Конструтивная разработка фильтра – влагоотделителя К-701А

Перечень чертежей:

1. Обзор существующих конструкций фильтров А1:

П-ФВ

A-FF

Тип 22, 26

П-МК01

2. Чертеж крышки-корпуса А3 с обозначением допусков и посадок
3. Фильтр-влагоотделитель в сборе А1 с габаритными размерами, с позициями
4. Резервуар А3 с техническим требованием:

Неуказанные литейные радиусы 2 мм.

5. Чертеж рабочей части А3 с материалом изготовления
6. Рабочий чертеж прокладки А4
7. Прокладка резервуара А4
8. Схема сборки фильтра-влагоотделителя А3:
9. Пересечение поверхностей А3

Дополнительные материалы: прилагается расчетно-пояснительная записка на 27 страницах, в которой ведется разработка фильтра - влагоотделителя  предназначенного для очистки сжатого воздуха в пневмосистеме трактора К-701А.

Фильтр - влагоотделитель предназначен для очистки сжатого воздуха в системах пневматических приводов  от воды и твердых частиц, которые попадают в воздух из атмосферы и образуются в результате износа деталей. Фильтры являются важной составной частью любой пневматической системы управления. Их устанавливают в ответственных участках для защиты агрегатов, чувствительных к засорению.

На данный момент времени чаще всего используются фильтры, в которых вода и минеральные масла отделяются инерционным центробежным способом.

Выполнен анализ существующих конструкций влагоотделителей:

• Фильтр П - ВФ с условным проходом 10 и 16 мм;

Предназначен для очистки сжатого воздуха от капельной влаги, минерального масла, твердых частиц и удаления конденсата в пневматических приводах и системах промышленного оборудования. Рассчитан для работы на сжатом воздухе давлением от 0,1 МПа до 1,0МПа, очищенном не грубее 12 класса по ГОСТ 17433.

К преимуществам можно отнести ввысокий уровень фильтрации, не большие габариты, не требует подвод энергии, недостаткам – высокая стоимость.

• Фильтр - влагоотделитель АFF;

Принцип действия основан на эффекте слияния в фильтрующем элементе

мелких капель в более крупные.

Преимущества - автоматический отвод конденсата.

        Недостатки - требует подвод энергии, высокая стоимость.

• Фильтр - влагоотделитель тип 22;

Фильтры – влагоотделители, марки 22 работают на сжатом воздухе, очищенном не грубее 12 класса загрязненности по ГОСТ 17433-80 и имеют следующие технические характеристики;

• Номинальное давление - 1,0 Мпа;
• Пропускная способность - не менее 0,19-2,5 м3/ч;
• Абсолютная тонкость фильтрации, - 40 мкм;
• Степень влагоотделения, - не менее 95 %.

           Преимущества - не требуется подвод энергии, высокий уровень фильтрации/

           Недостатки - высокая стоимость.

• Фильтр ПМ-К01.

  Предназначен для очистки сжатого воздуха от твердых частиц воды и минерального масла в пневматических приводах и системах промышленного оборудования.

Преимущества - Высокий уровень фильтрации, не требует подвода энергии.

Недостатки - большие габариты, высокая стоимость

На всех представленных фильтрах отделения твердых частиц в качестве фильтрующего материала используется металлокерамика. Вода и минеральные масла отделяются инерционным центробежным способом. Под воздействием инерции капли влаги выходят из зоны потока и под действием сил тяжести отводятся в резервуар, откуда и удаляются конденсатоотводчиком.

         Представлено общее устройство и принцип работы проектируемого фильтра – влагоотделителя.

           Проектируемый фильтр - влагоотделитель предназначен для очистки сжатого воздуха в системах пневматических приводов от воды и твердых частиц, работающий по инерциальному способу очистки. Сжатый воздух под давлением поступает в крышку-корпус фильтра - влагоотделителя и ударяется о перегородку, в результате этого происходит отделение влаги и мелких частиц. Мелкие твердые частицы и капли воды стекают по перегородке в отверстия рабочей части для фильтрации и попадают в резервуар сбора конденсата. Чистый воздух через  отверстия выходит к выпускному патрубку.

         Материалы, применяемые для изготовления фильтра:

• Крышка-корпус и патрубки изготавливаются литьем из алюминиевого сплава

АЛ19 ГОСТ 1583-93;

• Рабочая часть выливается из алюминиевого сплава АЛ19 ГОСТ 1583-93;
• Резервуар изготавливается литьём из органического стекла СО-95-К

ГОСТ 10667-90;

• Прокладки вырезаются из листа резины АМС1 ГОСТ 7338-90.

      Выполнен прочностной расчет  фильтра – влагоотделителя

          Расчёт выполнен  в программе ANSYS v.11.  для применения в пневматических системах с номинальным давлением до 20 атмосфер (1,97 МПа). В ходе проведения расчетов графически определены:

• Эквивалентные напряжения в фильтре;
• Давление на срез;
• Деформация фильтра.

         По результатам проведенного расчета определено, что фильтр выдерживает нагрузку в 2 МПа,  так как предел прочности для закаленного стекла равен 230 МПа, а для сплава А19 составляет 260 МПа.

         Рассчитана экономическая эффективность применения конструкции, определены:

• Затраты по изготовлению конструкторской разработки;
• Затраты на приобретение материалов для изготовления оригинальных деталей;
• Затраты на заработную плату;
• Основная заработная плата производственных рабочих;
• Удельная металлоемкость процесса.

    В результате проведенной работы был спроектирован фильтра - влагоотделителя  предназначенный для очистки сжатого воздуха в пневмосистеме трактора К-701А.    

   Проведен сравнительный анализ фильтров - влагоотделителей  представленных на рынке, определены их достоинства и недостатки, описан принцип действия. Выполнено описание материалов, из которых изготавливаются составные части фильтра, проведен прочностной расчет проектируемого фильтра, рассчитана экономическая эффективность применения конструкции.

Спецификация – 1 лист

В программе: Компас 3D v, SolidWorks