Реферат: Усовершенствование камнеотделительной машины Р3-БКТ

--PAGE_BREAK--3.1.1 Расчет осадочной камеры для системы рециркуляции.


Диаметр внутреннего цилиндра 1 (рис. 6) принимают равным входному диаметру вентилятора. Размер a
, мвходного отверстия осадочной камеры рассчитывают по следующей зависимости:

<img width=«94» height=«43» src=«ref-2_1620555601-547.coolpic» v:shapes="_x0000_i1027">

, где Q
– расход воздуха в камере, м3/с, для нашего случая Q
= 5040 м3/ч = 1,4 м3/с

Вк –ширина камеры, м. Принимаем из конструктивных соображений Вк=0,5 м

υвх – скорость воздуха на входе в камеру. Принимают υвх=10..12 м/с

<img width=«164» height=«46» src=«ref-2_1620556148-769.coolpic» v:shapes="_x0000_i1028">

Радиус наружного цилиндра камеры r
н, м находят по зависимости:

<img width=«88» height=«43» src=«ref-2_1620556917-530.coolpic» v:shapes="_x0000_i1029">

, где <img width=«23» height=«22» src=«ref-2_1620557447-228.coolpic» v:shapes="_x0000_i1031">  — скорость воздуха в камере, принимают <img width=«23» height=«22» src=«ref-2_1620557447-228.coolpic» v:shapes="_x0000_i1033">=2..3,5 м/с

<img width=«162» height=«46» src=«ref-2_1620557903-752.coolpic» v:shapes="_x0000_i1034">

Площадь трапецеидального отверстия 3 в цилиндре 2 принимают равной площади входного патрубка.
Угол в 70 градусов соответствует углу естественного откоса попадающего в осадочную камеру продукта (примесей).
<img width=«700» height=«1158» src=«ref-2_1620558655-5301.coolpic» v:shapes="_x0000_s1439 _x0000_s1440 _x0000_s1441 _x0000_s1442 _x0000_s1443 _x0000_s1444 _x0000_s1445 _x0000_s1446 _x0000_s1447 _x0000_s1448 _x0000_s1449 _x0000_s1450 _x0000_s1451 _x0000_s1452 _x0000_s1453 _x0000_s1454 _x0000_s1455 _x0000_s1456 _x0000_s1457 _x0000_s1458">На рисунке 6 представлена осадочная камера с рассчитанными размерами.

<img width=«575» height=«466» src=«ref-2_1620563956-12979.coolpic» v:shapes="_x0000_i1035">

Рисунок 6 – Осадочная камера
Потери давления в осадочной камере рассчитываются по следующей формуле:
    Где, <img width=«16» height=«22» src=«ref-2_1620576935-217.coolpic» v:shapes="_x0000_i1037">  — безразмерный коэффициент сопротивления осадочной камеры. Принимается в пределах 10..12.[4]

 <img width=«17» height=«22» src=«ref-2_1620577152-220.coolpic» v:shapes="_x0000_i1039"> – плотность воздуха при стандартных условиях (1,2 кг/м3),

 <img width=«35» height=«22» src=«ref-2_1620577372-287.coolpic» v:shapes="_x0000_i1041">  — скорость воздуха на входе в осадочную камеру.
3.1.2   <img width=«700» height=«1158» src=«ref-2_1620577659-5328.coolpic» v:shapes="_x0000_s1459 _x0000_s1460 _x0000_s1461 _x0000_s1462 _x0000_s1463 _x0000_s1464 _x0000_s1465 _x0000_s1466 _x0000_s1467 _x0000_s1468 _x0000_s1469 _x0000_s1470 _x0000_s1471 _x0000_s1472 _x0000_s1473 _x0000_s1474 _x0000_s1475 _x0000_s1476 _x0000_s1477 _x0000_s1478">Предварительный подбор вентилятора к системе рециркуляции

3.1.2.1 Определение расхода воздуха

Расход воздуха перемещаемый вентилятором в сети равен:

<img width=«154» height=«24» src=«ref-2_1620582987-291.coolpic» v:shapes=«Рисунок_x0020_3»>, м3/ч

где <img width=«31» height=«33» src=«ref-2_1620583278-238.coolpic» v:shapes="_x0000_i1043">  — полезный объем воздуха, перемещаемого в сети, м3/ч;

Принимаем его равным <img width=«27» height=«33» src=«ref-2_1620583516-237.coolpic» v:shapes=«Рисунок_x0020_5»>= 4800 м3/ч, т. к. площадь ситовой поверхности осталась неизменной.

      <img width=«40» height=«27» src=«ref-2_1620583753-144.coolpic» v:shapes=«Рисунок_x0020_6»>  — фактический объем воздуха, подсасываемого по длине воздухопроводов, м3/ч, принимается 5 % от <img width=«20» height=«24» src=«ref-2_1620583897-108.coolpic» v:shapes=«Рисунок_x0020_7»>, м3/ч.

                   Объем воздуха, подсасываемого при работе осадочной камеры, ΔQо.к., м3/ч, принимается равным 5% от полезного объема воздуха перемещаемого в сети.

Тогда, Q
в
=4800 +240+275 = 5317, м3/ч
3.1.2.2      
Определение давления создаваемого вентилятором
Полное давление вентилятора Hв, Па, с учетом коэффициента запаса на неучтенные потери:

<img width=«100» height=«30» src=«ref-2_1620584005-288.coolpic» v:shapes="_x0000_i1047">,  где <img width=«31» height=«30» src=«ref-2_1620584293-117.coolpic» v:shapes="_x0000_i1048">  — сопротивление сети, Па.

<img width=«27» height=«30» src=«ref-2_1620584410-114.coolpic» v:shapes="_x0000_i1049">= Нм+∑(R
∙
l
+∑
ζ
∙
Hg
)+
H
о.к., Па

, где Нм – потери давления в машине;

∑(
R
∙
l
+∑
ζ
∙
Hg
) – потери давления по длине и в местных сопротивлениях, Па

H
о/к
– потери давления в осадочной камере, Па
<img width=«700» height=«1158» src=«ref-2_1620584524-5309.coolpic» v:shapes="_x0000_s1479 _x0000_s1480 _x0000_s1481 _x0000_s1482 _x0000_s1483 _x0000_s1484 _x0000_s1485 _x0000_s1486 _x0000_s1487 _x0000_s1488 _x0000_s1489 _x0000_s1490 _x0000_s1491 _x0000_s1492 _x0000_s1493 _x0000_s1494 _x0000_s1495 _x0000_s1496 _x0000_s1497 _x0000_s1498">Т.к. потери давления по длине и в местных сопротивлениях малы ввиду незначительной длины воздуховодов учитывать их не будем., следовательно:

<img width=«27» height=«30» src=«ref-2_1620584410-114.coolpic» v:shapes="_x0000_i1050">= Нм+H
о.к.=750+1040 = 1790 Па

Нв= 1,1Нс=1970 Па
3.1.2.3 Аэродинамическая характеристика предварительно подобранного вентилятора

Используя универсальные характеристики вентиляторов, определяется положение рабочей точки вентилятора в сети. Рабочая точка находится на пересечении основных параметров работы вентилятора в сети: Qв  и Нв. Положение рабочей точки дает возможность определить необходимую частоту вращения рабочего колеса nви коэффициент полезного действия ηв

Вентилятор будет правильно подобран к сети при выполнении следующих рекомендаций:

1) к сети подобран вентилятор, имеющий более высокий КПД, при этом КПД выбранного вентилятора отвечает условию:

<img width=«89» height=«25» src=«ref-2_1620589947-209.coolpic» v:shapes="_x0000_i1051">

2) рабочая точка на универсальной характеристике располагается правее линии максимального КПД;

3) к сети следует подбирать по возможности вентилятор меньшего номера

Согласно вышеуказанным рекомендациям предварительно подбирается вентилятор марки ВР-86-77-3,15  со следующими параметрами: n=2850 об/мин; <img width=«33» height=«25» src=«ref-2_1620590156-114.coolpic» v:shapes="_x0000_i1052"> 0,758.

<img width=«700» height=«1158» src=«ref-2_1620590270-5297.coolpic» v:shapes="_x0000_s1499 _x0000_s1500 _x0000_s1501 _x0000_s1502 _x0000_s1503 _x0000_s1504 _x0000_s1505 _x0000_s1506 _x0000_s1507 _x0000_s1508 _x0000_s1509 _x0000_s1510 _x0000_s1511 _x0000_s1512 _x0000_s1513 _x0000_s1514 _x0000_s1515 _x0000_s1516 _x0000_s1517 _x0000_s1518"><img width=«672» height=«672» src=«ref-2_1620595567-70949.coolpic» alt=«C:\Users\DNS\ПОЛИТЕХ\Технологическое оборудование 5 курс\Совершенствование Р3-БКТ\Курсовой проект Бегаев\циклон\VR86_77_3.jpg» v:shapes=«Рисунок_x0020_55»>

Рисунок  7 — Аэродинамическая характеристика вентилятора ВР-86-77-3,15
3.1.3 
Проектирование трассы сети рециркуляции

3.1.3.1      
Проектирование перехода к осадочной камере

Площадь аспирационного отверстия:

<img width=«100» height=«45» src=«ref-2_1620666516-266.coolpic» v:shapes="_x0000_i1054">,                                                                                                            где Dа.о— диаметр аспирационного отверстия, м.

<img width=«700» height=«1158» src=«ref-2_1620666782-5336.coolpic» v:shapes="_x0000_s1519 _x0000_s1520 _x0000_s1521 _x0000_s1522 _x0000_s1523 _x0000_s1524 _x0000_s1525 _x0000_s1526 _x0000_s1527 _x0000_s1528 _x0000_s1529 _x0000_s1530 _x0000_s1531 _x0000_s1532 _x0000_s1533 _x0000_s1534 _x0000_s1535 _x0000_s1536 _x0000_s1537 _x0000_s1538">В нашем случае Dа.о=0,315 м, тогда

<img width=«35» height=«25» src=«ref-2_1620672118-129.coolpic» v:shapes="_x0000_i1055">=3,14∙0,3152/4 = 0,078 м2

Определяется площадь входного отверстия у осадочной камеры <img width=«23» height=«23» src=«ref-2_1620672247-108.coolpic» v:shapes="_x0000_i1056">, м2:

Fвх= a∙b

где    a– длина  входного патрубка осадочной камеры, м.

           b— ширина входного патрубка осадочной камеры, м

Fвх= 0,4∙0,29 = 0,116 м2

Так как <img width=«80» height=«23» src=«ref-2_1620672355-183.coolpic» v:shapes="_x0000_i1057">, то данный переход является диффузором.

Длина конфузора принимается из конструктивных соображений

<img width=«80» height=«22» src=«ref-2_1620672538-188.coolpic» v:shapes="_x0000_i1058">

Определяется угол сужения конфузора αк:

<img width=«113» height=«46» src=«ref-2_1620672726-316.coolpic» v:shapes="_x0000_i1059">,

<img width=«157» height=«43» src=«ref-2_1620673042-403.coolpic» v:shapes="_x0000_i1060">

<img width=«52» height=«21» src=«ref-2_1620673445-144.coolpic» v:shapes="_x0000_i1061">.
3.1.3.2      
Проектирование перехода от вентилятора

Определяем диаметр воздухопровода, идущего от вентилятора:

<img width=«127» height=«48» src=«ref-2_1620673589-371.coolpic» v:shapes="_x0000_i1062">


, гдеV
– скорость воздуха на участке сети после вентилятора, принимается 10 м/с

, Q– объем воздуха перемещаемого в сети с учетом подсоса воздуха по длине и в осадочной камере

<img width=«200» height=«49» src=«ref-2_1620673960-531.coolpic» v:shapes="_x0000_i1063">

Принимаем наименьший стандартный диаметр <img width=«80» height=«19» src=«ref-2_1620674491-175.coolpic» v:shapes="_x0000_i1064">

Определяем площадь воздухопровода, идущего от вентилятора, м2:      

<img width=«700» height=«1158» src=«ref-2_1620674666-5342.coolpic» v:shapes="_x0000_s1539 _x0000_s1540 _x0000_s1541 _x0000_s1542 _x0000_s1543 _x0000_s1544 _x0000_s1545 _x0000_s1546 _x0000_s1547 _x0000_s1548 _x0000_s1549 _x0000_s1550 _x0000_s1551 _x0000_s1552 _x0000_s1553 _x0000_s1554 _x0000_s1555 _x0000_s1556 _x0000_s1557 _x0000_s1558"><img width=«100» height=«44» src=«ref-2_1620680008-275.coolpic» v:shapes="_x0000_i1065">,                                                                                                                     где Dвозд— диаметр воздухопровода на  участке после вентилятора, м.

    В нашем случае Dвозд=0,18 м, тогда

<img width=«35» height=«25» src=«ref-2_1620672118-129.coolpic» v:shapes="_x0000_i1066">=3,14∙0,182/4 = 0,0254  м2

Определяется площадь входного отверстия у вентилятора <img width=«23» height=«23» src=«ref-2_1620672247-108.coolpic» v:shapes="_x0000_i1067">, м2:

Fвых= а∙b, м2

гдеa,b– стороны выходного отверстия вентилятора, м.

Fвх= 0,221·0,221 = 0,0488 м2

Так как <img width=«80» height=«23» src=«ref-2_1620672355-183.coolpic» v:shapes="_x0000_i1068">, то данный переход является диффузором.

<img width=«376» height=«190» src=«ref-2_1620680703-2084.coolpic» v:shapes=«Рисунок_x0020_165»>

Рисунок 8 – Эскиз перехода от вентилятора

Длина конфузора принимается из конструктивных соображений

<img width=«80» height=«22» src=«ref-2_1620672538-188.coolpic» v:shapes="_x0000_i1070">

Определяется угол сужения конфузора αк:

<img width=«113» height=«46» src=«ref-2_1620672726-316.coolpic» v:shapes="_x0000_i1071">,

<img width=«164» height=«43» src=«ref-2_1620683291-414.coolpic» v:shapes="_x0000_i1072">

<img width=«51» height=«21» src=«ref-2_1620683705-137.coolpic» v:shapes="_x0000_i1073">.
3.2 Энергетический расчет<img width=«700» height=«1158» src=«ref-2_1620683842-5280.coolpic» v:shapes="_x0000_s1559 _x0000_s1560 _x0000_s1561 _x0000_s1562 _x0000_s1563 _x0000_s1564 _x0000_s1565 _x0000_s1566 _x0000_s1567 _x0000_s1568 _x0000_s1569 _x0000_s1570 _x0000_s1571 _x0000_s1572 _x0000_s1573 _x0000_s1574 _x0000_s1575 _x0000_s1576 _x0000_s1577 _x0000_s1578">


Энергетический расчет сводится к нахождению мощности на валу вентилятора и подбору электродвигателя.

Определяем мощность на валу вентилятора, N
в,  кВт

<img width=«93» height=«45» src=«ref-2_1620689122-310.coolpic» v:shapes="_x0000_i1074">

<img width=«221» height=«44» src=«ref-2_1620689432-539.coolpic» v:shapes="_x0000_i1075">

Определяем мощность электродвигателя для привода вентилятора,   N
э,  кВт

<img width=«89» height=«23» src=«ref-2_1620689971-183.coolpic» v:shapes="_x0000_i1076">

где <img width=«14» height=«18» src=«ref-2_1620690154-88.coolpic» v:shapes="_x0000_i1077">  — коэффициент запаса мощности, <img width=«52» height=«21» src=«ref-2_1620690242-141.coolpic» v:shapes="_x0000_i1078">.

          <img width=«164» height=«23» src=«ref-2_1620690383-279.coolpic» v:shapes="_x0000_i1079">

Принимаем электродвигатель АИР 100L4/2 с установленной мощностью 4,75 кВт и частотой вращения 2850 об/мин.


3             

3.1             

3.2             

3.3             
Прочностные расчеты <img width=«700» height=«1158» src=«ref-2_1620690662-5285.coolpic» v:shapes="_x0000_s1579 _x0000_s1580 _x0000_s1581 _x0000_s1582 _x0000_s1583 _x0000_s1584 _x0000_s1585 _x0000_s1586 _x0000_s1587 _x0000_s1588 _x0000_s1589 _x0000_s1590 _x0000_s1591 _x0000_s1592 _x0000_s1593 _x0000_s1594 _x0000_s1595 _x0000_s1596 _x0000_s1597 _x0000_s1598">элементов камнеотборника Р3-БКТ-Р

3.3.1 Расчет на продольный срез углового сварного шва внахлест
Выберем сварной шов внахлест, соединение стойки вертикальной короткой 2 и стойки горизонтальной короткой 5 (см. сборочный чертеж рамы сварной КП 260601. 03. 300СБ)

Требование расчета имеет вид:

<img width=«83» height=«36» src=«ref-2_1620695947-379.coolpic» v:shapes="_x0000_i1080">,

<img width=«41» height=«26» src=«ref-2_1620696326-148.coolpic» v:shapes="_x0000_i1081">560 МПа.[2]

где<img width=«36» height=«26» src=«ref-2_1620696474-111.coolpic» v:shapes="_x0000_i1082">наибольшее суммарное касательное напряжение от рабочих нагрузок.

<img width=«41» height=«26» src=«ref-2_1620696585-144.coolpic» v:shapes="_x0000_i1083">допустимое напряжение шва.

Рассмотрим уголок (стойку горизонтальную короткую 5)приваренный П-образным швом к стойке вертикальной короткой 2. Он будет нагружен силой Р – четверть силы тяжести от действия веса осадочной камеры.Она будет создавать изгибающий момент М = Pl, относительно центра тяжести О периметра швов. Наиболее нагруженными являются точки А и В. В них возникают под действием силы Р и момента М напряжения <img width=«21» height=«26» src=«ref-2_1620696729-102.coolpic» v:shapes="_x0000_i1084">и <img width=«25» height=«26» src=«ref-2_1620696831-107.coolpic» v:shapes="_x0000_i1085">соответственно:

<img width=«408» height=«277» src=«ref-2_1620696938-11351.coolpic» v:shapes="_x0000_i1086">

Рис. 10 Расчетная схема
Площадь среза швов А Определяется как:

<img width=«298» height=«34» src=«ref-2_1620708289-1120.coolpic» v:shapes="_x0000_i1087">

где <img width=«70» height=«26» src=«ref-2_1620709409-289.coolpic» v:shapes="_x0000_i1088">– минимальный размер в поперечном сечении шва

      k
– катет шва,

<img width=«19» height=«26» src=«ref-2_1620709698-201.coolpic» v:shapes="_x0000_i1089">– коэффициент глубины проплавления, для ручной дуговой сварки 0,7

l – длины швов.

<img width=«467» height=«36» src=«ref-2_1620709899-1656.coolpic» v:shapes="_x0000_i1090">

Выражение для определения напряжения шва от действия силы имеет вид:

<img width=«197» height=«68» src=«ref-2_1620711555-907.coolpic» v:shapes="_x0000_i1091">

Для определения <img width=«21» height=«29» src=«ref-2_1620712462-102.coolpic» v:shapes="_x0000_i1092">необходимо найти силу с которой осадочная камера давит на раму. Для этого найдем её площадь и массу.

<img width=«207» height=«264» src=«ref-2_1620712564-8286.coolpic» alt=«C:\Users\DNS\ПОЛИТЕХ\Технологическое оборудование 5 курс\Совершенствование Р3-БКТ\Курсовой проект Бегаев\циклон\КП 260601. 03. 000СБ + ПЗ\Фрагмент.jpg» v:shapes=«Рисунок_x0020_92»>
<img width=«141» height=«36» src=«ref-2_1620720850-515.coolpic» v:shapes="_x0000_i1094">

<img width=«700» height=«1158» src=«ref-2_1620721365-5318.coolpic» v:shapes="_x0000_s1599 _x0000_s1600 _x0000_s1601 _x0000_s1602 _x0000_s1603 _x0000_s1604 _x0000_s1605 _x0000_s1606 _x0000_s1607 _x0000_s1608 _x0000_s1609 _x0000_s1610 _x0000_s1611 _x0000_s1612 _x0000_s1613 _x0000_s1614 _x0000_s1615 _x0000_s1616 _x0000_s1617 _x0000_s1618">, где F
— площадь поверхности осадочной камеры (F= 3,1 м2)

s
— толщина листа, из которого изготовлена осадочная камера (s= 3мм)

ρ
-плотность материла (для стали ρ
=7800 кг/м3)

<img width=«320» height=«36» src=«ref-2_1620726683-1243.coolpic» v:shapes="_x0000_i1095">

<img width=«700» height=«1158» src=«ref-2_1620727926-5327.coolpic» v:shapes="_x0000_s1619 _x0000_s1620 _x0000_s1621 _x0000_s1622 _x0000_s1623 _x0000_s1624 _x0000_s1625 _x0000_s1626 _x0000_s1627 _x0000_s1628 _x0000_s1629 _x0000_s1630 _x0000_s1631 _x0000_s1632 _x0000_s1633 _x0000_s1634 _x0000_s1635 _x0000_s1636 _x0000_s1637 _x0000_s1638">Т. к. на часть стойки которую мы рассчитываем действует лишь четверть силы, то

P= m∙g/4= 181,35 H
Следовательно:

<img width=«260» height=«62» src=«ref-2_1620733253-1320.coolpic» v:shapes="_x0000_i1096">
Для определения <img width=«25» height=«26» src=«ref-2_1620696831-107.coolpic» v:shapes="_x0000_i1097">необходимо найти полярный момент инерции швов, равный сумме двух осевых моментов  <img width=«20» height=«27» src=«ref-2_1620734680-99.coolpic» v:shapes="_x0000_i1098"> и <img width=«21» height=«29» src=«ref-2_1620734779-103.coolpic» v:shapes="_x0000_i1099">.

<img width=«226» height=«74» src=«ref-2_1620734882-1235.coolpic» v:shapes="_x0000_i1100">

где <img width=«44» height=«49» src=«ref-2_1620736117-271.coolpic» v:shapes="_x0000_i1101">момент инерции шва <img width=«17» height=«26» src=«ref-2_1620736388-100.coolpic» v:shapes="_x0000_i1102">;

<img width=«40» height=«26» src=«ref-2_1620736488-128.coolpic» v:shapes="_x0000_i1103">площадь сечения шва <img width=«16» height=«26» src=«ref-2_1620736616-95.coolpic» v:shapes="_x0000_i1104">;

<img width=«35» height=«49» src=«ref-2_1620736711-217.coolpic» v:shapes="_x0000_i1105">расстояние от оси Ох до центра тяжести сечения шва <img width=«16» height=«26» src=«ref-2_1620736616-95.coolpic» v:shapes="_x0000_i1106">.

<img width=«608» height=«74» src=«ref-2_1620737023-2623.coolpic» v:shapes="_x0000_i1107">

<img width=«362» height=«74» src=«ref-2_1620739646-1756.coolpic» v:shapes="_x0000_i1108">

где <img width=«77» height=«57» src=«ref-2_1620741402-358.coolpic» v:shapes="_x0000_i1109">расстояние от середины шва <img width=«16» height=«26» src=«ref-2_1620736616-95.coolpic» v:shapes="_x0000_i1110">до точки О.

<img width=«700» height=«1158» src=«ref-2_1620741855-5325.coolpic» v:shapes="_x0000_s1639 _x0000_s1640 _x0000_s1641 _x0000_s1642 _x0000_s1643 _x0000_s1644 _x0000_s1645 _x0000_s1646 _x0000_s1647 _x0000_s1648 _x0000_s1649 _x0000_s1650 _x0000_s1651 _x0000_s1652 _x0000_s1653 _x0000_s1654 _x0000_s1655 _x0000_s1656 _x0000_s1657 _x0000_s1658"><img width=«652» height=«144» src=«ref-2_1620747180-3832.coolpic» v:shapes="_x0000_i1111">
    продолжение
--PAGE_BREAK--