66023 (589111), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

где допускаемое давление из условия прочности:

а допускаемое давление из условия устойчивости в пределах упругости:

Допускаемое наружное давление:

Коэффициент следует определять в соответствии с или по формуле:

где

3.3 Укрепление отверстия в цилиндрической обечайке сепаратора, работающего под внутренним давлением

Определение расчётного диаметра укрепляемого отверстия:

где принимаем

Для цилиндрической обечайки тогда

Проверка на необходимость укрепления отверстия.

Так как то данное отверстие требует укрепления.

Укрепление отверстия внешним штуцером. Условие укрепления отверстия внешним штуцером выражается следующим неравенством:

где

принимаем (потому что материал стенки обечайки и штуцера одинаков).

Находим - расчётную толщину стенки штуцера:

Исполнительная толщина стенки штуцера:

Определяем - наибольший диаметр отверстия, которое не требует дополнительного укрепления:

Находим - расчётную ширину зоны укрепления цилиндрической обечайки в окружности отверстия:

Определяем - расчётную длину внешней части цилиндра:

где - внешняя длина цилиндра, которая выбирается конструктивно в зависимости от внутреннего диаметра штуцера.

Принимаем

Подставляем:

- условие не выполнилось.

Укрепление отверстия с помощью накладного кольца

Расчётная ширина накладного кольца:

где - расстояние от внешнего диаметра штуцера до ближайшего конструктивного элемента,

Принимаем

Подставляем:

- условие не выполнилось.

Тогда с шагом последовательно увеличиваем толщину накладного кольца соответственно с уравнением пока

Увеличивая до удаётся выполнить условие укрепления отверстия.

Подставляем:

- условие выполнено.

Таким образом, для укрепления отверстия диаметром на цилиндрической обечайке при расчётном давлении в аппарате необходимо применять внешний штуцер с толщиной стенки при его длине не менее и накладное кольцо толщиной при ширине его не меньше

3.4 Расчёт опоры

Масса аппарата толщина корпуса число опор конструктивная прибавка диаметр аппарата

Рассчитываем нагрузку на одну опору по формуле:

В соответствии с нагрузкой находим параметры опоры:

Данный выпарной аппарат установлен на цилиндрической опоре. Была выбрана стандартная цилиндрическая опора по ОСТ 26 - 467- 88, в зависимости от нагрузки и диаметра аппарата

Однако может создаться ситуация, когда необходимо данный аппарат установить на опору - лапу. Проверим прочность цилиндрической обечайки сепаратора под опорой - лапой с накладным кольцом.

Определяем момент относительно опорной поверхности лапы:

Определяем толщину стенки аппарата в конце срока службы:

где - дополнительная прибавка.

Нагрузка на одну опору определяется по уравнению:

где - коэффициенты, зависящие от числа опор.

Проверка прочности стенки аппарата под опорой - лапой без накладного кольца.

Определяем осевые напряжения от внутреннего давления и изгибающего момента по формуле:

Окружные усилия от внутреннего давления :

Максимальное мембранное напряжение от основных нагрузок:

Определение максимального мембранного напряжения от основных нагрузок реакции опоры по формуле:

Максимальное напряжение изгиба от реакции опоры:

Условие прочности имеет вид:

- условие выполняется.

коэффициент принят исходя из эксплуатационных условий.

Таким образом, при необходимости установить данный выпарной аппарат на опору - лапу, необходимо выполнить накладной лист толщиной . Для данного аппарата была выбрана такая опора - лапа: опора 1 - 10000 ОСТ 26 - 665 - 89.

3.5 Расчёт фланцевого соединения

Толщина стенки аппарата ; внутреннее рабочее давление ; температура ; материал фланца 08Х18Н10Т; допускаемое напряжение ; модуль продольной упругости ; материал болтов сталь 35; модуль продольной упругости ; предел текучести материала фланца ; предел прочности ; предел текучести материалов болтов ; толщина стенки втулки ; конструктивная прибавка

Допускаемое напряжение для материала фланца в сечении :

- для рабочих условий:

;

- для условий испытания:

Допускаемое напряжение для материала болтов:

где

Расчёт геометрических параметров фланцевого соединения:

- длина цилиндрической втулки для фланца.

Диаметр болтовой окружности фланцев:

Наружный диаметр фланцев всех рассматриваемых типов:

где - конструктивная прибавка для размещения гаек по диаметру фланца.

Наружный диаметр прокладки:

где - конструктивный размер.

Наружный диаметр бурта:

Средний диаметр прокладки:

где - ширина прокладки.

Количество болтов, необходимое для обеспечения герметичности соединения:

где - рекомендуемый шаг расположения болтов.

Ориентировочная толщина фланца:

где - эквивалентная толщина втулки;

Расчёт коэффициента жёсткости фланцевого соединения

Определение безразмерных параметров фланца:

Определение угловой податливости фланца:

Угловая податливость плоской фланцевой крышки:

Угловая податливость фланца, нагруженного внешним изгибающим моментом:

Плечи моментов:

Податливость прокладки:

Линейная податливость болтов для рассматриваемых фланцев:

- длина болта между опорными поверхностями головки болта и гайки;

- для болта;

- для шпильки.

Коэффициент жёсткости фланцевого соединения, нагруженного внутренним давлением и внешней осевой силой:

Коэффициент жёсткости фланцевого соединения, нагруженного внешним изгибающим моментом:

Расчёт нагрузок

Нагрузка, действующая на фланец от внутреннего избыточного давления:

Реакция прокладки в рабочих условиях:

где - эффективная ширина прокладки;

Нагрузка, возникающая от температурных деформаций:

Болтовая нагрузка в условиях монтажа принимается большей из следующих значений:

Приращение нагрузки в болтах в рабочих условиях:

Расчёт болтов

Условия прочности болтов:

Расчёт прокладок и фланца

Условия прочности прокладок проверяются для мягких прокладок:

Угол поворота фланца при затяжке:

Приращение угла поворота фланца в рабочих условиях:

Меридиональные напряжения в обечайке на наружной и внутренней поверхности при затяжке:

Приращение меридиональных напряжений в обечайке:

Определение напряжений в обечайке при затяжках:

Приращение окружных напряжений в обечайке на наружных и внутренних поверхностях:

Условия прочности фланцев при расчёте статической прочности:

- при затяжке:

- в рабочих условиях:

Требования к жёсткости:

, что меньше чем ;

, что больше чем - условие жёсткости выполняется.

4 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКЦИОННОГО МАТЕРИАЛА УСТАНОВКИ

Для изготовления основных деталей сборочных единиц аппарата АВ1 применяем сталь 08Х22Н6Т, ГОСТ 5632 - 82.

Эта сталь относится к коррозионно-стойким сталям аустенитно-ферритного класса. Стали этого типа получили широкое применение в различных отраслях промышленности, и прежде всего в пищевой, в качестве коррозионно-стойкого и окалино-стойкого материала. Это объясняется прочностью, высокой пластичностью, немагнитностью, повышенными механическими свойствами при высоких температурах, хорошей свариваемостью, а также высокой прочностью и пластичностью в сварных соединениях.

Назначение - сварная аппаратура, работающая в средах повышенной агрессивности.

Стали аустенитно-ферритного класса, характеризующиеся высоким содержанием хрома (18 - 22%), имеет двухфазную аустенитно-ферритную структуру. Дополнительные легирующие элементы Mo, Cu, Ti. Химический состав этих сталей таков, что соотношение аустенита и феррита после оптимальной термической обработки составляет примерно 1:1.

У сталей аустенитно-ферритного класса ряд преимуществ по сравнению с аустенитными сталями: более высокая (в 1,5 - 2 раза) прочность при удовлетворительной пластичности и сопротивляемости действию ударных нагрузок, большая стойкость против межкристаллитной коррозии и коррозионного растрескивания.

Недостаток сталей аустенитно-ферритного класса – склонность к охрупчиванию в результате нагрева в интервале температур 400-750 С, при которых их эксплуатация не рекомендуется.

Химический состав стали 08Х22Н6Т, %:

Характеристика механических свойств и режимы термической обработки:

- температура ковки, C: начала 1220, конца 900;

- сечения до 300 мм – охлаждаются на воздухе;

- свариваемость - способы сварки: РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, КТС и ЭШС;

Характеристики

Список файлов ВКР