ЛЕКЦИЯ № 1

Литература

1. Конструирование и расчет машин химических производств. Под. ред. Кольмана-Иванова Э.Э.,М.:Машиностроение,1985,408 с.

2. Вихман Г.Л., Круглов С.А. Основы конструирования аппаратов и машин нефтеперерабатывающих заводов, М.:Машиностроение,1986,385 с.

3. Расчет и конструирование машин и аппаратов химических производств / примеры и задачи/ под ред. Михалева М.Ф.,1984,301 с.

4. Скубачевский Б.С. Авиационные газотурбинные двигатели. Конструкция и расчет деталей, М.:Мащиностроение,1974

5. Горохов В.С. Аппараты установок для разделения воздуха, :Машиностроение,1977,232 с.

ЦЕЛЬ КРАМ:

Изучение методов расчета и конструирования наиболее распространенных (типовых) деталей и сборочных единиц машиностроительного оборудования с учетом высокой механической надежности , конструктивного совершенства и требований техники безопасности.

ЗАДАЧА КРАМ:

1. Основные требования, предъявляемые к конструкциям аппаратов и машин;

2. Факторы, определяющие конструкцию основных деталей и сборочных единиц;

3. Поведение основных конструкционных материалов в зависимости от условий работы;

4. Современные методы расчета оборудования, обеспечивающие ему требуемую механическую надежность.

ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ ХОЛОДИЛЬНОЙ И КРИОГЕННОЙ ТЕХНИКИ:

1. Высокие давления и вакуум;

2. Воздействие низких температур;

3. Воздействие агрессивных сред.

Машины и установки холодильного и криогенного машиностроения представляют собой сложную техническую систему, состоящую из большого числа элементов.

При проектировании машины или аппарата применяют блочно-иерархический метод, т.е. задача создания нового оборудования делится на несколько задач меньшей сложности.

Иерархические уровни по видам изделий (ГОСТ 2.101.-68)

1.Деталь.

2.Сборочные единицы.

3.Комплексы.

4.Комплекты.

ОСНОВНЫЕ ЧАСТИ ПРОЦЕССА ПРОЕКТИРОВАНИЯ

1. Стадия НИР (научно-исследовательские работы)- стадия предпроектных исследований, технического задания и технического предложения. Сводится к формулировке технического задания (ТЗ).

2. Стадия ОКР (опытно-конструкторские работы) – стадия эскизного проекта. Проверяется корректность и реализуемость основных принципов и положений будующего проекта. Конечная цель- создание эскизного проекта.

3. Стадия ТП (технического проекта)- стадия всесторонней проработке всех частей проекта, конкретизируется и детализируется технические решения.

4. Стадия РП (рабочего проекта)- стадия формирования всей необходимой документации для изготовления изделия.

5. Создание и испытание опытного образца.

6. Внедрение в промышленность.

ТРЕБОВАНИЯ,ПРЕЪЯВЛЯЕМЫЕ К КОНСТРУКЦИИ

1. Назначение – характеризует функциональные свойства оборудования и определяет назначение машины и аппарата.

2. Технологичность- характеризует свойства изделия, обладающие оптимальным распределением затрат материалов, средств труда и времени при технологической подготовке производства, изготовления и эксплуатации изделия.

3. Надежность и безопасность эксплуатации. Надежность- это свойство объекта сохранять во времени и в установленных пределах значение всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортировки.

4. Экономичность.

5. Эргонамичность.

6. Эстетичность.

7. Патентоспособность

8. Максимальная стандартизация и унификация.

Коэффициент стандартизации – отношение числа стандартных изделий к общему числу.

1. Транспортабельность- возможность перемещения изделия в пространстве

НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ ДОКУМЕНТПЦИЯ

Для того, чтобы обеспечить высокое качество создаваемых изделий, необходимо использовать единую нормативно-техническую документацию.

1. ЕСКД- единая система конструкторской документации

ЕСТД- единая система технологической документации

ЕСДП- единая система допусков и посадок

ЕСЗКС- единая система защиты от коррозии и старения материалов и изделий

ССБТ- система стандартов безопасности труда.

1. Система стандартов

СТ СЭВ, ГОСТ,

ОСТ- отраслевые стандарты

СТП- стандарты предприятия

ТУ- технические условия на разрабатываемую продукцию.

3.Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением (Правила ГОСГОРТЕХНАДЗОРА).

ГОСГОРТЕХНАДЗОР- инспекционный орган по безопасному проведению работ в промышленности

Данные правила распространяются на:

1. сосуды и аппараты, работающие под избыточным давлением более 0,07 МПа без учета гидростатического давления;

2. цилиндры для перевозки сжиженных газов, давление паров которых при температуре ниже 50^оС больше 0,07 МПа;

3. баллоны, предназначенные для перевозки и хранения сжатых сжиженных газов, под давлением свыше 0,07 МПа.

Требования к сосудам:

1.сосуд должен иметь люки для осмотра, продувки и ремонта;

2.сварные швы аппарата должны быть только стыковые;

3.аппарат должен подвергаться пробным гидравлическим испытаниям.

1. СниП – строительные нормы и правила.Регламентируются размещением оборудования по цеху

ОБОЗНАЧЕНИЯ ИСПОЛНЕНИЯ ИЗДЕЛИЯ

1.Учет района работы:

У- район с умеренным климатом

УХЛ- район с умеренным и холодным климатом

Т - тропическое исполнение

О - общеклиматическое исполнение ( кроме районов с очень холодным

климатом)

В - всеклиматическое исполнение

2.Учет места размещения оборудования

1. эксплуатация на открытом воздухе;

2. эксплуатация под навесом, в палатках, кузовах

3. эксплуатация в закрытых помещениях с естественной вентиляцией;

4. эксплуатация в закрытых помещениях с искусственно регулируемыми климатическими условиями;

5. для эксплуатации в помещениях с повышенной влажностью.

Габариты оборудования, перевозимого на железнодорожном транспорте должны соответствовать ГОСТ 9238-73

ТРАНСПОРТАБЕЛЬНОСТЬ
М, т	400	240	120	120	120
D,мм	4380	3900	4000	3800	3200
L,м	11	22	21	37	48

M- масса; D – диаметр; L- длина.

Для перевозки оборудования водным и специальным автомобильным транспортом ограничения менее жесткие.

СТАНДАРТИЗАЦИЯ И УНИФИКАЦИЯ

Стандартизация оборудования- это сведение многочисленных видов изделий одинакового функционального назначения к ограниченному числу обязательных образцов.

Стандартизации подвергаются так же нормы и методы расчетов некоторых видов оборудования и их отдельных элементов. Разработаны ГОСТы для наиболее совершенных конструкций машин. Они определяют типы машин, их основные параметры и размеры, технические требования , правила приемки , методы испытаний, требования безопасности и т.п.

Унификация – сокращение:

1.типов и размеров изделий и их элементов

2.сортамента материалов

3.возможность использования одних и тех же элементов в различных агрегатах для

выполнения одинаковых функций.

Все это облегчает проектирование и изготовление машин и аппаратов, повышает эффективность их использования.

ОСНОВНЫЕ СТАДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

НЕСТАНДАРТНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Разберем на примере проектирования витого теплообменного аппарата.

D

Lоп

L

1. Технологический расчет – определение основных размеров аппарата или машины

1. Конструктивный расчет- определение основных конструктивных размеров аппарата

Определение длины l , lоп – расстояние между опорами, D- диаметр корпуса, z- число ходов, t – шаг трубы, n – число труб.

3.Прочностной или механический расчет – определение механических характеристик:

3.а – Конструкторский ( проектный ) расчет – производится при разработке нового оборудования;

3.б – Проверочный расчет – проверка прочностных характеристик оборудования.

Основный принцип расчета – производится расчет на наихудшие условия, которые могут возникнуть при монтаже, эксплуатации и ремонте оборудования.

ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА

1. Расчет на прочность по допускаемым напряжениям.

Выбираются наиболее опасные сечения детали и в них рассчитываются напряжения. Полученные напряжения сравнивают с допустимыми напряжениями для данного материала.

1. Расчет на жесткость по допускаемым перемещениям. Для машин часто является

основным критерием. Например – вал быстро вращающихся роторов турбомашин – его прогиб может привести к быстрому износу подшипников и к опасным вибрациям машины.

1. Расчет на износ. Определяются среднего и максимального удельного давления в контактирующей паре (гидродинамические подшипники, уплотнение поршень-цилиндр).

На износ влияют- характер поверхности, величина зазора в контактирующей паре, количество смазки в зазоре.

1. Расчет на вибрацию – расчет вала на критическое число оборотов; расчет

Подшипника на пороговое число оборотов и на устойчивость.

1. Расчет на термическую устойчивость.

В машинах при повышении температуры изменяются зазоры в подшипниках, нарушается герметичность.

В аппаратах и трубопроводах – уменьшается длина при понижении температуры .