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1、支承搅拌机槽钢支架的设计计算秀 3林(福建省石油化学工业设计院 )摘要对立式常压搅拌容器平顶盖上支承搅拌机的槽钢支架进行受力分析 , 通过工程实例设计计算 , 提出安全可靠 、方便实用的槽钢支架计算方法 , 为类似结构的设备设计提供参 考 。关键词槽钢支架常压容器搅拌计算0 前言所提的槽钢支架尺寸合理与否就要看搅拌机制造厂家的技术力量 。据笔者多年的了解 , 许多小厂家凭 经验提的槽钢支架尺寸不尽合理 , 有的支架尺寸过 大造成浪费且不美观 , 有的支架尺寸太小带来安全隐患 。所以 , 对槽钢支架进行受力分析 , 寻求合理 的设计计算方法 尤 为必 要 。本 文通 过 一个 工程 实 例 ,
2、详细介绍槽钢支架的计算方法 , 为类似结构的 设备设计提供参考 。搅拌设备在工业生产中应用范围很广 , 尤其在化工 、食品 、医药 、农药 、油漆 、染料等行业中 , 都或多或少地应用着搅拌操作 。大多数的搅拌操作 均系机械搅拌 , 机械搅拌又以中 、低压和常压立式 钢制容器的搅拌 设备 为 主 。对 于立 式常 压 搅拌 容 器 , 一般搅拌机都是装在容器的平顶盖上 , 工程上多 采用槽钢支架来支承搅拌机 (如图 1所示 ) 所 产1 设计条件和主要技术参数某工程项目有一个常压搅拌容器 稀释槽 ,其设计条件和主要技术参数见表 1。2 槽钢支架设计计算211 受力分析设计槽钢支架时 , 应考虑
3、搅拌机本身重力 载荷的作用以及传动装置产生的震动等动力载荷的 影响 , 除要求槽钢支架有足够的强度外 , 还要求其 变形不能过大 , 即要求槽钢支架有足够的刚度 , 否则会引起搅拌设备的强烈振动 , 造成严重后果 。槽 钢梁设计应考虑以下设计载荷 :( 1 ) 搅拌机的重力引起的集中载荷 Q1 ;( 2 ) 流体作用在搅拌器上的轴向推力引起的 集中载荷 Q2 ;( 3 ) 槽钢梁自身质量均布载荷 q。21111 槽钢支架的应力计算图 1 常见的立式常压搅拌容器生的载荷 。当前 , 搅拌容器设计多数分成两部分 ,容器壳体由设计单位设计 , 搅拌装置由搅拌机制造 厂家设计 。槽钢支 架与 搅拌 机
4、 机架 要用 紧 固件 连 接 ,所以通常由搅拌机制造厂家提出槽钢支架尺寸 ,3 林秀 , 女 , 1962 年生 , 高级工程师 。福州市 , 350001。34支承搅拌机槽钢支架的设计计算表 1设计条件和主要技术参数集中载荷产生的弯矩 PL 7490 3000M 1 = 5617500 N mm44均布载荷产生的弯矩qL201222 30002M 2 = 249750 N mm8最大弯矩8M m ax = M 1 + M 2 = 5867250 N mm拟选用 20 a槽钢 , 则W = 178 103 mm3J = 178014 104 mm4槽钢梁自身质量q = 22163 kg /m
5、 = 22163 9181 / 1000= 01222 N /mm单根槽钢所承受的弯曲应力校核计算时可将槽钢支架按照简支梁考虑 , 为方便计算 , 可视为由两根横跨至常压容器包边角钢边缘 或顶盖边缘的槽钢梁 (不考虑顶盖和两根短的槽钢 的加强作用 ,如图 2 所示 ) 来承受搅拌机所产生的 载荷作用 。搅拌机的重力引起的集中载荷 11Q1 = 2 m 0 g = 2 1040 9181 = 5101NM m ax 5867250M=178 103W= 3310 t = 150 M Pa21112 槽钢支架的挠度计算 集中载荷引起的挠度33 PL 7490 3000 y1 = 48 EJ = 4
6、8 19115 103 178014 104= 1124 mm均布载荷引起的挠度5 qL45 01222 30004y2 =34384 EJ384 19115 10 178014 10图 2 常见的槽钢支架结构 (俯视图 )= 0107 mm单根槽钢挠度校核y = y1 + y2 = 1124 + 0107 = 1131 y = 115 mm流体作用在搅拌器上的轴向推力引起的集中载荷Q2 , 对不 同 型 式 的 搅 拌 器 , Q2 的 计 算 公 式 不 同 ,详见文献 1 。该工程实例采用斜叶开启涡轮式搅拌器 ,向推力引起的集中载荷其轴3 结语Pq 1由以上计算得知 , 该工程实例采用
7、20 a 槽钢能满足强度和刚度的要求 。但要注意 , 一般情况下 槽钢的刚度为控制因素 , 计算时 , 可先核算所选用 的槽钢是否满足 挠 度要 求 , 然 后再 校 核槽 钢的 强 度 。槽钢支架的大小与设备直径 、搅拌机的重量 、 搅拌器的型式和直径 、搅拌转速等因素有关 。但由于目前设计规范中还没有具体的计算公式和现成的 计算软件 , 许多设计者常采用经验数据的方法选用 (下转第 47页 )5Q2 = 2 255 10n tgDJ7111=255 105 tg45 2= 1141 (N )1150 69根据文献 4 , 动 载荷 应 简化 为相 当 静载 荷P。为方便计算 ,量 。集中载
8、荷将 Q1 近似为全是运动部分的质P k (Q1+ Q2 ) 112 ( 5101 + 1141 )= 7490 N容 器搅拌机设计压力 /M Pa 常压 设计温度 / 100全容积 /m3 2216 装量系数 018 壳体材料Q235B 容器直径 /mm 3000电机型号及功率Y715 kW - 4 P搅拌器转速 / rm in - 1 69搅拌器型式三斜叶开启涡轮式搅拌器直径 /mm 1150 槽钢材料Q235A 搅拌机重量 / kg 1040化工装备技术 第 31卷 第 1期 2010年47 8 Strbe l R , Ga rche J , Mo se ley P T, e t a1.
9、 H yd rogen stroage by ca rbon m a te ria ls J . Jou rna l of Powe r Sou rce s, 2006 , 159 ( 2 ) : 781 - 801.Ca rp e tis C, Pe schka W 1 Study on hyd rogen sto rage by u se ofc ryoad soben ts J . In te rna tiona l Joum a l of H yd rogen Ene rgy,1980 , 5 ( 5 ) : 539 - 554.Seh lap baeh L , Zu tte l A.
10、 H yd rogen - sto rage m a te rials fo r mo2b ile app lication s J . N a tu re, 2001 , 414: 353 - 358.D ub in in M M , N e im a rk A V , Sc rp in sky V V. Imp act of the ad so rbate comp re ssib ility on the calcu la tion of the m icmpo re vo l2 um e J . Ca rbon, 1993 , 31 ( 7 ) : 1015 - 1018.邢振禄 1对
11、储氢方式及储氢容器改进方法的研究 J 1中小企业管理与科技 , 2008 , 20: 110 - 1101李毅 , 陈礼皤 1 燃料电池汽车用热导式氢安 全传感 器研 究 J 1上海汽车 , 2003 , 5: 16 - 181严奉轩 , 陆平 , 陈宁 , 李芳 , 张玉广 , 凌大鹏 1 基于 N i2o sII处理器的电站用 H2 监控仪 J 1仪表技术与传感器 ,2008 , 10: 17 - 18 , 221(收稿日期 : 2009 - 09 - 28 )参考文献郑津洋 , 别海燕 , 徐平 , 刘鹏飞 , 陈虹港 1 车用纤维全缠绕高压 储 氢 气 瓶 标 准 研 究 J 1 压
12、力 容 器 , 2007 , 24 ( 11 ) : 48 561 1 9 2 Siro sh N el1. H yd rogen compo site tank p rogram A . U. S DO E H yd rogen P rogram R enew M ee ting C .2002.The 2002Co lo rado, 10 11 3 胡君 , 史润琴 , 赵健枫 1 运输 、贮存和使用氢气如何防火防爆 J 1科技资讯 , 2008 , 281 4 赵艳男 1燃料电池汽车供氢系统及系统安全策略海汽车 , 2006 , 12: 6 - 81 J 1 上 12 冯文 , 王淑娟
13、, 倪维斗 , 陈昌和 1 氢能的安全性和燃料电池汽车的氢安全问题 J 1 太阳能学报 , 2003 , 24 ( 5 ) :677 - 6821Shen P W , W ang G S, Song D Y, e t a1. H yd rogen ene rgy sys2 tem V: P roceed ings of the 5 th W o rld H yd rogen Ene rgy Confe r2 ence1 N ew Yo rk: Pe rogamon, 1984 , 13031Pou ra rian F, W a llace W E. In t J H yd rogen Ene rgy, 1986 , 11( 12 ) : 7891 5 13 14 6 7 (上接第 34 页 )槽钢尺寸 , 宁大勿小 , 结果造成了不必要的浪费 。 因此 , 通过对槽钢支架进行强度和挠度校核计算 ,合理选用槽钢支架尺寸 , 以保证搅拌装置能安全平稳地运转 , 使搅拌设备既满足生产工艺要求又做到 经济适用 , 实现最佳化设计 , 这是很有必要的 。k 动力系数 4 , 对有搅拌的设备 , k = 112;L
