Лекции (1093315)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Лекция 1

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)

 Деталь.

 Сборочные единицы.

 Комплексы.

 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 будущего 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. Эргономичность.

6. Эстетичность.

7. Патентоспособность

8. Максимальная стандартизация и унификация.

Коэффициент стандартизации - отношение числа стандартных изделий к общему числу.

9. 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.

2. 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 50оС 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.

4. 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.

1. Технологический расчет - определение основных размеров аппарата или машины

2. 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.

2. 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.

3. 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.

4. Расчет на вибрацию - расчет вала на критическое число оборотов; расчет подшипника на пороговое число оборотов и на устойчивость.

5. Расчет на термическую устойчивость.
В машинах при повышении температуры изменяются зазоры в подшипниках, нарушается герметичность. В аппаратах и трубопроводах - уменьшается длина при понижении температуры.

Лекция 2

Материалы холодильной и криогенной техники

Холодильная и криогенная техника включает в себя оборудование для:

1. Получения;

2. Хранения;

3. Транспортирования;

4. Газификации.

Криогенная техника предъявляет ряд специфических требований к материалам и требует учета особенностей, характерных для низкотемпературной области работы оборудования.

В изделиях криогенной техники в зависимости от температурно-силовых условий можно выделить 3 типа конструкций:

1. Работающих при статическом нагружении и температурах выше 70оК - практически вся холодильная техника (стационарные емкости для хранения О2, N2, Ar,CH4; ректификационные колонны ВРУ; теплообменники; статически нагруженные трубопроводы; вакуумные камеры с азотными экранами).

2. Работающие при цикличном нагружении и температурах выше 70оК-транспортные емкости и газификаторы; регенераторы.

3. Оборудование, работающее при температурах ниже 70оК и требующее специальных условий эксплуатации- оборудование для гелиевых и водородных ожижителей; сосуды для жидкого водорода и гелия; оборудование для сверхпроводящих устройств.

Температурные уровни работы оборудования

1. Теплообменники (Т"300К®повышение 400-500К; рекуперативные 300К®понижение 77К-4 К-0К)

2. Регенераторы (теплообменники) -огромный перепад температур по высоте аппарата /КМ "Филипс"/; большое число выключений -до 2 млн.циклов за период эксплуатации

3. Адсорберы -сордция примесей из газа на твердом носителе (цеонит, силикагель) температура регенерации до 600К

4. Детандеры (поршневые и турбо-)-верхний предел 300К, нижний предел 10-15К; размер пары "поршень-цилиндр" h=70 мм,d=50-60 мм, зазор 10-20- мкм

5. Магистральные трубопроводы для жидких криопродуктов- металл подвергаются наиболее частому нагреву и охлаждению

Свойства материалов при низких температурах

1. Химическое воздействие рабочей среды

Важнейшее условие возможности использования материала- совместимость с рабочей средой

А) возможность коррозии:

Кислород может контактировать с металлом в жидком и газообразном состоянии, причем при контакте с жидком O₂ вероятность загорания ? ниже, чем в случае газообразного O₂.

При контакте с жидком O₂ химически активные металлы - титан и его сплавы, Мd и его сплавы - при ударном нагружении могут самопроизвольно загораться.

Условия применения металлов и сплавов в кислородном машиностроении

Материал	Давление O2, МПа
	Скорость потока ,м/с
	0	<0,5	>0,5
Стали углеродистые илегированные	0,64	0,64	0,64
Чугун	3,2	0,8	0,4
Нержавеющие стали типа12Х18Н10Т, 30Х13	16	4	2
Алюминиевые сплавы типаАМ,Амц,АД1	3,2	0,64	0,4
Медь, никель и сплавы на их основе	42	42	42

Б) Влияние водорода Н2: растворяется во многих металлах, вызывает охрупчивание сталей с ОЦ и К решетками и сплавов на основе титана.

В) Взаимодействие фреонов с маслами поршневых компрессоров.

2. Физические свойства

А) Плотность:

 r_стали=7800 кг/м3;

 r_меди=8900 кг/м3;

 r_титана=4500 кг/м3;

 r_{алюминия}=2750 кг/м3;

 r_{воздуха} =1,29 кг/м3 при нормальных условиях

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов лекций