Расчёт быстровращающихся обечаек

Расчёт вращающихся обечаек

С точки зрения расчётов на прочность всё вращающиеся обечайки условно делятся на 3 основных класса: 1)быстровращающиеся; 2)промежуточные (100-200 об/мин); 3) медленновращающиеся (3-5 об/мин).

К быстро вращающимся относятся корпуса центрифуг. К медленновращающемся относятся корпуса барабанов. К промежуточным относятся корпуса мельниц дробилок.

Расчёт быстровращающихся обечаек

Цель расчёта: 1) определить толщину стенки корпуса или корзины центрифуги; 2) рассчитать диаметр вала на критическое число оборотов.

Корпус центрифуги находятся под действием центробежных сил ; - частота вынужденных колебаний. Для того, что бы определить какие силы действуют на стенку центрифуги от давления жидкости, из обечайки вырезается бесконечно-малый участок dα.

Согласно принципу независимости действия сил, действие отсеченной части заменяю кольцевыми направлениями, тогда: *Н* . То есть на элементарный участок действуют силы центробежные «С» и кольцевые «Т» .

Для того, чтобы система находилась в равновесии, эти силы должны уравновешивать друг друга:

*Н*

Для того, чтобы найти массу, необходимо знать плотность метала выбирается в зависимости от агрессивности среды. Тогда для элементарного участка: ;

(119)

(119) характеризует кольцевые направления, возникшие в быстровращающихся оболочках только от действия центробежных сил.

На стенке оболочки также действует и слой жидкости. Условно в расчётах принимается, что слой жидкости действует на стенку также как и внутреннее газовое давление.

Для учёта усилий, действующих на стенку от слоя жидкости, из слоя жидкости на растворение «Х» выделяется элементарный участок dх.

Центробежная сила, действуя на этом участке ;

;

Давления всего слоя жидкости:

Полное давление которое оказывает жидкость на внутреннюю поверхность оболочки будет при Х=R или (120).

Отношение объёма жидкости к полному объёму ротора называется коэффициентом заполнения:

; ; → .

Из безмоментной теории прочности известно, что наибольшими являются кольцевые напряжения.

Кольцевые напряжения, оказываемые слоем жидкости на стенку:

С учётом того, что на стенку действуют суммарные напряжения слоя жидкости и центробежные силы, толщина стенки ротора:

- коэффициент перфорации или коэффициент ослабления метала отверстиями; ; d – диаметр отверстия, t – шаг между отверстиями.

принимается с учётом действия центробежных сил: .

Вывод: роторы центрифуг рассчитываются только от действия центробежных сил; изгиб идёт в коэффициент запаса прочности.