Доманський І.В, Ісаков В.П та ін. Машини та апарати хімічних виробництв: Приклади та завдання. Машини та апарати хімічних виробництв Козулін Н.А., Соколов В.М., Шапіро А.Я. Приклади та завдання щодо курсу обладнання заводів хімічної промисловості

Машини та апарати хімічних виробництв

Курс лекцій

1. Класифікація хімічних машин та апаратів. 2

2. Апарати для перемішування рідких середовищ. 2

3. Конструкції апаратів. 4

4. Механічні пристрої, що перемішують. 5

5. Методика розрахунку перемішують пристроїв. 13

6. Приводи мішалок. 19

7. Ущільнення. 29

8. Фільтри. Класифікація неоднорідних систем. 42

9. Фільтри для розподілу суспензій. 42

10. Класифікація фільтрів. 44

11. Типові конструкції. 44

12. Центрифуги. 56

13. Класифікація центрифуг. 57

14. Способи розвантаження осаду з роторів центрифуг. 59

15. Конструкції центрифуг. 67

16. Методика розрахунку. 74

17. Основні положення розрахунку на міцність роторів центрифуг. 82

18. Критична швидкість валів. 86

19. Трубопровідні системи. Класифікація технологічних трубопровідних систем 90

20. Запірна арматура. 94

21. Крани.. 95

22. Вентилі. 101

23. Засувки. 106

24. Реактори хімічної промисловості. 109

25. Класифікація хімічних реакцій. 110

26. Класифікація реакторів. 110

27. Апарати ідеального витіснення, ідеального змішування та проміжного типу 112

28. Реактори щодо гомогенних реакцій у газовій фазі. 114

29. Реактори для системи рідина – рідина. 117

30. Черв'якові машини. Призначення та класифікація. 120

31. Схема черв'ячної машини. 120

32. Теоретичні основипереробки матеріалу не черв'ячних машин. 122

33. Валкові машини.. 127

34. Конструкція валкових машин. 128

35. Основні деталі та вузли валкових машин. 131

Основні поняття та визначення

Машиною - називається пристрій для переробки матеріалу, причому матеріал може змінити форму, розміри, але не змінює хімічного складу.

Апаратом називається пристрій для переробки матеріалу, при цьому матеріал змінює свої фізико-механічні властивості.

Класифікація хімічних машин та апаратів

Класифікацією називається логічна операція, яка полягає у поділі безлічі предметів за виявленими подібностями на окремі групи. Класифікація машин та апаратів здійснюється для впорядкування номенклатур та спеціалізації заводів хімічного машинобудування. Як приклад можна навести укрупнену класифікацію хімічного обладнання, що включає 20 груп. При цьому було виділено 15 груп обладнання з хімічного процесу:

1. Апарати ємнісного типу з пристроями, що перемішують.

2. Апарати ємнісного типу з нерухомими пристроями

3. Фільтри

4. Центрифуги

5. Рідинні сепаратори

6. Кристалізатори

7. Гранулятори

8. Теплообмінні апарати

9. Випарні апарати

10. Колони

11. Сушильні апарати

12. Апарати з обертовими барабанами для випалу, сушіння та кристалізації

13. Електролізери

14. Фарботермальні машини

15 Промислові печі

Три групи за специфічними якостями самої апаратури:

1. Апарати високого тиску (Р.>64 кг/см2)

2. Емальована апаратура

3. Апарати з неметалевих матеріалів

Конструкції апаратів

Вибір апаратів з пристроями, що перемішують, і конструктивні особливості апаратів визначаються характеристикою процесу, властивостями середовища, що перемішується, продуктивністю технологічної лінії, температурними параметрами процесу і тиском, при якому процес здійснюється. Таке різноманіття чинників, які впливають вибір конструкції, ускладнює завдання оптимального проектування апаратів.

Основні процеси хімічної технології, для здійснення яких використовуються апарати з мішалками, проводяться, як правило, у рідкому неоднорідному середовищі. Під рідким неоднорідним середовищем розуміється одно-або багатокомпонентне середовище з нерівномірною концентрацією або температурою, а також рідка неоднорідна система, що складається з дисперсної фази, розподіленої в рідкому середовищі.

У практиці найбільшого поширення набув механічний метод перемішування рідких середовищ, здійснюваний шляхом механічного впливу робочого органу (мішалки) на робоче середовище.

Цей метод перемішування використовується в апараті, що складається, як правило, з корпусу, пристрою, що перемішує, і його приводу.

Найбільш важливе значення в роботі апарату має тип і конструкція пристрою, що перемішується, робота якого полягає в перетворенні впорядкованої механічної енергії обертових елементів в невпорядковану теплову енергію за рахунок сил опору, створюваних корпусом апарату. В результаті цього пристрій, що перемішує, здійснює диссипацію енергії в обсязі апарату, величина якої залежить як від конструкції мішалки і характеристики приводу, так і від конструкції апарату і його внутрішніх пристроїв. Всі ці характеристики апарату в сукупності визначають потужність перемішування N. Мірою потужності перемішування може служити об'ємна потужність, що характеризує дисипацію в апараті:

Де V ж- Об'єм рідини, що перемішується, рівний при коефіцієнті заповнення апараті j =1,0 обсягу апарату V (під коефіцієнтом j в даному випадку розуміється відношення V ж / V).

В апараті будь-якого об'єму в залежності від частоти обертання n мають місце різні гідродинамічні режими руху рідини, що визначають величину Е. Області роботи апаратів тому можуть бути охарактеризовані мірою цієї величини – критерієм потужності Kn, який визначають за формулою:

, (1.2)

де r - щільність середовища, що перемішується, ; d – діаметр мішалки, м, n-кількість оборотів мішалки, c -1 .

Для апаратів всіх типів значення Kn визначається, в першу чергу, відцентровим критерієм Рейнольдса Reц, оскільки:

, (1.3)

При цьому:

, (1.4)

Де m – динамічний коефіцієнт в'язкості.

Залежність (1.3) характеризує найзагальніші закономірності руху рідини в апараті.

Приводи мішалок

Тихохідні мішалки - лопатеві, якірні і т. п. - зазвичай обертаються від індивідуального електродвигуна через зубчасту передачу.

Приводи зазвичай встановлюють на кришках апаратів, в яких працює мішалка, іноді на балках або рамах, укріплених на даху. Якщо вал довгий, то днище судини монтується додаткова опора. У сучасних конструкціях привод зазвичай здійснюється безпосередньо від електродвигуна, через редуктор.

Для комбінованих мішалок застосовуються приводи типу, зображеного малюнку 14.

Малюнок 14 -Привід комбінованої мішалки.

Від валу обертання 1 передається через дві конічні зубчасті передачі: через колеса 3 і 5 в одному напрямку і через колеса 2 і 4 у зворотному напрямку. Якщо передавальні числа обох пар однакові, то вали коліс 4 і 5 обертатимуться з однаковою швидкістю, але у різні боки.

Якщо комбінована мішалка складається з тихохідної та швидкохідної мішалок, ставляться два незалежні приводи. Якірна мішалка приводиться у обертання від електродвигуна через пару конічних коліс, а турбінна – від свого електродвигуна (вали з'єднані муфтам).

Якщо місця на кришці судини або над нею недостатньо, привід розташовують під посудиною, що, однак, вимагає установки гарного ущільнення сальника.

Приводи пропелерних мішалок найчастіше здійснюються залежно від швидкості обертання: 1. від електродвигуна безпосередньо пов'язаного з валом мішалки; 2.від електродвигуна через шестерну передачу; 3. від електродвигуна з вбудованим редуктором; 4.від електродвигуна через клинопасову передачу.

Приклад приводу першого типу стаціонарних пропелерів показаний малюнку 15.

Застосовуються також електродвигуни з регульованим числом оборотів, що робить мішалку більш універсальною, у тих випадках, коли в процесі перемішування різко змінюється в'язкість системи.

Для вертикальних стаціонарних пропелерів, при звичайних на практиці діаметрах і швидкостях обертання валів вважають допустимою довжину валу до 1,8 м. Якщо необхідно мати велику довжину, то вживають наступні заходи: 1. Встановлюють стабілізатори у вигляді наварених на лопаті пропелера крилець (рисунок 16 ) або у вигляді широкого кільця зі спицями, що зміцнюється на кінці валу (рисунок 16б).

2. Встановлюють кінцеві підшипники, що монтуються на днищі судини, як це показано на малюнок 17а і б. 3. Встановлюють додатковий підшипник у приводі (рисунок 18а) або додатковий винесений підшипник (рисунок 18в).

Рисунок 15 – Привід пропелерної мішалки.

Малюнок 18 - Додаткові підшипники у приводах мішалок.

Для зменшення довжини валу вдаються до встановлення приводу під судиною. Коротші вали мають також бічні мішалки, привід яких встановлюється або на вертикальній стінці судини, або на днищі у разі горизонтальних судин. Стійки служать для рухомого закріплення нижнього кінця валу органу, що перемішує. Опори складаються (рисунок 19) зі стійки 1, до якої болтами 7 прикріплений підшипник 2, в ньому закріплена штифтами 5 нерухома втулка 4. На нижньому кінці валу закріплена болтом 6 рухома втулка 3, яка обертається разом з валом всередині нерухомої втулки.

Втулки виготовляють із чавуну, графіту, капрону, текстоліту або фторопласту-4, інші деталі з вуглецевої сталі для нейтральних середовищ або з корозійностійких матеріалів для агресивних середовищ.

З точки зору розподілу навантажень найбільш раціональні приводи з кінцевими підшипниками, однак, у багатьох випадках через корозійну або абразивну дію середовища їх не можна встановлювати.

Кінцеві підшипники в апараті працюють у дуже важких умовах: їх неможливо змащувати, вони погано.

1-стійка; 2-підшипник; 3-рухлива втулка; 4- нерухома втулка; 5- штифти; 6,7- болти Рисунок 19 - Опори кінцеві внутрішні для вертикальних валів пристроїв, що перемішують.

доступні для огляду та ремонту. Конструкція підшипника має забезпечувати вільну циркуляцію рідини через нього. На малюнку 20а показаний типовий кінцевий підшипник (підп'ятник). Підп'ятник, показаний малюнку 20б застосовується для футерованих апаратів. Конічна основа цього підп'ятника забезпечує йому високу жорсткість і оберігає футерування поблизу підп'ятника від руйнування.

а)

б)а) типова конструкція; б) підп'ятник для футерованих апаратів

Малюнок 20 -

Кінцеві підшипники.

, (1.38)

При роботі мішалки без кінцевого підшипника можлива поява крутильних коливань консольного валу мішалки, що є наслідком динамічних навантажень на вал від середовища, що перемішується, умов закріплення валу в опорах, конструкції мішалки. При неправильному обліку у процесі конструювання таких важливих критеріїв надійності, як жорсткість та вібростійкість, експлуатація апаратів з мішалками зустрічає низку труднощів. Якщо вал з мішалкою не відбалансований і його підшипникових опорах є люфт d , то можливе відхилення нижнього кінця валу на величину s. Схема відхилення валу з двома опорами підшипниковими зображена на малюнок 22. З подоби трикутників (рисунок 22) отримуємо співвідношення: .

Тобто. коливання валу залежить від величини люфту d і відношення L/ З подоби трикутників (рисунок 22) отримуємо співвідношення: l З подоби трикутників (рисунок 22) отримуємо співвідношення: 4. Для зменшення крутильних коливань валу після кріплення мішалки він має бути статично відбалансований. При небезпеці виникнення крутильних коливань, що ведуть до порушення роботи сальника, або при великих значеннях L/ З подоби трикутників (рисунок 22) отримуємо співвідношення: необхідна установка кінцевого підшипника.

Крутильні коливання викликають підвищений знос підшипників та сальника. Кінцевий підшипник усуває крутильні коливання, покращуючи роботу сальника та підшипникових опор. Хоча кінцевий підшипник працює в агресивному середовищі, застосування його для нормальної роботи апарату необхідно за великої довжини або високої частоти обертання валу.

Для забезпечення співвісності обох втулок (малюнок 19) може застосовуватися кінцевий підшипник (малюнок 23), в якому обойма втулки, що не обертається, має кульову поверхню, що дає можливість встановлювати вісь цієї втулки в потрібному напрямку.

1-вал; 2- обертова втулка; 3 - необертається текстолітова втулка; 4-обійми.

Малюнок 23 -Кінцевий підшипник з кульовою обоймою

Кріплення мішалок . У найпростіших конструкціях лопаті приварюють безпосередньо до валу. Однак елементи кріпляться на валу за допомогою роз'ємних з'єднань. Зазвичай мішалка складається з маточини, до якої приварюються лопаті. Ступиця кріпиться на валу за допомогою шпонки та стопорних пристроїв, що перешкоджають осьовому зміщенню. У разі встановлення мішалки в середині валу її закріплюють стопорним гвинтом (малюнок 24а), при встановленні на кінці валу – кінцевою гайкою (малюнок 24б) або за допомогою двох напівкілець, які закладаються в кільцеву виточку на валу (малюнок 24.в).

а) стопорним гвинтом; б) кінцевою гайкою; в) півкільцями

Малюнок 24 -Способи кріплення мішалок на валу.

При конструюванні мішалок необхідно враховувати умови монтажу. Мішалки невеликих апаратів (діаметром 1,2 м і менше) зазвичай збираються разом із кришкою і разом із нею встановлюються в апарат. Вони повинні мати мінімум роз'ємних з'єднань. Мішалки для великогабаритних апаратів доцільно робити роз'ємними частин таких розмірів, які можна пронести через лаз апарата. Це дає можливість розбирати мішалку при ремонтних та монтажні роботи, не знімаючи кришку та привід. У цільнозварних апаратах мішалка обов'язкова має бути розбірною.

Муфти служать для з'єднання валу приводу із валом мішалки. Застосовують переважно нормалізовані муфти двох типів – поздовжньо-роз'ємні та зубчасті.

Поздовжньо-роз'ємні муфти застосовують для жорсткого з'єднання вихідного валу редуктора (мотор-редуктор) з валом пристрою, що перемішує з проміжним валом при будь-якому числі проміжних опор. Муфта складається (рисунок 25) з корпусу 1 (утворюється двома половинами), фланців накидних 2 і шпильок 5 з шайбами ​​і гайками. Сполучені кінці валів мають кільцеві проточки, на які надіте розрізне кільце 3, половинки його скріплюються двома пружинами 4. Зверху надіті на шпонці половини корпусу, після затягування шпильок фланців виходить жорстке співвісне з'єднання валів.

Зубчасті муфти застосовують для з'єднання вихідних валів мотор-редуктора та електродвигуна (гідромотора) з проміжним валом при двох проміжних опорах. Муфта складається (малюнок 26) із зубчастої обойми 1, укріпленої шпонкою на валу мотор-редуктора, і зубчастої втулки 2, що сидить на шпонці на проміжному валу. Зуби втулки входять до западини обойми. Муфта передає момент, що крутить, але не з'єднує вали жорстко по осі.

Ущільнення

Для створення герметичності між нерухомим корпусом апарату і валом, що обертається, служить ущільнення. Залежно від фізико-хімічних характеристик та параметрів робочих середовищ, а також вимог виробничої санітарії, техніки безпеки та пожежонебезпечності апарати для перемішування рідких середовищ комплектуються сальниковимиабо торцевимиущільненнями, гідрозатворамиабо мають герметичнийпривід.

Сальникове ущільнення складається з корпусу, грундбукси, натискної втулки, сальникової та стягуючих шпильок (рисунок 27). Ущільнення досягається притисканням сальникового набивання до валу, що обертається. Між валом про грундбукс залишається зазор 0,5 - 0,75 мм, а між валом і натискною втулкою - кілька - більший зазор (1 - 1,5 мм). Ці зазори усувають можливість зношування валу в зазначених місцях. Для виготовлення грундбукси та натискної втулки використовується чавун. За відсутності зазору між валом та грундбуксою остання має виготовлятися з бронзи.

1 – корпус; 2- натискна втулка; 3-набивання; 4 - наполегливе кільце (грундбукса).

Малюнок 27 -Сальник.

У деяких випадках сальниковий пристрій одночасно є опорою для валу (підшипником ковзання). Тоді зазор між валом та натискною втулкою робиться мінімальним, тобто. на посадці ковзання. Натискна втулка забезпечується пристроєм для подачі та розподілу мастила та виготовляється з бронзи або забезпечується бронзовим вкладишем.

Сальник (малюнок 28) у середині шару сальникового набивання має сальникове кільце, яке забезпечує рівномірне підведення мастила по всьому периметру валу в середину набивання. Для відведення тепла сальник забезпечується сорочкою, що охолоджує.

1 – корпус; 2- сорочка; 3- натискна втулка; 4-набивання; 5- мастильне кільце; 6- наполегливе кільце (грундбукса) .

Малюнок 28 -сальник зі змащувальним кільцем.

Як сальникові набивання найчастіше застосовуються бавовняні, прядив'яні та азбестові матеріали.

Нижче наведені граничні температури, за яких можуть використовуватися набивання.

Таблиця 1.2 – Граничні температури для сальникових набивок.

Перераховані набивання можуть застосовуватися при тисках 0,6-4 Мпа в залежності від температури і використовуваного просочення. Просочення служить для поліпшення герметизації та зниження коефіцієнта тертя набивання провал. Для просочення набивок застосовують сало, парафін, бітум, графіт, рідке скло, тавот, віскозин тощо.

З зазначених вище набивок слід зазначити фторопласт. Він має малий коефіцієнт тертя, тому термін його служби у кілька десятків разів більший, ніж у інших матеріалів. Цьому сприяє його висока хімічна стійкість. Недоліки фторопласту – порівняно висока твердість (що потребує великих зусиль при затягуванні сальника) та висока вартість. Ці недоліки усуваються в набиванні з азбестового шнура, просоченого фторопластової суспензією.

При високих температурах(t > 300 ° С) використовуються сухі набивання. Найбільш поширене сухе набивання марки АГ-50 складається з 50% графіту, 45% довговолокнистого азбесту та 5% алюмінієвої пудри. Витік ущільненого середовища в сухих набивках відбувається внаслідок їх пористості. Навіть при високих тисках пресування набивання (30 - 60 МПа) вона залишається пористою, оскільки її компоненти – азбест і графіт – є пористими тілами.

Сальникові ущільнення застосовують в апаратах, що працюють при тисках до 0,1 МПа та температурі до 70°. Їх не можна застосовувати при вакуумі, переробці в апаратах отруйних та вибухонебезпечних середовищ. Швидкість валу – від 5 до 320 об/хв.

Для нормальної роботи сальника необхідно, щоб зусилля притискання нижніх шарів до валу дорівнювало тиску середовища. Зусилля притискання набивання до валу діє в радіальному напрямку, тоді як підтискання набивання натискною втулкою проводиться в осьовому напрямку. Схема роботи сальника зображено малюнку 29. Якби набивної служила ідеальна рідина, то осьове і радіальне зусилля дорівнювали (Р х = Р у) переважають у всіх її ділянках. Однак, оскільки набивання є деформованим твердим тілом, то Р х<= Р у и, кроме того, сила прижатия набивки к валу будет изменяться по высоте сальниковой камеры вследствие трения набивки о вал и корпус при её деформации, т.е. при сжатии.

1 – вал; 2 – натискна втулка; 3 корпус.

Малюнок 29 -Схема розподілу зусиль у сальнику.

Зв'язок осьового та радіального зусиль можна виразити залежністю:

Величина m залежить від матеріалу набивання, тиску та інших факторів і змінюється в межах від 1,5 до 5.

Закон зміни осьової сили по висоті сальника можна подати так:

, (1.40)

Де S = (D-d) / 2; f = m ТР / m; m ТР - коефіцієнт тертя набивання обвал і корпус сальника.

У нижній частині при у = 0 справедлива рівність Р у = Р 0, а верхньої при y = h - рівність Р у = Р 0 ехр (2 f h / S). Величина осьового зусилля у верхній частині дозволяє за площею перерізу набивання визначити зусилля затягу та розрахувати стяжні шпильки.

При спільному розв'язанні рівнянь (1.39) і (1.40) отримаємо закон зміни радіальної сили висотою набивання, тобто. сили притискання набивання до валу:

, (1.41)

Епюру зміни сили притискання набивання до валу зображено на малюнку 29. При віддаленні від натискної втулки ця сила зменшується. При великій висоті сальникового набивання зменшення радіальної сили буде значним. Ефективний перерозподіл радіальної сили може бути досягнуто в конструкції подвійного сальника, однак подвійний сальник застосування не знаходить, так як його експлуатація дуже складна.

Якби набивання було абсолютно твердим тілом, то на противагу припущенню про ідеальну рідину, притискання набивання до валу повинно бути повністю відсутнім. Для твердого тіла, що деформується, зусилля притискання набивання до валу становитиме деяку частину від осьового зусилля. Збільшення сили притискання можна досягти конструктивним прийомом - виготовлення ущільнювальних кілець набивання з конусними поверхнями. Для реальних набивання цей прийом широко використовується.

Визначимо потужність, що втрачається на тертя у сальнику. Для елемента набивання висотою dy сила тертя дорівнює:

Після підстановки значення Р х із рівняння (1.41) та інтегрування в межах від 0 до h отримуємо:

, (1.43)

З урахуванням f = m тр / m маємо:

, (1.44)

Потужність, що втрачається на тертя, буде рівна:

, (1.46)

Коефіцієнт тертя f при обертанні валу має менше значення, ніж при нерухомому валі, крім того, він змінюється при зміні тиску. Врахувати все це для різноманітних набивок при використанні рівняння (1.45) складно, тому переходять до емпіричної залежності (1.46), яка для практичних розрахунків набуває вигляду:

Таблиця 1.3 – Вплив геометричних розмірів сальникового набивання на втрати потужності.

Ширина сальникового набивання S, мм визначається по діаметру валу:

, (1.48)

Торцеве ущільнення. У цьому ущільненні герметичність досягається за рахунок щільного підібгання по торцевих площинах двох деталей - обертової та нерухомої. Герметичність у такому з'єднанні може бути досягнута тільки при високій якості обробки прилеглих поверхонь. Нерівності 1мкм порушують нормальну роботу торцевого ущільнення. Поверхні тертя піддаються шліфування та притирання, і мають високу чистоту обробки (№ 10 - № 12), вони можуть бути плоскими, сферичними або конусними. Плоскі поверхні використовуються частіше, т.к. при доведенні легше отримати хорошу чистоту поверхні тертя, ширина кільцевої поверхні тертя має бути великою (менше 6 - 8 мм).

У хімічній промисловості торцеві ущільнення застосовуються як для реакторів, а й у відцентрових насосів. Торцеве ущільнення для герметизації апаратів представлене малюнку 30. Кільце 2 отримує обертання від валу через водило 4, що складається з двох половинок, стягують вал, і через шпильки 3. Нерухоме кільце 7 з'єднане з сильфоном. Тяги 6 з пружиною дають можливість регулювати силу підібгання кілець 2 і 7, сильфон 8 дозволяє компенсувати биття валу.

1 – корпус; 2 - кільце, що обертається; 3 – шпилька; 4 - водило; 5 – пружина; 6 – тяга; 7 - нерухоме кільце; 8 - сильфон .

Малюнок 30 -Торцеве ущільнення.

ущільнення (рисунок 30) працює при тиску 2 * 10 3 - 1,6 * 10 6 Па, температурі до 250 ° С та частоті обертання до 10 с -1 .

Переваги - менші витоку, ніж у сальнику, так як при роботі під вакуумом підсмоктування повітря відсутня, втрати потужності складають десяті частки втрат потужності на тертя в сальнику, не потрібно обслуговування, що пояснюється великою зносостійкістю пари тертя (а отже, довговічністю) і гарною роботою при биття валу.

Недоліки – висока вартість та складність ремонту.

Основним вузлом торцевого ущільнення є пара тертя. Матеріал, з якого вона виготовлена, повинен мати зносостійкість і малий коефіцієнт тертя. Використовуються такі матеріали: кислостійка сталь – одне кільце; вуглеграфіт, бронза або фторопласт – інше кільце. Фторопласт застосовується тільки у разі невеликих тисків і при невисоких швидкостях пари тертя, так як він має холоднокровність. По конструкції торцеве ущільнення може бути внутрішнім та зовнішнім, одинарним та подвійним. Ущільнення, зображене малюнку 30, є зовнішнім.

У внутрішнього ущільнення кільце, що обертається, і натискні пружини розташовані всередині апарату в робочому середовищі. Подвійне ущільнення має дві пари тертя і практично є двома послідовними одинарними ущільненнями. У подвійному ущільненні між двома парами тертя міститься замикаюче середовище, що запобігає витоку і відводить тепло тертя.

У хімічній промисловості найбільш поширеними є такі типи торцевих ущільнень: а) подвійне торцеве ущільнення типу ТД (ліва частина малюнок 31), призначене для герметизації валів апаратів для перемішування вибухонебезпечних, токсичних, пожежонебезпечних, отруйних і подібних їм середовищ (тип ТД-6) та при тисках до 3,2 МПа (тип ТД-32); б) подвійне торцеве ущільнення ТДП (права частина малюнок 31) з вбудованим підшипником, призначене для герметизації валів апаратів для перемішування вибухонебезпечних, токсичних, отруйних та подібних до них середовищ; в) торцеве ущільнення типу ТСК, в якому використано сильфон із сталі 12Х18Н10Т (рисунок 32), призначене для герметизації валів апаратів для перемішування вибухонебезпечних, токсичних та отруйних середовищ, що знаходяться під тиском.

1 - нерухомі ущільнювальні кільця; 2 - рухомі кільця ущільнювачів; 3 – пружина; 4 – корпус; 5 – вбудований опорний підшипник.

Малюнок 31 -Подвійне торцеве ущільнення типу ТД (ліва частина малюнка) та типу ТДП (права частина малюнка).

Дані торцеві ущільнення застосовують в апаратах, що працюють при надмірному тиску до 1,6 МПа або залишковому тиску не менше 0,0027 МПа та температурі від -20 до +50°С.

Конструкція торцевого ущільнення (рисунок 32.), що складається з рухомого кільця 5, з00 6 вузлом сильфона 7. Корпус 8 закритий зверху кришкою 1 і прикріплений фланцями та болтами 9 до кришки апарата.

1 – кришка; 2 – пружина; 3 - рухоме кільце; 4 - нерухоме кільце; 5 – сільфон; 6 – корпус; 7 – болт.

Малюнок 32 -Торцеве ущільнення типу ТСК.

Сильфон є тонкостінною трубкою з гофрованою поверхнею.

Змащування кілець, що труться, і охолодження проводять проточною водою, що циркулює в порожнині кришки. Вода, що потрапила через поверхню ущільнювача, збирається в нижній частині корпусу, званої уловлювачем, і виводиться через штуцер. Нерухомі та рухомі кільця (пари тертя) виготовляють з вуглеграфіту, сталей 12Х18Н10Т, 40Х13, 95Х18, сплавів хостелою Д або ситалів.

Розглянемо роботу торцевого ущільнення (рис. 33).

Малюнок 33- Рух середовища у зазорі між кільцями торцевого ущільнення

Рух середовища у зазорі між кільцями в циліндричних координатах описується рівнянням:

, (1.53)

У торцевому ущільненні одне з кілець обертається, тому крім сил тиску та тертя на величину витоків впливає сила інерції. Якщо кутову швидкість обертання середовища в зазорі визначати як середню арифметичну кутових швидкостей обертання кілець, то рівняння (1.61) з урахуванням сили інерції набуде вигляду:

, (1.65)

Після інтегрування та перетворення величини витоків визначаться виразом:

, (1.66)

Таким чином, підвищення частоти обертання валу збільшує витоку при роботі апарату під тиском і зменшує витоку при роботі апарату під вакуумом.

Герметичні електроприводи . Апарати для перемішування високотоксичних, високо агресивних або пожежонебезпечних середовищ зазвичай комплектують електроприводами герметичними. Приводи цього типу є конструкцією, в якій активні елементи ротора і статора електродвигуна захищені від впливу середовища, що перемішується за допомогою спеціальної ізоляції (мокрий статор) або спеціальних захисних гільз (сухий статор) . Герметичні електроприводи з "мокрим" або "сухим" статором можуть бути газозаповненими та рідиннозаповненими.

У газозаповненому електроприводі (рисунок 35) ротор, що обертається газової порожнини, встановлений на підшипниках кочення. Статорна порожнина електродвигуна захищена від контакту з парами середовища, що перемішується тонкостінною захисною гільзою 5. У разі необхідності захисна гільза може бути також встановлена ​​на роторі 11. В електроприводах за подібним типом підшипники кочення зазвичай змащують консистентним або звичайним мастилом, що подається через штуцер.

З пеціальність вищої освітиIсходіві

Підготовка фахівця з даної спеціальності передбачає формування певних професійних компетенцій, що включають знання та вміння з організації та керівництва всім комплексом робіт з технічного обслуговування та ремонту технологічного обладнанняхімічних виробництв та підприємств будматеріалів; розроблення та оформлення нормативних документів з організації та проведення ремонту та монтажу обладнання; планування, управління та організаційного забезпечення діяльності; навчання персоналу до роботи на хімічних підприємствах, виробництвах будматеріалів та інших.

Інженер-механік».

Об'єктами професійної діяльності спеціаліста є:

Машини, апарати, технологічні установки хімічних та фармацевтичних виробництв та підприємств будівельних матеріалів;

Конструкторська, технологічна та управлінська документація;

Спеціалізований інструмент та засоби механізації ремонтних та монтажних робіт;

Спеціальні програмні засоби.

• Інженер;
• Інженер-дослідник;
• Інженер-контролер;
• Інженер-механік;
• Інженер з впровадження нової техніки та технології;
• Інженер з комплектації обладнання;
• Інженер з механізації та автоматизації виробничих процесів;
• Інженер з налагодження та випробувань;
• Інженер з інструменту;
• Інженер з технічного нагляду;
• Інженер-конструктор;
• Конструктор.

Спеціальність середньої спеціальної освіти

Спеціальність забезпечує отримання кваліфікації. Технік-механік».

Сферою професійної діяльності спеціаліста є:

• хімічні підприємства;
• нафтопереробне виробництво;
• підприємства будівельних матеріалів;
• спеціалізовані ремонтно-монтажні установи.

Після закінчення навчання випускники вищезгаданої спеціальності можуть обіймати такі посади:

• Технік;
• Технік з налагодження та випробувань;
• Технік з експлуатації та ремонту обладнання.

Навчання проводиться у закладах освіти:

• - - дн - >>>
• УО "Білоруський державний технологічний університет" - Машини та апарати хімічних виробництв та підприємств будівельних матеріалів- заочна - >>>
• УО "Білоруський державний технологічний університет" - Машини та апарати хімічних виробництв та підприємств будівельних матеріалів >>>
• - Машини та апарати хімічних виробництв та підприємств будівельних матеріалів- дн - >>>
• УО "Полоцький державний університет" - Машини та апарати хімічних виробництв та підприємств будівельних матеріалів- заочна скорочений термін - >>>

• Філія БДТУ "Білоруський державний коледж промисловості будівельних матеріалів" - Машини та апарати хімічних виробництв та підприємств будівельних матеріалів. Технічне обслуговування та ремонт обладнання підприємств будівельних матеріалів та виробів- дн - >>>
• - Машини та апарати хімічних виробництв та підприємств будівельних матеріалів (технічне обслуговування та ремонт обладнання підприємств хімічного та нафтопереробного виробництва)- дн - >>>
• УО "Новополоцький державний політехнічний коледж" - Машини та апарати хімічних виробництв та підприємств будівельних матеріалів (технічне обслуговування та ремонт обладнання підприємств хімічного та нафтогазопереробного виробництва)- заочна - >>>
• Технологічний коледж УО "Гродненський державний університет ім. Я. Купали" - Машини та апарати хімічних виробництв та підприємств будівельних матеріалів- дн - >>>
• Філія БНТУ "Солігорський державний гірничо-хімічний коледж" - Машини та апарати хімічних виробництв та підприємств будівельних матеріалів- заочна - >>>
• ДУО "Бобруйский державний механіко-технологічний коледж" - Машини та апарати хімічних виробництв та підприємств будівельних матеріалів- дн - >>>

Л.: Машинобудування, Лєнг. від. , 1982. – 384 с.

Машини та апарати хімічних виробництв у представленому навчальному посібнику розглядаються як об'єкти, у прикладах технологічних розрахунків яких розкривається взаємозв'язок фізико-хімічних процесів, що протікають у них. Аналогічні питання розглядаються у відомій книзі К. Ф. Павлова, П. Г. Романкова та А. А. Носкова «Приклади та завдання з курсу процесів та апаратів хімічної технології». Однак у сучасної системипідготовки інженерів-механіків для хімічної промисловості курс «Процеси та апарати хімічної технології», еволюціонуючи, поступово перетворюється на інженерно-фізичну дисципліну, що охоплює спеціалізовані розділи гідромеханіки, теплофізики та масопереносу. Нині його основне завдання полягає в ознайомленні студентів з теорією окремих явищ перенесення (в їхньому інженерному додатку), що, природно, відсунуло на задній план вивчення безпосередньо хімічної апаратури. Заповнення цієї прогалини взяв він курс «Машини та апарати хімічних виробництв», що є спеціальної дисципліною на завершальній стадії підготовки інженерів-механіків. Але основне його завдання – показати студентам на наочних прикладівможливість використання та узагальнення всіх інженерних знань, які вони отримали у процесі навчання. Звідси випливає і методична цілеспрямованість посібника – прищепити студентам та молодим спеціалістам навички комплексного використання закономірностей гідромеханіки, тепло-масообміну та макрокінетики хімічних перетворень у розрахунках хімічного обладнання.
Велику увагу приділено у посібнику конструктивному оформленню машин і апаратів з урахуванням специфіки процесу або способу обробки речовини. При виборі об'єктів вивчення надано перевагу найбільш поширеній стандартизованій апаратурі, на яку в першу чергу повинен орієнтуватися інженер у своїй повсякденній практиці. Досить різноманітний асортимент цієї апаратури та необхідний для її розрахунків довідковий матеріал дає можливість широко використовувати посібник при курсовому та дипломному проектуванні як майбутнім інженерам-механікам, так і хімікам-технологам.
Особливо корисно воно буде студентам вечірнього та заочного навчання, які при самостійному вивченні машин та апаратів краще засвоюють методи їх розрахунку, аналізуючи зміст конкретних прикладів. У ряді прикладів, спрямованих на підбір простого за принципом дії обладнання, методика розрахунку дана спрощеною, що часто використовується при попередніх проектних опрацюваннях хімічних виробництв. На заняттях ці випадки слід обговорювати особливо, щоб студенти не мали ілюзії простоти розрахунків машин і апаратів.

Подібні розділи

Дивіться також

Барсуков Б., Калекін В. Конструювання та розрахунок елементів обладнання галузі

• формат pdf
• розмір 17.28 МБ
• додано 01 жовтня 2011 р.

ОмДТУ. – Омськ: Вид-во ОмДТУ, 2007 – 150 с. Навч. посібник для вузів за спеціальністю "Машини та апарати хімічних виробництв" У навчальному посібнику наведено основні принципи конструювання елементів машин і апаратів хімічних та нафтохімічних виробництв, тонкостінних судин, щільноміцних роз'ємних з'єднань, апаратів високого тиску, елементів колонних апаратів, принципів розрахунку швидко обертання елементів, працюю...

• формат djvu
• розмір 5.29 МБ
• додано 17 жовтня 2011 р.

Козулін Н.А., Соколов В.М., Шапіро А.Я. Приклади та завдання щодо курсу обладнання заводів хімічної промисловості

• формат pdf
• розмір 48.41 МБ
• додано 02 грудня 2011 р.

Москва-Ленінград, Машинобудування, 1966. – 491 с. У навчальному посібнику розглянуто основні елементи об'ємних, теплових та силових розрахунків машин та апаратів хімічного виробництва; приклади розрахунків та контрольні завдання охоплюють основні елементи розрахунків по кожному типу обладнання. Рішенням прикладів передує у кожному розділі стислий виклад методики розрахунків. Навчальний посібникпризначений для хіміко-технологічних втузів за курсом "Машини...

Понікаров І.І. та ін Розрахунки машин та апаратів хімічних виробництв та нафтогазопераробки

• формат djvu
• розмір 12.88 МБ
• додано 16 січня 2011 р.

М.: Альфа-М, 2008. – 720 с. Викладаються основні співвідношення для технологічних та механічних розрахунків основного хімічного обладнання (машини для дроблення та помелу матеріалів, теплообмінні, масообмінні, реакційні апарати, апарати для поділу неоднорідних середовищ, трубопроводи, монтажне обладнання). Наводяться приклади розрахунків, завдання самостійної роботи, і навіть довідкові дані. Для студентів вищих та середніх навчальних закладів.

Понікаров І.І., Перелигін О.А. та ін. Машини та апарати хімічних виробництв

• формат djvu
• розмір 8.1 МБ
• додано 13 лютого 2010 р.

Підручник для ВНЗ за спеціальністю «Машини та апарати хімічних виробництв та підприємств будівельних матеріалів /І. І. Понікаров, О. А. Перелигін, В. Н. Доронін, М. Г. Гайнуллін. - М: Машинобудування, 1989. - 368 с: іл. Допущено Державним комітетомСРСР за народною освітою як підручник для студента вузів, які навчаються за спеціальністю Машини та апарати хімічних виробництв та підприємств будівельних матеріалів. Описані кон...

Семакіна О.К. Машини та апарати хімічних виробництв

• формат pdf
• розмір 1.98 МБ
• додано 25 липня 2011 р.

Навчальний посібник. – Томськ, ТПУ, 2011. – 127 с. У посібнику описані основні розділи, включені до програми дисципліни «Машини та апарати хімічних виробництв»: теплообмінні апарати, масообмінні апарати та апарати для сушіння матеріалів. Призначено для студентів, які навчаються за спеціальністю 240801 - "Машини та апарати хімічних виробництв".

Машини та апарати хімічних виробництввикликають непідробний інтерес з боку працівників сфери та звичайних людей. З огляду на те, що хімічна галузь досить специфічна, то й техніка, задіяна у виробництві, теж унікальна.

Сфера застосування машин та апаратів хімічного виробництва

Хімічна апаратура потрібна для термодинамічних та гідромеханічних процесів.

Гідромеханічні – найбільш прості процесиу хімічній галузі. Пристрої для них працюють за принципом поділу: вони ділять неоднорідні суміші та рідини, очищають їх від твердих частинок. Сенс цього процесу полягає у очищенні газів від забруднень. В даному випадку залучають осадювально-фільтруючу центрифугу. Апарат спочатку фільтрує рідину або газ, а фільтр відокремлює тверді частинки. Потім відбувається осадження. Цей процес досить повільний, тому що сила тяжіння, що діє на дрібні частки, невелика.

Мішалка здійснює перемішування частинок. Установка для приготування емульсій і суспензій потрібна, щоб спочатку подрібнити реагент, а потім перетворити його в суміш з потрібною концентрацією.

Процес переміщення потоків у хімічних апаратах виконує хімічний насос. Він працює з агресивними рідинами у високотоксичних середовищах. Компресорна машина незамінна у виробництві. Вона охолоджує та стискає гази.

Як проходять термодинамічні процеси у хімічному секторі виробництва та які прилади використовуються.

Теплові хімічні процеси протікають у насадочних абсорберах. Абсорбери бувають плівкові, барботажні, насадкові, розпилювальні. Абсорбція – це процес поглинання газових сумішей рідкими поглиначами.

Апарат для обробленого осмосу. Це мембранний процес поділу, основу якого лежить проникнення дифузного речовини через мембрану. До машин та апаратів хімічних виробництввідноситься прилад циклічної рефлектації. Він займається поділом рідких речовин у вигляді перегонки.

Установка для екстракції. Екстракція – це вилучення з розчинів тіл із застосуванням екстрагенту. Сушарки видаляють вологу шляхом дифузії та випаровування.

Це лише маленький перелік апаратів і машин, задіяних у хімічному виробництві. Природно, виробництво розвивається, представляючи нові технології обробки речовин.

Восени відбудеться міжнародна виставка "Хімія". Організатором виставки цього разу став ЦВК «Експоцентр». Велика галузева виставка святкує свій ювілей. А це означає, що захід буде особливим. Міжнародні та вітчизняні делегати та експоненти представлять інноваційні досягнення хімічного виробництва, ознайомлять відвідувачів із відкриттями хімічної індустрії. Буде представлено перспективи розвитку, тенденції ринку, останні досягнення аналітичного та лабораторного обладнання, здатного забезпечити функціонування будь-якої сучасної лабораторії.

Особлива увага приділятиметься хімічним реактивам та сировині. Пройде атестація випробувального обладнання. Майже все обладнання буде продемонстровано.

Цей захід приваблює наукових діячів, виконавчу владу та простих відвідувачів. Тематика виставки:

• проектування лабораторій;


• безпечне виробництво;


• біотехнології у медичній, текстильній, харчовій промисловості;


• досягнення хімічного виробництва

У рамках проекту проводитиметься широка ділова програма. Круглий стіл, семінари та конференції – все це відбуватиметься на експозиції «Хімія».

На виставці будуть порушуватись питання:

• грамотного керування технічним виробництвом;


• проектування складів та терміналів;


• наукових досліджень та технологій.

Все це дозволить провести захід, який зацікавить не лише тих, хто задіяний у галузі чи цікавиться хімічним виробництвом, а й пересічних жителів. Виставка дозволить знайти нових партнерів, зміцнити ті, що вже відбулися. ділові відносини. У цьому основну роль грає вигідне розташування комплексу: хороша дорожня розв'язка, станції метро, ​​розташовані поблизу, наявність поблизу бізнес-центру.

Читайте інші наші статті:

Вступ

Стан, напрям та перспективи розвитку ремонтних служб на підприємствах будівельних матеріалів.

Стан та перспективи розвитку ремонтних служб на підприємствах будівельних матеріалів повністю залежать від фінансового станута якості роботи цих підприємств. Успішно працюючі підприємства мають фінансові та матеріальні засоби для того, щоб забезпечити якісну роботута розвиток своїх ремонтних служб шляхом заміни та модернізації застарілого технологічного обладнання, придбання сучасного ремонтного обладнання, Матеріали, запасні частини. Підприємства, що погано працюють, через брак матеріальних і фінансових ресурсів забезпечити всім необхідним ремонтні служби не можуть, що негативно позначається на їх роботі та розвитку.

В даний час основними напрямками розвитку ремонтних служб підприємств будівельних матеріалів є:

1) підвищення рівня їхньої механізації, що покращує продуктивність праці ремонтних робітників;

2) впровадження у практику роботи сучасних передових технологій ремонту та відновлення несправних деталей машин, що підвищує їх надійність та довговічність, скорочує аварійність;

3) вдосконалення організації ремонтів та технічного обслуговування технологічного обладнання за рахунок застосування прогресивних методів та способів ремонту машин;

4) широке застосування матеріалів-замінників дорогих кольорових металів та сплавів при ремонті обладнання;

5) посилення вимог до якості використовуваних запасних частин, ремонтних матеріалів та виконання ремонтних операцій;

6) підвищення якості ремонтних робіт шляхом підвищення кваліфікації ремонтного персоналу за допомогою різних формнавчання.

Роль та значення ремонтних служб для якості роботи підприємств

Стійка та успішна робота підприємств залежить від стану та якості роботи технологічного обладнання. Технологічне обладнання, що знаходиться в хорошому технічному стані, має низький рівень аварійності, високий коефіцієнт використання та експлуатаційні показники, виробляє продукцію високої якості. Це дозволяє підприємству ритмічно працювати, випускати великий обсяг продукції з відносно низькою собівартістю, оскільки витрати на утримання устаткування лягають на собівартість продукції, що, зрештою, робить її конкурентоспроможною над ринком. Поганий технічний стан технологічного обладнання негативно впливає на роботу підприємства в цілому: часта його аварійність знижує обсяги продукції, що випускається, що, в кінцевому рахунку, робить її конкурентоспроможною на ринку.

Поганий технічний стан технологічного обладнання негативно впливає на роботу підприємства і тому часта його аварійність знижує обсяги продукції, що випускається, а незадовільний технічний стан знижує рівень її якості і підвищує, собівартість, так як збільшуються витрати на ліквідацію аварій.

Так як основним завданням ремонтних служб підприємств будівельних матеріалів є підтримка технологічного обладнання у справному стані, тому якість їх роботи безпосередньо впливає на якість роботи підприємств в цілому.

Значення якості капітальних ремонтів для довговічності машини

Капітальні ремонти машин проводяться з метою відновлення працездатності, втраченої в процесі експлуатації через зношування інших несправностей деталей та вузлів. Якісно виконані капітальні ремонти підвищують надійність і довговічність машин, тому що відновлюю зазори та натяги у сполученнях деталей та машин загалом. Тому довговічність машин можна збільшити лише підвищенням якості їх експлуатації, технічного обслуговування та ремонтів.

1. Загальна частина

1.1 Коротка характеристика підприємства та його роботи

ВАТ "Красносільбудматеріали" є найбільшим виробникомбудівельних матеріалів у Республіці Білорусь. Його основою є цементний завод, що виробляє близько 1.5 млн. тонн на рік. Крім нього до складу ВАТ входять:

1) завод азбестоцементних виробів, що випускає 1160 кілометрів умовних азбестоцементних труб, 112,8 млн. умовних азбестоцементних хвилястих листів, 60 тис. м тротуарних плит, 50 тис. тонн сухих будівельних сумішей і 100 тонн поліетиленової плівки;

2) вапняний завод, що випускає 431тис.тонн вапна і 70 тис.тонн дрібногранульованого крейди на рік.

Продукція ВАТ "Красносельскстройматериалы" має великий попит як у країні, і у країнах ближнього і далекого зарубіжжя. Технологічне обладнання підприємства працює у важких умовах у складі потокових технологічних лінійтому на підтримку його у працездатному стані витрачаються дуже великі кошти.

1.2 Існуюча для підприємства організація капітальних ремонтів оборудования

Ремонтною базою ВАТ "Красносільбудматеріали" є ремонтно-механічний цех, силами якого виконуються капітальні ремонти технологічного обладнання. Капітальні ремонти проводяться за річними та місячними графіками, що розробляються відділом головного механіка. Відповідальним за їх підготовку та проведення є головний механікпідприємства. Машини в капітальний ремонт приймаються комісією під головуванням головного інженера підприємства у складі: головного механіка та головного енергетика, механіка та начальника цеху-власника машини та керівника ремонту, що призначається з інженерно-технічних працівників (ІТР) РМЦ. Ця ж комісія приймає відремонтовану машину в експлуатацію.

1.3 Застосування, призначення та умови роботи машини, їх вплив на зношування деталей. Список деталей, що швидко зношуються

Сушильний барабан на цементному заводі ВАТ "Красносільбуд-матеріали" використовується для сушіння гранульованого шлаку, який додається до клінкеру при помелі його на цемент. Встановлено його поза приміщенням, на відкритому повітрі. Його деталі працюють в умовах змінних навантажень, а корпус-при високих температурах та вологості матеріалу. Це негативно позначається з їхньої міцності через окислення і викликає, ще, образивний знос. До швидкозношувані деталі сушильного барабана відносяться: корпус барабана, пересипні полиці, зубчасті колеса, підшипники, осі роликів, вали.

1.4 Обґрунтування теми дипломного проекту

В організації капітальних ремонтів технологічного обладнання на ВАТ "Красносільбудматеріали" є ряд недоліків: не розраховується потреба робітників та ремонтного обладнання для виконання ремонту, тому не витримуються терміни простою машин у ремонті; не розробляється докладно технологія розбирання, складання машин та ремонту та відновлення їх деталей та вузлів; не завжди ретельно готуються ремонти, що негативно позначається на їх якості та термінах проведення. Оскільки тема дипломного проекту спрямовано усунення зазначених недоліків, вона актуальна підприємствам.

2. Організаційна частина

2.1 Вибір методу та способу капітального ремонту

У промисловості будівельних матеріалів (ПСМ) застосовується знеособлений та необезлічний методи та подетальний, вузловий, агрегатно-вузловий, агрегатний, блоковий та машинозмінний способи ремонту машин. Вибір методу та способу залежить від конструкції машини та їх загальної кількості, що застосовується в цьому цеху, форми організації ремонтних служб Т.к. на ВАТ "Красносельбудматеріали" для проведення капітальних ремонтів машин є ремонтний фонд запасних частин, вузлів та агрегатів машини (редукторів, валів, їх складальних одиниць та деталей) найбільш підходящим для капітального ремонту сушильного барабана будуть знеособлений метод та агрегатно-вузловий спосіб які приймаємо за основу. При вибраному способі ремонт сушильного барабана полягає в тому, що несправні вузли та агрегати (роликоопори, підвінцова шестерня і т. д.) замінюються на нові або відремонтовані, заздалегідь підготовлені, взяті з ремонтного фонду. При цьому скорочується час простою машини у ремонті та знижується розряд ремонтних робіт. Знеособлений метод полягає в тому, що несправні деталі, вузли та агрегати знімаються з машини та вирушають на ремонт у ремонтно-механічний цех (РМЦ) і на цю машину вже не встановлюються. Він також зменшує час простою машини, підвищує якість та знижує витрати на ремонт.

2.2 Мережевий графік капітального ремонту машини

2.2 Мережевий графік капітального ремонту сушильного барабана.

Побудова мережного графіка капітального ремонту машини, визначення тривалості ремонту дозволяє наочно уявити весь ремонтний процес. Показує послідовність операцій та його взаємозв'язок. Дає можливість визначити трудомісткість ремонтних робіт та час простою машини у ремонті.

Таблиця 1. Перелік робіт при капітальному ремонтісушильного барабана

	Номер та найменування ремонтної роботи		Трудно ємність, год/год		Кількість виконавців		Час виконання, годинник		Умовне позначення
	Чищення, миття, дефектування корпусу барабана, пересипних поличок, бандажів та роликоопор
	Ремонт корпусу барабана, пересипних поличок, бандажів та роликоопор
	Демонтаж приводу та системи змащення
	Демонтаж ущільнень барабана
	Демонтаж барабану
	Демонтаж роликоопор
	Чищення,мийка,дефектування фундаментних плит
	Ремонт фундаментних плит
Встановлення роликоопор
Встановлення барабана
Встановлення ущільнень
Установка приводу та системи змащення
Обкатка та випробування машини, пуск в експлуатацію
Розбирання приводу та системи змащення на деталі, їх чищення, миття, дефектування
Ремонт деталей приводу та системи змащення
Складання приводу та системи змащення
Чищення, розбирання, миття, дефектування ущільнень
Ремонт ущільнень
Чищення, миття, дефектування та розбирання роликоопор барабана
Ремонт роликоопор
Складання роликоопор

Будуємо мережевий графік за даними таблиці 1. Виписуємо з мережевого графіка капітального ремонту сушильного барабана всі можливі шляхи ремонту машини:

1 шлях - L1 - (1-2) - (2-3) - (3-4) - (4-5) - (5-6) - (6-7) - (7-8) - (8- 9) - (9-10) - (10-11) - (11-12) - (12-13) - (13-14);

2 шлях - L2 - (1-2) - (2-3) - (3-4) - (4-15) -(15-16) - (16-12) - (12-13) - (13- 14);

3 шлях - L3 - (1-2) - (2-3) - (3-4) - (4-5) - (5-6) - (6-7) - (7-18) - (18- 19) - (19-9) - (9-10) - (10-11) - (11-12) - (12-13) - (13-14);

4 шлях - L4 - (1-2) - (2-3) - (3-4) - (4-5) - (5-17) - (17-11) - (11-12) - (12 -13) - (13-14);

Визначаємо час простою (ротора) сушильного барабана на кожному із шляхів:

t (L1) = 1 +20 +1 +1 +1 +1 +1 +7 +2 +1 +1 +6 + 48 -91ч;

t (L2) = 1 + 20 + 1 + 2 + 8 + 3 + 6 + 48 = 89 год;

t(L3) = 1 +20 +1 + 1 + 1 + 1 +3 + 8 + 3 + 2 +1 + 1 +6 + 48 = 97 год;

t (L4) = 1 + 20 + 1 + -1 + 1 + 1 + 1 + 6 + 48 = 80 год;

Шлях (L 3) є критичним, тому що він має найбільший часта його час приймаємо за розрахунковий: t (L3) = tnp = 97 год.

2.3 Розрахунок трудомісткості ремонтних робіт

Визначаємо фактичну трудомісткість слюсарних та зварювальних робітпри виконанні одного капітального ремонту

де Тк – повна нормативна трудомісткість одного капітального ремонту Тк = 800 чол.ч. (Л-4) – С. 184.

nразб, nсб, ncв - відсоток трудомісткості відповідно до розбіркових, складальних і зварювальних робіт від повної; nразб = 14%, nсб = 16%, ncв = 12%.

К1 - коефіцієнт, що враховує термін експлуатації машини; приймаємо К1 = 1,1;

К2 – коефіцієнт, що враховує місце проведення ремонту; приймаємо К1 = 1,2 - при ремонті поза приміщенням;

К3 - коефіцієнт, що враховує температуру середовища; приймаємо К1 = 1. (Л – 4) – С. 19, табл.1.

Tсл = 0,01 × 960 × (14 + 16) × 1,1 × 1,2 × 1 = 317 чол.ч.;

Tсв = 0,01 × 800 × 12 × 1,1 × 1,2 × 1 = 127 чол.ч.

Визначаємо сумарну трудомісткість слюсарних та зварювальних робіт за формулою:

Tсум. = Tсл + Tсв = 317 + 127 = 444 чол.ч.

2.4 Розрахунок потреби робочих до виконання капітального ремонту

Визначаємо час простою машини на добу:

tnp = tnp / 8 × n см

де п см – змінність роботи ремонтних бригад; приймаємо п см = 3;

tпр = 97/8 × 3 = 4 добу.

Визначаємо фонд часу одного слюсаря та зварювальника за весь період ремонту:

Фсл = Фсв = 8 × tnp = 8 × 4 = 32 год

Визначаємо кількість слюсарів та зварювальників:

mp.cл. = Тcл/Фсл; mр.св. = Тсв/Фсв;

mр.сл. = 317/32 = 10,4;

приймаємо тр. = 10 чол.; тр.св. = 127/30,6 = 4 чол. Визначаємо склад бригад:

Перша бригада - 4 слюсарі та 2 зварювальники;

Друга бригада - 3 слюсаря і 1 зварювальник;

Третя бригада - 3 слюсаря і 1 зварювальник.

2.5 Підбір ремонтного устаткування

Для успішного проведення капітального ремонту сушильного барабана важливо забезпечити його необхідним ремонтним обладнанням. Його вибір проводиться нижче.

Для демонтажу та встановлення деталей, вузлів та агрегатів та їх переміщення при розбиранні та збиранні сушильного барабана буде використовуватись. Стріловий кран на пневмоколісному ходу, вантажопідйомністю 250 КН та гідродомкрати вантажопідйомністю 1000КН. Для їх зачіпки будуть використовуватися вантажозахоплювальні пристрої, що відповідають їх вазі.

Для виконання електрозварювальних робіт двома зварювальниками в кожній бригаді вибираємо два зварювальні апарати: один - змінного струму марки СТАН 700, а інший - постійного струму - ПСО-300. Для виконання газорізальних робіт для кожної бригади підбираємо:

1) один комплект газорізальної апаратури;

2) балони для кисню та пропан-бутану - у міру потреби;

3) візок для перевезення газових балонів - один на всі бригади.

Для огородження місця проведення електрозварювальних робіт підбираємо два переносні щити. Для миття деталей використовуватиметься мийна ванна ОМ-13-16. Для зберігання ганчірки буде використовуватися герметична металева скринька, розділена вертикальною перегородкою на два відсіки - для свіжої та

Використана ганчір'я. Для зберігання дрібних деталей, знятих з машини та нових, будуть використовуватися два металеві стелажі. Для встановлення на ремонтному майданчику знятих з машини роликоопор викладатимуть клітки з дерев'яних шпал. Відповідно до Правил пожежної безпекина ремонтному майданчику буде встановлено пожежний щит, обладнаний пожежним інвентарем, та скриньку для піску. Для розбирання вузлів та агрегатів сушильного барабана будуть використовуватись гідродомкрати та знімники. Для зачистки зварювальних швіві задирок (задирів) на деталях буде використовуватися ручна переносна електрошліфувальна машинка. Для свердління отворів у деталях використовуватиметься електродриль.

2.6 Робота з підготовки капітального ремонту машини

Успішне виконання капітального ремонту сушильного барабана значною мірою залежить від підготовки. Роботи з підготовки включають:

- Складання відомостей дефектів його вузлів. Їх складають при зупинках сушильного барабана на поточні ремонти та технічні обслуговування(ТІ).

- Визначення обсягу та номенклатури робіт з подальшого капітального ремонту на основі даних відомостей дефектів.

– Складання кошторису витрат на майбутній капітальний ремонт, розробка технологічних карток на ремонт та відновлення несправних деталей та вузлів, які будуть замінені під час ремонту, їх креслень.

– Виготовлення або придбання матеріалів та запасних частин, які потрібні для капітального ремонту. Після виготовлення чи придбання вони мають пройти технічний контроль якості, доставлені на ремонтний майданчик та підготовлені до зберігання до початку ремонту.

– Підготовку ремонтного майданчика, коли з нього видаляють усі сторонні предмети, огороджують. Підводять стиснене повітря та воду, обладнують пости для підключення ремонтного обладнання.

– Доставку на ремонтний майданчик ремонтного обладнання, його встановлення, огляд, підключення та перевірку у роботі.

- Створення ремонтних бригад з робітників РМЦ та їх інструктаж з техніки безпеки при виконанні ремонтних робіт, пожежної безпеки та технології ремонтних робіт.

– розробку графіка проведення капітального ремонту.

Безпосередньо перед зупинкою на капітальний ремонт сушильний барабан повинен бути очищений зовні та зсередини від залишків матеріалу, бруду та олії та відключений від електричної мережі.

2.7 Здавання машини в ремонт

У капітальний ремонт сушильний барабан здається відповідно до річного та місячного графіків ремонтів та ТО обладнання начальником цеху-власника. Приймає його в ремонт комісія під головуванням головного інженера та головного енергетика, представника відділу техніки безпеки, механіка цеху та керівника капітального ремонту. Комісія перевіряє, як підготовлений ремонт, оглядає сушильний барабан, і за задовільних результатів – приймає його в ремонт. Прийомка оформляється актом встановленої СТОіР форми, який підписують усі члени комісії. Якщо ж комісія виявить якісь недоліки у підготовці ремонту, вона переносить термін приймання та видає розпорядження відповідальним за підготовку (головний механік) на усунення виявлених недоліків.

2.8 Приймання машини з ремонту та здавання в експлуатацію

З ремонту сушильний барабан приймається після обкатки та випробування тією самою комісією, яка приймала його в ремонт. Комісія знайомиться з актом обкатки та випробування, оглядає машину, оцінює якість ремонту та складання та приймає сушильний барабан в експлуатацію при задовільній оцінці якості ремонту. Прийомка оформляється актом, який підписується всіма членами комісії. Якщо ж при прийомі буде виявлено якісь недоліки, комісія встановлює нову дату приймання.

3. Технологічна частина

3.1 Чищення, миття машини, її деталей, вузлів та агрегатів

Чищення і миття сушильного барабана зовні і всередині його корпусу виконується технологічним персоналом, що його обслуговує, при підготовці до ремонту. Для цього використовуються ломи, лопати, металеві скребки та щітки, ганчір'я, вода під тиском і стиснене повітря з гумових шлангів. У процесі ремонту сушильного барабана чищення та миття агрегатів, вузлів і деталей проводиться в кілька стадій: після зняття їх з машини, розбирання агрегатів на вузли та вузлів на деталі. Це робиться з метою провести їх якісне дефектування і ремонт, тому що бруд, іржа і мастило ускладнюють проведення таких робіт. З великих деталей та вузлів сушильного барабана (роликоопор, їх рам, корпусу, барабана, бандажів, корпусів підшипників) спочатку лопатами, ломиками, скребками видаляють бруд, потім обдувають стисненим повітрям. Відносно невеликі деталі та вузли миють у мийній ванні, встановленій на ремонтному майданчику, у гасі або дизельному паливі та миючих розчинах вручну із застосуванням ганчірки. Іржу видаляють розчинами 25% соляної кислоти з додаванням 1% цинку, витримуючи протягом 2-3 годин, нагар видаляють витримкою деталей у ванні з розчином кальцинованої та каустичної соди, мила при температурі 80-90°С, після чого промивають спочатку в холодній, а потім у гарячій воді або обробкою сталевими щітками, шаберами.

3.2 Технологія розбирання машини, обладнання та інструменти, що застосовується

Для розбирання сушильного барабана використовується кран-стріловий, вантажопідйомністю 25 тс, гідродомкрати вантажопідйомністю 100 тс, переносні інвентарні ліси Q - 5тс, гвинтові знімники і для розбирання знятих вузлів - обладнання ремонтно-механічного цеху підприємства. Розбирають його в наступному порядку: система подачі та спалювання палива - електродвигун - редуктор - огородження - підвінцова шестерня та вінцова шестерня, - ущільнення корпусу барабана - корпус барабана - роликоопори. Рами роликоопор ремонтують на місці установки.

У вінцевої шестерні спочатку розбирають болтові з'єднання кріплення верхньої половини до корпусу і до другої половини (для цього перед розбиранням барабаном приводом повертають так, щоб площина її роз'єму була горизонтальною), потім верхню половину знімають і укладають на шпальні клітини на ремонтному майданчику. Потім намотують на корпус канати лебідок, закріпивши кінці на корпусі, повертають його на 180°. І так само знімають другу половину. Корпус барабана знімають так: під нього встановлюють чотири гідродомкрати, на них укладають два заздалегідь виготовлені сталеві пояси, домкратами піднімають його на висоту 150-200 мм, під пояси укладають клітини з дерев'яних брусів і на них опускають пояси.

Роликоопоры спочатку від'єднують від рами, розбирають їх регулювальні пристрої та лебідками або домкратами корпусу їх підшипників переміщують від осі барабана по напрямних рами і потім знімають з неї.

3.3 Дефектування деталей і вузлів, інструменти, що застосовуються

Дефектуванням деталей називається встановлення їх технічного стану. Для цього застосовуються огляди та вимірювання інструментами.

Корпус барабана може мати такі дефекти:

Зношування внутрішньої поверхні, тріщини. Для визначення зносу до стінки барабана паралельно осі прикладають повірочну лінійку і вимірювальною лінійкою вимірюють зазори між поверхнями. Окремі ділянки корпусу, що мають зношування стін понад 20% їх товщини, вибраковуються. Тріщини визначаються візуально. Деталі коміркових теплообмінників і пересипних полиць усередині барабана можуть мати зноси, вигин та скручування, що визначаються візуально або виміром їх товщини штангенциркулями, лінійками.

Бандажі можуть мати знос у вигляді розкочування та лущення поверхонь катання, задираки та тріщини. Величину зносів визначають вимірюванням їх товщини лінійками та діаметрів у 3-х перерізах (по краях та посередині), для чого рулетку обмотують навколо бандажа та вимірюють довжину кола. Довжину кіл можна виміряти під час роботи барабана прикладанням каліброваних роликів до поверхні катання. Лушпиння визначається візуально. Задираки та тріщини визначаються візуально. Бандажі вибраковуються при зношуванні понад 20%.

Опорні та завзяті ролики можуть мати знос опорної поверхні, внаслідок чого з'являється овальність і конусність, задираки та тріщини. Зношування їх визначається вимірюванням діаметрів 3-х перерізах рулеткою, обчислюється овальність і конусність. Ролики вибраковуються при тріщинах глибиною понад 20% товщини кільця і ​​зменшенні його через знос так само на 20%.

У вінцевої та підвінцової шестерень відбувається зношування, фарбування та поломка зубів, і задираки на їх поверхнях, що утворили тріщин: на обід. Зношування зубів визначається вимірюванням штангензубодером або шаблоном і набором щупів їх товщини. При зносі зубів понад 30%, фарбуванні та поломці шестерні підлягають вибраковуванню. Шестерні редуктора мають такі самі несправності.

Посадкові поверхні підвінцової шестерні, роликів, шестерен редуктора, муфт можуть мати знос, задираки, овальність і конусність, тріщини на маточині.

Зношування визначається виміром їх діаметрів нутроміром, інші дефекти - візуально. Вибраковують при зносах, понад допустимих і наскрізних тріщинах. Шпонкові пази можуть мати знос у вигляді зминання бічних поверхонь, який вимірюється шаблонами та набором щупів.

Підшипники кочення можуть мати знос у вигляді раковин поверхонь кілець, тіл кочення/тріщин, руйнування, зминання, тріщини та руйнування сепараторів. Зминання, тріщини визначаються візуально, а зношування - вимірюванням індикаторами годинного типу биття зовнішніх кілець щодо внутрішніх у пристосуваннях. При зносах, понад допустимих (визначаються за таблицями), тріщинах та поломках підшипники вибраковуються.

Рами роликоопор можуть мати корозію, вигин та скручування окремих елементів. Тріщини та поломку. Вигин і скручування визначається вимірюванням зазорів вимірювальною лінійкою, між поверхнями елементів і повірочної лінійки, що прикладається до них, інші дефекти - візуально.

Вал приводний, вали редукторів та осі роликів можуть мати такі несправності:

1) знос робочих поверхонь шийок, задираки, знос стінок шпонкових пазів, задираки на них, знос шліце;

2) знос різьбових поверхонь, зминання та зрив ниток різьблення;

3) скручування шийок, вигин осей.

Для визначення зносу шийок мікрометром вимірюють їх діаметри в 3-х перерізах (на відстані 5 мм від кінців і посередині) у вертикальній та горизонтальній площинах, підраховують овальність та конусність та порівнюють з допустимими, що визначаються за довідковими таблицями.

Зношування бічних стінок шпонкових пазів у вигляді зминання визначають, вимірюючи штангенциркулем їх ширину і порівнюючи з креслярськими розмірами, або за допомогою шаблонів і наборів щупів. Зношування шліців вимірюють шаблонами і набором щупів. Задири визначають візуально під час огляду.

Зношування різьблення визначають, перевіряючи їх різьбовими калібрами, а зрив ниток - візуально.

Вигин валів визначають вимірюванням індикаторами вартового типу. Для цього вал закріплюють у центрах токарного верстата або укладають шийки на призми, встановлені на плиті для перевірки. Індикатор закріплюють у штативі, який встановлюють на напрямні токарного верстата або повірочну плиту.

Вимірювальний стрижень індикатора підводять до валу, встановлюють стрілку індикатора на нуль поворотом шкали і, повертаючи вал на 90°, 180°, 270° та 360°, записують показання індикатора. Найбільше з них дорівнюватиме величині вигину валу.

Скручування шийок визначають, встановлюючи шпонкові пази горизонтально і вимірюючи висотне положення їх кінців штангенрейсмусом.

3.4 Технологія ремонту та відновлення деталей

Ремонт сушильного барабана починається з вимірювання відхилень осі його корпусу (зламу), за умови, що роликоопори не потребують заміни. Вимірювання виробляються нівеліром; та за їх результатами проводиться регулювання положення роликів щодо осі корпусу барабана.

При дефектах ділянок корпусу барабана та бандажів, що викликають вибракування, їх замінюють. Для цього крейдою наносяться кола, по яких буде розрізатися корпус і ділянку, що видаляється (його крокують і стропи навішують на гак крана), барабан газовими пальниками розрізають по колам і пошкоджену ділянку видаляють, а на його місце встановлюють заздалегідь виготовлений новий і після центрування з віссю барабана , електрозварюванням прихоплюють до частин корпусу, що залишилися, прибирають підставки і, повертаючи корпус приводом, приварюють до них зварювальним дротом, використовуючи зварювальні автомати. Тріщини, що не викликають вибракування корпусу барабана, засвердлюють по кінцях свердлом 2-5 мм, знімають фаски і заварюють якісним електродом, або на неї накладають сталеву латку і приварюють до корпусу. Деталі осередкових теплообмінників і пересипні полиці при зносах, згинанні та скручуванні, що перевищують допустимі, зрізають газовим пальником і приварюють електрозварюванням нові. Зношування бандажів і роликів при перших ремонтах усувають чистовим обточуванням. Для цього переносні токарні пристрої закріплюють на рамі і опорах роликів і, використовуючи привід для обертання, обточують ролики і бандажі під ремонтні розміри, після чого перевіряють і регулюють положення роликів. Тріщини у роликів і бандажів при глибині менше 20% їх товщини заварюють так само, як у корпусу барабана.

При перших ремонтах сушильного барабана при зношуванні зубів вінцевої і підвінцової шестерень і зубчастих коліс редукторів, що мають вісь симетрії, що не перевищують 30%, їх повертають на валах на 180°. При зносах понад 30% та інших дефектах – замінюють.

Неглибокі задираки (менше 0,5 мм) робочих поверхонь зубів, бандажів, роликів, шийок валів зачищають оксамитовими напилками, шліфувальними шкірками, а глибокі - заплавляють зварюванням і зачищають шліфувальним кругом. При зносі посадкових поверхонь підвінцової шестірні, зубчастих коліс редукторів, роликів, муфт їх наплавляють ручним способом електронаплавлення електродами, складом близькими до сталей цих деталей, відпалюють, розточують на токарних верстатах і шліфують на внутрішньошліфувальних верстатах. При зношування шпонкових пазів їх заплавляють, зачищають шліфувальним кругом і нарізають новий паз проти заплавленого.

Зношені шийки валів наплавляють зварювальною проводкою напівавтоматами в середовищі захисних газів або ручним електронаплавленням якісними електродами і після відпалу обточують і шліфують, на токарних і шліфувальних верстатах. Різьбові шийки проточують і нарізають різьблення номінального розміру. Вигнуті вали та осі правлять під пресом, попередньо нагрівання їх до 600°-700°С. При скручуванні валів понад допустиме їх вибраковують. Задираки на шийках зачищаються "оксамитовими" напилками та наждачною шкіркою. Підшипники кочення при гранично допустимих несправностях не відновлюються.

Несправні елементи при деформаціях, понад допустимі, правлять з нагріванням або зрізають газовим пальником і приварюють заздалегідь підготовлені. Тріщини заварюються електрозварюванням.

Для якісного проведення капітального ремонту сушильного барабана необхідно застосовувати відомості про дефекти його вузлів, технологічні картиремонту та відновлення деталей, "ремонтні" креслення.

3.5 Складання, обкатка та випробування машини

Складання сушильного барабана проводиться в порядку, зворотному розбиранні (див. п. 4.2.), і застосовується так само обладнання. Відремонтовані деталі роликоопор, приводу збираються спочатку в складальні одиниці, а одиниці - в агрегати (редуктор). Встановлюються вони по схилам, опущеним з горизонтальних струн. Роликоопори встановлюють на рами, поєднуючи позначки на корпусах підшипників з схилом, після чого рулеткою вимірюють відстань між осями та відхилення від паралельності. Потім на ролики встановлюють сталевий клин з кутом в 3°, а на нього - рівень і вимірюють відхилення кутів нахилу роликів від кута нахилу барабана (3°) і регулюють їхнє положення постановкою металевих підкладок під корпуси підшипників. Після регулювання корпусу підшипників кріплять до рами. Корпус сушильного барабана разом з тимчасовими опорами піднімають гідродомкратами, прибирають дерев'яні клітини і встановлюють бандажами на роликоопори і вимірюють і регулюють положення його щодо осі обертання зсувом корпусів підшипників роликів на рамах. Потім встановлюють ущільнення кінців та привід. Складання приводу починається з установки однієї з половин вінцевої шестерні зверху на пакети пластин, центрують її щодо осі корпусу барабана, після чого болтами приєднують до корпусу. Потім за допомогою лебідок і крана повертають корпус барабана на 180° і аналогічно встановлюють і кріплять другу половину шестерні і з'єднують між собою болтами. Після цього, повертаючи корпус лебідками через 90° на повний оборот, індикаторами вимірюють та регулюють биття шестірні щодо осі обертання (воно не повинно перевищувати 1мм). Подвенцовую шестірню попередньо встановлюють на фундаментну плиту по схилам, поєднуючи позначки на корпусах підшипників з висками, вимірюють бічний (він повинен бути не більше 0,5 мм) і радіальний (0,25 мм) зазори, регулюють їх зміщенням корпусів підшипників підвінцевої шестерні. Потім тимчасово закріплюють корпуси підшипників, змащують кілька зубів фарбою та лебідкою повертають барабан. На поверхні зубів вінцевої шестерні залишаються відбитки, якими судять про правильність зачеплення і проводять точне регулювання положення підвінцевої шестерні щодо вінцевої. Редуктор попередньо встановлюють на раму, його ведений вал центрують з валом підвінцової шестерні постановкою металевих прокладок під опорну поверхню і переміщенням по рамі, після чого закріплюють і центрують вал електродвигуна по провідному валу. Встановлюють огородження приводу, роликоопор, заповнюють мастилом підшипники, редуктор і обкатують сушильний барабан. При збиранні сушильного барабана використовуються технологічні карти збирання складальних одиниць та машини в цілому, технічні умови (ТУ) на збирання, паспорт машини. Обкатка сушильного барабана робиться з метою приробітку його рухомих деталей, що сполучаються (роликоопор, приводу), а випробування - для визначення якості його ремонту. Режими обкатки та випробування визначаються заводом-виробником. Виготовляється досвідченим слюсарем-ремонтником (зазвичай - бригадиром ремонтної бригади) і машиністом, що його обслуговує, під безпосереднім керівництвом керівника ремонту. Перед обкаткою машина ретельно оглядається, всі точки мастила заповнюються мастилом, включається електродвигун, і машина працює 5-6 годин вхолосту. Перед пуском з використанням важеля провертають муфту, що з'єднує електродвигун із редуктором і переконуються, що барабан провертається легко та плавно. Під час обкатки стежать за правильністю взаємодії всіх деталей і вузлів, відсутністю шумів, стуків та вібрації, не характерних для нормальної роботи, за нагріванням підшипників (не повинен перевищувати 65°С). При їх появі барабан повинен бути негайно зупинено, виявлено та усунено причини. Якщо усунення несправностей пов'язане із заміною деталей, що труться, то обкатка повторюється з самого початку. Після її закінчення барабан оглядається, у всіх точках мастила замінюється мастило, і виробляють його випробування. Для цього розпалюється топка, включається димосос і привід барабана і відбувається поступове прогрівання його внутрішніх частин до робочої температури. Після закінчення прогріву включається живильник і подається матеріал на сушіння. Подача проводиться дозовано і ступінчасто: спочатку - на чверть продуктивності, потім - на половину, 3/4 і на останній стадії - на проектну. На кожній стадії сушильний барабан працює 1,5-2 години. Якщо на останній стадії машина відповідає всім вимогам (продуктивність, технологічні параметри висушеного матеріалу, витрата електроенергії, мастила), випробування закінчується і складається акт встановленої форми, що підписується учасниками обкатки та випробування. Під час випробування виконують всі роботи, що виробляються під час обкатування, та крім того:

1) по приладах стежать за температурою, ступенем розрядження в різних зонах усередині корпусу і при необхідності регулюють їх, змінюючи кількість палива, що спалюється, повітря в горючій суміші і прикриваючи або відкриваючи шибер димососа;

2) стежать за тим, щоб у кожній стадії матеріал подавався рівномірно й у нього потрапляли сторонні предмети.

4. Охорона праці та протипожежний захист

4.1 Основні правила техніки безпеки під час підготовки та проведення капітального ремонту машини

Створення безпечних умов роботи ремонтників під час підготовки та проведення капітального ремонту машини забезпечуються виконанням наведених нижче заходів правил техніки безпеки.

Усі робітники повинні пройти загальний інструктаж з техніки безпеки та перед виконанням кожної ремонтної роботи (операції) – безпосередньо на робочому місці.

Перед використанням ремонтного обладнання та переносного механізованого інструменту воно має бути оглянуто та визначено його справність. При огляді необхідно звертати особливу увагу на стан ізоляції проводів, наявність та стан заземлення, огорож, надійність та справність кріпильних вузлів та їх затягування. Користуватися несправним обладнанням та інструментом категорично забороняється. Перед початком роботи необхідно перевірити його роботу "вхолосту".

Для розбирання і складання сушильного барабана буде застосовуватися кран вантажопідйомністю 25О КН (пневмоколесний). Зачіплювати деталі, матеріали та інші вантажі мають право робітники, які пройшли навчання та склали іспити та мають посвідчення стропальника. Використовувані човникові та вантажозахоплювальні пристрої та тара повинні мати прикріплену до них бирку, на якій вказується інвентарний номер, дата випробування, вантажопідйомність. Перед застосуванням їх необхідно оглянути та встановити справність. Забороняється піднімати завалені чимось вантажі та вантажі, вага яких невідома, а також відкручувати болти кріплення деталі або вузли, перебуваючи під ними.

Зварювальники повинні працювати в брезентовому костюмі та взутті, а для захисту очей від електричної дуги та полум'я пальника – використовувати окуляри та маски зі світлозахисними стеклами. Перед початком роботи необхідно оглянути зварювальний трансформаторта дроти. Вони повинні мати надійну ізоляцію: окремі шматки проводів повинні з'єднуватися болтами з гайками, що встановлюються в клемні отвори, а місце з'єднання - ізольоване. Заземлюючий провід до деталі повинен приєднуватися швидкознімною різьбовою струбциною. Місце зварювання повинно захищатися переносними щитами для захисту поблизу зварювальної дуги, що працюють від засліплення. При зварюванні та різанні металу та при виконанні інших робіт усередині корпусу барабана роботу повинні виконувати не менше двох робочих, один з яких виконує роль страхуючого. Крім того, повинна бути забезпечена надійна вентиляція всередині корпусу, і використовуватись діелектричні килимки, калоші та рукавички, а для освітлення - переносні лампи напругою не вище 12 В. Газозварювальне обладнання (пальники, редуктори, балони) перед вживанням повинні оглядатися та встановлюватись їх справність. На штуцерах гумові шланги повинні кріпитися сталевими хомутами, болтами, що стягуються, з гайками. Для під'єднання шлангів до редуктора, а редуктора - до балонів необхідно користуватися ключами гайкових з кольорових сплавів. Балони з газами повинні перевозитися на спеціально обладнаному візку та розташовуватися не ближче 10 м від відкритого вогню та 5 м - від закритих нагрівальних приладів. Необхідно не допускати попадання паливно-мастильних матеріалів на штуцери пальників, редукторів, балонів та шлангів, т.к. це може призвести до вибуху під час подачі газів.

4.2 Основні правила протипожежного захисту під час капітального ремонту машини

Пожежна безпека ремонтного персоналу забезпечується суворим дотриманням та виконанням викладених нижче заходів та правил. Усі працівники, що беруть участь у ремонті, повинні пройти інструктаж з пожежної безпеки перед початком роботи. При цьому їм повинні бути вказані місця, небезпечні в пожежному відношенні, можливі джерела виникнення пожежі (паливно-мастильні та миючі матеріали, які можуть спалахнути від електричної дуги, полум'я пальника, бризок розплавленого металу та шлаку, ізоляції електропроводів від короткого замикання). Кожен, хто бере участь у ремонті, повинен знати, як і що робити у разі виникнення пожежі, як вийти з приміщення за потреби. На ремонтному майданчику повинні знаходитись засоби пожежогасіння (пожежний щит з інвентарем, пісок у сталевому ящику, брезентові порожнини, водяні рукави та гідранти для їх підключення).

У разі виникнення пожежі вогнище займання необхідно згасити, використовуючи воду, пісок і порожнини, вогнегасники. При загорянні ізоляції електропроводів необхідно їх відключити і тільки після цього гасити сухим піском, порошковими вогнегасниками і накривати брезентовою порожниною. Застосовувати для цього пінний вогнегасник, воду, а також сирий пісок категорично забороняється. Якщо згасити вогнище не вдається, необхідно видалити всіх людей із приміщення в безпечне місце та викликати пожежну команду.

4.3 Охорона довкілля при капітальному ремонті машини

Основними забруднювачами атмосферного повітря робочої зони при проведенні капітального ремонту сушильного барабана є гази, що виділяються при різанні та зварюванні металів, та топкові гази з пилом при їх видаленні. Тому місце зварювання має обладнатися припливно-витяжною вентиляцією, а топкові гази перед викидом в атмосферу – очищатися від пилу у циклонах та електрофільтрах. Промислова вода на ремонтному майданчику може забруднюватися від потрапляння в неї пально-мастильних та миючих матеріалів. Тому необхідно ці матеріали зберігати в герметичній тарі у встановлених місцях. Категорично забороняється зливати їх залишки в каналізацію приміщення, а при протоках - видаляти, використовуючи тирсу і ганчір'я. Ганчір, нова і використана, повинна окремо зберігатися в металевих закритих ящиках.

5. Спеціальна частина

5.1 Схема, пристрій та робота машини

На ВАТ "Красносельскстройматериалы" для сушіння гранульованого шлаку застосовується прямоточний сушильний барабан. У якого напрямок руху матеріалу, що висушується (гранульованого шлаку) збігаються з напрямком руху топкових газів усередині барабана. Сушильний барабан складається з наступних основних частин (див. рис. 7.1):

Мал. 5.1 Схема сушильного барабана: 1 – корпус, 2 – бандаж (2 шт); 3 -пересипні полиці; 4 - рама; 5 - роликоопора; 6 - пилова камера; 7 - ущільнення; 8 - ущільнення, 9 - упорний ролик (2 шт), 10 - вінець зубчастий, 11 - шестерня підвінцова, 14 - кожух, 15 - топка, 16 - бункер. 17 - завантажувальна труба, 18 -пальник, 19 - патрубок (2шт), 32 - редуктор, 33 - електродвигун.

Корпус барабана 1 зварений з окремих обігаєк з листової сталі 09ГС2. Всередині збільшення тепловіддачі між матеріалом і топковими газами на окремих його ділянках встановлені сталеві грати з листової сталі, але в інших - пересипні полиці 3 приварені до корпусу. При русі матеріалу всередині корпусу його шматки захоплюються полицями 3. піднімаються ними на деяку висоту і зсипаються з них, опиняючись у потоці гарячих газів. Зовні на корпус надіті два бандажі 2, якими він спирається на дві роликоопори. Вони являють собою масивні сталеві циліндричні кільця, що зварюються з двох половин при монтажі сушильного барабана. Між внутрішньою поверхнею 2 бандажів і зовнішньої корпусу встановлені пакети сталевих пластин, приварених до корпусу, на які спираються бандажі. У холодному стані між пакетами пластин і бандажами є зазори, які переходять у натяги в процесі роботи через нагрівання та розширення корпусу барабана. Роликоопори складаються (див. рис. ДПМА 02 01 00 00 00 80): із пари сталевих роликів, напресованих на осі, на кінці яких надіті сферичні дворядні шарикопідшипники, встановлені в сталевих роз'ємних корпусах. Корпуси підшипників встановлені на рамах 4 з напрямними, якими вони можуть переміщатися за допомогою гвинтових регулювальних пристроїв 13, зближуючись один до одного або віддаляючись, і кріпляться до них болтами. Таким чином проводиться регулювання положення роликоопор щодо осі корпусу барабана. Барабан 1 встановлений під кутом 3° до горизонту для забезпечення руху матеріалу всередині нього. Під час роботи він може зміщуватися вздовж осі під дією ваги, тому для запобігання сходу бандажів з роликів роликоопор 5 встановлені у нижнього бандажа два завзятих ролика 9,11, що складаються з роликів, встановлених у роликових підшипниках радіально-упорних, одягнених на нерухомі осі. Верхня частина корпусу барабана 1 входить у проріз в стінці топки 15 для спалювання палива, а нижня - в пилову камеру 6. Пилова камера 6 має патрубки, до яких приєднуються газоходи для видалення газів з корпусу в пилоосаджувальні установки для чищення їх від пилу перед викидом у атмосферу. Для недопущення попадання зовнішнього повітря всередину корпусу 1 на його кінцях встановлені ущільнення 7 і 8. Обертається барабан від приводу, що складається з електродвигуна 33, редуктора 32, підвінцевої шестерні 11 і зубчастого вінця 10. Пристрій і установка підвінцової ше. Корпуси підшипників підвінцової шестерні 11 кріпляться болтами до нерухомої рами 4. Зубчастий вінець 10 складається з двох половин, що скріплюються болтами. Встановлюється він на приварених до барабана пакетах пластин і кріпиться до них болтами. Зверху вінець 10 і підвінцеві шестерні 9, 11 покриті кожухом 14 для захисту від попадання пилу та з метою забезпечення безпеки обслуговуючого персоналу. Подача матеріалу з бункера 16 проводиться через топку, тому сушіння матеріалу починається, як тільки він потрапляє до неї. Паливо (природний газ) спалюється в пальнику 18, куди воно подається разом з повітрям і, змішуючись, утворюють горючу суміш. Гази, що утворюються при згорянні горючої суміші, з пальника потрапляють всередину корпусу барабана 1, і, рухаючись по ньому під дією розраження, створюваного димососом пиловловлюючої установки, віддають тепло безпосередньо матеріалу, стінкам корпусу барабана 1, решітці, пересипним полицям 3 (а ті - ), охолоджуються і через патрубки 19 відводяться в пиловловлюючу установку. Працює сушильний барабан в такий спосіб. Матеріал (шлак), завантажуваний в бункер 25 стрічковим живильником, безперервно надходить трубою 26 всередину корпусу барабана 1, проходить по ньому і через патрубки 19 пилової камери вивантажується на стрічку стрічкового конвеєра, який забирає його на подальшу обробку.

5.2 Розрахунок основних параметрів машини

Вихідні дані:

1) зовнішній діаметрбарабана – Дб = 2800 мм = 2,8 м; внутрішній Дб = 2760 мм = 2,76 м; довжина барабана Lб = 20 м;

2) матеріал, що висушується - гранульований шлак щільністю ρ = 700 кг/м 3 ;

3) вологість матеріалу – початкова Wн = 22%, кінцева Wк = 3%;

4) частота обертання барабана пб = 4,2 хв 1 . Розрахунок робимо використовуючи (Л - 1) - С. 163, 164.

5) нахил осі барабана до горизонту, %; = =.

Визначаємо час сушіння порції матеріалу:

де - коефіцієнт заповнення корпусу барабана матеріалом, β = 0,1...0,25; приймаємо β = 0,2; А - парос, кг/(м 3 /год); А = 45÷65 кг/(м 3 /год); приймаємо А = 55 кг/(м3/год);

Визначаємо продуктивність сушильного барабана як транспортуючого механізму:

Пм = А0 × v × Кз × ρ

де А0 - площа внутрішнього перерізу корпусу барабана, м 2;

v - швидкість переміщення матеріалу всередині барабана вздовж осі, м/с;

Кз – коефіцієнт заповнення матеріалом об'єму барабана; Кз = 0,1;

Пм = 6×0,018×0,1×700 = 7,56 кг/с = 27,2 т/год

Визначаємо внутрішній об'єм корпусу барабана:

Voб = А0 × L = 6 × 20 = 120 м 2

Визначаємо продуктивність сушильного барабана по виходу вологи:

Пw = Пм = [(14-2): (100-14) - 2: (100 - 2)] x 7,56 = 0,9 кг/с

Визначаємо необхідний обсяг сушильного барабана як сушильного агрегату:

Розміри сушильного барабана забезпечують роботу як теплового агрегату, т. до.

5.3 Розрахунок потужності, підбір електродвигуна та кінематичний та силовий розрахунок приводу

Визначаємо вагу обертових частин сушильного барабана:

Gвр = Gб + Gm

де Gб - вага барабана у зборі; Gб = 166 КН (заводські дані); Gm - вага матеріалу, що знаходиться в корпусі барабана, КН;

Gm = V б × K3 × ρ × g = 120 × 0, l × 0,7 × 9,81 = 82,4 КН;

Gвр = 166 + 82 = 248 КН.

5.3.1 Побудова кінемічної схеми

Рис.5.2. Кінематична схема сушильного барабана

5.3.2 Кінематичний та силовий розрахунок приводу

Визначаємо потужність, що витрачається на підйом матеріалу барабаном при сушінні за формулою:

Р1 = 1,95 R 3 0б× L×ωб, кВт

де ωб - кутова швидкість обертання барабана, рад/с

R б - внутрішній радіус барабана м;

R0б = Д0б / 2 = 2,76 / 2 = 1,38 м

Р1 = 1,95×1,38 3×20×0,21 = 21,5 кВт.

Визначаємо потужність, що витрачається на подолання тертя у підшипниках кочення опорних роликів:

P2 = 0,115 Gвр × r × ωр, кВт

Gобщ - вага обертальних частин барабана та матеріалу; СВР = 440 КН; r - радіус обертання опорних роликів, м; r = 0,4 м; ωр - кутова швидкість обертання роликів, рад/с;

Визначаємо потужність, що витрачається на подолання тертя кочення бандажів за роликами за формулою:

Р3 = 0,0029Gвр × ωб = 0,0029 × 248 × 0,44 = 0,3 кВт

Визначаємо потрібну потужність електродвигуна за формулою:

де ?пр - ККД, що враховує втрати потужності на подолання тертя в приводному механізмі та в ущільненнях барабана; ?пр = 0,7 ... 0,8, приймаємо ?пр -0,75.

За знайденою необхідної потужності підбираємо двигун марки 4А 315510 УЗ ГОСТ 19523-81.

Таблиця 1. Технічна характеристика електродвигуна

Визначаємо передатне число приводу:

де Uред - передавальне число редуктора; приймаємо Uред =16

Uз.п.- передавальне число зубчастої передачі

Визначаємо частоту обертання, кутові швидкості, потужності та крутні моменти на кожному валу:

Р2 = Р1×ŋред, приймаємо ?ред = 0,97; Р2 = 53,5 × 0,97 = 51,9 кВт

T2 = Р2 × 103 / ω2 = 51,9 × 103 / 3,86 = 13446 Н.м.

На барабані

де З.п. - ККД зубчастої передачі; З.п. = 0,95.. .0,96; приймаємо З.п. = 0,95

Результати розрахунків заносимо на рис. 5.2.

Підбираємо стандартний циліндричний редуктор марки Ц2У-400Н 16-12М-У3 ТУ2-056-165-77

Таблиця. Технічна характеристика редуктора

Умовне позначення	Передавальне число	Номінальний момент, що обертається на веденому валу	Розміри шийок валів
Ц2У-400Н-16-12М--УЗТУ2-056-165-77

5.4 Розрахунок передач на міцність

5.4.1 Розрахунок зубчастої передачі

Вихідні дані:

1) переданий зубчастим вінцем крутний момент - Tз = 112057 Н.м;

2) передавальне число передачі Uз.п. = 8,78;

3) робота безперервна, при тимчасових навантаженнях до 20%

Проектний розрахунок

Так як передача вкрита кожухом, проектний розрахунок ведемо на контактну витривалість зубів у послідовності, рекомендованій (3) - С. 35-46.

Визначаємо міжосьову відстань передачі:

де Ка = 49,5 – для прямозубих передач;

Кнβ - коефіцієнт, що враховує нерівномірність розподілу навантаження по ширині вінця; Кнβ = 1...1,15; приймаємо Кнβ = 1,15 за ГОСТ 2185-69;

ψва - коефіцієнт ширини зубчастого вінця; ψва = в/А; приймаємо ψва = 0,125;

[δ]н - допустима контактна напруга, МПа;

δHeimb - межа контактної витривалості при базовому числі циклів;

KHL – коефіцієнт довговічності; KHL = 1;

Коефіцієнт безпеки;

= 1,2.

Приймаємо для виготовлення підвінцевої шестерні сталь 45

ГОСТ 1050-88, що має δТ= 340 МПа, δв = 690 МПа, середня твердість 200 НВ, термообробка поліпшення, а для зубчастого вінця - сталь 45Л ГОСТ 1050-88, δв = 520 МПа, δt = 0 НВ, термообробка – нормалізація ((3) – С.34, табл. 3.3.). Для вибраних сталей знаходимо:

Приймаємо а? = 2500 мм за ГОСТ 2185-76

Визначаємо модуль: m = (0,01..0,02) а ω = 2500 × (0,01..0,02) = 25..50 мм;

приймаємо m = 25 мм згідно з ГОСТ 2185-76.

Визначаємо числа зубів (сумарне, шестерні зубчастого вінця)",

приймаємо Z1 = 20; Z2 = ZΣ - Z1 = 200 - 20 = 180;

Уточнюємо міжосьову відстань:

Уточнюємо передатне число:

збільшення Uз.п. складає:

що допустимо.

Обчислюємо параметри шестерні та зубчастого вінця:

1) ділильні діаметри - d1 (шестірні) = m × Z1 = 25 × 20 = 500 мм;

D2 (зубчастого вінця) = m × Z2 = 25 × 180 = 4500 мм;

2) зовнішні діаметри - da1 = d1 + 2m = 500 + 2 × 25 = 550 мм;

Da2 = d2 + 2m = 4500 + 2 × 25 = 4550 мм;

3) діаметр западини - df1 = d1 - 2,5 m = 500 - 2,5 × 25 = 437,5 мм;

Df2 = d2 – 2,5m = 4500 – 2,5 × 25 = 4437,5 мм;

4) ширину - b1 = b2 +15 мм = 315 +15 мм = 330 мм;

B2 = аω × ψва = 2500 × 0,125 = 312,5 мм; приймаємо b2 = 315 мм

Визначаємо сили у зачепленні зубів:

1) окружна

2) радіальна Fr = Ft × tg 20 ° = 49,8 × 10 3 × 0,364 = 18,1 × 10 3 Н; Визначаємо окружну швидкість:

По vокр призначаємо 8 ступінь точності передачі b1=330ММ

Визначаємо розрахункові контактні напруження зубів:

де Zh - коефіцієнт, що враховує форму сполучених поверхонь зубів у полюсі зачеплення; Zh = 1,76;

Zε - коефіцієнт, що враховує сумарну довжину контактних ліній; Zε=0,9;

Кн – коефіцієнт навантаження; Кн = Кн? × Кн? × Кн? × Кн?; (3) – С. 32;

Кнα - коефіцієнт, що враховує нерівномірність розподілу навантаження між зубами; Кнα = 1,06; (3) – С. 39, табл. 3.4;

Кн - коефіцієнт, що враховує нерівномірність розподілу навантаження по ширині вінця; залежить від ψвd = b2 = 315 = 0,07; Кнβ = 1; (3) – С. 39, табл. 3.5; d2 4500

Кнγ - динамічний коефіцієнт, Кнγ = 1,05; (3) – С. 40, табл. 3.6;

Уточнюємо допустиму напругу на контактну витривалість зубів:

де Heimb 2 = 390 МПа; КHL = 1;

= 1,2.

Zr-коефіцієнт, що враховує вплив шорсткості сполучених

поверхонь; Zr = 0,9 - для 8-го ступеня точності;

Zv – коефіцієнт, що враховує вплив окружної швидкості на контактну міцність зубів; Zv = 1; (3) – С. 40.

Kl - коефіцієнт, що враховує вплив мастильного матеріалу на контактну міцність зубів; Kl = 1;

Кхн - коефіцієнт, що враховує вплив розмірів зубчастого вінця;

Контактна міцність зубів забезпечена.

Перевірочний розрахунок зубів передачі на витривалість при згинанні

Визначаємо допустиму напругу на вигин:

де δFeim - межа витривалості при еквівалентному числі циклів, МПа;

δFeim = δ°Feim ×KFa ×KFd × KFc×KFL; (3) - C.44

KFa – коефіцієнт, що враховує вплив шліфування перехідної поверхні зубів; KFa = 1;

KFd - коефіцієнт, що враховує вплив деформаційного зміцнення та електрохімічної обробки перехідної поверхні; KFd = 1;

KFL – коефіцієнт довговічності; KFL = 1;

δ°Feim - межа витривалості при нульовому циклі напруги, що відповідає їх базовому числу;

δ°Feim1 = 1,8 НВ = 1,8 × 180 = 324 МПа - для зубчастого вінця;

δ ° Feim2 = 1,8 × 200 = 360 МПа - для шестерні;

δFeim2 = 324 × 1 × 1 × 1 = 324 МПа - для зубчастого вінця;

δFeim1 = 360 × 1 × 1 × 1 = 360 МПа - для шестерні;

Ys - коефіцієнт, що враховує градієнт напруг, що залежить від модуля; інтерполюючи отримуємо –

Yr - коефіцієнт, що враховує шорсткість перехідної поверхні; Yri = Yr2 = 1;

KxF2 – коефіцієнт, що враховує розміри зубчастого колеса;

Коефіцієнт безпеки;

= [

= 1,75; (3) - С.45, табл. 3.9;

"2 - коефіцієнт, що враховує вплив на згинальну витривалість способу отримання заготовки;" =1,3 - для литих заготовок;

Визначимо відношення [δf]1/Y1 - для шестерні та [δf]2 /Y2 для зубчастого вінця; де Y1 і Y2-коефіцієнти, що враховують форму зуба; Y1 – 4,09; Y2 = 3,6;

Розрахунок зубів на вигин ведемо по зубчастому вінцю.

Визначаємо розрахункові напруження вигину:

KF2 – коефіцієнт навантаження; KF2 = KFβ × Kfv; (3) – C.42;

KFβ – коефіцієнт нерівномірності розподілу навантаження, залежить від Хво = b2/d2= =315/4500 = 0,07; KFβ =l.

Kfv – динамічний коефіцієнт; Kfv = 1,25; Kf2 = 1×1,25 = 1,25.< [δf]2 = 44,6 МПа.

Витривалість зубів на вигин забезпечена, тому що δf2 = 28,5 МПа

5.5 Розрахунок деталей машини на міцність

Вихідні дані:

5.5.1 Розрахунок валу підвінцової шестерні

1) переданий валом крутний момент-Т = Т2 = 13446 Н.м = 13446 × 103 Н.мм;

2) кутова швидкість ω =ω2= 3,86 рад/с;

3) окружна сила на шестірні -Ft = 49,8 × 103 Н;

4) радіальна сила на шестірні -Fr = 18,1 × 103 Н;

Проектувальний розрахунок

Визначаємо діаметр кінця валу (під напівмуфту) з розрахунку тільки на кручення:

де Мк - крутний момент, що діє в перерізах кінця валу, Н.мм;

Мк = T = 13446 × 103 Н.мм;

[ĩ]к - напруга кручення, що допускається, МПа (н/мм 2); [Е] до = 20.. .30 н/мм 2;

приймаємо [?] до = 30 МПа (н/мм 2)

приймаємо за ГОСТ 6036-69 d = 150 мм.

Перевірочний розрахунок валу

Викреслюємо схему підвінцової шестерні та призначаємо діаметри шийок валу (див. рис. 5.4а): зліва - направо:

1) d1 = 150 мм – під посадку напівмуфти;

2) dп = 170 мм – під посадку підшипників;

3) dш =190 мм - під посадку підвінцової шестерні.

Сила Fрез перетинає вісь валу в точці "З" під прямим кутом. Повернемо вал так, щоб Fрез була спрямована вертикально і викреслити розрахункову схему (див. рис. 7.4в). На вал діє плоска система сил Fрез, реакції підшипників Ra та Re. Т. до. сила Fрез розташована на однаковій відстані від підшипників А і Б, їх реакції спрямовані, як показано на схемі, і рівні:

Ra = Rb = Fрез/2 = 53×10 3 /2 = 26,5 × 10 3 Н = 26,5 КН.

Вибираємо для виготовлення валу сталь 45 ГОСТ 1050-88, що має наступні механічні властивості: межа міцності δв = 890 МПа (н/мм 2), межа плинності δт = 650 МПа (н/мм 2), межа витривалості за нормальними напругами δ- = 380

МПа (н/мм 2), межа витривалості за дотичною напругою

-1 = 0,58 × δ-1 = 0,58 × 380 = 220 МПа (н/мм 2),

середня твердість – 285 НВ, термообробка – поліпшення.

Визначаємо згинальні моменти в перерізі валу:

Міа = Мів = Міб = 0; Міс = Ra × 0,4 = 26,5 × 10 з × 0,4 = 10,6 × 10 3 Н.м.

Будуємо епюру згинальних моментів (рис. 5.4г).

Обертальний момент передається від середини маточини напівмуфти, насадженої на крайню ліву шийку валу (див. рис. 5.4) до середини підвінцової шестерні за годинниковою стрілкою (якщо дивитися з боку напівмуфти). Під його дією в перерізах валу на ділянці ВС виникають моменти, що крутять, однакові в кожному перерізі і рівні: Мк = Т - 13446 Н.м. Будуємо епюру моментів, що крутять (рис. 5.4д). Як видно з епюр Мі і Мкр, небезпечним є переріз валу в точці "С" діаметром d=220 мм = 0,22 м. Визначаємо напруги, що діють у ньому:

1) вигину –

2) крутіння -

Напруги вигину змінюються за симетричним циклом з амплітудою, що дорівнює: δа = δі = 10,0 МПа, (н/мм 2). Напруги кручення змінюються по нульовому циклу з амплітудою, що дорівнює: а = ек/2 = 6,3/2 = 3,15 МПа. У перерізі валу "С" - два концентрати напруги: шпонковий паз з жолобником і посадка з натягом. Відповідно до примітки в (2) – С. 15, табл. 02, в розрахунок приймаємо концентрацію напруги від посадки шестерні. Визначаємо для небезпечного перерізу "С" валу коефіцієнти, що впливають на концентрацію напруг:

1) коефіцієнт впливу шорсткості поверхні – Kf = 1,2(2) – С. 15, табл. 03;

2) коефіцієнт впливу поверхневого зміцнення (без нього) – Kv = 1,0; (2) – С. 15, табл. 04;

3) відношення ефективних коефіцієнтів концентрації напруг

4) коефіцієнт концентрації для небезпечного перерізу

Визначаємо межі витривалості валу в небезпечному перерізі:

Визначаємо розрахункові коефіцієнти запасу міцності валу в небезпечному перерізі за нормальними та дотичними напругами:

Визначаємо загальний розрахунковий коефіцієнт запасу міцності валу в перерізі "С":

Витривалість валу забезпечується, оскільки S > [S] = 2,5.

Мал. 5.4. Схеми до розрахунку валу

5.6 Підбір та розрахунок на міцність шпонок

5.6.1 Підбір та розрахунок шпонкового з'єднання "вал-шестерня"

Вихідні дані:

1) діаметр валу d = dш = 190 мм;

2) переданий шпоночним з'єднанням крутний момент Т = 13446 Н.м = 13446 × 103 Н.мм;

3) навантаження змінне, з тимчасовими навантаженнями на 20%

По діаметру валу d =190 мм для з'єднання з ним шестірні приймаємо призматичну шпонку із округленими торцями, що має наступні розміри поперечного перерізу за ГОСТ 23360-78:

1) ширина b = 45 мм;

2) висота h = 25 мм;

3) глибина паза t1 = 15 мм.

Приймаємо для виготовлення шпонки сталь 45 ГОСТ 1050-88, що має допустиму напругу на зминання при змінному навантаженні [δ]см = 70... 100 Н/мм 2 ; приймаємо [<5]см = 80 Н/мм 2 . (2) - С. 77

Повна довжина шпонки дорівнює: ℓ = ℓр + b = 208 + 45 = 253 мм; приймаємо за ГОСТ 23360-78 I = 250 мм. Записуємо умовну позначку шпонки: 45x25x250 ГОСТ 23360-78. Довжину маточини шестерні приймаємо на 10 мм більше довжини шпонки:

ℓст.ш. = 250 +10 = 260мм.

5.6.2 Розрахунок шпоночного з'єднання "вал - напівмуфта"

Вихідні дані:

1) діаметр валу d = dп = 150 мм;

2) переданий крутний момент Т=13446 Н.м;

3) навантаження-змінна, з тимчасовими навантаженнями до 20%.

Приймаємо призматичну шпонку з обома округленими кінцями, що має розміри поперечного перерізу за ГОСТ 23360-78:

1) ширину b = 36 мм;

2) висоту h = 20 мм;

3) глибину паза t1 = 12 мм.

Матеріал шпонки - сталь 45 ДЕРЖСТАНДАРТ 1050-88, допустима напруга на зминання [δ]см = 80 H/мм 2 (див. п. 7.6.1.).

Розрахункова довжина шпонки дорівнює:

довжина шпонки досить велика, приймаємо дві шпонки розрахунковою довжиною ℓp1 = ℓр/2= 165 мм.

Повна довжина кожної шпонки дорівнює: ℓ = ℓр + b = 165 + 36 = 201 мм; приймаємо за ГОСТ 23360-78 I = 200 мм. Позначення шпонки: 36 20 200 ГОСТ 23360-78. Довжина шийки валу визначиться довжиною маточини напівмуфти після її підбору.

5.7 Підбір та розрахунок підшипників

5.7.1 Підбір та розрахунок підшипників підвінцевої шестерні

Вихідні дані:

1) кутова швидкість валу ω =ω2 = 3,86 рад/с;

2) діаметр валу d = dп = 170 мм;

3) радіальна реакція підшипника Rr = Ra = 26,5 КН, осьова – відсутня;

4) навантаження на підшипник-змінна, з тимчасовим навантаженням на 20%

З урахуванням умов роботи намічаємо до встановлення самовстановлюючий радіальний сферичний дворядний роликопідшипник № 1634 ГОСТ 5720-75, що має такі дані: d = 170 мм; Д = 360 мм, В = 120 мм, СДін = 252 КН. Визначаємо еквівалентне динамічне радіальне навантаження на підшипник:

Re = (XV × Rr + УRа) × Кδ × К ĩ; (2)-С. 330.

де X, У - коефіцієнти радіального та осьового навантажень; X = 1;

V - коефіцієнт, що враховує залежність довговічності підшипника від того, яке з кілець обертається; V = 1;

К - коефіцієнт безпеки, що враховує вплив характеру навантажень на довговічність підшипника; К? = 1,3 ... 1,8; приймаємо К δ = 1,6;

Ке - коефіцієнт, що враховує вплив температури на довговічність підшипника; К? = 1. (2) - С. 331

Re = X×V×Rr×Kδ×Kĩ =l×1×26,5×1,6 = 42,4 КН.

Визначаємо необхідну розрахункову динамічну радіальну вантажопідйомність підшипника:

де р – показник ступеня; р-10/3; Lh-необхідна довговічність підшипника; Lh = 4000.. .30000; приймаємо Lh = 25000.

Довговічність обраного підшипника забезпечується, тому що Счдін = 141,4 КН< Счдин = 252 КН.

5.8 Підбір та розрахунок сполучних муфт

5.8.1 Підбір та розрахунок муфти, що з'єднує ведений вал редуктора з валом підвінцової шестерні

Вихідні дані:

1) діаметр валу d = dм = 150 мм;

2) переданий крутний момент Т = Т2 = 13446 Н.м;

3) умови роботи – режим – безперервний, навантаження – змінні, з тимчасовим зростанням до 120%.

Враховуючи велику величину зростаючого моменту та умови роботи, приймаємо до встановлення зубчасту муфту. Визначаємо розрахунковий момент для її вибору:

Тр = К×Т; (3)-С. 268;

де К - коефіцієнт, що враховує умови експлуатації; К = 1,15...1,2; приймаємо К = 1,2; (3)-С. 272, табл. 11.3;

Т = 1,2 × 13446 = 16135 Н.м = 16,135 КН.м

По діаметру валу d і Тр вибираємо зубчасту муфту та записуємо її умовне позначення: муфта 23600-150-МЗ-Н ГОСТ 5006-55. Вибрана муфта має такі параметри:

1) крутний момент – 23600 Н.м.;

2) діаметр посадкового отвору - d = 150 мм;

3) довжина маточини напівмуфти - ℓ = 210 мм;

j4) допустима частота обертання [n] = 1900 хв 1

5.8.2 Підбір та розрахунок муфти, що з'єднує вали електродвигуна та редуктора

Вихідні дані:

1) діаметр валу d = 75 мм, довжина шийки ℓ = 140 мм;

2) переданий крутний момент Т=Т1 = 866 Н.м;

3) умови роботи – змінні навантаження з короткочасним зростанням до 120%.

Приймаємо до встановлення муфту пружну втулково-пальцеву (МУВП). Розрахунковий момент для вибору напівмуфти – Tр = К × T = 1,2 × 866 = 1040 Н.м. Вибираємо муфту та записуємо її позначення: МУВП 2000-75-11.-УЗ ГОСТ 21424-75. Муфта має такі параметри:

1) номінальний крутний момент - 2000 Н.м;

2) діаметр посадкового отвору – d = 75 мм, довжина -ℓ = 140 мм;

3) посадковий отвір циліндричний;

4) зовнішній діаметр – 250 мм, тип I, виконання 1.

5.9 Правила технічної експлуатації машини та техніки безпеки під час її обслуговування

5.9.1 Правила технічної експлуатації

Сушильний барабан працює у безперервному автоматичному режимі. Тривала і безпечна його робота забезпечується грамотною експлуатацією за дотримання нижче викладених правил. При прийманні та здачі зміни обслуговуючий персонал повинен оглянути всі його вузли та деталі та виявити їх технічний стан. При огляді слід звертати увагу на:

1) стан і надійність вузлів кріплення електродвигуна, редуктора, корпусів підшипників, вінцевої та підвінцевої шестерень, роликоопор;

2) ступінь зносу та наявність тріщин і поломок у зубів вінцевої та підвінцевої шестерень, корпусу барабана, бандажів, роликів;

3) наявність та якість мастила зубчастої передачі, підшипників та редуктора, відсутність її підтікань.

Під час роботи сушильного барабана необхідно:

- Стежити за рівномірністю подачі матеріалу, тому що нерівномірне подання знижує його продуктивність.

-Слідкувати за тим, щоб сторонні предмети разом з матеріалом не потрапляли всередину барабана, оскільки це може призвести до аварії.

-По приладах стежити за температурою в різних зонах барабана і коригувати її за рахунок збільшення або зменшення подачі горючої суміші в пальники, а також зміною її складу (співвідношення повітря та палива). Крім того, на величину температур впливає ступінь розряджання всередині барабана, від якої залежить швидкість руху газів у барабані та їх тепловіддача (при зменшенні швидкості вона збільшується).

-Періодично, шляхом взяття контрольних проб та їх аналізу визначати вологість матеріалу на виході з барабана і при відхиленнях її понад допустимі межі - відкоригувати зміною подачі палива, його складу та розрядження всередині барабана.

- Стежити за нагріванням підшипників роликоопор, підвінцової шестерні, редуктора. Допускається нагрівання до 65°С.

-При появі стуків і шумів, не характерних для нормальної роботи сушильного барабана, його необхідно негайно зупинити, виявити та усунути причину. Зупиняють сушильний барабан тільки в аварійних ситуаціях та для проведення ремонтів та технічного обслуговування. Для цього зупиняють живильник, виробляють весь матеріал, що є в барабані, припиняють подачу палива в пальники і, не зупиняючи електродвигун приводу і димосос, охолоджують корпус барабана до 40°С, після чого його вимикають. Зупинка розігрітого барабана допускається трохи більше, ніж 15 хвилин. Довша зупинка може викликати прогин корпусу. Пуск сушильного барабана після ремонту займає кілька годин, тому його корпус попередньо необхідно розігріти на холостому ходу до робочих. Температур, після чого подачу матеріалу починають з мінімальної та збільшують до номінальної відповідно до режиму, що встановлюється заводом-виробником. Перед пуском барабан ретельно оглядається і усі виявлені несправності усуваються.

5.9.2 Правила техніки безпеки персоналу

Безпека персоналу, що обслуговує сушильний барабан, забезпечується при виконанні та дотриманні наведених нижче правил:

– Система керування сушильним агрегатом повинна мати електричне блокування, що забезпечує наступний порядок пуску: димосос – стрічковий розвантажувальний конвеєр – сушильний барабан – стрічковий живильник, а при зупинці – зворотний порядок відключення. Крім того, при падінні розрядження в топці для спалювання палива нижче припустимого має припиняти подачу палива в пальник. Чищення, миття барабана роблять тільки при його зупинках, використовуючи для цього ломики, металеві щітки, лопати, скребки, шланги зі стисненим повітрям і водою, ганчір'я, гас, дизельне паливо.

– Опорні та завзяті ролики, вінцева та підвінцова шестірні мають бути огороджені суцільними металевими огорожами (кожухами), а газопроходи

–тепло ізольовані для запобігання можливості опіків обслуговуючого персоналу.

– Сушильний барабан для попередження Q пуску повинен обладнатися світловою та звуковою сигналізацією (миготливими електричними лампами червоного кольору та електричним дзвінком), які повинні забезпечувати видимість та чутність сигналів для всіх працюючих у сушильному відділенні.

– Ущільнення корпусу сушильного барабана та ступінь розрядження всередині його, а також герметичність завантажувального та розвантажувального пристроїв повинні запобігати проникненню топкових газів у робоче приміщення. При падінні розрядження в пиловій камері сушильного барабана нижче за норму автоматика повинна відключати подачу палива в пальник. Ступінь загазованості робочого приміщення сушильного відділення має постійно контролюватись забором та експрес-аналізом проб повітря. При загазованості, що перевищує санітарні норми, робота сушильного барабана має бути заборонена. Пилоуловлювальні установки сушильних агрегатів повинні забезпечувати очищення газів і повітря від пилу перед викидом в атмосферу не нижче за санітарні норми.

– Для захисту обслуговуючого персоналу від ураження електричним струмом корпусу електрощитів, електродвигуни сушильного барабана повинні мати заземлювальні пристрої, приєднані до цехового заземлюючого контуру.

– До обслуговування сушильного барабана допускаються особи, які пройшли навчання, стажування та інструктаж з техніки безпеки, які склали кваліфікаційний іспит.

– Під час огляду сушильного барабана необхідно оцінити технічний стан та надійність закріплення всіх огорож та заземлювальних пристроїв. Усі виявлені несправності повинні усунутись. Робота при несправних огорожах та заземленні категорично забороняється.

– Забороняється змащувати, усувати будь-які неполадки та проводити ремонт при працюючому приводі. Для цього необхідно зупинити барабан, відключити його електродвигун із видаленням запобіжників, на пускових пристроях вивішують плакати з написом "Не вмикати - працюють люди!"

- Внутрішній огляд та ремонт корпусу повинен здійснюватися не менше, ніж двома робітниками, один з яких виконує роль страхувальника, за нарядом-допуском. Для освітлення повинні використовуватися переносні лампи в закритому виконанні напругою не більше 12 В.

– Під час розпалювання та експлуатації сушильного барабана забороняється відчиняти двері топок, стояти проти них, спостерігати за горінням палива без захисних окулярів із затемненим склом, перебувати під його корпусом під час роботи.

5.10 Карта та схема змащення машини

Схема мастила сушильного барабана розробляється заводом-виробником і представляє спрощену схему, де вказується положення всіх його точок мастила. Точки мастила на схемі нумеруються.

Мал. 5.5. Схема мастила сушильного барабана

Карта мастила представляє таблицю, що містить найменування точок мастила, режими та способи мастила кожної з них із зазначенням застосовуваного мастила.

Таблиця 3. Карта мастила сушильного барабана

Найменування точки мастила		Мастильний матеріал	Спосіб мастила	Періодичність, міс.
				додавання мастила	Заміни мастила
Підшипники Роликів опорних
Підшипники роликів завзятих		солідол УС-2 ГОСТ 4366-76	Ручна ковпачкова	у міру виробітку
редуктор		Олія індустріальна І-50А ГОСТ 20799-75	картерний
зубчаста муфта		солідол УС-2 ГОСТ 4366-76	шприцювання
вінцева та підвінцова шестерні		Олія автотракторна АК-15 ГОСТ 10541-78	картерний
Підшипники підвінцової шестерні		Олія індустріальна І-50А ГОСТ 20799-75	централізовані під тиском

6. Економічна частина

Економічна частина дипломного проекту має на меті визначення техніко-економічного обґрунтування капітального ремонту сушильного барабана. Для визначення техніко-економічних показників капітального ремонту сушильного барабана необхідно розрахувати:

- Матеріальні витрати на капітальний ремонт сушильного барабана;

-Заробітну плату робітників;

-Кошторис витрат на капітальний ремонт сушильного барабана.

6.1 Розрахунок вартості матеріальних витрат за капітальний ремонт сушильного барабана

Вартість матеріальних витрат визначається виходячи з питомих норм витрати матеріалів на вузли та деталі та прейскурантних цін.

Таблиця 6.1.Вартість матеріальних витрат.

Найменування матеріалів та комплектуючих	Одиниці виміру	Питома норма витрати	Потреба, всього	Одиницю виміру тис. руб.	Сума тис. руб.
Барабан Ст09Г2С
Бандаж СтЗОГСЛ
Опорний ролик Ст35
Упорний ролик Ст35
Підвінцова шестерня Ст40Х
Привідний вал Ст40Х
Рама роликоопор СтЗ
Вісь ролика Ст45
Вал підвінцевої шестерні Ст45
Невраховані матеріали-10% від врахованих
Електродвигун 55кВт
Редуктор Ц2У-400Н
Підшипник 1634
Зубчаста муфта
Невраховані комплектуючі – 10% від врахованих

6.2 Розрахунок витрат на капітальний ремонт сушильного барабана

Розрахунок витрат праці визначається трудомісткістю капітального ремонту устаткування. Повна нормативна трудомісткість одного капітального ремонту сушильного барабана становить 800 чол-год.

6.2.1 Розрахунок заробітної плати робітників

Заробітна плата робітників визначається виходячи з трудомісткості капітального ремонту сушильного барабана та годинної тарифної ставки робітника IV розряду з нормальними умовами праці.

Таблиця 6.2. Заробітна плата робітників.

Доплата до заробітної плати за тарифом за виконання завдання – 70% тарифної ставки (Положення про преміювання):

Звип = З тар × 0,7, тис. руб.

Звип = 1968 0,7 = 1377,6 тис. руб.

Оплата вночі 5% тарифної ставки:

Зноч = З тар × 0,05, тис. руб.

З ніч = 1968 × 0,05 = 98,4 тис. руб.

Основний фонд заробітної плати складає:

Зосн = Зтар + Звип + Зноч, ТИС. руб.

30СН = 1968 + 1377,6 + 98,4 = 3444 тис. руб.

Додаткова зарплата – 12% від основного фонду заробітної плати:

ЗДОП = Зосн × 0,12, тис. руб.

ЗДОП = 3444 × 0,12 = 413,28 тис. руб.

Загальний фонд заробітної плати становитиме:

3 0бщ = 3осн + Здоп, ТИС. руб.

30бщ = 3444 + 413,28 = 3857,28 тис. руб.

6.2.2 Розрахунок кошторису витрат за капітальний ремонт сушильного барабана

До складу витрат включаються такі податки та збори:

1. відрахування на соціальне страхування – 35% від загального фонду заробітної плати:

Сотч = 30бщ × 0,35, тис. руб.

З отч = 3857,28 × 0,35 = 1350 тис. руб.

2. надзвичайний податок – 3% від загального фонду заробітної плати:

Н год = 30бщ × 0,03, тис. руб.

Н год = 3857,28 × 0,03 = 115,72 тис. руб.

3. відрахування на фонд зайнятості - 1 % загального фонду зарплати:

Нф = 30бщ × 0,01, тис. руб.

Нф = 3857,28 × 0,01 = 38,57 тис. руб.

Загальновиробничі витрати (120-150% від основної заробітної плати):

П р = Зосн × (1,2-1,5), тис. руб.

П р = 3444 × 1,2 = 4132,8 тис. руб.

Загальногосподарські витрати (150-230% від основної заробітної плати):

Про р = Зосн × (1,5-2,3), тис. руб.

Про р = 3444 × 1,5 = 5166 тис. руб.

Кошторис витрат на капітальний ремонт сушильного барабана складається за наступною формою:

Таблиця 6.3. Кошторис витрат

Статті витрат	Позначення	Сума тис. руб.
1. Матеріали
2. Комплектуючі
3. Основна заробітна плата
4. Додаткова заробітна плата
5. Відрахування на соціальне страхування
6. Надзвичайний податок
7. Відрахування до фонду зайнятості
8. Загальновиробничі витрати
9. Загальногосподарські витрати

Вважаю, що капітальний ремонт сушильного барабана, виконаний силами ремонтно-механічного цеху підприємства, доцільний, оскільки купівля, вартість нового сушильного барабана обійдеться підприємству, 70664 тис.руб.

Провівши капітальний ремонт сушильного барабана самотужки підприємство економить 31798,6344 тыс.руб.

Література

1. Лоскутов Ю.А та ін. Механічне обладнання підприємств з виробництва в'яжучих будівельних матеріалів. - М.: "Машинобудування", 1986.

2. Ілович А.П. Машини та обладнання для заводів з виробництва кераміки та вогнетривів. М. Вища школа, 1979.

3. Чернавський С.А. Курсове проектування деталей машини. М. Машинобудування, 1987.

4.Куклін Н.Т., Кукліна Г.С. Деталі машин. М. Вища школа, 1987.

5.Баніт Ф.Г. та ін. Експлуатація, ремонт та монтаж обладнання промисловості будівельних матеріалів. М. Будвидав, 1971.

6.Дроздов Н.Є. Експлуатація, ремонт та випробування обладнання будівельних матеріалів, виробів та конструкцій. М. Вища школа, 1979.

7.Махнович А. Т., Боханько Г.І. Охорона праці та протипожежний захист на підприємствах промисловості будівельних матеріалів. М. Будвидав, 1978.

8. Самойлов М.В. та ін. Основи енергозбереження. багато. БДЕУ, 2002.

9.Швецьів М.Я., Дроздов Н.Є. Довідник з обладнання заводів будівельних матеріалів. Будвидав, 1970.

10.Соколовський Л.В. Енергозбереження у будівництві. багато. НВ ТОВ "Стрінко", 2000.