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燃烧臂机构的设计
全套图纸,加153893706
使燃烧臂的桁架实现回转的回转运动的装置称为回转机构。回转机构是用船用废气燃烧臂设计的重要工工作机构之一,它的作用将燃烧臂绕船回转的机构水平圆弧运动,使油管能够伸到海里去,而燃烧臂的作用是固定排气管和喷头.,使燃烧臂的工作具有硬件基础。
燃烧臂的机构主要包括水平支架,垂直支架,排气管以及喷头四大部分。
。
回转支承装置的任务是保证燃烧臂回转部分有确定的回转运动,并能承受燃烧臂各种载荷所引起的垂直力,水平力与倾覆力矩。
本次设计回转驱动装置的特点如下:
支承能力大,要示支承装置具有较高的支承能力
倾覆力矩大,由于燃烧臂重量较大,风力较强,要求能承受一定的倾覆力矩

在满足机架设计准则的前提下,必须根据机架的不同用途和所处环境。考虑下列各项要求,并有所偏重。
(1)机架的重量轻,材料选择合适,成本低。
(2)结构全理,便于制造。
(3)结构应使机架上的零部件安装,调整,修理和更换都方便。
燃烧臂的基本结构
船上燃烧臂总长为20m ,燃烧臂结构主要由燃烧头、通气管、水平支架、竖直支架、和底座等部组成。
结构中的水平支架为空间桁架结构。水平支架中的构件采用等边字钢,竖直支架中的构件采用钢。
工作状态下,燃烧臂从支撑架上移开,旋转到伸向船艏前方的位置。

为便于计算,本文中燃烧臂水平支架结构采用在根部固定约束,主要载荷为燃烧臂各部分结构的自重力、风载荷和燃烧头自重力。其中燃烧头自重力为
80 N 。
确立方案。水平支架的结构由等边角钢组成如图 1-1

图1-1 水平支架的形状
其中第一格中:ab=ac=cb=dg=df=gf=60cm,bf=cd=40cm。则由于燃烧臂是20M,因此水平支架是由50个格组成的。
水平支架的受力分析
(1) Kg/因此通过计算得。水平支架的重量G为600千克。为6000N。
(2)其中燃烧头自重力为80 N 其中燃烧气管道选用外径为=160 mm ,壁厚为6 mm的钢管,/。所以气管道的质量为190 Kg=1900N
(3)由于所设计的燃烧臂能在8级风的风力下工作,因此,极限环境载荷的风为:
大风:即8级风。陆地树枝折断,迎风行走感觉阻力很大,海岸,近港海船均留不出。-。所以取8级风的风速为18m/s
1. 把结构物看作静止不动,具有一定运动速度的空气流向结构物,速度能转变为压力能,对结构物产生压力。压力的大水可用能量原理或伯努利方程计算,以此导出的压力与风速的关系如下:
q=
式中:
q ---------风压()
———空气密度kg/
——---风速(m/s)。8级风的风速为18m/s
在标准大气压下(1标准大气压=101325Pa),当环境温度为15度时,空气密度=1。2255 kg/,将值代入上式得:
q=
所以风压为
q= ==

根据公式得

式中:
——作用有燃烧臂某一部分档风面的风载荷
——风力系数。取=
——风压高度变化系数。取=1
——计算风压。其值前已求过。q=
——垂直于风向的结构物挡风面积。=3
所以

=
=2352N
因此。风载荷对水平支架产生的弯矩
=117600
水平支架的强度计算
该水平支架由于长度太长达20M,因此。必须校核其弯矩与扭矩
最靠近竖直支架的那一格是受力最大的,因此必须进行其弯矩与扭矩,如图1-2所示:

图1-2 垂直支架的受力分析
己知:ab=cd=40cm,ac=bd=51cm
. 重力G=水平支架的重力+燃烧头自重力+气管道的重力
=6000+80+1900=7980N
==154840N
风力117600N
(1)求支座反力
由梁的整体平衡条件,可以求得支座反力为

=117600+154840
=272440 N
由于水平支架是由三角钢焊接在一起的。因此,可以把其中一节一节的看成一个个的分体。所以,在校核时应该把一段看成一个整体来校核
。如图1-3求弯知图:
解;(1)由静力方程
)
)
(2) 绘出弯矩图

如图1-3 水平支架剪力图

如图1-4 水平支架的弯矩图