Расчет согласно чертежу общего вида (рисунок 2.12, кривая линия 1)
Исходные данные для расчета:
Число участков свободной фильтрации: 34
Число мокрых отсасывающих ящиков: 3
Число гидропланок: 31
Расстояние между обезвоживающими элементами:
0,17 0,09 0,12 0,235 0,235 0,22 0,235 0,235 0,22 0,235
0,235 0,22 0,235 0,235 0,22 0,235 0,235 0,22 0,235 0,235
0,087 0,085 0,085 0,085 0,085 0,087 0,085 0,085 0,085 0,085
0,761 0,06 0,4 0,05
Признаки:
3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4
Коэффициенты фильтрации:
0,0000512 0,0000512 0,0000512 0,0000315 0,0000315 0,0000315
0,0000315 0,0000315 0,0000315 0,0000315 0,0000315 0,0000315
0,0000315 0,0000315 0,0000315 0,0000315 0,0000315 0,0000315
0,0000315 0,0000315 0,0000315 0,0000315 0,0000315 0,0000315
0,0000315 0,0000315 0,0000315 0,0000315 0,0000315 0,0000315
0,0000315 0,0000105 0,0000105 0,0000105
Значения вакуума:
0,1 0,15 0,2
Значения углов:
0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
Ускорение силы тяжести, м2/с: 9,81
Скорость сетки, м/с: 9,16
Концентрация обезвоженного слоя, %: 2,5
Концентрация промоя, %: 0,026
Начальная концентрация, %: 0,4
Высота слоя массы, м: 0,0137
Длина скошенной части гидропланки, м: 0,048
Расчет:
n признак высота слоя начальная
массы концентрация
0 3 0.0133 0.4102
1 3 0.0130 0.4193
2 3 0.0127 0.4292
3 3 0.0120 0.4520
4 3 0.0114 0.4764
5 3 0.0108 0.5024
6 3 0.0102 0.5305
7 3 0.0096 0.5607
8 3 0.0090 0.5929
9 3 0.0085 0.6277
10 3 0.0080 0.6652
11 3 0.0075 0.7053
12 3 0.0071 0.7487
13 3 0.0067 0.7954
14 3 0.0063 0.8453
15 3 0.0059 0.8994
16 3 0.0055 0.9575
17 3 0.0052 1.0196
18 3 0.0048 1.0865
19 3 0.0045 1.1581
20 3 0.0043 1.2294
21 3 0.0039 1.3346
22 3 0.0036 1.4483
23 3 0.0033 1.5700
24 3 0.0031 1.6988
25 3 0.0028 1.8327
26 3 0.0026 1.9688
27 3 0.0025 2.1028
28 3 0.0023 2.2295
29 3 0.0022 2.3421
30 3 0.0021 2.4405
31 4 0.0021 2.4558
32 4 0.0021 2.4937
33 4 0.0021 2.4992
Расчет согласно схеме (рисунок 2.11) с учётом предложений ф. Хайк (рисунок 2.12, кривая линия 2)
Исходные данные для расчета:
Число участков свободной фильтрации: 29
Число мокрых отсасывающих ящиков: 0
Число гидропланок: 29
Расстояние между обезвоживающими элементами:
0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,24 0,06 0,06 0,06
0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,24 0,06 0,06
0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,24
Признаки:
3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
3 3 3 3 3 3 3 3
Коэффициенты фильтрации:
0,0000512 0,0000512 0,0000512 0,0000512 0,0000512 0,0000512
0,0000512 0,0000315 0,0000315 0,0000315 0,0000315 0,0000315
0,0000315 0,0000315 0,0000315 0,0000315 0,0000315 0,0000315
0,0000315 0,0000315 0,0000315 0,0000315 0,0000315 0,0000315
0,0000315 0,0000315 0,0000315 0,0000315 0,0000315
Значения углов:
0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1,5 1,5
1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5
Ускорение силы тяжести, м2/с: 9,81
Скорость сетки, м/с: 9,16
Концентрация обезвоженного слоя, %: 2,5
Концентрация промоя, %: 0,026
Начальная концентрация, %: 0,4
Высота слоя массы, м: 0,0137
Длина скошенной части гидропланки, м: 0,025
Расчет:
n признак высота слоя начальная
массы концентрация
0 3 0.0132 0.4129
1 3 0.0128 0.4265
2 3 0.0124 0.4406
3 3 0.0119 0.4553
4 3 0.0115 0.4707
5 3 0.0111 0.4867
6 3 0.0107 0.5068
7 3 0.0103 0.5256
8 3 0.0099 0.5453
9 3 0.0095 0.5661
10 3 0.0091 0.5878
11 3 0.0088 0.6107
12 3 0.0084 0.6347
13 3 0.0081 0.6600
14 3 0.0078 0.6866
15 3 0.0074 0.7145
16 3 0.0071 0.7439
17 3 0.0068 0.7796
18 3 0.0065 0.8187
19 3 0.0061 0.8602
20 3 0.0058 0.9044
21 3 0.0055 0.9513
22 3 0.0053 1.0010
23 3 0.0050 1.0538
24 3 0.0047 1.1097
25 3 0.0045 1.1689
26 3 0.0043 1.2314
27 3 0.0040 1.2972
28 3 0.0038 1.3735
Исходные данные для расчета (продолжение):
Число участков свободной фильтрации: 12
Число мокрых отсасывающих ящиков: 0
Число гидропланок: 12
Расстояние между обезвоживающими элементами:
0,087 0,087 0,087 0,087 0,087 0,087 0,06 0,087 0,087 0,087
0,087 0,087
Признаки:
3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
Коэффициенты фильтрации:
0,0000315 0,0000315 0,0000315 0,0000315 0,0000315 0,0000315
0,0000315 0,0000315 0,0000315 0,0000315 0,0000315 0,0000315
Значения углов:
2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
Ускорение силы тяжести, м2/с: 9,81
Скорость сетки, м/с: 9,16
Концентрация обезвоженного слоя, %: 2,5
Концентрация промоя, %: 0,026
Начальная концентрация, %: 1,3735
Высота слоя массы, м: 0,0038
Длина скошенной части гидропланки, м: 0,032
Расчет:
n признак высота слоя начальная
массы концентрация
0 3 0.0035 1.4691
1 3 0.0033 1.5700
2 3 0.0031 1.6755
3 3 0.0029 1.7846
4 3 0.0027 1.8958
5 3 0.0026 2.0070
6 3 0.0025 2.1145
7 3 0.0023 2.2176
8 3 0.0022 2.3116
9 3 0.0022 2.3923
10 3 0.0021 2.4556
11 3 0.0021 2.4964 …
Расчет согласно кривой линии 3, рисунок 2.12
Исходные данные для расчета:
Число участков свободной фильтрации: 23
Число мокрых отсасывающих ящиков: 5
Число гидропланок: 18
Расстояние между обезвоживающими элементами
0,055 0,065 0,085 0,075 0,075 0,105 0,125 0,125 0,145 0,165
0,175 0,195 0,205 0,235 0,235 0,285 0,275 0,49 0,73 0,4
0,37 0,4 0,05
Признаки:
3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 4 4
4 4 4
Коэффициенты фильтрации:
0,0000512 0,0000512 0,0000512 0,0000315 0,0000315 0,0000315
0,0000315 0,0000315 0,0000315 0,0000315 0,0000315 0,0000315
0,0000315 0,0000315 0,0000315 0,0000315 0,0000315 0,0000315
0,0000105 0,0000105 0,0000105 0,0000105 0,0000105
Значения вакуума:
0,2 0,2 0,275 0,3 0,3
Значения углов:
1 1 1 1,5 1,5 1,5 2 2 2 2,5 2,5 2,5 3 3 3 3 3 3
Ускорение силы тяжести, м2/с: 9,81
Скорость сетки, м/с: 9,16
Концентрация обезвоженного слоя, %: 2,5
Концентрация промоя, %: 0,026
Начальная концентрация, %: 0,4
Высота слоя массы, м: 0,0137
Длина скошенной части гидропланки, м: 0,048
Расчет:
n признак высота слоя начальная
массы концентрация
0 3 0.0129 0.4224
1 3 0.0122 0.4468
2 3 0.0114 0.4737
3 3 0.0108 0.5012
4 3 0.0101 0.5310
5 3 0.0095 0.5640
6 3 0.0088 0.6052
7 3 0.0082 0.6505
8 3 0.0076 0.7010
9 3 0.0070 0.7632
10 3 0.0064 0.8328
11 3 0.0058 0.9112
12 3 0.0052 1.0069
13 3 0.0047 1.1153
14 3 0.0042 1.2369
15 3 0.0038 1.3735
16 3 0.0034 1.5234
17 3 0.0031 1.6908
18 4 0.0027 1.9418
19 4 0.0024 2.1231
20 4 0.0022 2.3149
21 4 0.0021 2.4783
22 4 0.0021 2.4990
Расчет согласно кривой линии 4, рисунок 2.12
Исходные данные для расчета:
Число участков свободной фильтрации: 34
Число мокрых отсасывающих ящиков: 3
Число гидропланок: 31
Расстояние между обезвоживающеми элементами :
0,17 0,09 0,12 0,235 0,235 0,22 0,235 0,235 0,22 0,235
0,235 0,22 0,235 0,235 0,22 0,235 0,235 0,22 0,235
0,235 0,3 0,085 0,085 0,085 0,085 0,3 0,085 0,085 0,085
0,085 0,335 0,06 0,4 0,05
Признаки:
3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4
Коэффициенты фильтрации:
0,0000512 0,0000512 0,0000512 0,0000315 0,0000315 0,0000315
0,0000315 0,0000315 0,0000315 0,0000315 0,0000315 0,0000315
0,0000315 0,0000315 0,0000315 0,0000315 0,0000315 0,0000315
0,0000315 0,0000315 0,0000315 0,0000315 0,0000315 0,0000315
0,0000315 0,0000315 0,0000315 0,0000315 0,0000315 0,0000315
0,0000315 0,0000105 0,0000105 0,0000105
Значения вакуума:
0,1 0,15 0,2
Значения углов:
0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
Ускорение силы тяжести: 9,81
Скорость сетки: 9,16
Концентрация обезвоженного слоя: 2,5
Концентрация промоя: 0,026
Начальная концентрация: 0,4
Высота слоя массы: 0,0137
Длина скошенной части гидропланки: 0,048
Расчет
n признак высота слоя начальная концентрация
массы
0 3 0.0133 0.4102
1 3 0.0130 0.4193
2 3 0.0127 0.4292
3 3 0.0120 0.4520
4 3 0.0114 0.4764
5 3 0.0108 0.5024
6 3 0.0102 0.5305
7 3 0.0096 0.5607
8 3 0.0090 0.5929
9 3 0.0085 0.6277
10 3 0.0080 0.6652
11 3 0.0075 0.7053
12 3 0.0071 0.7487
13 3 0.0067 0.7954
14 3 0.0063 0.8453
15 3 0.0059 0.8994
16 3 0.0055 0.9575
17 3 0.0052 1.0196
18 3 0.0048 1.0865
19 3 0.0045 1.1581
20 3 0.0042 1.2363
21 3 0.0039 1.3420
22 3 0.0036 1.4563
23 3 0.0033 1.5786
24 3 0.0030 1.7078
25 3 0.0028 1.8494
26 3 0.0026 1.9855
27 3 0.0024 2.1189
28 3 0.0023 2.2442
29 3 0.0022 2.3547
30 3 0.0021 2.4459
31 4 0.0021 2.4661
32 4 0.0021 2.5180
Считается, что для получения качественного бумажного полотна изменение концентрации по ходу сетки должно подчинятся линейному закону [1].
Если характер изменения концентрации не подчиняется линейному закону, то необходимо изменить расстояние между гидропланками и МОЯ. Данную задачу обычно решают графическим способом, для чего спрямляют полученную кривую и находят новые положения гидропланок и МОЯ [4].
Другими методами изменения концентрации могут быть: изменение углов наклона гидропланок, замена части гидропланок на МОЯ, повышение вакуума в МОЯ.
Из графика на рисунке 2.12 мы видим, как протекает процесс формования и обезвоживания бумажного полотна. Чтобы процесс формования и обезвоживания протекал нормально, необходимо, чтоб изменение концентрации бумажной массы по длине формования стремилось к линейной зависимости. Поэтому, построив график по результатам расчета, можно судить о степени конструктивного и технологического совершенства участка формования и обезвоживания и внести при необходимости скорректированные значения величин, которые, как уже указывалось, могут повлиять на степень изменения концентрации бумажной массы по длине формования.
Из графика на рисунке 2.12 видно, что кривая линия 1 расположена сначала ниже прямой линии (бумажная масса обезвоживается на грудной доске и 6 ящиках с 3-мя гидропланками), затем поднимается вверх, уходя за прямую линию и достигает концентрации бумажной массы 2.4992% (обезвоживаясь на 2 ящиках с 5-тью гидропланками и на 3 МОЯ). Возрастание кривой в последнем случае, объясняется тем, что интенсивность обезвоживания на ящиках с 5-ью гидропланками и МОЯ выше.
Из этого же графика видно, что кривая линия 2 уходит интенсивно вверх от прямой линии, т. е. она достигает уже концентрации бумажной массы 2.4964% обезвоживаясь на 41 гидропланке. Отклонение от прямой линии, к которой необходимо стремится большое, поэтому расположение гидропланок на БДМ №2 предложенное ф. Хайк на мой взгляд является нецелесообразным, несмотря на то, что при частом расположении гидропланок уменьшается провал волокна под сетку и уменьшается провисание сетки. Т. к. гидропланки расположены часто, обезвоживание массы возрастает. Слишком быстрое обезвоживание массы не позволяет бумаге полностью пройти процесс формования полотна. Это отрицательно сказывается на структуре бумаги.
Также из графика видно, что кривая линия 3 сосредоточена в верхней части над прямой линией и процесс обезвоживания и формования протекает более плавно по сравнению с предыдущими графиками. На 18 гидропланках линия постепенно возрастает, затем с переходом на МОЯ немного снижается и достигает концентрации бумажной массы 2.499%.
От хаотичного расположения гидропланок ящики получатся разные: с разными размерами и разным количеством гидропланок, что на заводе-изготовителе потребует большего времени, т. к. необходим индивидуальный подход, соответственно стоимость таких ящиков повысится.
Имеется много свободного места между МОЯ, в связи с чем сетка больше провисает и ведёт к быстрому её износу.
На графике еще имеется кривая линия 4, видоизмененная кривая 1. Изменив расстояние между ящиками с 5-ю гидропланками и МОЯ, кривая плавно возрастает после ящиков с 3-мя гидропланками и достигает концентрации бумажной массы 2.518%.
Исходя из вышесказанного наиболее эффективней, с меньшими затратами и лучшим удобством расположения формующих и обезвоживающих элементов, использовать расположение согласно (кривая линия 4, рисунок 2.12).
Конструкторская часть
3.1 Расчет конструктивных параметров ящика с гидропланками и мокрого отсасывающего ящика
3.1.1 Расчёт ящика с гидропланками
Корпуса ящиков обычно изготавливают сварными из нержавеющей листовой стали Х18Н9Т толщиной от 6 до 12 мм. Ящики опираются на балки сеточного стола с помощью кронштейнов, приваренных к торцевым крышкам ящика. Положение ящика по высоте для обеспечения контакта с сеткой можно регулировать установочными винтами с гайками.
Сечение корпуса ящика представляет собой основной несущий элемент треугольной формы, к которому по длине ящика приварены рёбра жёсткости. К рёбрам с обеих сторон приварены боковые накладки из листовой стали, как показано на рисунке 3.1.
Рисунок 3.1 – Поперечное сечение корпуса ящика
Для определения осевых моментов инерции и сопротивления поперечного сечения ящика необходимо разбить сечение на отдельные геометрические фигуры, положение центра тяжести и момент инерции которых известен. Составное сечение ящика содержит вертикальные и наклонные прямоугольники [4].
Рисунок 3.2 – Схема сечения горизонтального кольцевого сектора
Определяем площадь сечения кольцевого сектора в соответствии с рисунком 3.2
(3.1)
где r – радиус кольцевого сектора, r = 0,028м;
δ – толщина полосы, δ = 0,006м;
a = p·a°¤180 (3.2)
a = 3,14·60¤180 = 1,05 рад.
Определяем положение центра тяжести и координаты крайних точек сечения
(3.3)
(3.4)
Определяем момент инерции относительно оси Х-Х для горизонтального кольцевого сектора согласно рисунку 3.2
(3.5)
Рисунок 3.3 – Схема сечения вертикального кольцевого сектора
Определяем координаты крайних точек сечения и момент инерции относительно оси Х-Х для вертикального кольцевого сектора по рисунку 3.3
(3.6)
(3.7)
а – вертикальная полоса; б – наклонная полоса
Рисунок 3.4 – Схема сечения прямоугольной полосы
Определяем площадь и момент инерции сечения вертикальной прямоугольной полосы согласно рисунку 3.4а
(3.8)
где h – высота полосы, м.
(3.9)
Определяем площадь и момент инерции сечения наклонной прямоугольной полосы согласно рисунку 3.4б
(3.10)
где l – длина полосы, м.
(3.11)
Определяем координату центра тяжести сечения ящика
(3.12)
где с1…с7 – расстояние от центров тяжести отдельных геометрических фигур до начала координат, м;
F1…F7 – площади соответствующих фигур сечения, м2.
Определяем осевой момент инерции сечения ящика
(3.13)
где y1…y7 – расстояние от центров тяжести соответствующих фигур сечения ящика от нейтральной оси, м.
Определяем момент сопротивления сечения ящика
(3.14)
Определяем вертикальную нагрузку, действующую на ящик
(3.15)
где Jя – сила тяжести ящика, Н;
qc – распределительная нагрузка на ящик от массы с сеткой, Н/м (для расчёта принимается 100 Н/м);
B – длина рабочей части ящика, м.
Сила тяжести ящика с 3-мя гидропланками: Jя с 3г = 6239Н; ящика с 5-ью гидропланками: Jя с 5г = 6886Н
Расчёт ведём по наибольшему значению Jя: Jя = 6886Н
С расчётной точки зрения корпус ящика будет представлять собой балку на двух опорах, нагруженную равномерно распределительной нагрузкой по длине рабочей части корпуса (рисунок 3.5)
Так как нагрузка симметричная, реакции опор равны между собой
(3.16)
где q0 – интенсивность равномерно распределённой нагрузки, Н/м.
Рисунок 3.5 – Схема нагружения корпуса ящика
q0 = P / B (3.17)
q0 = 7381 / 4,95 = 1491Н/м
По найденному значению опорных реакций производится расчёт кронштейнов ящика.
Ящик крепится к продольным балкам сеточного стола по средствам кронштейнов.
Определяем площади соответствующих фигур сечения кронштейна согласно рисунку 3.6
F1 = 0,012×0,2 = 0,0024 м2
F2 = 0,004×0,03 = 0,00012 м2
F3 = 0,006×0,07 = 0,00042 м2
F4 = 0,008×0,1 = 0,0008 м2
F5 = 0,014×0,045 = 0,00063 м2
F6 = 0,012×0,062 = 0,000744 м2
F7 = 0,5×0,012×0,016 = 0,000096 м2
Рисунок 3.6 – Схема сечения кронштейна ящика
Определяем координату центра тяжести сечения кронштейна
Определяем момент инерции кронштейна
Определяем момент сопротивления сечению кронштейна
(3.18)
где l – расстояние между опорами ящика, l = 5,28м.
Определяем изгибающий момент, действующий на кронштейн
(3.19)
lк – вылет кронштейна, lк = 0,175м.
Определяем напряжение возникающее в сечении кронштейна
(3.20)
Определяем коэффициент запаса прочности:
(3.21)
где σт - предел текучести стали, для стали Х18Н9Т σт = 200 МПа.
Сечение кронштейна удовлетворяет условию прочности.
Определяем максимальный изгибающий момент в среднем сечении ящика
(3.22)
Определяем напряжение изгиба в этом сечении
(3.23)
Определяем коэффициент запаса прочности по пределу текучести
Сечение ящика удовлетворяет требованиям прочности.
Конструкция ящиков должна быть достаточно жёсткой во избежание стекания массы к середине сетки. Определяем абсолютный прогиб рабочей части ящика по середине пролёта
(3.24)
где Е – модуль упругости стали, Е = 2,1 · 106 · 105 Н/м2.
Относительный прогиб рабочей части не должен превышать:
(3.25)
Сечение ящика удовлетворяет требованиям жёсткости.
Дата: 2019-12-22, просмотров: 227.
