Курсовой проект / Пояснительная записка - Малков - The THING - 2007 / Живем!!!

Министерство образования Российской Федерации

Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева

Кафедра прикладной механики

Пояснительная записка к курсовому проекту по теме : «химический аппарат с механическим перемешивающим устройством»

0110-4-0,9К-007

Исполнитель – студент ************.

Группа ***

Руководитель – доцент Малков Г. А.

Москва 2007

Содержание: 1. Техническое задание 2. Введение. 3. Выбор материалов. 4. Расчетная часть. 4.1 Расчет основных размеров аппарата 4.2 Расчет элементов толщин аппарата. 4.2.1 Расчет толщины крышки 4.2.2 Расчет толщины рубашки 4.2.3. Расчет толщины корпуса 4.3 Расчет фланца аппарата 4.4 Подбор привода аппарата 4.5 Расчет мешалки 4.6 Расчет муфты 4.7 Подбор комплектующих 4.7.1 Подбор люка 4.7.2 Подбор штуцеров 4.7.3 Подбор опор 4.7.4 Подбор строповых устройств 5. Заключение 6. Литература. Приложение 1. Приложение 2

1.Техническое задание.

Рассчитать химический аппарат с механическим перемешивающим устройством типа ВЭЭ для среды КОН при температуре 100^оС и работающий при избыточном внутреннем давлении 0,9 МПа. Аппарат должен соответствовать стандартам ГОСТ и должен изготавливаться и эксплуатироваться в соответствии с правилами Госгортехнадзора.

2. Введение

Аппарат состоит из корпуса (1), к которому приварено днище, внизу которого расположен штуцер слива продукта. К корпусу приварена также рубашка (4), в которой есть штуцера (5) и (6), предназначенные для подачи термостатической среды (перегретого пара). К рубашке приварены 3-4 опоры (7), а также строповые устройства (8) для транспортировки полого аппарата в виде цапф. Через разъемный фланец (9) к корпусу присоединена крышка (10) с люком (11).

Также имеется штуцер (12) для подачи реакционных ингредиентов и установки измерительных приборов. Также на ней установлена рама (13) для установки мотор-редуктора (14), через подшипниковую пару (15), муфту (16) и уплотнение (17) вращающего вал (18) с мешалкой (19) для гомогенизации среды.

3. Выбор материалов:

Для среды - раствора КОН плотностью 1280 кг/м³ при температуре 100^о С и в состоянии кипения выбираем вполне стойкие материалы:

1. В качестве материала корпуса, мешалки, крышки, днища, фланцев, вала, мешалки, штуцеров выбираем сталь 08Х18Н10Т

2. В качестве материала рубашки (среда – вода, 100^о С) выбираем сталь Ст 08ХН1810Т

3. Для болтов фланца выбираем Ст 35ХМ

4. Для прокладки выбираем материал фторопласт-4

4. Расчетная часть

4. 1 Расчет основных размеров аппарата:

Диаметр рубашки: D_p =D_a+ 100 мм = 1700 мм

Выбираем по таблице днище:

Высота цилиндрической части:

Выбираем Нц= 1400 мм

Высота рубашки:

4.2 Расчет элементов толщин аппарата:

4.2.1 Расчет эллиптического днища/крышки:

=+С₀

Выбираем толщину днища S_эд= 10 мм.

Для крышки расчеты совпадают, но ввиду ослабления крышки отверстиями и нагружения ее приводом удваиваем толщину: S_кр= 10 мм.

4.2.2 Расчет толщины рубашки:

Берем = 8 мм

Берем = 8 мм

4.2.3 Расчет толщины корпуса аппарата:

Берем = 10 мм

По номограмме определяем К₂ =0,4

Берем Sац2 = 8 мм

Берем Sац3 = 10 мм

По результатам трех измерений окончательно выбираем Sац = 10 мм

Проверка обечайки на допускаемое давление:

Проверка сварных швов рубашки:

Расчет толщины днища:

Кэ =f(D/(Sац-c))= по номограмме= 0,945

Окончательно принимаем Sац = 10 мм

Проведение гидравлических испытаний:

Испытать аппарат следующим давлением:

4.3 Расчет фланцевого соединения аппарата:

Из соображений габаритов аппарата и давления в нем берем тип фланца – приварной встык.

Условие прочности фланцевого соединения:

Берем толщину прокладки b=20 мм.

Проверка прочности прокладки:

4.4 Выбор привода:

по таблице берем мотор-редуктор МПО-2-18 с Nпр=5,5 кВт и n=49 об./мин

4.5 Расчет мешалки:

По таблице из критериев [Мкр] и Dа выбираем мешалку с параметрами:

Проверка сварных швов мешалки:

; ;

Предварительно рассчитаем d вала:

Предварительно берем d вала = 80 мм.

Расчет вала:

мм

Расчет на виброустойчивость:

вне зоны резонанса

Расчет прочности вала по IV гипотезе прочности:

Условие прочности вала по четвертой гипотезе прочности:

4.6 Подбор муфты:

Условие прочности муфтового соединения:

Берем муфту МУВП из таблицы:

Условие прочности для пальца муфты:

(допускаемое напряжение для материала пальца) => Проходит

Прочность резиновых втулок на смятие проверяется по формуле:

Расчет шпоночного соединения вала

Берем шпонку из таблицы длиной l =1,5 d вала= 140 мм

Проверка выполнения условия прочности шпонки на смятие:

Выбор уплотнения: берем уплотнение ТД с параметрами из таблицы:

4.7 Подбор комплектующих:

4.7.1 Подбор люка

Выбираем люк стальной загрузочный с Dу = 250 мм

4.7.2 Подбор штуцеров

Для сброса и загрузки берем штуцер с Dy = 100 мм, для всех остальных –

Dy= 50 мм

4.7.3 Подбор опор:

Выбираем тип опор – лапы.

Условие прочности в расчете на одну опору:

m мотора + m стойки = 400 кг; m муфты = 88,8 кг; m уплотнения = 90 кг;

m мешалки= 73 кг

= m_мот+ m_ст+ m_муф + m_вала + m_меш + m_апп + m_упл + m_фланц + m_руб + m_среды + m_кр + m_дн=

=400+88,8+90+73+188+5120+233,3+233,3+655+784+823,1=8688,5 кг

По таблице выбираем лапы:

4.7.4 Подбор строповых устройств:

В качестве строповых устройств выбираем цапфы.

Выбираем типоразмер исходя из нагрузок:

Из таблицы выбираем:

5. Заключение:

Был рассчитан аппарат химической технологии с автоматическим перемешивающим устройством, рассчитанный на содержание раствора КОН при температуре 100^о С с габаритами – высота цилиндрической части – 1400 мм, высота днища – 400 мм, высота крышки – 400 мм, диаметром цилиндрической части – 1600 мм, диаметром рубашки – 1700 мм, диаметром фланцевой окружности – 1780 мм, толщиной стенок днища, цилиндрической части – 10 мм, толщиной крышки – 20 мм, толщиной рубашки в днище и цилиндрической части – 10 мм, с мотор-редуктором мощностью 5,5 кВт и скоростью вращения вала 49 об/мин, с толщиной вала 95 мм, на котором укреплена рамная мешалка шириной 1500 мм и высотой 1400 мм. Также для аппарата подобран фланец приварной встык для разъемного соединения корпуса и крышки в числом болтов 78 и высотой 210 мм, для которого была рассчитана прокладка из фторопласта-4. Также был подобран набор штуцеров для подачи реагента, инертной среды, термостатической среды в рубашку и соответствующие выходные штуцера, а также люк для технических нужд и осмотра. Для аппарата были подобраны соответствующие опоры, а также стропальные устройства для транспортировки в пустом виде. Были также просчитаны болтовые и шпоночные соединения, а также ряд сварных швов.

6. Литература

1. Федоренко Б.Л., Шошин А.И. Справочник по машиностроительному черчению. Л.: Машиностроение, 1981. 325 с.

2. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М: .Химия. 1973, 752 с.

3. Генкин А.Э. Оборудование химических заводов, М.: Высшая школа, 1978. 271 с.

4. ГОСТ 20680-75. Аппараты с механическими перемешивавшими устрой­ствами вертикальные. Типы и основные параметры. М.: Изд-во стандар­тов, 1975. 15с.

5. Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением. М.: Металлургия, 1974. 96 с.

6. ОСТ 26-01-1244-75. Аппараты с механическими перемешивающими устройствами, вертикальные стальные. Общие технические условия. М.: Минхимнефтемаш СССР. 1976, 104 с.

7. ОСТ 26-01-1246-75. Корпуса стальные сварные вертикальных аппаратов с механическими перемешивающими устройствами. Типы, параметры, конструкция и основные размеры. М.: Минхимнефтемаш СССР. 1976, 97с.

8. Лащинский А.А. Конструирование сварных химических аппаратов. Справочник . Л.: Машиностроение , 1981 . 382 с .

9. ОСТ 26-01-1225-75 4- ОСТ 26-01-1228-75. Приводы вертикальные для аппаратов с перемешивающими устройствами. Типы, параметры, кон­струкции и основные размеры. М.: Минхимнефтемаш СССР, 1976. 83 с.

Ю.ОСТ-26-01-1245-75. Мешалки. Типы , параметры , конструкция и ос­новные размеры. М.: Минхимнефтемаш СССР, 1976. 25 с.

11.ОСТ 26-01-1243-75. Уплотнения валов торцевые для аппаратов с пере­мешивающими устройствами. Типы, параметры, конструкции и основ­ные размеры. Технические требования. М.: Минхимнефтемаш СССР, 1976.32с.

12.ОСТ 26-01-1247-75. Уплотнения вачов для аппаратов с перемешиваю­щими устройствами. Уплотнения сальниковые, типы, параметры, кон­струкции и основные размеры. Технические требования. М.: Минхим­нефтемаш СССР, 1976, 20 с.

13.Альперт Л.З. Основы проектирования химических установок. М.: Выс­шая школа, 1976. 272 с.

14.Криворот А.С. Конструкция и основы проектирования машин и аппара­тов химической промышленности. М.: Машиностроение, 1976. 376 с.

15.Воробьев Г.Я. Коррозионная стойкость материалов в агрессивных сре­дах химических производств. М.: Химия, 1975. 816с