Курс 5 Группа 355 Учебная дисциплина Машины и Аппараты работа (стр. 3 из 5)
, 
,где D – диаметр аппарата, который равен 500мм;
- допускаемое напряжение, МПа.Допускаемое напряжение для рабочего состояния определяется:
,где
- значение поправочного коэффициента, которое зависит от вида заготовки (в нашем случае листовой прокат, следовательно 
),
- нормативное допускаемое напряжение при расчетной температуре, МПа.Расчетная температура стенки t определяется на основании тепловых расчетов или результатов испытания. В случае невозможности проведения расчетов и испытаний при положительных температурах
, где 
– наибольшая температура среды. Тогда, согласно [6, c. 12], при 
нормативное допускаемое напряжение для стали 35 
.Допускаемое напряжение составит
.Прибавка к расчетной толщине определяется по формуле:
,где
- прибавка для компенсации коррозии и эрозии; 
- прибавка для компенсации минусового допуска( 
); 
- технологическая добавка.Прибавка для компенсации коррозии (эрозии) рассчитывается:
,где
- проницаемость среды в материал (скорость эрозии) по [1] 
; 
- срок службы аппарата( 
). 
Тогда исполнительная толщина стенки составит:
.Допускаемый изгибающий момент
из условия устойчивости в пределах упругости – по формуле: 
,где пу – коэффициент запаса прочности (для рабочих условий пу=2.4).
.Тогда допускаемый изгибающий момент для рабочих условий можно определять по формуле:
,где
- коэффициент прочности сварных соединений, который определяется в зависимости от конструкции и способа соединения швов (в нашем случае сварка автоматическая электродуговая с двухсторонним сплошным проваром, поэтому 
). 
.Делаем проверку:
. 
.Получили равенство, тогда условие выполняется. Следовательно, по ГОСТу 14249-89[3] толщину стенки цилиндрической обечайки принимаем равной s=4мм.
2.2 Расчет вала.
Расчет необходимо начинать с расчета вала на виброустойчивость.
Относительные координаты центра тяжести лопаток рассчитываются по формуле:
, 
,где i – количество лопаток, i = 12,
Li – координаты центра тяжести лопаток, Li = 0.98 м,
L – длина вала, L = 0.545 м.
Угловая скорость вращения вала рассчитывается по формуле:
, 
,где n – частота вращения вала, n = 950
.Безразмерный коэффициент, учитывающий приведенную массу вала рассчитывается по формуле:
, 
,где ρ – плотность материала лопаток, ρ =
,Е – модуль упругости Юнга, Е =
Па,η – коэффициент, учитывающий условия закрепления вала, η = 0.48.
Приведенные в точку В (середина пролета вала) массы пары лопаток, расположенных на одной оси, рассчитываются по формуле:
,
где m – масса лопатки, m = 0.3 кг,
- безразмерный динамический прогиб вала в центре тяжести лопаток (в нашем случае 
= 0.1, 
= 0.15, 
= 0.2, 
=0.25, 
= 0.3, 
=0.35).Суммарная приведенная масса лопаток рассчитывается по формуле:
Далее находим расчетный диаметр вала по формуле:
где А1 и А2 – комплексы для расчета диаметра вала, которые находим по формулам:
где q - коэффициент приведенной массы вала, q = 0.25,
Подставив все значения в формулу для нахождения расчетного диаметра вала, получим:
Принимаем диаметр вала по ГОСТ 6636-69 равный 0.05 м.
Линейная масса вала рассчитывается по формуле:
.Относительная масса лопаток рассчитывается по формуле:
.Момент инерции сечения вала рассчитывается по формуле:
Первая критическая скорость вала рассчитывается по формуле:
где
- корень частного уравнения, = 1.1.Теперь проверяем условие виброустойчивости:
