Расчет центра тяжести и массы корпуса

Расчет центра массы и центра тяжести корпуса тяжести начинают с разбивки корпуса на элементарные составляющие — обечайки и эллиптическое днище.

При этом следует помнить следующие основные правила: центра тяжести тел вращения находятся на оси вращения, центр тяжести прямоугольника и квадрата лежит на пересечении диагоналей, а треугольника – на пересечении медиан.

При наличии на корпусе патрубков целесообразно проверить равенство объема металла патрубка, объему отверстия в корпусе. В случае равенства этих параметров, можно считать, что обечайка не имеет патрубков.

D=4270мм

Рис.1. Корпус реактора

Рис. 2. Днище корпуса.

При расчете массы эллиптического днища полезно воспользаваться 2-й теоремой Паппа, при этом следует помнить, что объем эллипса равен (см. рис. 2):

а площадь центрального сечения эллипса равна: , где а и b – полуоси эллипса.

Порядок расчета центра тяжести днища корпуса следующий:

1. Определить вес (массу) полуэлипсоидов с полуосями (a,b) и {(a-) и (b-)}, где  - толщина стенки днища.

2. Определить вес днища через разность весов большого и малого полуэлипсоида.

3. Определить центра тяжести большого (т.1) и малого (т.2) полуэлипсоида.

4. Составить уравнение равновесия для составных частей днища (M, YC – соответственно вес и координаты центра тяжести), откуда определить центр тяжести днища (YC₃), см. рис.2:

После нахождения центров тяжести всех составных частей корпуса, находим центр тяжести корпуса.

В общем случае, положение центра центра тяжести определяется в плане (по чертежу корпуса) по уравнению моментов [3].

Для этого накладываем на план конструкции координатную сетку (X,Y) и обозначаем координаты элементарных фигур (x_i, y_i). Координаты центра тяжести конструкции определятся из соотношений:

; , где М - вес всей конструкции.

Следующим этапом расчета является определение места приварки к корпусу платика с цапфой. При этом принимается, что усилие создаваемое лебедкой или полиспастом составляет 1% от веса монтируемого корпуса.

Для этого в плане рисуют эскиз корпуса с указанием расстояний до центра тяжести корпуса, до точки приварки монтажной проушины (в районе шва корпус - днище) и до точки приварки силовой цапфы. Составляют уравнение равновесия суммы моментов сил, создаваемых центром тяжести корпуса, тяги траверсы и тяги лебедки (полиспаста). Находим координаты точки приварки силовой цапфы и величину тягового усилия универсальной траверсы.

Далее выполняем соответствующие расчеты отдельных монтажных узлов и конструкций, задействованных в данной монтажной схеме.

Расчет на прочность и выбор каната

Нагрузка на канат определится из такелажной конструкции:

;

где Q - вес конструкции;

k_n- коэф-т неравномерности распределения нагрузки на ветви стропа (0,75 при m_c =4 и 1 при m_c 3 );

m_c- кол-во ветвей стропа (m = 1);

t- коэффициент ослабления несущей способности каната из-за особенностей его крепления к конструкции;

 - угол наклона ветви стропа к вертикали (принять 90^о);

Площадь сечения каната определится по допускаемому напряжению (множитель 0,83 представляет отношение площади цельного прутка (стержня) к площади равнопрочного каната):

м²;

Тогда диаметр каната равен:

м;

Диаметр следует округлить до целого числа.