Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология - Лисиенко В.Г.
ISBN 5-98457-018-1
Скачать (прямая ссылка):
СА*
Собственный вес и вес футеровки определяют обычно на 1 пог.м длины корпуса. Если он цельносварной, то при удельном весе стали у = 7,8 кг/дм3/пог.м корпуса весит
<7св = 24,5?5,кг, (101)
где D — наружный диаметр корпуса, м; 5 — толщина стенки корпуса по длине рассматриваемого участка, мм.
Накладные пояса и головки заклепок увеличивают вес клепаного корпуса приблизительно на 25 %, поэтому вес 1 пог.м корпуса этой конструкции находят по уравнению:
а = 30D 5, кг.
~кл н 5
Вес футеровки, уложенной на 1 пог.м длины корпуса, равен
% = яЯсрЧ’ Кг’ (102)
где D — средний диаметр кольца футеровки, м; 5 — толщина футеровочного
СР. 3
слоя, мм; уф — объемный вес футеровочного материала, кг/дм , равный для хромомагнезита — 2,27, шамота — 2,1, естественного талька — 2,86, и обожженного талька — 2,25.
При работе печи обжигаемый материал смещается в сторону вращения печи, поэтому и равнодействующая нагрузок на корпус несколько смещена от вертикали, проходящей через центр сечения корпуса. Из-за малой величины веса обжигаемого материала по сравнению с весом футеровки и самого корпуса смещение равнодействующей незначительно, поэтому при определении усилий, действующих на корпус, его можно не принимать во внимание.
Под действием перечисленных внешних нагрузок в поперечных сечениях корпуса возникают продольно направленные опорные и межопорные изгибающие моменты.
Опорные изгибающие моменты корпуса определяют при помощи уравнения трех моментов или методом последовательных приближений.
Для корпуса с равномерно распределенной нагрузкой по длине пролетов уравнение трех моментов имеет вид:
М„_х = — + 2М,
J.
+M"'TL=1
Jn+1 4
Яп^п Яп+Jn+l
(103)
где Мп — изгибающий момент опоры п, т-м; / — длина пролета, расположенного перед опорой п, если вести отсчет слева направо, м; J — момент инерции сечения пролета п, м4; qn — нагрузка, приходящаяся на 1 пог.м длины пролета, т.
544
Если, кроме равномерно распределенной нагрузки, в рассматриваемом пролете действует сосредоточенная сила Р, приложенная на расстоянии с и d от левой и правой опор, то в правую часть уравнения трех моментов вводится добавочное слагаемое. Оно имеет вид: для пролета п
Если корпус печи по длине пролетов, входящих в уравнение трех моментов, одинаков по диаметру и толщине стенок и, следовательно, имеет один и тот же момент инерции, то нет необходимости вводить последний в уравнение трех моментов и его усложнять. Загрузочный и разгрузочный концы корпуса являются консольными, поэтому изгибающие моменты в сечениях, проходящих через первую и последнюю опоры, определяют обычным путем. Следовательно, если печь имеет п опор, то для определения опорных моментов ее корпуса необходимо составить и-2 уравнений трех моментов и затем решить эти уравнения.
При большом количестве опор печи и неодинаковом диаметре ее корпуса определение опорных моментов с помощью уравнений трех моментов связано с большим объемом арифметических вычислений, поэтому опорные моменты длинных печей рекомендуется определять методом последовательных приближений.
Расчет плоских и пространственных рам методом последовательных приближений был предложен американским проф. Харди Кроссом и в дальнейшем разработан проф. Уральского политехнического института С. А. Рогиц-ким.
Отнесенный к расчету многоопорных неразрезных балок и, следовательно, к корпусу вращающейся печи метод последовательных приближений основывается на следующих положениях.
До загружения балки внешними силами в ее узлы II-VIII (рис. 2), расположенные над промежуточными опорами, условно вводятся защемления, препятствующие повороту узлов под действием внешних сил. Таким путем неразрезная балка (корпус печи) обращается в систему отдельных балок, из которых крайние защемлены одним концом, а все остальные — двумя.
/ \
(104)
V ln J
для пролета п+1
\
(105)
\
в+1 У
545
А= 32
Рис. 2. Эпюры изгибающих моментов и перерезывающих сил корпуса вращающейся печи 3,6(3,3)3,6x150 м
К полученной условной системе отдельных балок прикладываются затем внешние силы. Под их воздействием в каждом защемленном узле по концам балок возникают опорные моменты, препятствующие повороту балок. Эти моменты называют моментами защемления и принимают за положительные те из них, которые стремятся повернуть узел по часовой стрелке. Условную алгебраическую сумму моментов защемления узла называют неуравновешенным моментом и обозначают буквой R. Для узла II, например, неуравновешенный момент
Ru= 4,3-
М.
11,2'
(106)
где МЦ2 — момент_защемления балки /2, шарнирно опертой в узле I и защемленной в узле II; М1П — момент защемления балки /3, защемленной обоими концами.
Допустим теперь, что защемление с узла II устранено, тогда под действием неуравновешенного момента Rn узел повернется на какой-то угол, равный 0 единицам, причем в том направлении, куда направлено действие большего по абсолютной величине момента защемления. Поворот узла повлечет за собой возникновение по концам балок, сходящихся в узле, дополнительных изгибающих моментов, которые принято называть уравновешивающими моментами. Очевидно, сумма уравновешивающих моментов узла равна неуравновешенному моменту Rn по величине и противоположна ему по знаку. Для узла II это равенство выражается уравнением
