">, (47)
°.
. 2 Розрахунок вертикального вала (веретена) сепаратора
Веретено, що є відповідальною деталлю сепаратора, являє собою сталевий вертикальний вал, що обертається в підшипниках з частотою 1000 об/хв і більше.
На верхню конусну частина веретена встановлюють барабан, який закріплюють гайкою.
Нижня частина веретена спирається на радіально-завзятий або завзятий підшипник.
У барабані сепаратора, обертається з великою швидкістю, виникає дисбаланс через нерівномірність розподілу сепарованого продукту, в результаті чого на веретено діють великі навантаження.
Крім того, при швидкості ротора, рівної критичної, амплітуда коливань вала різко збільшується, що може призвести до руйнування валу. Тому для виготовлення веретена використовуються матеріали з високою міцністю, зносостійкістю і в'язкістю (стали 40Х, 50 та ін.), А горлова опора, як правило, робиться пружною.
Найбільш поширеною є конструкції валів сепаратора з горловий опорою, що представляє собою підшипник, укладений в пружну обойму.
Під дією відцентрової сили інерції J ротор, деформуючи пружну горлову опору, відхиляється від осі обертання. При цьому максимальне радіальний зсув (амплітуда) центру інерції ротора (r) спостерігається при критичній швидкості обертання валу.
Критична кутова швидкість вала сепаратора може бути визначена за формулою:
, (48)
де: kоп - жорсткість пружної горловий опори, Н/м; відстань між підп'ятником і пружною опорою, м; момент інерції маси ротора щодо осі y, кг? м 2; момент інерції маси ротора щодо осі z, кг? м 2.
Момент інерції маси ротора щодо осі y визначається за формулою:
, (49)
де: m- маса ротора, кг; відстань між підп'ятником і центром мас ротора, м.
Маса і момент інерції маси ротора щодо осі z визначається як сума мас і моментів інерції мас його складових частин. При цьому ротор розбивається на прості тіла обертання, маса і момент інерції маси яких розраховуються за формулами:
, (50)
, (51)
кг/м 2.
кг/м 2.
Серед конструкцій пружних горлових опор найбільшого поширення набув випадок, коли підшипник укладений в обойму, що складається з шести пружин. При цьому пружини можуть бути скріплені з обоймою підшипника або перебуває у вільному стані.
Для пружин, що знаходяться в обоймі у вільному стані
оп=1.5? k.
де: k- жорсткість однієї пружини, Н/м.
Осьова жорсткість осьової пружини може бути визначена за формулою:
, (52)
де: G- модуль пружності матеріалу пружини при зсуві (G=7,85? 1010 Н/м); н- діаметр витка пружини, м; число робочих витків (i=6? 8);
с- відношення середнього діаметра пружини до діаметру прутка (з=3.5? 8).
рад/с.
Амплітуда коливань центру мас ротора при критичній швидкості обертання можна визначити за формулою:
, (53)
де: е- ексцентриситет мас ротора, м.
Сила інерції, що виникає при критичній швидкості ротора, визначається за формулою:
(54)
Н/м.
Під дією сили інерції в матеріалі вала в місці установки пружною горловий опори виникають напруги вигину. Діаметр валу під підшипник горловий опори можна визначити з умови міцності вала по изгибающим напругою:
, (55)
де: W- момент опору перерізу валу, м3; діаметр валу в місці установки опори, м.
Па
2. Розрахунок і конструювання судин
.1 Розрахунок обичайки
Товщину стінки циліндричної обичайки без надбавок, навантаженої внутрішнім надлишковим тиском, визначаємо за формулою
SR=p · D/(2 · [?] ·? p - p), (1)? SR + C, (2)
де p - внутрішнє надлишковий тиск, Па; - внутрішній діаметр судини, м;
? p - коефіцієнт міцності зварних з'єднань, для стикового шва, виконуваного автоматичним зварюванням з одного боку; ? p=0,85;
С - надбавка на корозію; С=0,001 ... 0,004 м;
[?] - допустиме напруження при розтягуванні; для сталі 17ГС [?]=480 МПа.
=1,3 · 106 · 1,3/(2 · 480 · 106 · 0,85 - 1,3 · 106)=0,002 м ,? 0,002 + 0,003=0,005 м
Приймаємо відповідно до сортаментом сталевих гарячекатаних листів (ГОСТ 19903 - 74) S=6 мм.
Допустиме внутрішнє надлишковий тиск визначаємо за форму...
