлення сферичних (еліптичних) днищ і кришок"

Технічні вимоги до конструкції й виготовлення днищ викладені в «Правилах будови та безпечної експлуатації посудин, що працюють під тиском», ОСТ 26-292-71. Залежно від прийнятої конструкції, особливостей матеріалу та товщини еліптичної кришки вибирається устаткування для формування необхідного профілю. Приводиться ескіз здійснення даної операції.

20. Рекомендації до виконання розділу "Виготовлення фланців"

Залежно від типорозмірів фланців вибирається засіб їх виготовлення. При необхідності приводяться ескізи [6, 7].

21. Рекомендації до виконання розділу "Виготовлення елементів із труб"

Перераховується, які елементи даного апарата виготовляють із труб. Вказується, які операції та на якому устаткуванні необхідно здійснити [6, 7].

22. Рекомендації до виконання роздягнула "Зборка елементів апарата"

Визначається оптимальна послідовність зборки циліндричного апарата. Вказується послідовність та засоби з'єднання елементів. Приводиться ескіз апарата на якому вказується послідовність виконання операцій по з'єднанню деталей (нумерується) і вказуються особливості кожного з'єднання.

Список рекомендованої літератури

1. Лащинский А.А. Конструирование сварных химических аппаратов: Справочник. – Л.: Машиностроение, 1981. – 382 с.

2. Генкин А.Э. Оборудование химических заводов. – М.: Высш. шк. 1970. – 352 с.

3. Вихман Г.Л., Круглев С.А. Основы конструирования аппаратов и машин нефтеперерабатывающих заводов: Учебник. – М.: Машиностроение, 1973. – 328 с.

4. Расчет и конструирование машин и аппаратов химических производств: Примеры и задачи; Учеб. пособие / М.Ф. Михалев, Н.П. Третьяков, А.Н. Мильченко и др. – Л.: Машиностроение, 1984. – 301 с.

5. Соколов В.И. Основы расчета и конструирования машин и аппаратов пищевых продуктов. Учебник: – М.: Машиностроение, 1984. – 301 с.

6. Гуревич Д.Ф. Трубопроводная арматура: Справ. пособие. – Л.: Машиностроение, 1981. – 368 с.

7. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность: ГОСТ 14549-80. – Введ. 01.07.80. – М.: 1980. – 62 с.

8. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность: ГОСТ 24755-81. – Введ. 01.07.81. – М., 1981. – 22 с.

9. Ткачев А.Г. Технология аппаратостроения. – М.: Машиностроение, 2001. – 120 с.

10. Ткачев А.Г., Шубин И.Н. Типовые технологические процессы изготовления деталей машин. Учебное пособие. Тамбов, Издательство ТГТУ. – 2004. – 77 с.

11. Никифоров А.Д., Беленький В.А., Поплавский Ю.В. Типовые технологические процессы изготовления аппаратов химических производств. – М.: Машиностроение, 1979. – 278 с.