XII. Технологический раздел
Расчет режимов обработки фланца трубопроводов системы отопления.
Сверление внутреннего диаметра. Все расчеты выполняются согласно источника [21] списка литературы :
1. Глубина резания при сверлении : t = 0,5 × D = 0,5 ×16 = 8 мм ;
где : D = 16 мм – диаметр инструмента ;
2. Максимально допустимая подача : S = 0,35 мм / об ;
Выбираем из таблицы 16 для материала dв <= 80 Мпа ;
3. Расчет скорости резания : V = Сv × Dq × Kv / Tm × tx × Sy = 9,8 × 16 0,4 / 45 0,2 × 0,35 0,5 = 44,6 м/мин ;
где : Сv, q, m, x, y – постоянные принимаемые согласно таблицы 18 ;
Т – период стойкости инструмента, согласно таблицы 18 ;
Kv = Km × Ku × Kl = 1,0 × 1,0 × 1,0 = 1,0 ;
где : Km – поправка на качество обработки материала, согласно таблицы 19 ;
Ku – поправка на качество инструментального материала, согласно таблицы 20 ;
Kl – коэффициент глубины просверливаемого отверстия, согласно таблицы 21 ;
4. Крутящий момент при сверлении : M=10 ×Сm ×DE ×Sy ×Kp=10×0,035×1,6 2.0 ×0,35 0.8 ×1,0 = 96,7 Н м ;
где : Kр – поправочный коэффициент ;
Согласно данным таблиц 22, 23, 24 выбираются значения Сm , Е, y ;
5. Мощность резания : N = M × n / 9750 = 96,7 × 178 / 9750 = 1,8 кВт ;
где : n = 1000 × V / П × D = 1000 × 44,6 / 3,14 × 16 = 178 об/мин – частота вращения детали ;
Черновое растачивание.
1. Выбор глубины резания : t = 2,5 мм ;
2. Выбор подачи : S = 0,15 мм / об - согласно таблицы 5 ;
3. Расчет скорости резания :
V = Сv × Kn × Kj × Kd × Kф / Tm × tx × Sy = 420× 1× 1× 1× 1 / 120 0.2 × 2,5 0.15 × 0,15 0.2 = 173 м/мин ;
где : Сv – коэфф. зависящий от свойств обрабатываемого материала и твердого сплава ;
Kn – коэфф. зависящий от состояния обрабатываемой поверхности ;
Kj - коэфф. зависящий от главного угла в плане 45О ;
Kd - коэфф. зависящий от критерия затупления резца ;
Kф – коэфф. зависящий от формы передней поверхности резца ;
m, x, y – показатели степени, выбираются согласно табл.8 для
инструмента Т15К6 ;
Т – стойкость инструмента ;
4. Число оборотов шпинделя : n = 1000 × V / П × D =1000× 173 / 3,14 × 16 =2630 об/мин ;
где : D – диаметр обрабатываемой поверхности ;
5. Расчет силы резания и мощности резания при точении :
Тангенциальная составляющая силы резания :
Pz = 10 × Сp × tx × Sy × Vm × Kmp × Kgp × Kdp × Krp × Kvp =
= 10 × 300 × 2,5 1.0 × 0,15 0.75 × 173 -0.15 × 0,99 × 1,05 × 1 × 1 × 1 = 1090 Н ;
где : Сp, x, y, m – принимаются согласно таблицы 13 ;
Согласно таблицы 14 принимаются :
Kgp – поправочный коэффициент, учитывающий передний угол ;
Krp – поправочный коэффициент, учитывающий радиус при вершине, при
r = 1 мм ;
Kdp - поправочный коэффициент, учитывающий износ на задней кромке ;
Kvp – поправочный коэффициент, учитывающий главный угол в плане ;
Kmp – поправочный коэффициент, принимается согласно таблицы 15 ;
6. Мощность потребляемая при резании : N = Pz ×V / 1020 × 60 = 1090 × 173 / 1020 × 60 = 3,1 кВт ;
Чистовое растачивание.
1. Выбор глубины резания : t = 0,5 мм ;
2. Выбор подачи : S = 0,5 мм / об - согласно таблицы 5 ;
3. Расчет скорости резания : Сv × Kn / Tm × ty × Sx = 350 / 120 0.2 × 0,5 0.15 × 0,5 0.35 = 190 м / мин ;
4. Расчет частоты вращения шпинделя : n = 1000 × V / П × D = 1000 × 190 / 3,14 ×21 = 2750 об / мин ;
где : D – диаметр обрабатываемой поверхности ;
5. Расчет тангенциальной составляющей силы резания :
Pz = 10 × Сp × tx × Sy × Vm × Kmp × Kgp × Kdp × Krp =
= 10 × 300 × 0,5 1.0 × 0,5 0.75 × 190 -0.15 × 1,0 × 1,0 × 1,05 × 0,99 = 283 Н ;
6. Расчет потребной мощности : N = Pz ×V / 1020 × 60 = 283 × 190 / 1020 × 60 = 0,62 кВт;
Черновое точение окружной поверхности :
1. Выбор глубины резания : t = 3 мм ;
2. Выбор подачи : S = 0,4 мм / об - согласно таблице 4 ;
3. Расчет скорости резания :
V = Сv × Kn × Kj × Kd × Kф / Tm × tx × Sy = 350 × 1 × 1,06 × 0,99 × 1,05 / 120 0.2 × 3 1.0 × 0,4 0.35 = 190 м / мин ;
4. Частота вращения шпинделя : n = 1000 × V / П× D =1000× 190 / 3,14×27 =2240 об/мин ;
где : D – диаметр обрабатываемой поверхности ;
5. Значение тангенциальной составляющей силы резания :
Pz = 10 × Сp × tx × Sy × Vm × Kmp × Kgp × Kdp × Krp =
= 10 × 300 × 3 1.0 × 0,4 0.75 × 190 -0.15 × 1,0 × 1,06 × 0,99 × 1,05 × 1,0 = 1570 Н ;
6. Расчет потребной мощности : N = Pz ×V / 1020 × 60 = 1570× 190 / 1020× 60 =4,87кВт ;
Чистовое точение наружной поверхности.
1. Выбор глубины резания : t = 0,5 мм ;
2. Выбор подачи : S = 0,5 мм / об - согласно таблице 6 ;
3. Расчет скорости резания :
V = Сv× Kn× Kj× Kd× Kф / Tm× tx × Sy = 350× 1,12× 0,85× 1× 1 / 120 0.2× 0,5 0.15× 0,5 0.35 =180м/мин ;
4. Частота вращения шпинделя : n =1000× V / П× D = 1000 × 180 / 3,14 ×26 = 2215 об/мин ;
где : D – диаметр обрабатываемой поверхности ;
5. Значение тангенциальной составляющей силы резания :
Pz = 10 × Сp × tx × Sy × Vm × Kmp × Kgp × Kdp × Krp =
= 10 × 300 × 0,5 1.0 × 0,5 0.75 × 180 -0.15 × 1 × 1 × 0,99 × 1,05 = 283 Н ;
6. Расчет потребной мощности : N = Pz ×V / 1020 × 60 = 283 × 180 / 1020 × 60 = 6,25 кВт ;
XIII. Расчет экономической эффективности от использования котла-утилизатора в качестве источника теплоты для части потребителей.
Основным положительным фактором применения утилизационного котла, стоящего на газоходах ДГ на судне является экономия топлива за счет работы автономного парового котлоагрегата при неполной нагрузке. При этом экономический эффект различен в зависимости от времени года. Поэтому сначала вычислим продолжительность летнего, зимнего и весенне-осеннего периода в году :
tлет.= 3.5 × 24 × 30 = 2520 часов ;
tзим.= 4 × 24 × 30 = 2880 часов ;
tв.о.= 4.5 × 24 × 30 = 3240 часов ;
Исходя из того, что утилизационный котел работает только на стоянке судна, а стояночный режим составляет во время навигации 30% от эксплуатационного времени судна, а во время зимнего отстоя 100% вычисляем величины стояночного времени по периодам года :
tлет.ст.= 0.3 × tлет. = 756 часов ;
tзим. ст. = 1 × tзим. = 2880 часов ;
tв.о. ст. = 0.3 × tв.о. = 972 часов ;
Время работы утиль-котла в сутки разнится по временам года, в зависимости от температуры наружного воздуха. Так летом котел работает 3 часа в сутки, зимой 12 часов, а весной-осенью – 6 часов в сутки.
Вычисляем время работы утилизационного котла по сезонам :
tлет. = 0.125 × tлет.ст.= 94.5 часов ;
tзим. = 0.5 × tзим.ст.= 1440 часов ;
tв.о. = 0.25 × tв.о.ст.= 243 часов ;
Время работы утилизационного котла за год равно :
t = tлет. + tзим. + tв.о. = 1778 часов ;
Произведем расчет потребления топлива автономным котлом при работе на неполной нагрузке, т.е. когда он выдает теплоты - 3.306.510 кДж / час ( за вычитом 159.167 кДж/час – теплоты, производство которой возьмет на себя утиль-котел ) , зная, что при 100% нагрузке паровой котел производит 3.465.677 кДж / час теплоты и расходует при этом топлива - 90 кг / час.
90 кг/ч - 3.465.677 кДж/час
Х кг/ч - 3.306.510 кДж/час
Отсюда : Х = 82 кг / час ;
Значит при задействовании утиль-котла получается чистая экономия 8 кг топлива в час. Тогда экономия топлива за год за счет использования котла-утилизатора составит:
G = t × Bак = 1778 × 8 = 14.224 кг, т.е. фактически 14 тонн ;
где : Bак – количество топлива, которое экономится каждый час ;
В денежном выражении в ценах IV квартала 1989 года это равно :
Э = G × Цт = 14.224 × 136 = 1.934,46 рублей ;
где : × Цт – стоимость топлива в ценах IV квартала 1989 года ;
Капитальные вложения определяются приобретением и монтажом утилизационного котла. Транспортировка не предусматривается ввиду изготовления котла на судоремонтном заводе. Договорная цена утиль-котла : Ку.к. = 993,80 рублей ;
Монтаж котла на судоремонтном заводе : Смон = 248, 25 рублей ;
Общие капитальные вложения : К = Ку.к. + Смон = 1.242,05 рублей ;
Отрицательным фактором являются эксплуатационные затраты по утилизационному котлу, которые определяются по составляющим :
а) Аммортизационные отчисления : Самм = Ку.к. × Намм / 100 = 28,82 рубля ;
б) Отчисления на текущий ремонт : Ср = Ку.к. × Нр / 100 = 29,81 рубль ;
в) Отчисления на содержание машинной команды :
См.к. = Сср. × tр × tг × Кмг × z × nу.к. × Nу.к. = 163,78 рублей ;
где : Намм = 2,9 – **********************************************************
Нр = 3 –*************************************************