Расчеты по основному объекту

Раздел является одним из самых обширных и трудных. Он должен содержать обоснование размеров всех сборочных единиц и деталей разрабатываемого аппарата или машины, испытывающих как статические, так и динамические силовые нагрузки. В тех случаях, когда размеры сборочных единиц и деталей устанавливаются исходя из условий, связанных с технологией отливки, размещения внутренних сверлений, надежностью соединения, жестокостью и другими факторами, следует произвести проверочный (обратный) расчет на прочность либо устойчивость.

4.1 Технологические (тепловые и гидродинамические) расчеты (3 – 5 стр.).

Технологический расчет производится с целью определения рабочих объемов, поверхностей теплообмена и массообмена, основных технологических размеров аппаратов и машин, являющихся объектом проектирования.

Многообразие конструкций аппаратуры химической и нефтехимической технологии исключает возможность дать единственно верную методику проведения такого расчета, поэтому для каждого конкретного случая следует руководствоваться специальной литературой, рекомендованной консультантом проекта, имея в виду следующий порядок проведения расчетных операций (различных по объему и содержанию в зависимости от особенностей объекта проектирования):

– расчет химических превращений веществ;

– расчет кинетики процесса;

– материальный расчет;

– тепловой расчет;

– аэро- и гидродинамический расчет;

– термодинамический расчет;

– расчет процессов горения;

– энергетический расчет;

В проектах, посвященных разработке типичных для химической технологии аппаратов (реакторы, абсорберы и т. д.) после выполнения расчетов по химизму и кинетике процесса, происходящего в них по заданной производительности составляются материальный и тепловой балансы.

Суть дальнейших действий сводится к решению задачи оптимизации технологических и конструктивных параметров аппарата, для чего составляются математические модели процесса, решение которых на ЭВМ (пакет прикладных программ имеется на кафедре), позволяет получить оптимальные по расходу сырья, энергии, трудозатрат и другим показателям размеры аппарата.

Раздел заканчивается сводной таблицей технических характеристик проектируемого объекта.

4.2 Конструктивно-механические расчеты (15 – 20 стр.).

Прочностные характеристики и надежность проектируемого аппарата (машины) во многом зависят от правильного выбора конструкционных материалов, в силу чего выбранный материал должен удовлетворять целой совокупности требований, обусловленных технологией изготовления, коррозионной и эрозионной стойкостью, а также механической прочностью и другими физико-механическими свойствами (коэффициент линейного расширения, теплостойкость и т. д.).

Требования к конструкционным материалам должны исходить из экономических соображений и быть тесно увязанными с условиями эксплуатации машины или аппарата (давление, температура и т. д.), а также с состоянием технологической среды, перерабатываемой в аппарате и ее воздействием на материал этого аппарата и его деталей.

Подобные требования подробно обосновываются и, четко формулируются в данном разделе расчетно-пояснительной записки.

В том случае, когда на выбранный конструкционный материал известен ГОСТ, то следует указать его. В том случае, если ГОСТ на этот материал не установлен, то необходимо привести отраслевой стандарт или технические условия на материал, а также данные, характеризующие физико-механические свойства и другие качественные стороны выбранного материала (сортность, кислотостойкость, термостойкость и т. д.).

Все обоснованные характеристики выбранных конструкционных материалов сводятся в экспликацию, которая приводится в заключение данного раздела.

Конструктивно - механический расчет складывается из следующих основных видов расчетов:'

– расчета потребляемой мощности;

– кинематического и силового расчета;

– прочностного расчета;

– расчета на вибрацию.

Расчет потребляемой машиной (аппаратом) мощности производится применительно к специфике технологического процесса, происходящего в проектируемом объекте и производительности рассчитываемых его рабочих элементов (перемешивающие устройства, транспортирующие приспособления, формообразующие механизмы, насосы, вентиляторы, компрессоры и т. д.).

Уточненный подбор электродвигателей и определение энергозатрат производятся исходя из составленной кинематической схемы приводных устройств с учетом к. п. д. редукторов, вариаторов, промежуточных передач и т. д. В случае нестабильного потребления мощности во времени выбор типа и мощности электродвигателей производится с учетом устройств, позволяющих снизить неравномерность нагрузки привода при пуске, установившемся и других режимах (маховик, специальная.муфта и т. д.).

Кинематический и силовой расчеты начинаются с выбора схемы, обеспечивающей требуемую взаимосвязь рабочих элементов машины и источника энергии с использованием, главным образом, серийных передаточных механизмов (вариаторов, редукторов, муфт, подшипников и т. д.).

Силовой расчет производится для всех ответственных элементов машины. Он позволяет определить величины нагрузок, действующих на отдельные звенья, детали и элементы проектируемого объекта. Расчет должен сопровождаться соответствующими схемами и эскизами с указанием направления и величины действующих сил.

Прочностной расчет выполняется с целью дальнейшего обоснования выбора размеров элементов машины или аппарата, конструкционных материалов из условий их прочности, коррозионной стойкости, точности изготовления, чистоты поверхностей, термообработки, допусков и посадок и пр.

Содержание и методика проведения такого расчета должны быть известны проектанту из курсов дисциплин теоретическая механика, сопротивление материалов, теория механизмов и машин и детали машин, основы расчета и конструирования химического оборудования; а также ГОСТов, каталогов, технических паспортов, технических условий и методик, изложенных в учебниках, учебных пособиях и периодических изданиях.

Проектанту следует иметь в виду, что оборудование химической, нефтяной и газовой и многих и других отраслей техники, состоит из комбинаций типовых элементов (обечаек, днищ, крышек, фланцев, решеток, теплообменников, опор и т. д.), методика расчета которых является в какой-то мере универсальной и потому широко доступной.

Как правило, такой расчет проводится в два этапа. Первый – расчеты по предварительно принятым ориентировочным размерам сборочных единиц и деталей в условиях, когда проектанту еще не известны точные значения этих размеров, их конфигурация, точки приложения сил и концентраций напряжений. Второй – прямые и обратные (проверочные) расчеты по окончательно выявленным размерам элементов машины или аппарата, местам дислокаций опасных сечений, концентраций напряжений и т. д.

Выбор конструкционных материалов, их характеристик, коэффициентов запаса, коэффициентов динамичности, коэффициентов концентрации напряжений и т. д. сопровождается соответствующими ссылками на ГОСТы, нормали, ТУ и другие литературные источники.

Расчеты на вибрацию производятся в случаях, когда существует вероятность наступления опасных совпадений собственных частоты колебаний конструкции элемента машины (вала, стержня, рамы и пр.) с частотой возмущающей силы. Если проделанный подобный расчет выявит возможность такого совпадения, то необходимо изменить размеры или конструкцию такого элемента во избежание появления резонансных явлений, чреватых наступлением разрушения конструкции.

5.Инструкция по технике безопасности (1 – 2 стр.).

В инструкции приводятся перечень опасностей для обслуживающего персонала, которые могут возникнуть при эксплуатации проектируемого объекта, меры предотвращения вредного влияния опасностей на здоровье людей, -перечень запрещений и т. д.

6. Охрана окружающей среды (2 – 3 стр.).

В этом разделе приводятся характеристика окружающей среды в зоне предприятия, на котором будут эксплуатироваться проектируемая машина или аппарат, а также анализ воздействий на эту среду загрязняющих веществ или отходов, выделяемых при их функционировании.

Проектные и конструктивные решения по проектируемому объекту должны быть увязаны с таким анализом с целью выработки оптимального с точки зрения экологической чистоты варианта конструкции.

Заключение.

Заключение должно содержать оценку выполненного проекта с позиций соответствия заданию, научной и практической значимости. Указываются возможные области и перспективы использования спроектированного объекта, какие виды работ (монтажных, пуско-наладочных и др.), необходимо выполнить для внедрения проекта. Приводится достигнутый или достижимый технике - экономический или другой эффект от реализации разработки. Раздел заканчивается изложением резюме на иностранном и казахском языках.

Список литературы. (2 – 3 стр.)

В списке приводится только та литература, которая непосредственно использована в проекте независимо от тиража и ее вида.

1. Ссылки на источник оформляются согласно ГОСТу 7.1-84, например:

Книги одного, двух и более авторов

2. Бояршинов С.Б. Основы строительной механик машин. – М.: Машиностроение, 1973 – 456 с.

Книги четырех и более авторов

3. Технологическое оборудование предприятий бродильной промышленности. В.И.Попов, И.Т.Кретов, В.Н.Стабников, В.К.Предтеченский: Под ред. И.Т.Кретова – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983 – 464 с.

Издания, не имеющие индивидуального автора –

4. Вторая Всесоюзная научная конференция. Современные машины и аппараты химических производств.: Расширенные тезисы докладов. Т1.- Шымкент. КазХТИ, 1980. – 725 с.

Сборник с общим названием –

5. Эврика. Сост. В.К. Кретов. – М.: Молодая гвардия, 1989 – 304 с.

Нормативно-технические и технические документы.

6. Стандарты

ГОСТ 7.9 – 77. Реферат и аннотация. – М.: Изд-во стандартов, 1981 – 6 с.

7. Патентные документы

А.с. 657876 СССР, МКИ В 2339/00. Роторный сверлильный полуавтомат./ Л.И.Безуглый (СССР) – 4 с.: ил.

8. Депонированные научные работы

О.Г.Воробьев, Б.Ф.Уфимцев, С.А.Чечкин. Метод сравнительной оценки токсичности отходов промышленного предприятия. М. ВИНТИ. № 2626/79 деп.

9. Статья из. книги

Ткач М.М. Технологическая подготовка гибких систем /Гибкие автоматизированные системы/ Под ред. Л.С. Ямпольского – Киев, 1985. С.47-78

10. Журналы

Рабичев С.Ю. Расчеты по определению мощности /Экономика строительства/ - 1987 - №5 – с.38-40.

11. Трудов, ученых записок и т.д.

Морозов Т.Г. Некоторые вопросы районирования /Тр. инта./Всесоюзный заочный финансово-экономический институт. 1978. Вып.19., с.56-69

12. Трудов конференций и т.д.

Квеско Б.Б. Метод расчета параметров пневмотранспортных установок импульсного типа / IV Всесоюзная научно-техническая конференция "Химтехника – 88": Тез. докл. Т.3 – Шымкент, 1988. С.175-177.

Приложения.

В эту часть записки включаются иллюстративные материалы вспомогательного характера (таблицы, графики, акты испытаний, протоколы заседаний комиссий по приемке и т.д.), а также спецификации чертежей и схем графической части (выполняются на листах формата А4 согласно ГОСТу 2.701-68).

Содержание и объем графической части.

Эта часть проекта выполняется в соответствии с требованиями, содержащимися в государственных стандартах и, в частности, в Единой системе конструкторской документации (ЕСКД).

В состав графической части входят следующие чертежи: чертежи общего вида основного объекта; узловые чертежи; чертежи деталей;

Обозначение чертежа комплексного изделия (содержащего группы или другие изделия) представляется в виде: "ЮКГУ 00 00 00 00 000", где ЮКГУ – код организации (Южно-Казахстанский Государственный Университет), первая и вторая пары нолей – индекс оборудования, третья пара нолей – узлы, четвертая – детали и последние три ноля – номер задания. Индекс следует принимать по классификатору оборудования, выпускаемого заводами "Главхиммаша". Индекс состоит из четырех цифр, первые две из которых означают класс оборудования, а две другие – порядковый номер оборудования в классе.

Графическая часть проекта представляет собой комплект чертежной документации, состоящий из чертежей: общего вида основного объекта (машины и аппарата), сборочных единиц и деталей, представляющих интерес с точки зрения поставленной перед проектировщиком задачи. В случае необходимости, например, при выполнении научно-исследовательского проекта, по согласованию с руководителем приведенный перечень может быть видоизменен с учетом специфики научной или экспериментальной разработки.

Общий объем графической части составляет 4 листа формата А 1 (594X841 мм). Допускается по решению кафедры представление вместо графической части полностью или частично макетов либо моделей проектируемого аппарата.