- •1.Общая классификация деталей машин и аппаратов. Требования, предъявляемые к деталям машин и аппаратов.Критерии работоспособности.
- •2. Общие вопросы проектирования ДиМ.Стандартизация и унификация
- •Взаимозаменяемость и точность изготовления деталей
- •1.6. Метрология и технические измерения
- •3.Шероховатость поверхности, машиностроительные материалы,понятие о надежности машин.
- •4.Структура и классификация механизмов.
- •5. Механический привод.
- •8.Ременные передачи:материалы и конструкции приводных ремней и шкивов.
- •10.Силы и напряжения в ветвях ремня,критерии работоспособности.
- •11.Методика расчета ременных передач и схемы и конструкции натяжного устройства.
- •12.Фрикционные передачи:факторы ,определяющие качество работы,материалы и виды повреждения катков.Фрикциооные вариаторы.
- •13.Фрикционные передачи:кинематические и прочностные расчеты.
- •14.Передача винт-гайка.
- •15.Зубчатые передачи.Общие сведения и классификация,эвольвентное зацепление зубчатых колес.
- •16.Зубчатые передачи.Геометрические параметры.
- •17.Зубчатые передачи:силы зацепления цилиндрическихпередач и расчет на прочность.
- •18.Зубчатые конические передачи:геометрические параметры и силы зацепления.Расчет на прочность.
- •19.Цепные передачи:типы и характеристики цепей и звездочек,условия эксплуатации приводных цепей.
- •21.Червячные передачи .Общие сведения,червяки и червячные колеса,причины выхода из строя червячных передач.
- •22.Червячные передачи:геометрические параметры и кинематика передачи.
- •23.Червячные передачи:статистика передач,допускаемые напряжения,расчет на прочность. Статика передачи
- •24.Червячные передачи:тепловой расчет и охлаждение передач.
- •25.Редукторы:технические характеристики зубчатых цилиндрических и конических редукторов.
- •26.Редукторы:червячные,мотор-редукторы.
- •27.Валы и оси.
- •28.Подшипники качения:общие сведения и характеристика основных типов подшипников,конструкция подшипниковых узлов.
- •29.Подшипники качения:специфика рабочего процесса и расчет подшипников по статической грузоподъемности.
- •30.Подшипники качения:критерии работоспособности подшипников и виды разрушений.Расчет подшипников на динамическую грузоподъемность.
- •31.Подшипники качения:выбор типа подшипников для валов передач,монтаж и демонтаж подшипников,смазывание подшипников.
- •32.Подшипники скольжения:общие сведения,конструкции и материалы.
- •33.Подшипники скольжения:виды разрушений и повреждений,критерий работоспособности и расчет.
- •34.Муфты:общие сведения,методика расчета и подбора.
- •35.Сварные соединения:общие сведения о соединениях,разновидности,типы и конструктивные элементы сварных соединений.
- •36.Сварные соединения:расчет и правила конструирования.
- •40.Резьбовые соединения:основные типы параметры резьб, конструктивные формы,материалы,классы прочности,допускаемые напряжения и условное обозначение.
- •41.Резьбовые соединения:момент завинчивания,кпд и условие самоторможения.
- •43. Соединения с натягом
- •19.1. Цилиндрические соединения с натягом
- •19.2. Конусные соединения с натягом
- •44. Упругие элементы
- •20.1. Пружины
- •20.1.1.Цилиндрические витые пружины растяжения и сжатия
- •20.1.2. Тарельчатые пружины
- •20.1.3. Пружины кручения
- •20.2. Резиновые и неметаллические упругие элементы
- •45.Корпусные детали. Направляющие
- •21.1. Корпусные детали
- •21.2. Направляющие
- •46. Устройства для смазывания и уплотнения
- •22.1. Смазочные устройства
- •22.2. Уплотнения
- •47. Типовая арматура нефтеперерабатывающих заводов
- •23.1. Задвижки стальные литые клиновые
- •23.2. Вентили
- •23.3. Краны
- •48. Обратные клапаны
- •23.5. Предохранительные клапаны и мембраны
- •49. Арматура для сыпучих материалов
- •23.7. Заслонка для газоходов трубчатых печей
- •50. Фланцы и фитинги
- •24.1. Фланцы
- •24.2. Фитинги
- •51. Соединения трубопроводов
47. Типовая арматура нефтеперерабатывающих заводов
В зависимости от назначения арматуру разделяют на следующие группы:
-
запорная, предназначенная для полного перекрытия потока среды;
-
предохранительная, обеспечивающая частичный выпуск среды при повышении давления сверх допускаемого или предотвращающая создание обратного потока среды;
-
регулирующая, применяемая для автоматического регулирования расхода или давления в системах управления процессами.
К типовой арматуре нефтеперерабатывающих заводов относят следующие запорные и предохранительные устройства: задвижки клиновые, вентили, краны, клапаны обратные, клапаны предохранительные [56].
Для изготовления корпусов и крышек арматуры также возможно применять вместо стали 20Х5МЛ среднелегированные безмолибденовые стали, например 20Х5ТЛ и 20Х5ВЛ.
К специальной арматуре относят редукционные вентили, затворы и клапаны для катализаторопроводов, коксопроводов, которые применяют на установках крекинга и коксования, арматуру резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов, а также регулирующую арматуру.
Широкое распространение получила арматура с дистанционным управлением, с пневмо- и электроприводом.
23.1. Задвижки стальные литые клиновые
Задвижки клиновые служат для перекрытия трубопровода и регулирования расхода протекающей среды. Задвижки имеют сравнительно малое гидравлическое сопротивление, обеспечивают плавное регулирование потока, исключающее гидравлический удар, допускают течение среды в двух направлениях, обеспечивают небольшие нагрузки на шпиндель; их можно применять и для вязких жидкостей.
Маховик 1 задвижки крепят на призматической шпонке к втулке 2 (рис.23.2). При вращении маховика вместе с ним вращается втулка; при этом шпиндель перемещается вертикально. Втулка может иметь опору либо скольжения, либо качения. Для создания более благоприятных условий работы сальник задвижки удален от оси прохода; перед сальником имеется конденсационная камера. Наличие в ряде случаев перед сальником жидкости, а не паров, улучшает работу сальника.
Для облегчения управления задвижки снабжают зубчатой одноступенчатой цилиндрической или червячной передачами. Широко распространены задвижки дистанционного управления с электрическим приводом в обычном и взрывозащищенном исполнениях.
На нефтеперерабатывающих заводах обычно используют задвижки клиновые литые с выдвижным шпинделем. Их условно обозначают шифром ЗКЛ; далее указывают цифры, обозначающие диаметр условного прохода и условное давление. Например, задвижка клиновая литая с диаметром условного прохода = 100 мм на условное давление = 1,6 МПа (16 кгс/см2) имеет обозначение: ЗКЛ2-100-16.
Задвижки по конструкции бывают: со сплошным, упругим и составным клиньями (рис.23.3,б). Упругий клин выполнен с разрезом и пружинит при посадке в седло. Составной клин состоит из двух дисков, которые установлены в обойме. В момент перекрытия диски под действием разжимного элемента, помещенного между ними, раздвигаются, и уплотнительная поверхность дисков перемещается по нормали к седлу. Благодаря этому задвижки с составным клином отличаются повышенной герметич ностью, меньшими трением и износом уплотнительных поверхностей, сниженным усилием на шпиндель.
Расчет задвижки с выдвижным шпинделем.
Определение осевого усилия и крутящего момента на шпинделе. Наибольшее осевое усилие на шпинделе возникает в момент закрытия задвижки. В этот момент на клин со стороны входа среды действуют следующие силы (рис.23.4).
Сила гидростатического давления среды
(23.1)
где ру — условное давление; DB — внутренний диаметр уплотнительного кольца; b— ширина уплотнительного кольца.
Реакция N1 уплотнительной поверхности корпуса со стороны входа среды, которую рассчитывают по обеспечивающей герметичность удельной нагрузке q = (0,25 0,50) ру на уплотнительной поверхности:
(23.2)
где DH — наружный диаметр уплотнительного кольца.
Сила трения
( 23.3)
где f — коэффициент трения на уплотнительной поверхности (можно принять равным 0,15).
В момент закрытия клин прижимается к уплотнительной поверхности со стороны выхода среды под действием сил Р, Nl, F1 и на уплотнительной поверхности со стороны выхода среды возникают реакция N2 и сила трения F2 =f N2, действующие на клин. На клин также действуют сила давления шпинделя Q и сила тяжести G, направленные по оси у — у.
Из условия равенства нулю суммы проекций на ось х—х всех сил, действующих на клин,
(Р + N1) cos — F1 sin — N2 cos + N2f sin = 0
Угол принимают равным 5°, поэтому, учитывая малую величину sin , полагают
N2 P + N1. (23.4)
Усилие QK, которое нужно приложить к оси шпинделя для преодоления сил, действующих на клин, определяют из условия равенства нулю суммы проекций на ось у—у всех сил, действующих на клин:
QK + G — (Р + N1) sin — F1 cos — N2 sin — F2 cos = 0.
С учетом ранее полученных равенств и учитывая, что F2 = N2f, получае
QK = Р (2 sin + fcos ) + 2N1 (sin + f cos ) — G
или при = 5° и f = 0,15
QK 0,32P + 0,47N1 - G. (23.5)
Усилие на шпинделе, которое необходимо для преодоления трения в сальниках, определяют по формуле
Qc =dш0,4hfpy, (23.6)
где dш — диаметр шпинделя; h — высота сальника; f = 0,1 — коэффициент трения.
Усилие на шпинделе от внутреннего давления на торец шпинделя
(23.7)
Следовательно, суммарное осевое усилие, сжимающее шпиндель,
(23.8)
Момент трения, возникающий в резьбе,
(23.9)
где rс — средний радиус резьбы; 1— угол подъема нарезки; = 6° — угол трения.
Шпиндель рассчитывают на сжатие и кручение под действием силы Q и крутящего момента М1 а также проверяют на продольный изгиб при закрытом положении задвижки.
Определение момента на маховике. Крутящий момент М, который необходимо приложить к маховику, чтобы закрыть задвижку, складывается из момента трения в резьбе М1 и момента трения в подшипнике втулки шпинделя М2:
М = М1 + М2. . (23.10)
Момент трения в подшипнике втулки
(23.11)
где Rс — средний радиус опорного заплечика втулки или радиус до центра шариков подшипника (рис.23.2); f — коэффициент трения (f = 0,1 0,15 для опоры скольжения и f = 0,01 для опоры качения).
Проверка уплотнительного кольца на удельное давление. Уплот-нительные кольца клина и корпуса рассчитывают на удельное давление. Наибольшая сила прижатия на уплотнительных поверхностях N2 возникает со стороны выхода среды. Удельное давление на уплотнительных поверхностях
(23.12)
Удельное давление не должно превышать для колец из корро-зионностойкой стали 40—60 МПа, для колец из бронзы 16 МПа, для колец, наплавленных твердым сплавом, 60 МПа.