Расчёт барабанной вращающейся печи

Изгибающие моменты в любом  сечении бандажа с углом j, отсчитываемым от верхней части вертикального диаметра против часовой стрелки, определяются по следующим формулам:

 

Значения  изгибающих моментов, действующих на бандаж, рассчитываем на ЭВМ по программе "BANDAV 3". Исходные данные для расчета сведем в таблицу 5.5, а результаты расчета – в таблицу 4.6.

 

 Таблица  4.5 – Исходные данные для расчета  изгибающих моментов

 

Q, кН	R, м	b, рад	Dj, рад	n, шт	P1, кН	P2, кН	T, кН	P3, кН	P4, кН	a1, рад	a2, рад	a3, рад	a4, рад	a5, рад
105,75	0,8	2,617	0,174	14	6,71	18,83	61,05	27,22	30,21	1,794	2,243	2,617	2,691	3,14

 

 Таблица 5.6 – Результаты расчета изгибающих моментов, кН×м

 

М1	М2	М3	М4	М5	М6	М7	М8	М9	М10	М11	М12	М13	М14	М15	М16	М17	М18	М19
1,144	1,101	0,97	0,76	0,472	0,118	-0,292	-0,746	-1,229	-1.728	-2,228	-2,046	-1,586	-0,766	2,279	5,202	1,649	-0,424	-2,536

 

По полученным значениям строим эпюру изгибающих моментов (приложение Р).

Максимальный изгибающий момент лежит в сечениях при j = 150° и j = 210° и равен:

 

5.2.5 Определение высоты сечения бандажа

 

Высота сечения бандажа определяется по формуле [26]:

 

Принимаем h = 0,15 м.

Условие прочности для бандажа записывается в виде:

Момент сопротивления сечения  бандажа

 

5.2.6 Определение эквивалентных напряжений в бандаже

 

Эквивалентные напряжения в бандаже определяются по третьей гипотезе прочности:

Максимальные и минимальные  напряжения выбираются из трёх, полученных при расчетах по следующим формулам:

где   – контактные напряжения,

        – максимальные изгибные напряжения,

           – эллиптическая координата, изменяемая от 0 до 1.

 

Результаты расчета напряжений приведены в таблице 4.7.

 

Таблица 5.7 – Результаты расчета напряжений

 

0	-141,6	-282	-236	140,4
0,1	-128,125	-238,258	-234,825	110,133
0,2	-115,932	-201,084	-231,357	115,425
0,3	-104,9	-169,902	-225,764	120,864
0,4	-94,9917	-144,089	-218,302	123,384
0,5	-85,885	-122,993	-209,289	123,405
0,6	-77,712	-105,961	-199,078	121,366
0,7	-70,316	-92,366	-188,022	117,706
0,8	-63,625	-81,626	-176,457	112,832
0,9	-57,57	-73,221	-164,68	107,109
1	-52,092	-66,698	-152,941	100,849

 

Проверяем условие прочности:

 

 

5.6.3 Определение напряжений от действия краевых сил и моментов

 

Расчетная схема соединения цилиндрической обечайки с плоской крышкой приведена на рисунке 4.8.

Рисунок 5.8 – Расчетная сема соединения цилиндрической обечайки с плоской крышкой

 

Дополнительное напряжение на краю обечайки определяется по формуле:

[s] – допускаемое напряжение материала при расчетной температуре 650°С, МПа.

Расчетное значение модуля продольной упругости при расчетной температуре 650°С для стали 12Х18Н10Т равно:

Уравнение совместности деформации:

где – соответственно радиальные и угловые деформации края

 

 

 цилиндрической обечайки под действием нагрузок р, Q₀, М₀.

 

Подставляя соответствующие значения деформации получим:

Так как s = s_п =0,01м, то преобразуя данную систему получим:

где

Из уравнений получаем:

Производя преобразования, и, решив  совместно оба этих уравнения, подставляя одно в другое получим:

 

В результате получаем М₀ = 7,88×10^-5 Мнм/м, Q₀ = 1,38×10^-3 МН/м.

Меридиональное напряжение на краю обечайки:

 

Кольцевое напряжение на краю обечайки:

Максимальное напряжение на краю обечайки:

 

Условие прочности в месте сопряжения выполняется:

 

 

5.6.4 Расчет питателя

 

Принимаем частоту вращения вала шнека питателя из соотношения:

 

Коэффициент проскальзывания  материала:

 

шаг винта

где   D_п- диаметр питателя, м.

Производительность шнекового  питателя рассчитывается по формуле:

Потребляемая мощность шнекового питателя определяется по формуле:

где   H – высота подъема материала, м;

         L – длина подачи, м;

         K – коэффициент, учитывающий потери на трение;

 

В качестве привода шнекового  питателя принимаем электродвигатель 4А80В6У3 мощностью 0,55 кВт ГОСТ 19523 – 74, частотой вращения 750 об/мин, редуктор ЦУ – 160 – 4,0 – 12У2, ЦУ – 200 – 5,0 – 12У2 ГОСТ 21426 – 75.

Диаметр вала шнека питателя определяется по формуле:

 

где   М_кр – крутящий момент, передаваемый валом,

         [t] – допускаемое напряжение на кручение для материала вала, Па.

 

Принимаем d = 0,03 м.

 

Результаты расчета  барабанной вращающейся сушильной  печи приведены в таблице 5.8.

 

Таблица 5.8 – Характеристика барабанной сушильной печи

 

Внутренний диаметр  барабана, м	0.255
Длина барабана, м	1.7
Толщина стенки барабана, м	0,02
Наружный диаметр бандажа, м	0.3
Высота сечения бандажа, м	0,15
Ширина бандажа, м	0,03
Диаметр опорного ролика, м	0,5
Ширина опорного ролика, м	0,16
Диаметр регулировочного  винта, м	0,01
Средний диаметр упорного ролика, м	0,25
Ширина упорного ролика, м	0,01
Внутренний диаметр  питателя, м	0,16
Диаметр вала шнека питателя, м	0,03