Совершенствование конструкции и разработка прототипа модульного воздухосборника

Введение 5
1 Состояние вопроса 6
1.1 Строение системы сжатого воздуха 6
1.2 Ресивер сжатого воздуха 7
1.3 Требования к аппаратурному оформлению 10
1.4 Требования к конструкции сосуда 11
1.5 Требования к материалам 13
1.6 Методы контроля сосуда 15
1.7 Оценка надежности сосудов высокого давления 28
1.8 Цели и задачи исследования 30
2 Проектировочный расчет 31
2.1 Конструкция и технические характеристики сосуда 31
2.2 Моделирование сосуда 32
3 Моделирование прототипа модульного воздухосборника в программе КОМПАС 3D 38
3.1 Модель сосуда под давлением 38
4 Рекомендации по диагностике технического состояния прототипа модульного воздухосборника 45
4.1 Дефекты сосудов и методы диагностики 45
4.2 Неразрушающий контроль сварных соединений 49
Заключение 58
Список использованных источников 59

Весь текст будет доступен после покупки

В современном мире, где автоматизация и механизация проникли во все сферы жизни, системы сжатого воздуха играют критически важную роль в обеспечении работы различных промышленных, транспортных и бытовых процессов. Одним из ключевых элементов этих систем является воздухосборник, или ресивер воздуха. Это устройство выполняет несколько важнейших функций, таких как стабилизация давления, обеспечение запаса сжатого воздуха, удаление конденсата и охлаждение воздуха, что делает его незаменимым компонентом в системах пневматического оборудования.
Воздухосборники находят широкое применение в самых разнообразных областях: от производства и транспорта до медицины и строительства. В промышленных условиях они используются для питания пневматических инструментов и оборудования, в транспортной отрасли – для систем тормозов и подвески, в медицинских учреждениях – для обеспечения работы дыхательных аппаратов и другого оборудования.
Целью данной работы является прототипирование и моделирование модульного воздухосборника. В работе будут рассмотрены теоретические основы моделирования. Особое внимание будет уделено моделированию воздухосборника, а так же прочностным расчётам.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
На основе анализа литературных источников изучить назначение воздухосборника, требования к его конструкции, особенности прочностного расчёта, расчёта показателей надёжности, диагностики технического состояния, а также регламентирующие технические документы.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Состояние вопроса

1.1 Строение системы сжатого воздуха
Системы сжатого воздуха представляют собой сложные комплексы, предназначенные для производства, хранения и распределения сжатого воздуха в различных отраслях промышленности. Основные компоненты этих систем включают компрессоры, ресиверы, фильтры, осушители, трубопроводы и пневматическое оборудование.
Компрессоры играют ключевую роль в системе, превращая окружающий воздух в сжатый через механические процессы. В зависимости от типа компрессоры бывают поршневыми, винтовыми, центробежными или мембранными. Каждый тип имеет свои особенности и применяется в зависимости от требований конкретного производственного процесса. Поршневые компрессоры часто используются для получения высоких давлений, тогда как винтовые компрессоры предпочтительны для обеспечения непрерывной работы и больших объемов воздуха.
После сжатия воздух поступает в ресиверы, которые служат для хранения и стабилизации давления в системе. Ресиверы также выполняют важную функцию отделения конденсата, образующегося при охлаждении сжатого воздуха. Это особенно важно для предотвращения коррозии и повреждений пневматического оборудования.
Фильтрация и осушка воздуха являются критически важными этапами в системе сжатого воздуха. Фильтры удаляют твердые частицы и масла, которые могут содержаться в воздухе после сжатия, а осушители снижают влажность воздуха до необходимого уровня. Существуют различные типы осушителей, включая холодильные, адсорбционные и мембранные, каждый из которых применяется в зависимости от требований к качеству воздуха и условий эксплуатации. Трубопроводная система для распределения сжатого воздуха должна быть спроектирована так, чтобы минимизировать потери давления и обеспечить равномерное распределение воздуха по всему объекту. Для этого используются различные материалы трубопроводов, такие как сталь, медь и пластик, в зависимости от требований к прочности, долговечности и стоимости.
Пневматическое оборудование, работающее на сжатом воздухе, включает широкий спектр инструментов и механизмов, таких как пневматические двигатели, цилиндры, клапаны и инструменты. Это оборудование применяется в различных производственных процессах для выполнения задач, таких как сверление, резка, сборка и упаковка. Пневматические системы обладают высокой надежностью и безопасностью, что делает их предпочтительными в условиях, где существует риск взрыва или пожара.



1– воздухозаборник; 2– фильтр; 3 – компрессор; 4 – теплообменник; 5– влагоотделитель; 6 – обратный клапан; 7 – воздушный ресивер; 8 – манометр; 9 – предохранительный клапан;

Рисунок 1.1 – Принципиальная схема блока подготовки сжатого воздуха с использованием прототипа модульного воздухосборника

Системы сжатого воздуха предпочтительны в различных отраслях благодаря своей универсальности, надежности и безопасности. Они обеспечивают высокую производительность и точность работы оборудования, что особенно важно в условиях массового производства и строгих стандартов качества. Использование сжатого воздуха также снижает риск возникновения искр и пожаров, что делает его незаменимым в опасных и сложных условиях эксплуатации.

Весь текст будет доступен после покупки

1 ГОСТ 34233.1 – 2017. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчёта на прочность. Общие требования. Введён 1 августа 2018.
2 ГОСТ 34347 – 2017. Сосуды и аппараты. Общие технические условия. Введён 1 августа 2018.
3 ГОСТ 34233.6 – 2017. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчёта на прочность. Расчёт на прочность при малоцикловых нагрузках. Введён 1 августа 2018.
4 ГОСТ 34233.12 – 2017. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчёта на прочность. Требования к форме представления расчётов на прочность, выполняемых на ЭВМ. Введён 1 августа 2018.
5 Максимов Н.А. Порядок проведения визуального контроля воздухосборников компрессорных установок / Под ред. Максимова Н.А. ЧГУ, г. Череповец. 2017.
6 ГОСТ 10 – 88 Нутромеры микрометрические. Технические условия. – Введен 01.01.90. – М.: Издательство стандартов, 1989. – 10 с.
7 ГОСТ 868 – 82 Нутромеры индикаторные с ценой деления 0,01 мм. Технические условия. – Введен 01.01.84. – М.: Издательство стандартов 1982. – 6 с.
8 ГОСТ 427 – 75. Линейки измерительные металлические. Технические условия. – Введн 01.01.77. – М.: Стандартинформ, 2007. – 6 с.
9 ГОСТ 9.908 – 85. Единая система защиты от коррозии и старения. Металлы и сплавы. Методы определения показателей коррозии и коррозионной стойкости. – Введен 01.01.87. – М.: Издательство стандартов 1985. – 17с.
10 РД 03 – 131 – 97 Правила организации и проведения акустико – эмиссионного контроля сосудов, аппаратов, котлов и технологических трубопроводов.

Весь текст будет доступен после покупки