L – длина ступени, мм
55 42 55 52 53 30 20 235 40
Рисунок 2.7 – Конструктивные размеры вала
Критическая скорость вала определяется по формуле:
(2.30)
где, mA– масса единицы длины вала
(2.31)
Е – модуль упругости для вала, Е= 2°1011МПа,
ρ – плотность вала, ρ=7,8×103 кг/м3,
Рабочая скорость вала
Проверим виброустойчивость
Условие выполняется.
2.2.2.1.4Расчет рабочего колеса
Задача расчета
Определение максимальных напряжений возникающихот действия центробежных сил и проверки условий прочности.
Данные для расчета
Наружный радиус диска колеса 175 мм
Радиус центрального отверстия 25 мм
Материал диска рабочего колеса сталь 25Л
Рабочая температура 100°С
Расчет
При определении напряжений в рабочем колесе центробежного насоса, рабочее колесо упрощенно принимается за плоский диск с отверстием.
Рисунок 2.8 – Расчетная схема рабочего колеса
Радиальные напряжения от действия центробежных сил в диске рабочего колеса определяются по формуле:
(2.32)
где: ρ – текущий радиус;
r – радиус центрального отверстия;
R – наружный радиус диска;
g – ускорение свободного падения, g=9,8·103мм/с2;
μ – коэффициент Пуансона, для стали μ=0,3;
i – удельный вес материала диска, для стали, ;
ωР – рабочая скорость вращения,
; (2.33)
;
(2.34)
для ρ=R
для ρ =r
Кольцевые напряжения от действия центробежных сил определяются по формуле:
(2.35)
для ρ =R
для ρ =r
Максимальное напряжение возникает при р=r, σt2=σmax;
Допускаемый местный запас прочности в дисках принимается nm=2;
Предел прочности материала колеса стали 25Л при tраб=100°C, σв=100,4 МПа;
Допускаемое напряжение определяется:
(2.36)
МПа
Должно выполняться условие: [σ]>σmax; 50,2 > 18,5
Условие прочности выполняется.
2.2.3 Задача расчета
Задачей расчета является проверка прочности пальцев муфты и шпоночного соединения муфты и вала.
Данные для расчета
Мощность на валу насоса 4,5 .103 Вт
Частота вращения вала насоса 2900 об/мин
Количество пальцев у муфты 10 шт.
Материал муфты и пальцев Ст 3
Материал упругой втулки резина СКС -30
Рисунок 2.8 - Полумуфта, палец и резиновая втулка - основные размеры.
Рисунок 2.9 - Шпонка призматическая.
Номинальный момент, передаваемый муфтой, определяется по формуле:
(2.37)
Расчетный момент определяется по формуле:
(2.38)
где R - коэффициент режима работы, для центробежного насоса Rp = 1,5 - 2,0. ТР=2×14,8=29,6 Н×мм.
Проверка резиновых втулок на смятие поверхностей их соприкасания с пальцами, производится по формуле:
≤ [σ], (2.39)
где Ft1 - окружная сила, передаваемая одним пальцем, Н;
dn - диаметр пальца, мм;
lв - длина втулки, мм;
(2.40)
Где Do - диаметр болтовой окружности, мм;
Z - количество пальцев у муфты, шт;
где [σсм] - напряжение смятия, для резины [σсм] = 2,0 МПа; σсм < [σ]; 0,1 МПа< 2.0 МПа
Условие прочности на смятие выполняется.
Проверка шпонки на смятие производится по формуле:
≤ [σсм]; (2.41)
где h - высота шпонки, мм;
d1 - диаметр вала, мм;
Т - номинальный момент, Н мм;
lp - расчетная длина шпонки, мм;
lp=l-В; (2.42)
где l – длина шпонки, мм;
В - ширина шпонки, мм;
[σсм] – допускаемое напряжение смятия, для стали [σсм] = 100…150 МПа (2 стр. 234). < [σсм], 1,6 МПа<100 МПа.
Условие прочности на срез выполняется.
Проверка шпонки на срез производится по формуле:
≤ [τср]; (2.43)
где τср – допускаемое напряжение среза. Для стали τср=60…100 МПа; τср < [τср]; 0,4 МПа<60 МПа.
Условие прочности на срез выполняется.
3. Монтаж и эксплуатация аппаратов
3.1 Требования к монтажу конденсатора
Монтаж аппарата должен осуществляться в соответствии с проектом производства работ, разработанным специализированной проектной организацией.
Перед монтажом каждый теплообменный аппарат должен быть проверен на герметичность в соответствии с «Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением», ПБ 03-576-03 { }.
Выверка положения аппарата в пространстве (горизонтальность, вертикальность, уклон) должна производиться с помощью регулировочных винтов или подкладных листов.
Установка аппаратов на фундамент должна осуществляться при минимальном выпуске регулировочных винтов.
Обвязка аппарата технологическими трубопроводами должна исключать передачу нагрузок на штуцера аппарата.
Перед сборкой фланцевых соединений штуцеров необходимо провести проверку сертификата на крепежные детали и прокладки для установления соответствия материала требованиям чертежей и маркировки завода-изготовителя.
Перед установкой шпильки, гайки и шайбы должны быть тщательно проверены на качество изготовления: при этом резьба должна быть чистой, без задиров, заусенцев, царапин и срывов, а поверхность ненарезной части шпилек гладкой. Гайка, надетая на резьбу шпильки не должна иметь слабины (шатаний, качаний) и должна навёртываться на всю резьбу вручную с небольшим усилием.
Перед сборкой фланцевых разъемов проверить визуально качество поверхности фланца: риски, забоины и другие дефекты не допускаются. Проверить размеры и состояние прокладки и соответствия ее размерам привалочных поверхностей стыкуемых фланцев.
Аппараты подлежат теплоизоляции из условий: теплопотерь, требований техники безопасности, предотвращения конденсации влаги.
Толщина и тип теплоизоляции должны приниматься согласно требованиям технической документации проектной организации, осуществляющей привязку аппарата.
Теплоизоляция должна выполняться специализированной организацией в соответствии с утвержденным проектом работ после завершения гидравлических и других испытаний аппарата.
3.2 Требования к монтажу насоса
-Установить насос (агрегат) на заранее подготовленный фундамент, выполненный в соответствии со строительными нормами.
-Установить фундаментные болты в колодцы фундамента и залить колодцы быстросхватывающим цементным раствором.
-После затвердения цементного раствора выставить по уровню с помощью прокладок агрегат горизонтально.
-Присоединить напорный и всасывающий трубопроводы. Допустимая непараллельность фланцев не должна быть более 0,15 мм на длине 100 мм.
-Запрещается исправлять перекос подтяжкой болтов или постановкой косых прокладок.
-Провести центрование валов насоса и двигателя, регулируя положение двигателя.
-Проверку радиального смещения осей насоса и двигателя производить приспособлением с установленным в нем индикатором, цена деления которого не более 0,01 мм, методом кругового вращения
-Максимальная величина несоосности определяется величиной разности 2-х показаний индикатора, делимой на два. Эта величина не должна превышать 0,12 мм.
3.3 Требования к пуску и остановки конденсатора
Предприятие – владелец обязано до пуска аппарата в эксплуатацию получить технологический регламент установки с условиями эксплуатации теплообменного оборудования.
Перед пуском аппарата в эксплуатацию необходимо произвести удаление воздуха из полостей аппаратов продувкой инертным газом.
Перед пуском теплообменного аппарата необходимо проверить:
- наличие разрешения Ростехнадзора на ввод аппарат в эксплуатацию;
- комплектность крепежа;
- надежность крепления фундаментных болтов;
- правильность и надежность присоединения технологических трубопроводов и КИП;
- состояние регулирующей, запорной и предохранительной арматуры, связанной с аппаратом по технологической схеме;
Гидравлическое испытание на монтажной площадке перед пуском аппарата в работу.
Перед началом гидравлического испытания теплообменного аппарата необходимо убедиться в отсутствии воздуха в обеих полостях аппарата.
Шкала манометра должна не более 2/3 шкалы превышать значение пробного давления.
Давление в испытываемом аппарате следует повышать плавно. Скорость подъема не должна превышать 5кгс/см2 в минуту.
Для снятия рабочих параметров аппарат должен быть обвязан предприятием-потребителем контрольно-измерительными приборами:
- манометрами – на входе и выходе трубного и межтрубного пространства;
- термометрами – на входе и выходе трубного и межтрубного пространства.
При пуске теплообменных аппаратов с компенсатором на плавающей головке среду следует подавать одновременно в трубное и межтрубное пространство.
При остановке понижение давления должно происходить постепенно. При этом гидравлические удары не допускаются.
3.4 Требования к пуску и остановке насоса
Пуск насоса
Запуск насоса в работу производить в следующем порядке:
- внимательно осмотреть насос и двигатель. В случае запуска насоса после длительной стоянки провернуть вручную ротор насоса и убедиться в отсутствии помех вращению ротора;
- убедиться в наличии смазки в подшипниках;
- проверить состояние сальниковой набивки, провернув вал насоса;
- подтянуть слегка и равномерно крышки сальников (зазор между корпусом насоса и фланцем крышки сальника должен быть не менее 5 мм);
- открыть задвижку на входном трубопроводе и закрыть на напорном;
- заполнить насос и входной трубопровод перекачиваемой жидкостью, подключив систему вакууммирования к резьбовому отверстию в верхней части крышки насоса. Если насос работает в системе с подпором, то заполнение насоса и всасывающей линии допускается проводить «самотеком»;