Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Технико-экономическое обоснование проекта

1.1 Общая характеристика промывного отдела

Варочно-промывной цех является составной частью блока цехов по производству целлюлозы и выпускает сульфатную небеленую целлюлозу для дальнейшей переработки в отбельном и далее в сушильном цехах производства. Готовая продукция - беленая сульфатная целлюлоза из лиственных и хвойных пород древесины - предназначена для производства различных видов бумаг и картона. В цехе установлен один поток непрерывной варки и промывки «Камюр» производительностью 826 тн в сутки, а также один поток сортирования и очистки небеленой целлюлозной массы.

Промывная установка пущена в эксплуатацию в 1975 году.

Генеральный проектировщик «Ленинградский Гипробум».

Проектировщик строительной части «Московский ПИ №2».

В варочном отделе вырабатывается сульфатная небеленая целлюлоза из лиственной и хвойной древесины, направляемая далее на сортирование и промывку.

1.2 Существующая технология сортирования и промывки

1.2.1 Грубое сортирование массы

Откачка массы из выдувного резервуара поз. №1 и транспортировка к отделителю тяжелых частиц производятся насосами поз. №2 при концентрации 4% лиственной целлюлозы и 2,5-3,5% на хвойной целлюлозе. Регулирование концентрации и разбавление до 3-4,5% (3%) обеспечиваются за счет регулирующих контуров. В нижнюю часть резервуара подаются около 66% фильтрата, необходимого для разбавления. Остальное количество подается на стороне всасывания насосов, и автоматически регулируется регулятором концентрации NIRC-103. Щелок для разбавления при помощи насосов, поз. №16, подается из существующего резервуара емкостью 1800 м³ №1.

Между выходом отделителя тяжелых частиц и всасыванием насосов установлена отводящая линия для регулирования давления массы перед сучколовителем.

Расход массы в этой отводящей линии управляется автоматически.

Для выдувного резервуара действительны следующие обязательные условия:

- работа мешалки,

- максимальный уровень заполнения массы в резервуаре 80%,

- минимальный уровень заполнения массы в резервуаре 15%.

В отделитель тяжелых частиц, поз. №3 подается фильтрат насосом в двух зонах. Выделяемые из массы включения вымываются и через каждые 2-4 ч. через выгрузочный клапан выгружаются на тележку и отвозятся на свалку.

Масса из отделителя тяжелых частиц при концентрации в 3,5% подается в напорную сортировку сучков фирмы «Хупер», работающую под постоянным давлением.

Выделенные на сите (отверстия 16 мм) сучки через регулятор расхода на линии отходов при постоянном расходе поступают к промывному аппарату для сучков фирмы «Носс». Количество отходов составляет приблизительно 6% от исходного количества массы, поданного на грубое сортирование. В промывном аппарате для сучков сучки промываются фильтратом. Сучки в шнеке промывного аппарата для сучков сгущаются до сухости 29% и поступают в бункер для сучков, откуда они регулярно выгружаются в автосамосвал и отвозятся на свалку или в древесно-подготовительный цех для сжигания совместно с корой в корьевых котлах.

Содержащий волокно фильтрат при помощи насосов подается назад в выдувной резервуар или его можно направить на вакуум-фильтр №1 (при работе сортирования на фильтрате. При включении массного насоса фильтрат направляется автоматически в выдувной резервуар на промывной фильтр).

Во избежание засорения сортировок сучков во второй и третьей зоне сортировки фильтрат подается при заданном расходе, т.е. приблизительно 9% от исходного потока.

Грубо отсортированная масса подается дальше на тонкое сортирование.

1.2.2 Тонкое сортирование массы

Масса подвергается 3-ступенчатому сортированию в напорных сортировках фирмы «Хупер».. В состав первой ступени входят 2 сортировки, поз. №4 (плюс одна общая резервная для ступеней I и II сортирования), каждая из остальных ступеней оснащена одной сортировкой (ступень II - поз. №5; ступень III - поз. №6).

Для каждой сортировки первой ступени количество массы регулируется так, чтобы подаваемое на каждую сортировку количество было одинаковым. Отсортированная на сите (шлицы 0,45 мм) масса через регулятор дифференциального давления, который поддерживает перепад давлений на постоянной величине в 0,5-0,9 бар, поступает в сборную линию массы и при концентрации в 2,5% подается в существующий промывочный аппарат «Камюр».

Разбавление массы до концентрации 1-1,5% производится насосом №16 в трубопроводе массы после сортировок I ступени.

Количество отходов поддерживается приблизительно в% от количества поступающего потока на ступень:

- на первой ступени 20%.

- на второй ступени 28%.

- на третьей ступени 40%.

Регулятором расход отходов отдельных сортировок регулируется приблизительно до:

- на первой ступени 17,5 - 20%.

- на второй ступени 28 - 29%.

- на третьей ступени 40 - 43%.

Количество фильтрата для разбавления, подаваемое на отдельные сортировки, поддерживается на постоянном уровне.

Расход рассчитан на полную производительность линии и составляет приблизительно:

- на первой ступени 7%.

- на второй ступени 9%.

- на третьей ступени 10% от расхода на входе.

Отходы от сортировок первой ступени подаются в сборную линию, куда поступает и годная масса сортировки третьей ступени, и транспортируются ко второй ступени сортирования.

Годная масса от сортировки второй ступени через регулятор дифференциального давления поступает обратно во входную линию сортировок первой ступени.

Отходы от сортировки второй ступени вместе с годной массой от сортировки третьей ступени подаются на 3-ю ступень сортирования. Отходы от 3-ей ступени сортирования отводятся на существующий участок промывки отходов на в/фильтр БВК-10 №7.

Фильтрат для разбавления массы или отходов поступает от насосов, которые входят в состав участка промывки целлюлозы.

Давление уплотнительной воды для механических уплотнений и давление фильтрата для разбавления массы в сортировках не должны превышать 7,2 бар.

1.2.3 Промывка небеленой целлюлозы

Отсортированное волокно от сортировок I ступени с концентрацией 2,5% направляется на промывную установку «Камюр-63», которая состоит из двух вакуум-фильтров. Разбавление массы до 1,0-1,5% производится в трубопроводе насосом №16; разбавленная масса поступает в приемную ванну вакуум-фильтра №1 поз. №10. Уровень массы в ванне вакуум-фильтра №1 50-60% поддерживается за счет изменения скорости барабана вакуум-фильтра №1. Регулирование скорости вращения барабана производится по месту и на пульте управления. Целлюлозная папка на барабане вакуум-фильтра №1 орошается через промывные спрыски черным щелоком из фильтратного бака №2 поз. №12. от насоса поз. №15.

Отфильтрованный щелок через слой массы на барабане, поступает в переливной карман через выпускную головку и далее по сливной трубе, которая разветвляется на два трубопровода, на одном из которых не установлена арматура, а на другом трубопроводе установлен регулятор уровня в переливном кармане и уровень поддерживается 20% по прибору.

Промытая целлюлозная папка концентрацией 10-15% по массосъемному столу подается в ванну разбавителя, где разбавляется черным щелоком из бака фильтрата №2 поз. №12 насосами поз. №15 до концентрации 1-1,5%, где подмешивается сдвоенным шнеком и поступает в ванну вакуум-фильтра №2 поз. №10. Уровень массы в ванне вакуум-фильтра №2 регулируется скоростью вращения барабана и поддерживается 50-60%.

На промывку целлюлозной папки подается горячая вода с температурой 50-75^оС и теплой водой с температурой 35-40^оС из варочного участка цеха из расчета 8-10 м³/т целлюлозы.

Отфильтрованный щелок через слой массы на барабане поступает в переливной карман через выпускную головку и далее по сливной трубе, которая в дальнейшем разветвляется на два трубопровода, на одном из которых не установлена арматура, а на другой установлен регулятор уровня (поддерживается уровень 20%), направляется в бак фильтрата №2 поз. №12.

Паровоздушная смесь из под колпаков вакуум-фильтров забирается вентиляторами и выбрасывается в атмосферу.

Паровоздушная смесь внутреннего пространства барабанов вакуум-фильтров через верхний патрубок спускной головки по трубе поступает в вентилятор, где она разбивается и нагнетается в пеноциклон, предназначенный для отделения щелока от пены.

Щелок через нижний конус циклона по сливной трубе стекает в бак фильтрата №2 в нижнюю часть, а пена поступает в верхнюю часть бака.

Баки фильтрата №1 и №2 поз. №11 и 12 соединены в верхней части трубопроводом, что позволяет неосажденной пене поступать в бак фильтрата №1, где она гасится механическими пеногасителями. Щелок от пеногасителей сливается в бак фильтрата №1, а воздушная смесь проходит через циклон в атмосферу.

Регулирование уровня в фильтратных баках производится путем изменения расхода черного щелока на промывные спрыски вакуум-фильтра №1 и путем перекачки по трубопроводу из бака №2 в бак №1.

Черный щелок из бака фильтрата №1 перекачивается:

- центробежным насосом на разбавление в выдувном резервуаре;

- центробежным насосом в варочный котел;

- центробежным насосом поз. №16 на разбавление массы перед вакуум-фильтром;

- насосом №17 на выпарную станцию.

Промытая целлюлозная папка концентрацией не менее 8% со II вакуум-фильтра по массосъемному столу направляется к транспортирующему шнеку, где разбивается, поступает на винтовой шнек поз. №13 и далее насосом средней концентрации поз. №14 подается в башни аккумуляции поз. №18.

Для лучшего удаления смолы из волокна небеленой целлюлозы подается химикат ПАВ в две точки:

1. Выдувной резервуар;

2. Промежуточная ванна промывной установки.

Разбавленная масса до концентрации 4-4,5% в нижней части башни аккумуляции фильтрованной водой или оборотной водой из отбельного цеха, масса перепускается в бассейн низкой концентрации (БНК) поз. №19. Уровень в БНК поддерживается автоматически.

Масса из БНК насосами поз. №20 подается в приемный бассейн отбельного цеха с концентрацией 3,5-4%.

Запас массы 10%-й концентрации в двух башнях составляет 180 тн, т.е. максимально на 6,2 часа работы.

Доведение массы до концентрации 4-4,5% производится подачей кислой оборотной воды через пневмоклапан регулятора концентрации массы, работающий по нагрузке на мешалку. Количество воды, подаваемой в башни (до 650 м³/ч) контролируется показывающими расходомерами.

Выпуск массы из башен высокой концентрации производится через пневмозадвижки.

Масса концентрацией 4-5% из башен высокой концентрации направляется в бассейн низкой концентрации, где она перемешивается мешалками.

Бассейн снабжен регулятором уровня с сигнализатором высокого уровня. Регулирование уровня массы производится за счет изменения количества массы, поступающей в бассейн из башен высокой концентрации.

Масса концентрацией 3-4% из бассейна насосом поз. №20 откачивается в отбельный цех. Регулирование концентрации массы до 3-4% производится регулятором концентрации массы путем подачи воды перед массным насосом.

Слежение и управление технологическим процессом сортирования и промывки небеленой целлюлозы осуществляется при помощи системы управления «Даматик ХД».

1.2.4 Система уплотнительной воды

В состав системы входят установка подготовки уплотнительной воды и насосы для снабжения двух кольцевых линий уплотнительной воды 550 - 1300 кПа (5,5 и 13 бар). Вода для этой системы отбирается из сети фильтрованной воды, давление в которой составляет 220 - 320 кПа (2,2-3,2 бар). Минимальное давление в заводской сети не должно быть ниже 250 кПа (2,5 бар).

Насосы для поддержания давления уплотнительной воды 550 кПа (5,5 бар) поз. 4, 5 установлены перед фильтровальной установкой с целью обеспечения подачи постоянного давления на фильтры (поз. 3) и для обеспечения независимости от фактического давления в сети. Кроме этого, для промывки фильтров требуется давление не менее 300 кПа (3 бар).

Давление в сети уплотнительной воды 550 кПа (5,5 бар) поддерживается на постоянном уровне. Насосы для обеспечения давления уплотнительной воды 1300 кПа (13 бар), поз. 6, 7 установлены на выходе из фильтровальной установки, причем давление в сети уплотнительной воды 1300 кПа (13 бар) поддерживается на постоянном уровне. Потеря давления в фильтре составляет от 20 до 40 кПа (0,2 до 0,4 бар). Периодическая промывка фильтров в направлении и против направления потока производится 2-6 раз в сутки, в течение 15 мин. для каждого фильтра. Количество промывной воды при этом составляет приблизительно 470 л/мин.

Отдельные потребители уплотнительной воды оснащены соответствующей ручной регулирующей арматурой для регулирования расхода воды и местными индикаторами расхода или же манометрами (при использовании двойных механических скользящих уплотнений).

Слежение и управление технологическим процессом сортирования и промывки небеленой целлюлозы осуществляется при помощи системы управления «Даматик ХД».

2. Расчетная часть

сульфатный целлюлоза промывка шнек

2.1 Материальный баланс промывки сульфатной целлюлозы в варочно-промывном цехе производства целлюлозы

Часовая производительность вакуум-фильтра «Drum Displacer», обеспечивающего прием целлюлозы с предыдущих отделов с суточной выработкой воздушно-сухой целлюлозы

П = 1000 т в сутки, кг/ч

М_ц.в.с. = П*1000/24, (1)

М_ц.в.с. = 1000*1000/24 = 41667

или

М_ц.а.с. = 0,88 * М_ц.в.с., (2)

М_ц.а.с. = 0,88 * 41667 = 36667

Количество массы, поступающей на фильтр, кг/ч

М_м = М_ц.а.с. * 100 / о_м, (3)

где, о_м - концентрация массы, поступающей на фильтр, о_м = 3%.

М_м = 36667 * 100 / 3 = 1222233

При этом на фильтр поступает щелока, кг/ч

М_щ = М_м - М_ц.а.с., (4)

М_щ = 1222233 - 36667 = 1185566

или, при _щ = 1075 кг/м³ объемный расход щелока, м³/ч

Q_щ = М_щ / _щ, (5)

Q_щ = 1185566 / 1075 =1103.

2.2 Расчет шнека

Рис. 9. Транспортирующий шнек: 1 - труба шнека, 2 - витки шнека, 3 - приводная цапфа, 4 - лицевая цапфа

Шнек предназначен для разрыва папки, поступающей с барабана, и транспортирования ее к выходному патрубку промывного фильтра «Drum Displacer».

2.2.1 Расчет усилий, действующих на вал шнека

Крутящий момент на валу шнека Мкр, Нм, определяется

(6)

где, N_э - мощность электродвигателя, Nэ = 22 КВт;

- кпд привода;

n - частота вращения вала, n = 74 мин -¹;

Мкр = 9740*0,95*22/74 = 2750,89

Усилия, действующие на шнек:

1. Сила тяжести шнека Р_ш, Н, определяется

Р_ш = Р_т + Р_в, (7)

где, Рт - сила тяжести трубы, Н;

Рв - сила тяжести витков, Н.

Принимаем по ГОСТ 5632-72 трубу из высоколегированной стали марки Сталь 12Х18Н10Т.

Наружный диаметр Dн = 0,380 м, внутренний диаметр

Dвн = 0,352 м, толщина стенки S = 14 мм.

Масса 1 м, кг = 126,37 кг.

P_тр =М_кг*l_тр*g, (8)

где, g - ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с²;

l_тр - длина трубы, l_тр = 6,050 м.

Р_тр = 126,37*6,050*9,81 = 7574,5 Н

Сила тяжести витков Р_в, Н, определяется

Р_в = р*(D_ш - D_н)**n*g/4, (9)

где, - толщина витков, = 0,005 м;

- плотность материала витков, кг/м³;

n - число витков.

Принимаем материал витков шнека Сталь 12Х18Н10Т по ГОСТ 5632-72, плотностью = 7850 кг/м³.

Число витков n, определяется

n = l / S_ш, (10)

где, S_ш - шаг витков шнека, S_ш = 0,625 м.

n = 6,050 / 0,625 = 9,68

Принимаем n = 8 витков, а посередине трубы устанавливаем 4 разрывных пластины.

Р_в = 3,14*(0,8² - 0,38²)*0,005*7850*8*9,81 / 4 = 1948,4 Н

Р_шн = 7574,5 + 1948,4 = 9522,9 Н.

2.2.2 Окружное усилие, действующее на вал шнека

Окружное усилие, действующее на вал шнека Р_окр, Н, определяется

Р_окр = М_кр / , (11)

где - плечо, на которое приложено окружное усилие, м,

= (0,7 … 0,8) D_шн / 2, (12)

= 0,75*0,8 / 2 = 0,3;

Р_окр = 2750,89 / 0,3 = 9169,6.

2.2.3 Осевое усилие, действующее на вал от вращения шнека

Осевое усилие, действующее на вал от вращения шнека F_а, Н, определяется

, (13)

где, - угол подъема витков шнека,

, (14)

tg б = 0,5 / (3,14*0,8) = 0,199

= 11⁰ 15

- угол приведенного трения, (tg = 0,15, = 8⁰ 30).

F_a = 9169,6 / tg (11⁰ 15 + 8⁰ 30) = 25539,4 Н.

Изгибающий момент от действия осевой силы М_изг, Нм, определяется

М_изг = F_a *, (15)

М_изг = 25539,4 * 0,3 = 7661,8

Определяем опорные реакции в вертикальной плоскости. Расчетная схема представлена на рисунке 10.

Рисунок 10 - Расчетная схема шнека в вертикальной плоскости

Сумма моментов, относительно опоры А,

?М_А = 0, (16)

М_изг - Р_шн*a/2 + R_B^в*a =0; (17)

где, а - расстояние между подшипниковыми опорами, а = 7,22 м;

R_B^в = (Р_шн*a/2 - М_изг) / a;

R_B^в = (9522,9*7,22/2 - 7661,8) / 7,22 = 3507,5 Н

Сумма моментов относительно опоры В,

?М_В = 0, (18)

М_изг + Р_шн*a/2 + R_А^в*a =0; (19)

R_А^в = (Р_шн*a/2 + М_изг) / a;

R_А^в = (9522,9*7,22/2 + 7661,8) / 7,22 = 6015,4 Н

Определяем опорные реакции в горизонтальной плоскости. Расчетная схема представлена на рисунке 11.

Рисунок 11. Расчетная схема шнека в горизонтальной плоскости

Сумма моментов, относительно опоры А,

?М_А = 0, (20)

Р_окр*a/3 + R_B^г*a = 0; (21)

R_B^г = Р_окр / 3;

R_B^г = 9169,9 / 3 = 3056,6 H;

Сумма моментов относительно опоры В,

?М_B = 0, (22)

Р_окр*2a/3 - R_A^г*a = 0;

R_A^г = 2*9169,9 / 3 = 6113,3 Н;

Наиболее нагруженной является опора А, для которой определяется суммарная радиальная реакция:

, (23)

F_г = 8576,6 Н.

Определяем диаметр цапфы в месте установки опоры А через момент сопротивления сечения:

, (24)

где, W - момент сопротивления в опасном сечении, м³;

М_изг - изгибающий момент в точке А, Нм, (М_изг = 0);

_и - допускаемое напряжение на изгиб для выбранного материала цапфы, МПа.

Принимаем материал цапфы Сталь 12Х18Н10Т для которой допускаемое напряжение на изгиб _и = 59 МПа.

W = 0,67*2750,89 / (59*10⁶) = 31,28*10^-6;

Для круглого сплошного сечения момент сопротивления определяется,

, (25)

откуда,

, (26)

d = (31,28*10^-6 / 0,1)^1/3 = 0,68 м

Принимаем по ГОСТ 6636 - 77 по ряду чисел Ra = 20

d = 720 мм [6], что превышает диаметр шнека поставленного фирмой AHLSTROM, поэтому принимаем фирменный шнек.

2.3 Расчет и подбор подшипниковых опор шнека

Назначаем роликовые радиальные сферические (двухрядные) подшипники фирменной поставки SKF 23232 CCK/W33 + H2332, на закрепительной втулке серии Н2300 по ГОСТ 24208-80 [4], для которых динамическая грузоподъемность С = 1070 кН [4].

Рисунок 12 - Эскиз подшипника SKF 23232

Определяем коэффициенты радиальной и осевой нагрузок, при значении осевой силы Fa = 25,539 кН;

Fa / (V* Fr) = 2,98 (27)

где, Fr - радиальная нагрузка, Fr = 8,557 кН;

V - коэффициент вращения, при вращении внутреннего кольца подшипника, V = 1,0.

Коэффициент радиальной нагрузки X = 1,0;

Коэффициент осевой нагрузки Y = 0 [8].

Определяем эквивалентную нагрузку, Р, кН, по формуле

, (28)

где, К_б - коэффициент безопасности (учитывает влияние динамической нагрузки на долговечность подшипника),

К_б = 1,25 [8];

Кт - температурный коэффициент (учитывает влияние температуры на долговечность подшипника), Кт = 1,0 [4].

Р = 1,0 * 8,557 * 1,25 * 1,0 = 10,7 кН

Долговечность выбранного подшипника, Lh, ч, определяется по формуле,

, (29)

где, n - частота вращения кольца подшипника, n=74 мин^-1;

p - показатель степени, для роликоподшипников, p=10/3 [8].

L_h = 10⁶ * (1070/10,7)^10/3 / (60*74) = 1,05*10⁶ ч;

Долговечность выбранного подшипника является достаточной, так как требования к долговечности предъявляются к значению

L_h расч. 100 000 часов. [9].

2.4 Расчет шнека на прогиб

Вал шнека рассматривается как балка с равномерно распределенной нагрузкой [9]. Для балки определяется величина прогиба в средней части:

, (30)

где, q - интенсивность нагрузки, Н/м,

q = рd_сред g, (31)

где, d_сред - средний диаметр трубы;

l - длина шнека, м;

- плотность материала трубы, кг/м³;

- толщина стенки трубы, м;

J - момент инерции, м⁴;

Е - модуль упругости материала трубы, Па.

Находим координату центра тяжести витка шнека:

. (32)

y₁ = 0,21/2 + 0,38 = 0,485 м

Находим координату центра тяжести трубы:

.

y₂ = 0,38/2 = 0,19 м (33)



Рисунок 13. - Расчетная схема момента инерции: в-ширина витка; h - высота витка шнека; y₁ - координата центра тяжести витка; y₂ - координата центра тяжести трубы; y_c - координата центра тяжести сечения; d_в, d_ср, d_н - внутренний, средний и наружный диаметры трубы

Площадь сечения витка F₁, м², определяется

. (34)

F₁ = 0,21*0,005 = 1,05*10^-3

Площадь сечения трубы F₂, м², определяется

. (35)

F₂ = 3,14*(0,38² - 0,352²)/4 = 0,047

Координата центра тяжести сечения y_c, м, определяется

, (36)

y_c = (1,05*10^-3*0,485 + 0,047*0,19) / (1,05*10^-3 + + 0,047) = 0,196

Максимальный момент инерции сечения J_мах, м⁴, определяется

. (37)

J_мах = 0,005*0,21³/12 + 0,21*0,005*(0,21/2+0,38-0,196)² + 3,14*0,366²*0,014/8 + 3,14*0,366*0,014*(0,196-0,38/2)² = 8,29*10^-4

Минимальный момент инерции сечения J_min, м⁴, определяется

. (38)

J_min = 0,005*0,21³/12 + 3,14*0,366²*0,014/8 = =7,4*10^-4

Момент инерции шнека J_шнека, м⁴, определяется

. (39)

J_шнека = [(8,29*10^-4)² * (7,4*10^-4)²]^0,5 = 7,83*10^-4

Интенсивность нагрузки q, Н/м, определяется по формуле (31), и имеет значение q = 126 Н/м.

f = 5*126*6,11⁴ / (384*2*10¹¹*7,83*10^-4) = =0,146*10^-4 м

Определяем относительную величину прогиба f/l:

f/l = 0,146*10^-4 / 0,611 = 2,39*10^-5,

что удовлетворяет диапазону допускаемых значений, где отношение f/l должно лежать в пределах от 1,010^-5 до 510^-5 [9].

2.5 Расчет сальникового уплотнения шнека

Рисунок 14. - Конструкция сальникового уплотнения: 1 - корпус; 2 - нажимная втулка; 3 - шпилька; 4 - вал

При расчете сальникового уплотнения определяют его основные конструктивные размеры и размеры затяжных шпилек. Зазор между валом и нижним кольцом сальника не должен превышать 0,5…0,8 мм [12]. При свеженабитом и подтянутым сальнике нажимная втулка должна входить в гнездо корпуса сальника на 15…20% своей высоты.

Толщина слоя набивки Sн не должна быть меньше 3…4 мм. [12].

Среднее значение S_н находят по формуле

, (40)

где, d - диаметр вала, мм.

S_н = 2*185^0,5 = 26,98 мм

Принимаем толщину слоя набивки Sн равной 27 мм, исходя из стандартных значений сечений набивок [5].

Диаметр выточки под набивку d_о, мм, определяется

, (41)

где, к - коэффициент запаса, к = 3…5.

d_о = 185 + 4*185^0,5 = 239,4

Принимаем d_o = 240 мм.

Высота набивки h ? d_o. (42)

h ? 240 мм.

Наибольшее значение высоты набивки, мм

, (43)

h_мах = 8*27= 216

Наименьшее значение высоты набивки, мм

, (44)

h_min = 3*27 = 81

Глубина камеры Н_к, мм, определяется

, (45)

Н_к = 9*27 = 233

Принимаем Н_к = 240 мм.

Длина цилиндрической части нажимной втулки сальника

, (46)

t = 240 - 3*27 = 159 мм

Угол выточки сальниковой камеры = 4560⁰.

Толщина фланца нажимной втулки

, (47)

где d_б - диаметр шпилек, мм.

Внутренний диаметр резьбы шпилек нажимной втулки можно найти из уравнения

, (48)

В правой части уравнения представлена сила, необходимая для затяжки сальника. Это сила равна силе давления уплотняемой среды с учетом дополнительного усилия для сжатия набивки.

Значение дополнительного усилия определяется по формуле

, (49)

где, Р_ср - давление среды в ванне шнека разрывателя, МПа.

Тогда:

(50)

Внутренний диаметр шпилек из уравнения определяется

, (51)

где, _др - допускаемое напряжение растяжения материала шпилек, МПа.

Принимаем материал шпилек - Сталь 45, для которой _др= 118 МПа. [5].

Z_б - количество шпилек, шт.

Число шпилек Z_б определяется в зависимости от размера диаметра вала d. Обычно при d > 80 мм Z_б = 4 [8].

d_ш = [3*(0,24² - 0,185²)*0,705 / (118*4)]^0,5 = =0,0112 мм

Принимаем шпильки М12 - 6g 190.58 ГОСТ 22038 - 70 [15].

Принимаем толщину фланца прижимной втулки, мм

a = 1,25 * 12 = 15

В качестве сальниковой набивки принимаем набивку марки АФВ асбестовую многослойного плетения, пропитанную жировой консистентной смазкой с суспензией фторопласта и графита, сечения 25 25 мм по ГОСТ 5152 - 84 [3].

Список литературы

1. Эйдлин И.Я. Бумагоделательные и отделочные машины. Изд. 3-е, перераб. М.: Лесная промышленность, 1970. - 624 с.

2. Шорохов В.В., Чернокрылов В.П. Примеры и задачи по курсу проектирования и расчета бумагоделательного оборудования. - Архангельск: РИО АЛТИ, 1981. 80 с.

3. Калинин М.И. Справочник механика целлюлозно-бумажного предприятия. - М.: Лесная промышленность, 1983. - 550 с.

4. Старец И.С. Подшипники качения в оборудовании целлюлозно-бумажного производства. Изд. 3-е, перераб. - М.: Лесная промышленность, 1985. - 312 с.

5. Анурьев В.И. Справочник конструктора - машиностроителя: В 3-х. т. Т.2. - 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1980. - 557 с.

6. Мирмов Н.И., Миронова В.В. Варочные котлы периодического и непрерывного действия: методические указания к курсовому и дипломному проектированию по технологии и оборудованию производства целлюлозы. -

Архангельск: РИО АЛТИ, 1983. 44 с.

7. Кокушин Н.Н., Монтаж и ремонт оборудования целлюлозно-бумажного производства: Учебник для вузов - М: Экология, 1991 - 208 с.

8. Максимов В.Ф. Охрана труда в целлюлозно-бумажной промышленности: Учебник для вузов. - М.: Лесная промышленность, 1985. - 352 с.

9. Нипенин Ю.Н., Производство сульфатной целлюлозы: В 3-х т. Т2. - 2-е изд., перераб. - М.: Лесная промышленность, 1990. - 600 с.

10. СТП АГТУ 2.01-99. Проекты дипломные и курсовые. Оформление текста пояснительной записки. - Взамен СТП АЛТИ 2.01-84. - Архангельск: РИО АГТУ, 1998. - 40 с.

11. Справочное руководство по черчению / В.Н. Богданов, И.Ф. Малежик, А.П. Верхола и др. - М.: Машиностроение, 1989. - 864 с.

12. Мирмов Н.И., Миронова В.В. Методы расчета машин и аппаратов целлюлозного производства: Учебное пособие. - Л.:изд. ЛТА, 1984. 80 с.

13. Братчиков Г.Г. Очистка выбросов в целлюлозно-бумажной промышленности М.: Лесная промышленность, 1989. - 256 с.

14. Елькин В.П. Организация и планирование на предприятиях целлюлозно-бумажной промышленности. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию. Архангельск: РИО АГТУ, 1998. - 18 с.

Размещено на Allbest.ru

...