Расчет вращающейся печи

Федеральное государственное автономное образовательное  учреждение ВПО «Уральский федеральный  университет имени Первого президента Российской Федерации Б. Н. Ельцина»

 

 

Кафедра: Оборудование и автоматизация силикатных производств

Оценка проекта _____________________

Члены комиссии ____________________

____________________________________

____________________________________

 

 

 

Расчёт вращающейся  печи

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Преподаватель Студент Группа Мт-491501

__________________________ __________________________

Катаев А.В. Камбулов А.Ю.

 

 

 

 

 

 

 

Екатеринбург

2012

 

Содержание

 

Исходные данные 3

Определение нагрузок, действующих  на корпус 4

Определение опорных моментов защемления 5

Определение коэффициентов распределения  и коэффициентов переноса 6

Распределение неуравновешенных моментов 7

Определение реакций опор и межопорных изгибающих моментов 8

Сводная таблица нагрузок 10

Расчет изгибающих моментов, действующих  в сечении бандажа 11

Проверка бандажей на контактную прочность 13

 

Исходные данные

 

Номер пролета 1 2 3 4 5 6 L, м 3 22 16 16 16 3 Q, КН/м 160 200 170 160 240 190 P, КН   590 680       a, м   9 9       Dоб, м 4,7 4,7 4,7 4,7 4,7 4,7

 

Определение нагрузок, действующих  на корпус

 

1) Толщина обечайки:

δ = (0,007÷0,011)∙D_об, где D_об = 4,7 м;

δ = 0,0329÷0,0517 м.

Принимаем по ГОСТ 19903–74: δ = 0,034 м.

2) Толщина подбандажной обечайки:

δ_п.б. = (1,5÷2,0)∙δ = 0,051÷0,068м.

Принимаем δ_п.б. = 0,060 м.

3) Вес обечайки:

q = π∙(D_об + δ)∙δ∙ρ∙g, где ρ = 7800 кг/м³,  g = 9,81 м/с².

q = 3,14∙(4,7+0,034)∙0,034∙7800∙9,81 = 38,67 кН/м.

q_п.б. = 3,14∙(4,7+0,060)∙0,060∙7800∙9,81 = 68,62 кН/м.

 

Вид  нагрузки	номер пролета
	1	2	3	4	5	6
обечайка,  кН	38,67∙2	38,67∙20	38,67∙14	38,67∙14	38,67∙14	38,67∙2
	68,62∙1	68,62∙2	68,62∙2	68,62∙2	68,62∙2	68,62∙1
итого	145,96	910,64	678,62	678,62	678,62	145,96
Q, кН	160∙3	200∙22	170∙16	160∙16	240∙16	190∙3
усредненная  нагрузка  по пролетам	208,653	241,393	212,414	202,414	282,414	238,653

 

Определение опорных моментов защемления

 

	КНм  КНм  КНм  КНм  КНм
	КНм  КНм  КНм  КНм  КНм  КНм
	КНм
	КНм  КНм  КНм  КНм

Определение коэффициентов  распределения и коэффициентов  переноса

 

	,  ,  ,  ,
	,  ,  , ,  ,
	,  ,  ,  ,

 

 

 

Распределение неуравновешенных моментов

 

№ опоры		2		3		4
коэф. распр. Δ		0,353	0,647	0,5	0,5	0,571	0,429
коэф. перен. k		0	0,5	0,5	0,5	0,5	0
мом. защемл. кНм		-16345	5703	-6037,6	4318,2	-4318,2	8500,25
1	2 мом. защ кНм	0		3442,7		430,83	0
	урав. мом. кНм	3756,63	6885,4	861,65	861,65	2940,6	2209,3
2	2 мом. защ кНм	0	430,83	139,4	-1470,3	-332,73	0
	урав. мом. кНм	152,1	278,73	-665,45	-665,45	-189,99	-142,74
3	2 мом. защ кНм	0	-332,73	-107,64	-95	-50,66	0
	урав. мом. кНм	-117,45	-215,27	-101,32	-101,32	-28,93	-21,73
4	2 мом. защ кНм	0	-50,66	-16,4	-14,5	-7,7	0
	урав. мом. кНм	-17,9	-32,8	-15,45	-15,45	-4,4	-3,3
5	2 мом. защ кНм	0	-7,73	-2.5	-2.2	-1,2	0
	урав. мом. кНм	-2,73	-5	-2,35	-2,35	-0,69	-0,51
6	2 мом. защ кНм	0	-1,18	-0,38	-0,345	-0,18	0
	урав. мом. кНм	-0,417	-0,76	-0,36	-0,36	-0,1	0,08
7	2 мом. защ кНм	0	-0,18	-0,06	-0,05	-0,028	0
	урав. мом. кНм	-0,064	-0,117	-0,055	-0,055	-0,016	0,012
результир. моменты		-12600	12600	-2650,8	2650,8	-6775,4	6775,4

 

Определение реакций опор и межопорных изгибающих моментов

 

	3426,7 кН 3100 кН когда 10,25 м 11739,3 кНм   когда 7,805 м 11723,4 кНм
	2618,64 кН 1460 кН когда 12,33 м 3541,3 кНм   когда 9,13 м 2366,7 кНм

 

 

	1361,53 кН 1877,1 кН 6,73 м 1928,34 кНм
	2618,93 кН 2615,65 кН 9,26 м 5337,36 кНм

 

 

Сводная таблица нагрузок

 

№ опоры	Опорный изгибающий  момент, кНм	Реакция  опоры, кН
1	938,93	3100
2	12600	6045,34
3	2650,8	2821,53
4	1563,4	4492,75
5	1073,94	2944,68

 

= 3426,7 +2618,64 = 6045,34 кН,

= 1460 +1361,53 =2821,53 кН,

= 1877,1 + 2615,65 =4492,75 кН.

 

№ пролета	координата опасного сечения x0, м	Момент в опасном сечении  М(x0), кНм
1-2	10,25	11739,3
2-3	12,33	3541,3
3-4	6,73	1928,34
4-5	9,26	5337,36

 

 

= 4,7 м δ = 0,034м

м³

 кН/м² ≤ [σ] = 20000 кПа

 

= 4,7 м δ = 0,060 м

м³

 кН/м² ≤ [σ] = 20000 кПа

 

Расчет изгибающих моментов, действующих в сечении бандажа

 

 

Количество  башмаков: n = 20;

;

Нагрузка  на бандаж: Q = 6045,34кН;

Нагрузки  на башмаках:

 кН;

 кН;

 кН;

 кН;

 кН.

Сила  реакции одного ролика:

 кН.

 

Изгибающие  моменты в различных сечениях бандажа определятся следующими выражениями:

при 0 < φ < 90⁰

M = – M₀ – N₀∙R∙(1 – cosφ);

при 90⁰ < φ < β

M = – M₀ – N₀∙R∙(1 – cosφ) – ΣP_i∙R∙sin(φ – α_i);

при β < φ < 180⁰

M = – M₀ – N₀∙R∙(1 – cosφ) – ΣP_i∙R∙sin(φ – α_i) + T∙R∙sin(φ – β).

где ΣP_i∙R∙sin(φ – α_i) – сумма моментов радиальных сил, действующих на башмаки, находящиеся слева от рассматриваемого сечения.

Радиус  бандажа:

 м

Значения M₀ и N₀, входящие в уравнения определяются следующим образом:

при числе  башмаков n = 20 кратном четырём

 кНм

= -176,16 кН

	φ	M, кНм
0<φ<π/2		-182,97
0<φ<π/2	18	-161,21
0<φ<π/2	36	-96,36
0<φ<π/2	54	3,93
0<φ<π/2	72	130,35
0<φ<π/2	90	270,41
π/2<φ<β	108	410,5
π/2<φ<β	126	236,5
π/2<φ<β	144	-505,4
β<φ<π	162	-69,9
β<φ<π	180	1348
β=150º		-1005