lucko_a_n_telepnev_m_d_marculevich_n_a_i_dr_prikladnaya_meha

нормативным допускаемым напряжениям * при температуре рабочей среды (табл. Б.3).

Для ступиц мешалок рекомендуется применять высокие шпонки, размеры поперечного сечения которых (табл. 22) зависят только от диаметра вала d1 на участке под ступицей. Для валов диаметром не более 30 мм применяются обычные шпонки (табл. Ж.24).

	А	А – А
Ступица	Шпонка	b
	t	h
	1
			1
	t	t	+ t
	ℓш	-	1
		d	d
		1

	Вал	Сечение шпонки
		F
hс
	d1	F
А		срез
		смятие

Рисунок 19 – Схема к расчету шпоночного соединения

Длину призматической шпонки ℓш (м) назначают конструктивно с учетом высоты ступицы hc:

ℓш = hc – (0,01 ÷ 0,02).

(136)

Полученное значение округляют до стандартного ℓш из ряда (по ГОСТ 10748-79), мм: 22, 25, 28, 32, 36, 40, 45, 50, 56, 63, 70, 80, 90, 100,

110, 125, 140, 160, 180, 200, 220, 250, 280, 320, 360, 400.

Для шпоночного соединения стандартной шпонкой выполняется проверочный расчет только на смятие. Шпонка испытывает смятие с двух противоположных боковых сторон, как показано на рисунке 19: со стороны вала в поперечном сечении нижняя часть одной из боковых поверхностей, и со стороны ступицы – верхняя часть противоположной боковой поверхности. Со стороны ступицы в соответствии с таблицей 22 поверхность смятия минимальна.

Сила, вызывающая смятие, Н:

F	Ткр max	,	(137)
	0,5d1
	91

где d1 – диаметр участка вала под ступицу мешалки, м.

Таблица 22 – Размеры сечений высоких шпонок								и	пазов по
ГОСТ 10748-79, мм
Диаметр вала	Размеры сечения					Длина		Глубина паза
	шпонки
d1	b		h			ш		t		t1
Свыше 30 до 38	10,0	9,0				22 – 110		5,5		3,8
Свыше 38 до 44	12,0	11,0				28 – 140		7,0		4,4
Свыше 44 до 50	14,0	12,0				36 – 160		7,5		4,9
Свыше 50 до 58	16,0	14,0				45 – 180		9,0		5,4
Свыше 58 до 65	18,0	16,0				50 – 200		10,0		6,4
Свыше 65 до 75	20,0	18,0				56 – 220		11,0		7,4
Свыше 75 до 85	22,0	20,0				63 – 250		12,0		8,4
Свыше 85 до 95	25,0	22,0				70 – 280		13,0		9,4
Свыше 95 до 110	28,0	25,0				80 – 320		15,0		10,4
Свыше 110 до 130	32,0	28,0				90 – 360		17,0		14,4
Минимальная поверхность смятия (м2) определяется по формуле:
	Асм = (ℓш – b)(h – t).								(138)
Условие прочности шпонки на смятие:
	σсм	F	[ ]			,			(139)
				см
		Асм

где см – напряжение смятия на боковой поверхности шпонки, Па; [ ]см= 1,5 – допускаемые напряжения на смятие материала шпон-

ки, Па.

Если условие прочности (139) не выполняется, необходимо выбрать другой более прочный коррозионностойкий материал или поставить две шпонки той же длины, смещенные по окружности на угол 180 в нестандартной ступице.

92

3.2.5 Расчет муфт

Муфта соединяет вал привода с валом мешалки и передает крутящий момент. Типоразмер муфты зависит от типа привода и диаметра вала (см. эскиз компоновки или рис. Ж.1, Ж.2, Ж.4, Ж.6). В приводе типа 1 используется упругая втулочно-пальцевая муфта (рис. Ж.7), в приводе типа 2 – фланцевая (рис. Ж.8) или продольно-разъемная (рис. Ж.10) муфты, в приводе типа 4 – фланцевая (рис. Ж.9).

Муфты, выбранные по диаметру вала при эскизной компоновке аппарата, проверяются на нагрузочную способность по условию:

Т			Т кр max	Т		,	(140)
	р.м				ном
			1 2 3

где Тр.м – расчетный крутящий момент на участке вала под муфту, Н м;1, 2, 3 – соответственно КПД подшипников, уплотнения и муфты

(табл. Ж.25), вводимые в расчет с учетом схемы привода (для приводов

типа 2 и 4 3 = 1);

Тном – номинальный (допустимый) крутящий момент для выбранного типоразмера муфты (рис. Ж.7 – Ж.10 и табл. Ж.19 – Ж.21), Н м.

3.2.6 Расчет сальникового уплотнения

Набивка сальникового уплотнения подбирается на основании рекомендаций приложения (табл. Ж.22). Проверочный расчет сальникового уплотнения выполняется в предположении [11], что герметичность уплотнения будет обеспечена, если боковое давление набивки на вал px в ее нижней части будет не меньше избыточного давления среды ри с некоторым запасом (рис. 20). При этом требуемое давление втулки на сальниковую набивку рс, Па:

							4 μkh
			n	г p
p					раб	e dk		- d ,		(141)
	c

k

где k = px/py – коэффициент бокового давления сальниковой набивки (табл. 23);

nг = 1,3 – 1,5 – коэффициент запаса герметичности;

– среднее значение коэффициента трения между набивкой и валом, набивкой и стенкой камеры (табл. 23);

93

h – высота набивки, м (рис. Ж.11 и табл. Ж.22);

d, dk – соответственно диаметр вала и камеры, м (рис. Ж.11 и табл.

Ж.22).

Усилие затяга шпилек нажимной втулки определяется по формуле:

F	π	(d2	d2 )pc ,	(142)
з		к
	4z1

где z1 – число шпилек (табл. Ж.22).

1	Fз z1	Эпюра бокового давления
2		y
	5		pc k
3
				4 ky
		h	pраб e	dк d
4
		0	px
	d		рраб
	рраб
	dк

1 – вал; 2 – втулка нажимная; 3 – набивка; 4 – корпус; 5 – шпилька.

Рисунок 20 – Схема к расчету сальникового уплотнения

Таблица 23 – Параметры сальниковых набивок

	Марка набивки	Максимальная	Коэффициенты
		температура,
	по ГОСТ 5152-84
		С	k
	АП (асбестовая с антифрикционной	250	0,5	0,1
	добавкой)
	АФТ (асбестовая, пропитанная сус-	300	0,4	0,1
	пензией фторопласт – 4 с тальком)
	ФФ (фторолоновая, пропитанная	100	0,5	0,08
	суспензией фторопласта)
	94

Шпильки, в напряженном резьбовом соединении, проверяются на прочность по условию:

1,3Fз [ ] ,

(143)

Аб ш

где – расчетное напряжение, Па; 1,3 – коэффициент, учитывающий касательные напряжения, возни-

кающие при затяжке гайки на шпильке в процессе эксплуатации уплотнения;

Аб – расчетная площадь сечения шпильки (табл. 15), м2; [ ]ш = * – допускаемое напряжение для материала шпильки из ста-

ли 40 при температуре среды (табл. Б.3), Па.

Если условие прочности (143) не выполняется, необходимо выбрать другой более прочный материал шпильки.

3.3 Оформление технической документации

3.3.1 Пояснительная записка

По всем этапам курсового проекта оформляется единая пояснительная записка.

При выполнении текстовых и графических документов проекта следует руководствоваться требованиями ГОСТ по ЕСКД и СТП [25, 26]. Так, при оформлении пояснительной записки следует соблюдать основные требования ГОСТ 2.105 – 95 «Общие требования к текстовым документам».

Титульный лист курсового проекта включает наименование института, кафедры, номер группы, фамилию и инициалы студента и руководителя, их личные подписи, тему проекта и год защиты. Образец приведен в приложении К.

Текстовая часть пояснительной записки выполняется на писчей бумаге стандартного формата А4 (297 210) на одной стороне листа. По всем четырем сторонам листа оставляются поля. Размер левого поля (для подшивки) 30 мм, правого не менее 10 мм, верхнего и нижнего –

20 мм.

Нумерация страниц должна быть сквозной, начиная с титульного листа. Номера страниц указываются в правом нижнем углу страницы. Номера не проставляются на листах: титульном и техническом зада-

нии.

Текстовая часть пояснительной записки разбивается на разделы, подразделы и пункты, которые нумеруются арабскими цифрами по аналогии с данным пособием. Каждый раздел начинается на новой страни-

95

це. Термины и обозначения должны соответствовать действующим стандартам. В расчетах следует использовать Международную систему единиц (СИ) – наименование и обозначение величин и единиц должно соответствовать ГОСТ 8.417 – 2002; при этом в тексте, таблицах можно

применять десятичные кратные единицы, например: мм; МПа (106 Па),

кН (103 Н).

Текст должен сопровождаться расчетными схемами, поясняющими расчеты. Все виды иллюстраций называются рисунками и номеруются арабскими цифрами. Например: «Рисунок 3 – Схема к расчету конического днища». Нумерация рисунков и аналогично таблиц и формул должна быть сквозной для всего текста.

Оформленная пояснительная записка сшивается в тетрадь. Титульный лист заполняется чертежным или машинописным шрифтом. За титульным листом следует «Техническое задание на курсовой проект» и «Содержание».

Раздел «Техническое задание на курсовой проект» содержит бланк технического задания на проектирование, подписанный руководителем и исполнителем.

В«Содержании» [25] перечисляются наименования всех разделов

иподразделов с указанием номеров страниц. Разделы и подразделы исключая «Введение», «Список использованных источников» и «Приложение», обозначаются арабскими цифрами, например:

СОДЕРЖАНИЕ

Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

1 Цель и задачи проекта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2 Эскизный проект . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

2.1 Выбор конструкционных материалов . . . . . . . . . . .. 5 2.2 Определение расчетной температуры и допускаемых напряжений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2.3 Определение рабочего, расчетного, пробного

и условного давлений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2.4Выбор комплектующих элементов. Эскиз компоновки . 8

2.5Оценка надежности эскизного варианта

компоновки аппарата . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 3 Технический проект . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

3.1 Расчет элементов корпуса . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 3.1.1 Расчет толщины стенок оболочек из условия

прочности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 3.1.2 . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

Список использованных источников . . . . . . . . . . . . . 35 Приложение А Эскиз компоновки аппарата . . . . . . . . . 36

96

Вразделе «Введение» приводятся краткие сведения об аппаратах

смешалками и общая характеристика проектируемого аппарата (указываются назначение и область применения, см. раздел 1.1).

Вразделе «Цель и задачи проекта» формулируются основные цели и задачи проекта (цель указана в техническом задании, а задачи – в календарном плане), перечисляются основные нормативные документы необходимые для проектирования аппарата с мешалкой.

При выполнении разделов «Эскизный проект» и «Технический проект» необходимо соблюдать ряд требований.

Расчет каждого элемента конструкции должен сопровождаться поясняющим рисунком (расчетной схемой).

Все расчетные формулы сначала приводят в общем виде, затем в формулу подставляют числовые значения величин (без промежуточных вычислений) и приводят результат с указанием размерности. Все входящие в формулу параметры должны быть расшифрованы при первом их использовании, в ответе указаны их размерности. Формулу нумеруют арабскими цифрами в круглых скобках в конце строки. Например:

«. . . . . расчет выполняется по формуле

σ			32М	и		32 2000	20,38	106 Па 20,4 МПа ,	(36)
	и		πd3			3,14 0,13

где и – нормальные напряжения от изгиба, Па; Ми – изгибающий момент, Н м; d – диаметр вала, м. . . .»

Проверочные расчеты должны завершаться выводом о выполнении (невыполнении) условия работоспособности (прочности, виброустойчивости и т.д.).

Ссылки на литературу отмечают арабскими цифрами, заключенными в квадратные скобки. Например: «…. Согласно работе [2] предел текучести для стали Ст3 составляет т = 240 МПа . . .». Число в квадратных скобках должно соответствовать порядковому номеру источника в разделе «Список использованных источников».

Вразделе «Заключение» дается общая характеристика надежности аппарата, анализ результатов выполненных расчетов по критериям работоспособности и приводятся технические характеристики изделия,

суказанием резервов интенсификации технологического процесса (предельное и рабочее давление в аппарате, номинальная и потребляемая мощность привода и т.д.), а также технические требования на изготовление и испытания.

Вразделе «Список использованных источников» приводятся литературные источники, использовавшиеся при работе над проектом, при этом список должен быть оформлен в соответствии с требованиями библиографического описания документа по ГОСТ 7.1-2003.

Вразделе «Приложение» помещают эскиз компоновки. При необходимости в «Приложение» допустимо включать таблицу составных частей общего вида, спецификации к сборочным чертежам, чертежи деталей (формат А4).

97

3.3.2 Чертеж общего вида

Общие правила выполнения чертежа общего вида

В техническом проекте необходимо выполнить чертеж общего вида аппарата с видами, разрезами, сечениями и выносными элемента

ми, дающими полное представление об его устройстве и принципе работы, а также позволяющими разработать рабочую конструкторскую документацию. Изображения составных частей (сборочных единиц) аппарата, на которые отдельно оформляются чертежи общих видов (в курсовом проекте не выполняются), даются с упрощениями вплоть до контурных очертаний, если при этом обеспечено понимание конструктивного устройства аппарата и взаимодействие его составных частей.

Чертеж общего вида аппарата (Приложение Н) должен содер-

жать:

1)Изображения аппарата (виды, разрезы, сечения, выносные элементы), содержащие окончательные конструктивные решения. Перечень видов, разрезов и выносных элементов указывается преподавателем.

2)Основные размеры изделия: габаритные; установочные; присоединительные; сопрягаемые (посадочные); расчетные, а также базовые (габариты и установочные размеры сборочных единиц и др.).

3)Обозначения принятых посадок в сопряжениях деталей (Приложение К).

4)Расположения штуцеров, люка, опор и строповых устройств (цапф) аппарата.

5)Таблицу назначения штуцеров в аппарате.

6)Техническую характеристику аппарата и технические требования к нему.

7)Перечень составных частей аппарата.

Общий вид аппарата выполняется на двух листах. На первом листе формата А1 помещают основную надпись по форме 1 ГОСТ 2.10468 высотой 55 мм в правом нижнем углу. На втором листе формата А2 делают основную надпись по форме 2а высотой 15 мм. Обозначение аппарата на всех листах одинаковое и заканчивается кодом документа "ВО" – вид общий.

При курсовом проектировании предлагается придерживаться следующей структуры обозначений изделия и его составных частей

[17]:

000	000	00	00	000,
{	{	{ {		{
1	2	3	4	5

где 1 – индекс изделия; 2 – вариант разработки изделия (принимается номер варианта);

3 – обозначение крупных сборочных единиц;

4 – обозначение более мелких сборочных единиц;

5 – обозначение деталей.

98

Пример обозначения чертежа общего вида аппарата с механическим перемешивающим устройством без обогрева (индекс 204): 204.088.00.00.000.ВО. Аппарат с обогревом рубашкой будет иметь индекс 205; то же с обогревом змеевиком – 206. Более подробные сведения по структуре обозначения изделия указаны в [15].

Массу аппарата без массы заполняемой среды в основной надписи приводят из пояснительной записки ее расчетное значение в тоннах с указанием размерности. Наименование аппарата записывают в именительном падеже единственного числа, помещая на первое место имя существительное. Для чертежей технического проекта присваивается литера "Т", а для рабочих чертежей – литера «О» (опытный образец).

Над основной надписью оставляют место шириной 185 мм (как для основной надписи) для текстовой части, состоящей из технических требований и технической характеристики, а также для таблицы со-

ставных частей изделия. Текстовую часть помещают только на первом листе чертежа над основной надписью на расстоянии не менее 10 мм. При необходимости текст размещают в две и более колонки (вторую и последующие колонки располагают слева от основной надписи). В тексте не должно быть сокращений слов, за исключением общепринятых и установленных стандартами.

Таблицу с перечнем составных частей аппарата можно располагать на отдельных листах формата А4 в качестве последующих листов чертежа общего вида или на первом листе чертежа общего вида всего аппарата над текстовой частью чертежа. Между текстовой частью и таблицей составных частей не допускается помещать изображения или другие таблицы.

Длина таблицы по горизонтали равна 185 мм. Высота головки таблицы около 15 мм. Высота строк должна быть не менее 8 мм. Последняя строка перечня не должна доходить до текстовой части чертежа или основной надписи на расстояние менее 10 мм.

Если составные части аппарата не размещаются в одной колонке перечня, то он должен быть продолжен на последующих листах чертежа общего вида на формате А4 с обязательным повторением на каждом листе заголовка таблицы.

Текстовая часть чертежа

Техническую характеристику аппарата помещают отдельно над техническими требованиями. Если на чертеже приведены только технические требования, то заголовок над ними не пишут. Заголовки пишут без подчеркивания в случае, если на чертеже есть технические требования и техническая характеристика. Технические требования и техническая характеристика записываются пунктами со сквозной нумерацией, каждый из которых начинается с новой строки. Пункты технических требований и технической характеристики, по которым информация отсутствует, могут быть опущены.

99

В технической характеристике следует указывать:

1.Параметры рабочей среды (наименование, концентрация, плотность, температура).

2.Внутренний объем аппарата: номинальный и рабочий.

3.Средний срок службы и наработка на отказ аппарата.

4.Давление в корпусе рабочее: избыточное и остаточное.

5.Давление в корпусе расчетное предельное: внутреннее и наружное.

6.Давление пара или охлаждающей жидкости в рубашке (змеевике): рабочее избыточное и расчетное предельное.

7.Мощность электродвигателя, тип, габарит, исполнение и коэффициент полезного действия привода.

8.Угловая скорость (или частота вращения) перемешивающего устройства: номинальная и предельно допустимая.

9.Масса аппарата в рабочем состоянии.

10. Другие необходимые данные, характеризующие аппарат с мешалкой.

В технических требованиях следует указывать:

1.Требования, согласно которым должен быть изготовлен аппарат, условия и методы проведения пусковых испытаний.

2.Требования, согласно которым должен быть изготовлен корпус аппарата.

3.Требования о необходимости регистрации аппарата в органах Госгортехнадзора.

4.Требования по проведению гидравлических испытаний корпуса и рубашки пробным давлением с указанием величины давления.

5.Материал корпуса и рубашки.

6.Допустимая скорость коррозии.

7.Ссылки на другие документы, содержащие технические требования и указания, распространяющиеся на данный аппарат, но не приведенные на чертеже.

Таблица составных частей аппарата

Таблица составных частей (рис. 22) в общем случае содержит следующие графы: "Поз." (позиция), "Обозначение", "Наименование", "Кол." (количество), "Доп. указания" (дополнительные указания). Диагональное деление головки таблицы не допускается. В каждой строке перечня "двухэтажные" записи не допускаются. Если запись не помещается на одной строке, ее следует продолжать на второй строке и последующих строках.

Записывать составные части аппарата в таблицу необходимо сверху вниз, подчеркивая заголовки тонкими линиями, в следующей последовательности:

Заимствованные изделия. Покупные изделия.

Вновь разрабатываемые изделия.

100