Сварка в машиностроении.Том 3 (1041440), страница 40
Текст из файла (страница 40)
При изготовлении ферм из алюминиевых сплавов применяют гнутые элементы, элементы, полученные прессованием (рис. пых Элементов алюминиевых спла- Зо), прокаткой, выдавливанием через профильные отверстия и другими способами. Как правило, конструкции алюминиевых ферм сваривают аргонодуговой сваркой н под флюсом, реже контактной. Для обеспечения плотности соединений и улучшения антикоррозионных .
войств иногда комбинируютсварку с клейкой. При проектировании алюминиевых и срм уделяют внимание выбору конструктивных форм при наименьших значениях концентраторов напряжений. ЛИСТОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ Резервуары-х(гапилища, как правило, бывают цилиндрической формы. Для их изготовления применяют сталь С 36/23, а также ннзколегированные стали. Немаркированная сталь допускается лишь для нсответственных резервуаров небольшой вместимости. Ширина поясов обечаек (рис. 36, а) зависит от ширины листов. Продольные швы вдоль образующей резервуара нередко сваривают встык, кольцевые — внахлестку и встык. Резервуары хранилищ проектируют с учетом их изготовления г:етодом рулоннрования, который почти полностью вытеснил процесс полистовой сборки.
Нижние пояса чаще сварпвают встык, верхние — внахлестку. При рулопнрованнн используют листы толщиной до ! 4 мм и более; применение низколегированных сталей расширяет возможности этого метода. Расположение швов показано на рис. 36, б — г. Угловые швы, как правило, гыполняют непрерывнь.мя. Толщина листов поясов зависит от давления жидкости, наполняющей резервуар, Требуемая толщина листа поя;а втр = (113) 2 !огг ' где ьг — диаметр цилиндра; р = ТИ вЂ” давление жидкости (здесь у — плотность жидкости; И вЂ” голубика !гаспоггогкс.
ия рассматриваемого слоя относительно свободной повеРхности); по соображениям рационального конструирования ньи меньшую толщину пояса в резервуарах принимают 4 мм; при определении р на пояс за И принимают расстояние до сечений А, как показано на рнс, 36 1о)' допускаемое напряжение в сварном шве. Ъ А 5 О А й А Я вью и «е менее е5~,е в е) д) Рис. 36. Сварные соединения обечаек резервуаров При проектировании резервуаров применяют метод расчета прочности по предельному состоянию.
При этом допускаемое напряжение ,т [о!р =Я вЂ”, и где Я вЂ” расчетное сопротивление в сварном шве; в резервуарах из стали С 36/23, сваренных при контроле швов физическими методами, Й = 21 кгс/ммз, а прч визуальном методе контроля Я = !8 кгс/мме; т = 0,8 — коэффициент условия работы; и — коэффициент перегрузки, равный 1,1 для гидро,--е-— статического давления >кидкости; 1,2 — с учетом избыточного давления газов н вакуума, 1,4 — при расчете нагрузки от снега.
Если напряжение а сече- 5 нии, ослабленном отверстием (рис. 37, а), а) е) а Р~/ Ив 1 ~ !о ) (!14) Рнс. 37. Стенка резервуара, ослабленная от2в ~/~,— а / р' верстнем диаметром с( где Ȅ— высота пояса; й — диаметр отверстия, го отверстие не опасно, так как в месте выреза расчетное напряжение о меньше допускаемого (о]р. Если напряжение в сечении, ослабленном отверстием, больше га!р, то поя; в зоне выреза целесообразно усиливать (рис.
37, б), например, кольцом, Так как плоское днище резервуаров, установленных на песчаные и бетонные основания, не воспринимает усилий существенной величины, то их толщину назна. чают 4 — 8 мм в зависимости от диаметра и без дополнительной проверки прочности. Резервуары большого диаметра ыогкно проектировать с составными стенками в цилиндрической части, соединенными нз двух тонких листов н более. Для повы шепня жесткости гонкостенных поясов в верхней малонагруженной части резер Листовые констрцкиии 201 о,=аЛТЕ, Расчет и проектирование элементов сварных конструкций вуаров предусматриваются зиги, направленные по кольцу, позволяющие исполь. зовать листы толщиной 3 мм.
В некоторых конструкциях вертикальных резервуаров, например в баках, устанавливаемых на водонапорных башнях, днища выполняют сферическими, 1!апряжения в сферических днищах и= — = 1п'!Р, (115) 4эа где р — давление в рассматриваемой точке днища; ц, — толщина днища; 0„— диаметр сферической поверхности.
Для устранения напряжений сжатия значительной величины и напряжения изгиба применяют плавные сопряжения цилиндра с днищем по эллиптической кривой, что позволяет избежать напряжений сжатия в зоне сопряжения с цилиндром или довести их до незначительной величины. В продольных швах труб от внутреннего давления создаются напряжения о ро (116) 2э ' В кольцевых стыках труб от давления жидкости создается напряжение а,= —, р() (117) 4э ' При понижении температуры воздуха относительно температуры в период монтажа и сварки в кольцевых стыках в условиях жесткой заделки образуется напряжение (118) где а — коэффициент линейного расширения металла; ЬТ вЂ” изменение температуры; Š— модуль упругости.
Если труба испытывает изгибающий момент от собственной массы и массы жидкости, то следует учитывать образование в кольцевых швах напряжений оз= —, М (119) гце М вЂ” изгибающий момент от собственной массы трубы и жидкости, напол- няющей ее; !Ут — момент сопротивления сечения трубы. Суммарное напряжение в кольцевых швах должно быть о,+о,+па~ 1п)р. (120) Стенки трубопроводов рассчитывают с учетом расчетного сопротивления, ти равного 0,85 — 0,90от. Допускаемое напряжение при этом (о)р — — 0,9п,—, т = = 0,9 — коэффициент условий работы; при проходе через препятствие и = 0,75; п — коэффициент перегрузки; для газопроводов п = 1,20, для нефтепроводов и= 1,15, Для немагистральных линий можно применять плоскосворачнваемые трубы, 1олщина стенки такой трубы диаметром 150 мм составляет 2 мм, обычной— 6 мм; число стыков на 1 км трубопровода соответственно 4 — 6 и 85 — 125.
1-!а рис. 38 показана цистерна с выпуклым днищем, а на рис. 39 — резервуар иэ ал1оминиевого сплава. Для уменьшения концентраторов напряжений широко применены соединения встык, а также втавр с разделкой кромок. Резервуары с плавающей крышей вместимостью до 100 тыс. м' и более при- меняют в большинстве случаев для нефтепродуктов, легко испаряющихся, рабо- тающих при невысоких положительных температурах. Используют также резер- вуары-хранилища в форме сфероидов, каплевидные, цилиндрические со сфери- ческими крышами и другие сосуды, содержащие нефтепродукты (кипягцие при атмосферном давлении и низкой положительной температуре), резервуа раб такнцие при высоких давлениях (до 15 кгс/смз и выше).
Из высокопрочных сталей изготовляют резервуары-хранилища газов диаметром до 15 м и высотой 80 м. При небольших внутренних давлениях используют Рис. 38. Конструкция сварной горизонтальной цистерны цилиндрические резервуары с плоскими днищами и выпуклыми крышами. В неко- торых случаях резервуары углубляют в грунт, устанавливают в пещерах: при этом вода с внешней стороны способствует уравновешиванию внутреннего давле- ния при его наличии. Рис. 39. Конструкция резервуара из алюминиевого сплава Разработаны системы цилиндрических резервуаров с многослойными стенками (с применением в концах кованых царг); при этом цилиндрическая часть получается с помощью нескольких колец, насаженных в горячем состоянии, обеспечивающих плотную посадку и образование полезных остаточных напряжений в кольцах, прилегающих к внутренней части цилиндра.
В других случаях цилиндрические части резервуаров изготовляют методом навивки из высокопрочной стальной ленты, Сварные детали машин 203 21'2 Расчет и проектирование элементов сварных конструкций Сферические емкости, предназначенные для хранения жидкостей и газов, иоддерживаются вертикальными или наклонными опорными стержнями; вмести е ость их достигает нескольких тысяч куб. метров. Прочность сферических резер1уаров рассчитывают при повышенном коэффициенте запаса прочности по сравнению с цилиндрическими. Испаряющиеся жидкости хранят в гортонсферондах, имеющих каплевидную форму при относительно небольших толщинах стенок.
Нередко верхняя часть сфероида имеет форму сферы, а нижняя — форму купола. Особо ответственные емкости небольших размеров подвергают термической обработке в специальных термических печах. При проектировании листовых конструкций необходимо предусматривать возможность их изготовления рулонным способом. В местаХ сопряжения оболочки применять плавные переходы для уменьшения концентрации напряжений. При сварке стыковых соединений надлежит производить двустороннюю укладку швов или подварку корня.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
