ID: 43135

Название работы: Проектування корпуса фільтра вертикального однокамерного

Категория: Курсовая

Предметная область: Производство и промышленные технологии

Описание: Графічна частина виконується у обсязі двох аркушів формату А1: один аркуш складального креслення апарату загальний вигляд; один аркуш формату А2 зі складальним кресленням вузлів апарату за вказівкою викладача керівника проекту після виготовлення креслення першого аркуша; один аркуш формату А2 з робочими кресленнями деталей різноманітного призначення за вказівкою викладача керівника проекту після розробки складальних креслень формат А2 ділиться за необхідністю на декілька менших форматів. Розрахунковопояснювальна записка...

Язык: Украинкский

Дата добавления: 2013-11-03

Размер файла: 1.3 MB

Работу скачали: 9 чел.

Міністерство освіти, науки, молоді та спорту України

Вінницький національний технічний університет

Інститут машинобудування та транспорту

Кафедра МРВ та ОАВ

КОРПУС ФІЛЬТРА ВЕРТИКАЛЬНОГО ОДНОКАМЕРНОГО

Пояснювальна записка з дисципліни "Деталі машин та основи конструювання" до курсового проекту за спеціальністю "Технологія і устаткування відновлення та підвищення зносостійкості машин і конструкцій"

08-31.ДМОК.00.00.000ПЗ

Керівник курсового проекту

к.т.н. доц. Пішенін В.О.

___________________

(підпис)

"___" ____________ 20_   р.

Розробив студент гр. 1ЗВ-09  

         Чухрій Д.М.        .

(підпис, прізвище та ініціали)

"___" ____________ 20_   р.

Вінниця ВНТУ 2012
Міністерство освіти, науки, молоді та спорту України

Вінницький національний технічний університет

Інститут машинобудування та транспорту

Затверджую

Зав. кафедрою МРВ та ОАВ

_____________ д.т.н, проф. Іскович-Лотоцький Р.Д.

(підпис)

"6"    лютого    2012 р.

Індивідуальне завдання

на курсовий проект з дисципліни "Деталі машин та основи конструювання"

студент гр.   ЗВ-09        _Чухрій Д.М.       .

                                                          (прізвище та ініціали)

1 Спроектувати корпус солерозчинника вертикального виконання

2 Технічні характеристики

2.1 Внутрішній діаметр апарату, мм……………………………………………...…1900.

2.2 Довжина апарату, мм …………………………………………………………..2700

2.3 Робочий тиск, МПа……………………………………………………...…...….0,36

2.4 Робоча температура, ˚С………………………………………………………до 27

2.5 Форма нижнього та верхнього днищ……………………………………еліптична.

2.6 Тип опори апарату………………………………………………..........лапи опорні

2.7 Опорна поверхня…………………………………………………………бетонна

Корпус – циліндричний зварний, з привареними днищами. До нижнього днища приварені три опори для встановлювання корпуса на фундамент. У верхньому днищі по центру передбачений люк Dу=150 мм що призначений для заповнення фільтрувальним матеріалом та розчинними реагентами. По центру нижнього днища та у верхній частині корпусу солерозчинника розташований штуцер для під'єднання трубопроводу. В нижній частині корпусу розміщений штуцер для гідровивантаження фільтрувального матеріалу Dу=80 мм. У верхньому еліптичному днищі розміщений дренажний штуцер для спускання повітря, що накопичується у корпусі.

 Графічна частина виконується у обсязі двох аркушів формату А1:

— один аркуш складального креслення апарату (загальний вигляд);

— один аркуш формату А2 зі складальним кресленням вузлів апарату за вказівкою викладача — керівника проекту після виготовлення креслення першого аркуша;

— один аркуш формату А2 з робочими кресленнями деталей різноманітного призначення за вказівкою викладача — керівника проекту після розробки складальних креслень (формат А2 ділиться, за необхідністю, на декілька менших форматів).

До креслення загального виду та складальних креслень складаються специфікації.

 Розрахунково-пояснювальна записка розробляється в обсязі 30…50 аркушів рукописного або друкованого тексту, оформленого за правилами та вимогами ЄСКД. У додатках тексту записки розміщуються специфікації креслень графічної частини.

Дата видачі " 6 " _лютого_ 2012 р. Керівник                                        .

(підпис)

Завдання отримав                            .

(підпис)

Анотація

Даний курсовий проект розробляється для проектування апарату вертикального виконання – корпус фільтра вертикального однокамерного. При проектуванні розраховуються товщини стінки апарата, товщина стінки лаза та проводяться розрахунки на міцність апарата. Також при проектуванні підбираються ряд деталей до апарата. По закінченню розрахунків та по підібраних деталях кресляться два креслення на форматі А1. На першому листі повинен бути накреслений апарат вертикального виконання, а на іншому – деталь з апарата на вибір викладача.

Зміст

Вступ…………………………………………………………………….………….5

1.  Розрахунок товщини стінки апарату……………………………….…………7

1.1 Розрахунок товщини стінки обичайки………………………….………...7

1.2 Розрахунок товщини стінки еліптичного днища……………….………..9

2 Підбір фланцевого з’єднання………………………………………….……..11

2.1 Фланцеві з’єднання…………………………………………….…………11

2.2 Прокладки для фланцевого з’єднання…………………….……………..12

2.3 Розрахунок болтів (шпильок)……………………………….……………12

2.4 Вибір фланця та розрахунок болтів (шпильок)……………..………......................................................................…15

3 Розрахунок пристроїв для трубопроводів, огляду та установки апарату.…19

3.1 Підбір штуцерів……………………………………………………………19

3.2 Вибір вузла ревізії корпуса. Розрахунок його елементів……………….20

3.3 Укріплення отворів……………………………………………………..…22

3.4 Розрахунок опори апарату………………………….………………….…24

4 Контрольно-вимірювальні прилади………………….………………...….…27

5 Заходи з охорони праці…………………………………………..……….......29

Висновки………………………………………………………….…………….…31

Список літератури……………………………………………………………...…32

Додатки…………………………………………………………………………....33

Вступ

Однокамерний фільтр представляє собою вертикальний циліндричний апарат, який складається зі слідуючих основних елементів: корпусу, нижнього і верхнього розподільчих пристроїв, трубопроводів, запірної арматури, пробовідбірного пристрою і фільтруючої загрузки.

Корпус фільтра – циліндричний, зварний із листової сталі, з еліптичними верхнім і нижнім днищами; верхнє днище приварене до циліндричної обичайки фільтру; між нижнім днищем і обичайкою є фланцевий роз’єм. До нижнього днища приварені чотири опори для установки фільтра на фундамент. Фланцевий роз’єм корпусу фільтра дозволяє здійснювати монтаж і ремонт всіх пристроїв, що знаходяться всередині корпусу фільтра, наносити протикорозійні покриття і закріплювати нижній розподільчий пристрій.

Корпус фільтра оснащений двома боковими лазами. Верхній призначений для завантаження фільтруючого матеріалу, ревізії і ремонту верхнього розподільчого пристрою, а також періодичного огляду стану поверхні фільтруючого матеріалу. Через нижній лаз здійснюють монтаж всередині корпусу, проводять антикорозійний захист корпусу, а також періодичні огляди і ремонт нижніх розподільчих пристроїв. В центрі верхнього і нижнього днищ фільтра приварені фланці, до яких ззовні по фронту фільтра приєднуються трубопроводи, а всередині – розподільчі пристрої.

На нижньому еліптичному днищі фільтра приварений штуцер для гідравлічного вивантаження фільтруючого матеріалу; штуцер гідро завантаження приварений зверху циліндричної частини корпусу. До верхнього еліптичного днища приварено дві косинки для підйому корпусу фільтра при транспортуванні і установці на фундамент.   

Приєднання до апаратів кришок і з’єднання окремих частин апаратів здійснюється за допомогою фланців. Герметичність фланцевих з’єднань забезпечується прокладками. 

Приєднання до апаратів трубопроводів і контрольно-вимірювальних пристроїв здійснюється за допомогою штуцерів.

Для огляду апарата, завантаження сировиною і очищення апарата, а також для зборки і розбирання внутрішніх пристроїв використовуються люки і лази.

Встановлення апаратів на фундаменті здійснюється за допомогою лап і опор.

Видаляється рідина з апарата через нижній штуцер.

Апаратура під тиском, пошкодження якої може призвести до нещасного випадку, повинна відповідати вимогам інспекції Державного гірничотехнічного нагляду – Держгірничотех – нагляду. Апарати з токсичними і вибухонебезпечними середовищами знаходяться під особливим наглядом. Їх експлуатація виконується за спеціальними інструкціями.

1 Розрахунок товщини стінки апарату

1.  Товщина стінки обичайки

    Товщину стінки обичайки апарата [1], що працює під внутрішнім тиском, розраховуємо на міцність за формулою:

                                                       (1.1.1)

    де  – товщина стінки обичайки, мм;

     – тиск в апараті, Н/мм;

     – внутрішній діаметр апарата, мм;

     – нормативна допустима напруга, яку вибираємо за даними ГОСТу (таблиця 1.1);

     – коефіцієнт міцності зварного повздовжнього шва, який характеризує міцність зварювального шва в порівнянні з міцністю основного металу.

    Для заданого апарату оберемо = 0,7 – для сталевих апаратів при стиковому односторонньому ручному шві.

    Якби обичайка мала кільцеві зварні шви, коефіцієнт міцності таких швів при розрахунку на внутрішній тиск не враховують.

     – прибавка для компенсації корозії. Величина цієї прибавки встановлюється враховуючи корозію і термін служби апарату (зазвичай 15-20 років).

Оскільки наш апарат – це фільтр вертикальний однокамерний і робочим середовищем в ньому є вода, яка не являється сильним окислювачем, то оберемо = 1.

    Визначимо допустиму напругу  за таблицею 1.1. Для цього нам потрібно обрати марку сталі, з якої буде виготовлятися корпус проектуючого фільтра. Візьмемо вуглецеву та низьколеговану сталь 16 ГС за ГОСТ 5520-62. За технічними характеристиками апарату фільтра робоча температура внутрішнього середовища (вода) повинна бути до 27С. Тому вибираємо  при 20С. 

Таблиця 1.1 – Нормативні допустимі напруги  при розрахунку апаратів, що працюють під тиском ( за ГОСТ 14249-69)

Розрахункова те-мпература стінки, С	Значення , Н/мм
		Вуглецеві та низьколеговані сталі
		Ст. 3 за ГОСТ 380-60	10	20	09Г2С та 16ГС за ГОСТ 5520-62
				за ГОСТ 1050-60
20	140	130	147	170
100	134	125	142	160

    

    Отже за даною таблицею  = 170 Н/мм.

    За даними технічними характеристиками поданими у завданні, а саме:

     = 0,36 МПа = 0,36 Н/мм;    

     = 1900 мм,

     Розрахуємо товщину стінки обичайки:

     = *(мм).

1.2 Товщина стінки еліптичного днища

    Товщину стінки еліптичного днища[1], що працює під внутрішнім тиском, розраховуємо на міцність за формулою:

                                                   ,    (1.2.1)

   де  - радіус кривини у вершині днища, мм;

   – внутрішня висота еліптичної частини днища, мм. Для стандартних днищ (таблиця 1.2) відношення /= 0,25 та =.

 

Рисунок 1.1 – Днище еліптичне відбортоване

   Тоді товщина стінки днища:

                                                  .    (1.2.2)

Отже мм.

Таблиця 1.2 – Днища еліптичні відбортовані стальні для посудин, апаратів та котлів (за ГОСТ 6533-68)

		Товщина стінки s, мм
				4	6	8
				Висота борта h, мм
1900	475	55	55	55

    За даними таблиці h= 55 мм, h=475 мм..

    За правилами Даржнагляду не дозволяється виготовляти апарати, у яких обичайка з’єднується під кутом [2]. Тому для апаратів днища виготовляють з відбортованимим краями. Циліндричний борт дозволяє змістити зварювальний шов від заокругленої частини днища, де виникають напруги розтягу та згину. В результаті відбортовки зварювальні з’єднання більш міцні.

2 Підбір фланцевого з’єднання

    За допомогою фланців виконуємо роз’ємне з’єднання [3] апаратів і трубопроводів. Найбільш поширені фланці плоскі приварні з гладкою ушільненою поверхнею і фланці приварні встик з ущільнюючою поверхнею “виступ-впадина”. Плоскі приварні фланці застосовують головним чином при тисках до 2,5 Н/мм. При більш високих тисках перевагу надають фланцям привареним встик, які мають стовщену шийку, що надає фланцю більшу жорсткість.

2.1 Фланцеві з’єднання

    Фланці являються деталями масового виготовлення і їх вибирають за нормалями та ГОСТами.

    Приєднувальні розміри фланців всіх типів уніфіковані, що забезпечує взаємозаміну. В основі уніфікації лежить поняття про умовний тиск і умовний діаметр. Для того, щоб не виготовляти фланці на будь-який можливий тиск і діаметр обичайки, весь неперервний ряд тисків і діаметрів розбитий на ряд умовних тисків і діаметрів.

    Із збільшенням температури механічна міцність сталі знижується. Тому із збільшенням температури значення допустимих робочих тисків в апаратах опускаються нижче умовних.

    Ряд діаметрів (умовних проходів) встановлений ГОСТом 9617-67. Стандарт поширюється на циліндричні ємності та апарати з внутрішнім діаметром до 20000 мм.

    Необхідно пам’ятати, що поняття умовного проходу введено для уніфікації приєднувальних розмірів. До фланця з визначеним умовним проходом можна приєднати не один, а декілька трубопроводів з розмірами, що знаходяться в допустимих границях. Для апаратів діаметр умовний та внутрішній можуть співпадати [1].

    Фланці, що підібрані за ГОСТом або за нормалю розрахунків не потребують. Їхні геометричні розміри такі, що забезпечують міцність та щільність з’єднання.

2.2 Прокладки для фланцевого з’єднання

Прокладки забезпечують герметичність  фланцевого з’єднання. Так як прокладки виготовляють із матеріалу більш м’якого, ніж матеріал фланців, то при затягуванні з’єднання вони деформуються та заповнюють всі заглибини і подряпини на поверхні фланців.

Із збільшенням тиску на прокладку збільшується герметичність з’єднання. Так як із зменшенням ширини прокладки збільшується тиск на неї, то прокладки для фланцевих з’єднань високого тиску виготовляють більш вузькими [4] .

Найбільш поширені наступні матеріали прокладок: картон, гума, пароніт, азбест, фторопласт, мідь, алюміній та інші. Картон використовують при низьких температурах та тисках для води та інших нейтральних середовищ; пароніт – для гарячої води, пари та багатьох хімічних речовин; гуму – для кислих середовищ; металеві прокладки – для високих тисків.

Прокладки плоскі для фланцевих з’єднань виготовляють за нормаллю ОН 26-02-105-68, прокладки азбестометалеві – по ОН 26-02-106-68.

2.3 Розрахунок болтів

    Болти для з’єднання фланців використовуємо при тиску в апараті до 1,6 Н/мм. При більш високих тисках болти застосовувати не рекомендується через те, що біля головки болта виникають місцеві напруги. При тисках вище 0,36 Н/мм, а також при високих температурах використовуємо шпильки.

    Для розрахунку болтів використовуємо наступні формули:

                                                                      (2.3.1)   

Формула (2.3.1) – сила, що діє на один болт від тиску в апараті, де:

– кількість болтів;

– тиск, Н/мм;

– середній діаметр прокладки, мм.

                                                                    (2.3.2)

Формула (2.3.2) – сумарна сила, що розтягує болт, де присутні всі три сили, що діють на болт:

     – сила остаточного затягування або сила, що необхідна для підтримання герметичності (ця сила стискає прокладку після пуску тиску).

    Вводячи коефіцієнт основного навантаження  та коефіцієнт запасу проти розкриття стику  = 1,25...1,5, отримаємо вираз для сумарної болтової сили:

                                                                                    (2.3.3)

    Коефіцієнт основного навантаження:

                                                                                                       (2.3.4)

– податливість прокладки, що дорівнює деформації від одиночної сили:

                                                                                                     (2.3.5)

•  податливість болта:

                                                                                                 (2.3.6)

та  – товщина прокладки та довжина болта, мм;

    –  та  – площа прокладки, що приходиться на один болт та площа поперечного перерізу болта (площу болтів  можна брати по зовнішньому діаметру різі, а площу шпильок  – по внутрішньому діаметру різі);

    –  та  – модулі пружності матеріалу прокладки і болта. Для болтів (шпильок: =, = Н/мм).

    Для сталевих деталей примаємо = 0,2 та = 1,4; при наявності м’яких прокладок = 0,4 та = 1,5. І в тому і в іншому випадку для орієнтовних розрахунків можна прийняти:

                                                                                                           (2.3.7)

    Умова міцності болтів:

                                                                                                        (2.3.8)

    –  – допустиме навантаження для болтів (шпильок) при розрахунковій температурі.

    Розрахункову температуру для болтів (шпильок) в з’єднанні таких типів приймаємо , де  – температура середовища в апараті. При дуже наближених розрахунках приймають .

2.4 Вибір фланця та розрахунок болтів (шпильок)

Технічні характеристики фільтра вертикального однокамерного:

– тиск  в апараті  = 0,36 МПа = 0,36 Н/мм;

– внутрішній діаметр  = 1900 мм;

– температура стінок  = 27;

– товщина стінок обичайки  та днища  складає 4 мм.

    В апараті знаходиться звичайна вода.

    Перевіримо на міцність фланцеві болти. Для проектуючого апарату із заданим тиском  = 0,36 Н/мм використаємо фланці приварні встик (рис.2.1).

Таблиця 2.1 – Фланці приварні встик з ущільнюючою поверхнею „виступ-впадина” (за ОН 26-02-97-68)

												к-сть болтів М24
1900	1995	1950	1911	1915	1832	1890	27	75	80	160	165	72

    Отже для з’єднання ми будемо використовувати болти. Матеріал фланця буде таким же як і матеріал корпусу фільтра, тобто Сталь 16 ГС. Матеріал болтів – Сталь 35 Х, матеріал гайок – Сталь 35.

    

Рисунок 2.1 – Фланець приварний встик

Умовне позначення фланців: Фланець А-1400-1,6 – сталь 16 ГС ОН 26-02-97-68.

Рисунок 2.2 – Прокладка картоноазбестова для фланцевих з’єднань.

 За нормаллю ОН 26-02-106-68 підбираємо картоноазбестову прокладку з розмірами(табл. 2.2)

Таблиця 2.2 – Прокладки картоноазбестові (рис.2.2) для фланцевих з’єднань (за ОН 26-02-106-68), мм

	, Н/мм
1900	0,36	1969	1929	2	3,3

    Умовне позначення прокладки: Прокладка 1900-0,6 А ОН 26-02-106-68.

    Перевіряємо міцність болтів М24 із сталі 35Х, всановлених в кількості z=72 шт:

    а) піддатливість болта (за (2.3.6)):

                                                                                                     (2.4.1)

    де  – розрахункова довжина болта:

=  = 2(75 + 80) + 3,3 = 313,3 мм;

Тоді:

мм/Н;

б) піддатливість частини прокладки, що приходиться на один болт (за 2.3.5):

– де мм;

•  площа прокладки, що приходиться на один болт:
•  

мм;

мм/Н;

в) коефіцієнт основного навантаження (за (2.4)):

;

г) зусилля від тиску в апараті, що приходиться на один болт (за (2.3.1)):

– де середній діаметр прокладки рівний:

мм;

Н;

д) сумарне зусилля на болт (за (2.3.3)):  

кН.

Допустима сила  для М24 із сталі 35Х при 20С – 45 кН, а при 200С – 33 кН. Отже ми впевнені, що при 27С болт із сталі 35Х буде працювати надійно.

3 Розрахунок пристроїв для з’єднання трубопроводів огляду та установки апарату

3.1 Підбір штуцерів

Штуцери використовуємо для приєднання до апарату трубопроводів і арматури, а також для встановлення контрольно-вимірювальних приладів і оглядових вікон. Штуцера складаються з патрубка (короткого відрізка труби) і фланця.

Найменша висота штуцера повинна забезпечувати зручний підвід фланцевих болтів з боку апарату. Виготовляють штуцери з фланцями приварними плоскими гладенькими для умовного тиску ; штуцери з фланцями приварними в стик гладенькими для умовного тиску  та .

Рисунок 3.1 – Штуцер з фланцем приварним встик

Умовний прохід , приймаємо 150 мм.

Вибрані розрахункові данні для штуцера (Рис.3.1) наведені в табл. 3.1.

Таблиця 3.1 – Штуцери з фланцями приварними встик для Н/мм (згідно Н 1001-65),мм

	l	d	b	D	D	D	Отвори під шпильки		Н
															d	К-сть
150	220	159	24	280	240	212	23	8	180

Умовне позначення штуцера на Н/мм з =150 мм та l = 220 мм: Штуцер 1-150-220 Н 1001-65. 

3.2 Вибір вузла ревізії корпуса. Розрахунок його елементів

Люки та лази застосовуємо для огляду, очистки і ремонту внутрішньої порожнини апаратів, а також для монтажу і демонтажу вузлів, які знаходяться всередині апарату, і для завантаження сировини.

Апарати діаметром 800 мм і більше повинні мати лаз для огляду. Лази мають діаметр 450-500 мм і лише в крайньому випадку 400 мм.

Кришку лаза виконуємо у вигляді заглушки на болтах, якщо лазом користуються рідко. Ті лази, що часто відкриваються, мають кришки на відкидних болтах. Люки для завантаження сировини, які необхідно постійно відкривати і закривати, забезпечують пристроєм для швидкого притискування кришки.

Обичайки люків виготовляємо з тих же матеріалів, що й обичайки апаратів. Фланці і заглушки – з тих же матеріалів, що й фланці апаратів.

Щоб розрахувати лаз, потрібно підібрати його діаметр  по внутрішньому діаметрові апарату, який дорівнює 1900 мм. Враховуючи це, можна підібрати =450 мм.

Розрахункові дані лаза (рис.3.2) табл.3.2.

Таблиця 3.2 – Люк-лаз з фланцем сталевим плоским приварним гладеньким

l	D			b	b	d	М20
240	590	550	520	32	30	23	24

Товщина стінки лаза визначаємо по формулі:

                                                  (3.2.1)

де  - діаметр лаза, мм;

Підставивши відповідні значення в рівняння 3.1 – отримаємо:

=  мм.

Врахувавши параметри, що задані умовою, можна зробити висновок, що прокладка картоноазбестова буде оптимальним варіантом в даному випадку. Розміри прокладки для фланця наведені в табл.3.3:

Таблиця 3.3 – Прокладки картоноазбестові для фланцевих з’єднань за (ОН 26-02-10-68), мм.

450	509	481

3.3 Укріплення отворів

На поперечних зварювальних швах отвори робити не рекомендують, на повздовжніх - забороняють. Закріплюючі кільця виготовляємо з того ж матеріалу, що й сам апарат.

В обичайках і днищах апаратів існують різного роду отвори: для штуцерів, люків, лазів та інших пристроїв. Ці отвори послаблюють стінку апарату. Для відновлення міцності стінки її укріплюємо, встановлюючи укріплюючі елементи.

Отвори укріплюємо шляхом приварювання накладок до тіла патрубка і до стінки ємності. Ці накладки, укріплюючи кільця, забезпечують сигнальним отвором з різьбою М10*1,5 для перевірки герметичності зварного шва. Шви обтирають мильною піною, і коли через сигнальний отвір підходить стиснуте повітря, то навіть невеликі тріщини стають помітним.

При визначенні розмірів укріплюючого кільця (рис.3.4) – товщини h та діаметру D, виходимо з того, що площа поперечного перерізу кільця повинна бути рівною площі отвору. При h=S приймають D = (1,7...2)d.

Рисунок 3.3 – Укріплення отворів

Зовнішній діаметр укріплюючого кільця не повинен бути більший подвоєного діаметра патрубка тому, що місцеві напруги, які виникають у країв отвору, швидко зменшуються, і на відстані, рівній половині діаметра, стають дуже незначними .

Для нашого випадку: 

                                                 h ==4 мм    (3.3.1)

де – розрахункова площа обичайки, мм2.

Діаметр кільця визначається за формулою:

                                                      D = (1,7...2)d    (3.3.2)

D= (1,7...2)450 = 765...900 мм.

Приймаємо: hD= 4765 мм.

3.4 Розрахунок опори апарату

Для встановлення апаратів на фундамент встановлюємо чотири лапи опорні для встановлення апарату в приміщенні на підлозі,

Вибираємо лапи згідно нормалі в залежності від навантаження. Питоме навантаження на опорній поверхні лап не повинно перевищувати 2 Н/мм2, так як опорна поверхня фундаменту – бетонна.

Питоме навантаження на опорних поверхнях лап розраховуємо при максимальній вазі апарату , яка звичайно буває під час гідравлічних випробувань, коли ємність заповнена водою.

Об’єм апарату можна підрахувати за наближеними рекомендаціями:

еліптичне днище:

                                                      V = (0,2...0,14)D   (3.4.1)

    – обичайка з висотою Н=2D:

                                                                 V = 1,6 D     (3.4.2)

обичайка з висотою Н= D:

                                                               V = 0,8 D     (3.4.3)

Тоді об’єм апарату буде дорівнювати:

                                                           V= V+ 2 V             (3.4.4)

Розрахуємо об’єм еліптичного днища (за (3.4.1)):

.

Розрахуємо об’єм обичайки, враховуючи, що її висота становить:

                                                               = - 2   (3.4.5)

Висота еліптичного днища становить 475 мм = 0,475 м, загальна висота апарату дорівнює 2700 мм = 2,7 м.

= 2,7 – 2∙0,475 = 1,75 м.

Тоді:

.

Отже:

V = 4,45+2·1,23=6,91 м.

Вага апарату при гідравлічних випробуваннях:

                                                 ,              (3.4.6)

де  – вага конструкції, і за умовою вона складає 1250 кг = 12500 Н = 12,5 кН.

Отже:

Згідно нормалі МХ 64-56 приймаємо 3 лапи з допустимим навантаженням на кожну лапу – 25 кН.

Таблиця 3.4 – Лапи стальні зварні опорні типу ІІ (рис. 3.4)за нормаллю МХ64-56)

Допустиме навантаження на лапу, кН	Опорна площа, мм	L	B	B	B	H	h	S	l	d	D	A
25	44400	250	180	215	290	350	185	16	90	27	1500	550

Розрахуємо питоме навантаження на одну опору:

                                         ,      (3.4.8)

де  – опорна площа однієї лапи;

     – кількість підвісних лап.

Тоді:

,

що є меншим допустимого навантаження. Робимо висновки, що опорні лапи цілком здатні витримати масу апарату.

Рисунок 3.4 – Лапи стальні зварні опорні

4 Контрольно-вимірювальні прилади

Для кращого нагляду за апаратом необхідно застосовувати манометри та термометри.

Кожну посудину і самостійну порожнину з різним тиском треба опоряджувати манометрами прямої дії. Манометр може бути встановлений на штуцері посудини або трубопроводі запірної арматури.

Манометри повинні мати клас точності не нижче:

– 2,5 – при робочому тиску посудини до 2,5 МПа;

 – 1,5 – при робочому тиску посудини понад 2,5 МПа.

Манометр вибираємо з такою шкалою, щоб межа вимірювання робочого тиску знаходилась у другій третині шкали. На шкалі манометра власником посудини має бути нанесена червона риска, яка вказувала б на робочий тиск посудини. Замість червоної риски дозволяється прикріплювати до корпусу манометра металеву пластинку, пофарбовану у червоний колір і щільно прилягаючу до скла манометра.

Манометр встановлюємо так, щоб його покази можна було чітко бачити обслуговуючому персоналу. Номінальний діаметр корпусу манометрів, що встановлюються на висоті до 2 м від рівня площадки спостереження за ним повинен бути не менше 100 мм, а на висоті від 2 до 3 м – не менше 160 мм. Встановлювати манометри на висоті понад 3 м від рівня площадки обслуговування забороняється. Між манометром і посудиною має бути встановлений триходовий кран або інший аналогічний пристрій, що дозволяє проводити періодичну перевірку манометрів за допомогою контрольного.

У необхідних випадках, манометр, залежно від умов роботи і властивостей середовища, що міститься в посудині, потрібно спорядити сифонною трубкою чи масляним буфером або іншими пристроями, що захищають його від безпосередньої дії середовища і температури та забезпечують надійну роботу.

Посудини, що працюють при змінюваній температурі стінок, мають бути оснащені приладами [4] для контролю швидкості та рівномірності прогрівання по довжині висоти посудини і реперами для контролю теплових переміщень. Необхідність оснащення посудин вказаними приладами і реперами і допустима швидкість нагрівання та охолодження посудини, визначаються розробником проекту і повинні бути зазначені в паспорті або інструкції з монтажу та експлуатації.

Згідно з довідковими даними ми вибираємо вимірювальні прилади з такими параметрами:

Термометр П41240291, тобто термометр прямого виконання №4, в діапазоні вимірювань від 0°С до 100°С, з ціною поділки 1°С, довжина верхньої частини 240 мм, нижньої – 291 мм.

Манометр з корпусом діаметром 60 мм, з класом точності 2,5, діапазон вимірювань від 0 до 6 .

5 Заходи з охорони праці

Кожна посудина, що працює під тиском, повинна мати паспорт форматом 210*297 мм твердій обкладинці. У паспорті вказується реєстраційний номер. При передачі посудини іншому власнику разом з нею передається паспорт. У паспорті наводиться характеристика посудини (робочий тиск, МПа; температура стінки, ; робоче середовище та його корозійні властивості; місткість, м), відомості про основні частини посудини (розміри, назва основного металу, дані про зварювання (паяння), дані про штуцери, фланці, кришки і кріпильні вироби, про термообробку посудини та її елементів). Наводиться перелік арматури, контрольно-вимірювальних приладів та приладів безпеки. В паспорті також записуються відомості про місцезнаходження посудини, вказується особа, відповідальна за справний стан та безпечну дію посудини.

Вимоги до техніки безпеки наведені в галузевих правилах, вони підлягають реєстрації в органах держохорони праці України. Нагляд за такими об’єктами організовується керівником підприємства, який несе відповідальність за безпечну експлуатацію та виконання робіт по ремонту цих об’єктів. Для своєчасного виявлення можливих дефектів обладнання, що працює під тиском, воно підлягає технічному посвідченню, перед запуском в роботу, періодично і позачергово. Перед запуском у роботу такі апарати мають бути оглянуті органами держнагляду охорони праці України, які їх реєструють і видають дозвіл на експлуатацію. Періодичне технічне посвідчення існує двох видів:

- зовнішній та внутрішній огляд один раз на чотири роки.

- гідравлічне випробування один раз на вісім років.

Проект і технічні умови на виготовлення посудин погоджують в порядку встановленої вище вказаною організацією. На корпусі апарату прикріплюють пластину на якій нанесені паспортні дані:

- назва підприємства виробника, номер, рік виготовлення, робочий та пробний тиск і допустима температура стінки.

Під час гідравлічних випробувань апарат має перебувати під пробним тиском не менше 10 хвилин. Апарат обладнують запірною арматурою, приладами для вимірювання тиску і температури середовища. Манометри повинні мати клас точності 2,5, і таку шкалу, щоб межа вимірювання тиску знаходилась в першій третині шкали. Перевірку манометрів та їх опломбування проводять один раз в рік, а через шість місяців проводять перевірку контрольними манометрами.

Виробниче обладнання має бути пожежо- та вибухобезпечним [4]. Елементи конструкції не повинні мати гострих кутів, поверхонь з нерівностями, що є джерелом небезпеки. Конструкція повинна включати можливість дотику працюючих до гарячих чи переохолоджених частин.

Висновки

В даному курсовому проекті було спроектовано апарат вертикального виконання – корпус фільтра вертикального однокамерного. Даний апарат призначений для фільтрації речовини (води, максимальна температура якої не повинна перевищувати 30С), яка в нього подається для подальшої її експлуатації

При проектуванні були розраховані товщини стінки апарата (обичайки та верхнього і нижнього конічного днищ), товщина стінки лаза та проводилися розрахунки на міцність апарата. По заданих параметрах (технічних характеристиках) підбиралися фланці, прокладки до них, штуцера, лази, опорні лапи.

По закінченню розрахунків та по підібраних деталях кресляться два креслення на форматі А1 та складаються до них відповідні специфікації. На першому листі повинен бути накреслений апарат вертикального виконання, а на іншому – чотири деталі на форматах А3: лаз, штуцер, фланець, лапи.

ЛІТЕРАТУРА

1.  Чернин И.М., Кузьмин А.В., Ицкович Г.М. Расчеты деталей машин: Справочное пособие. –М: Высшая школа, 1978. 469 с
2.  Анурьев В.И. Справочник конструктора. –М: Машиностроение, 1982,576 с
3.  Гуревич Д.Ф. Основы расчета трубопроводной арматуры. –М: Высшая школа, 1962. -290 с
4.  Допатьев А.Д. Конструирование и расчет химических апаратов. –М: Высшая школа, 1961. -582 с

ДОДАТКИ

Рисунок 3.2 – Люк-лаз з фланцем сталевим плоским приварним гладеньким для ру=1 Н/мм2

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

5

08-27  ДМОК.00.00.000ПЗ

08-27 ДМОК.00.00.000ПЗ

  17

Арк.

Дата

08-27 ДМОК.00.00.000ПЗ

14

Арк.

08-27 ДМОК.00.00.000ПЗ

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

7

08-27 ДМОК.00.00.000ПЗ

Змн.

рк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

8

08-27 ДМОК.00.00.000ПЗ

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

9

08-27 ДМОК.00.00.000ПЗ

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

10

08-27 ДМОК.00.00.000ПЗ

08-27 ДМОК.00.00.000ПЗ

11

Арк.

Дата

Підпис

№ докум.

Арк.

Змн.

08-27 ДМОК.00.00.000ПЗ

12

Арк.

Дата

Підпис

№ докум.

Арк.

Змн.

08-27 ДМОК.00.00.000ПЗ

  13

Арк.

Дата

Підпис

№ докум.

Арк.

Змн.

08-27 ДМОК.00.00.000ПЗ

15

Арк.

Дата

Підпис

№ докум.

Арк.

Змн.

08-27 ДМОК.00.00.000ПЗ

26

Арк.

Дата

Підпис

№ докум.

Арк.

Змн.

08-27 ДМОК.00.00.000ПЗ

18

Арк.

Дата

Підпис

№ докум.

Арк.

Змн.

08-27 ДМОК.00.00.000ПЗ

19

Арк.

Дата

Підпис

№ докум.

Арк.

Змн.

21

20

Арк.

Дата

Підпис

№ докум.

Арк.

Змн.

08-27 ДМОК.00.00.000ПЗ

22

Арк.

Дата

Підпис

№ докум.

Арк.

Змн.

Підпис

№ докум.

Арк.

Змн.

08-27 ДМОК.00.00.000ПЗ

24

Арк.

Дата

Підпис

№ докум.

Арк.

Змн.

08-27 ДМОК.00.00.000ПЗ

25

Арк.

Дата

Підпис

№ докум.

Арк.

Змн.

08-27 ДМОК.00.00.000ПЗ

27

Арк.

Дата

Підпис

№ докум.

Арк.

Змн.

08-27 ДМОК.00.00.000ПЗ

28

Арк.

Дата

Підпис

№ докум.

Арк.

Змн.

08-27 ДМОК.00.00.000ПЗ

29

Арк.

Дата

Підпис

№ докум.

Арк.

Змн.

08-27 ДМОК.00.00.000ПЗ

30

Арк.

Дата

Підпис

№ докум.

Арк.

Змн.

08-27 ДМОК.00.00.000ПЗ

31

Арк.

Дата

Підпис

№ докум.

Арк.

Змн.

08-27 ДМОК.00.00.000ПЗ

  32

Арк.

Дата

Підпис

№ докум.

Арк.

Змн.

08-27 ДМОК.00.00.000ПЗ

33

Арк.

Дата

Підпис

№ докум.

Арк.

Змн.

08-27 ДМОК.00.00.000ПЗ

6

Арк.

Дата

Підпис

№ докум.

Арк.

Змн.

ВНТУ гр. ЗВ-09

33

Акрушів

Літ.

Апарат вертикального

виконання

Пояснювальна записка

Зав.кафед.

Пішенін

Дата

Підпис

№ докум.

Арк.

Змн.

08-27 ДМОК.00.00.000ПЗ

  08-27.ДМОК.00.00.000ПЗ

3

Арк.

Дата

Підпис

№ докум.

Арк.

Змн.

Арк.

Дата

Підпис

№ докум.

Арк.

Змн.

23

Арк.

Дата

Підпис

№ докум.

Арк.

Змн.

08-27 ДМОК.00.00.000ПЗ

26

Арк.

Дата

Підпис

№ докум.

Арк.

  16

Арк.

Дата

Підпис

№ докум.

Арк.

Змн.

08-27 ДМОК.00.00.000ПЗ

08-27 ДМОК.00.00.000ПЗ

Н. Контр.

.

Реценз.

Пішенін

Керівник

Чухрій

Виконав

Змн.