122868 (689273), страница 3
Текст из файла (страница 3)
штуцеров, мм;
и 
– расчетные диаметры укрепляемого элемента по центрам укрепляемых отверстий, мм;
S – толщина укрепляемого элемента, мм;
С – сумма прибавок к толщине укрепляемого элемента, мм.
Расстояние между двумя близлежащими штуцерами Б и Ж (Д и К) на верхнем эллиптическом днище аппарата (рис. 1) определяем по теореме косинусов:
(54)
мм.
Расчетные диаметры
= = 2491 мм.
Проверяем условие (53)
мм.
Условие (53) не выполняется:
227,2 мм 248,5 мм,
следовательно, отверстия являются взаимовлияющими.
Расстояние между штуцерами Е и Ж
мм.
Условие (53) не выполняется:
243,2 мм 248,5 мм, следовательно, отверстия являются взаимовлияющими.
мм.
Проверяем условие (53):
для штуцера Б
= 2491 мм;
для люка А
= 2947 мм;
;
380,1 мм > 259 мм.
Условие (53) выполняется, т.е. отверстия не являются взаимовлияющими.
Расчет перемычки между штуцерами
Допускаемое давление для перемычки
, (55)
где 
= 2 – для выпуклых днищ;
V – коэффициент понижения прочности.
, (56)
где 
= 1 для выпуклых днищ.
Расчетные величины для определения коэффициента понижения прочности определяем по приведенным ниже формулам.
Для штуцеров Е и Ж:
Расчетную длину внешней части штуцеров определяем по формуле (45)
мм.
Расчетная ширина укрепляющего кольца
. (57)
Отношения допускаемых напряжений
=1.
Расчетная длина внутренней части штуцера
. (58)
Расчетные диаметры отверстий
= 60,9 мм.
Расчетные диаметры укрепляемого элемента
2491 мм.
Коэффициент понижения давления для перемычки
Допускаемое давление для перемычки
МПа.
Проверяем условие прочности
0,94 МПа 1,5 МПа.
Условие прочности выполняется. Перемычка не требует дополнительного укрепления.
Для штуцеров Ж и Б:
Расчетную длину внешней части штуцеров определяем по формуле (45)
мм; 
мм.
Расчетная ширина укрепляющего кольца
. (59)
Отношения допускаемых напряжений
=1.
Расчетная длина внутренней части штуцера
. (60)
Расчетные диаметры отверстий
Расчетные диаметры отверстий
60,9 мм, 
мм.
Расчетные диаметры укрепляемого элемента
2491 мм.
Расчет перемычки между люком и штуцером
Коэффициент понижения давления для перемычки
Допускаемое давление для перемычки
МПа.
Проверяем условие прочности
0,94 МПа 1,4 МПа.
Условие прочности выполняется. Перемычка не требует дополнительного укрепления.
3.6 Расчет фланцевого соединения люка
3.6.1 Определение расчетных параметров
По расчетному давлению 0,94 МПа и расчетной температуре 220 С для аппарата 1 группы принимаем плоский приварной фланец из стали 12Х18Н10Т с уплотнительной поверхностью типа шип-паз на условное давление 1,0 МПа [3].
Расчетная температура изолированного фланца 3:
tф = t = 220 С.
Расчетная температура болтов
tб= 0,97t, (61)
tб = 0,97220 = 23,4C.
Допускаемое напряжение для материала болтов (Сталь 12Х18Н10Т) при расчетной температуре определяем по методическим указаниям [3]:
МПа.
Допускаемые напряжения для материала фланца в сечении S0:
в рабочих условиях
, (62)
где 
- минимальное значение предела текучести и временного
сопротивления (предела прочности) материала фланца при
расчетной температуре,
МПа;
в условиях затяжки
, (63)
где 
- минимальное значение предела текучести и временного
сопротивления (предела прочности) материала фланца при
температуре 20 С,
МПа.
Расчет фланцевого соединения для условий испытаний не производится,
так как выполняется условие (6)
1,37 < 1,35
МПа.
-
Определение вспомогательных величин
Эффективная ширина прокладки
b0 = 
при 15 мм, (64)
где – исполнительная ширина прокладки.
Во фланцевом соединении применяется прокладка из паронита исполнения 1 по стандарту [3]:
мм,
b0 = 12,5 мм.
Линейная податливость неметаллической прокладки, мм/Н
, (65)
где 
– толщина прокладки, мм 3;
– коэффициент обжатия прокладки 3;
– условный модуль сжатия прокладки, МПа 3;
- средний диаметр прокладки, мм.
мм.
мм/Н.
Податливость болтов, мм/Н
, (66)
где 
– расчетная длина болта, мм;
- модуль продольной упругости материала болта при температуре
20 С, МПа;
fб - площадь поперечного сечения болта по внутреннему диаметру резь-
бы, мм2;
n – количество болтов;
– расстояние между опорными поверхностями гайки и головки болта, мм;
d – наружный диаметр болта, мм.
МПа; d = 20 мм; n = 24; fб = 225 мм2;
мм;
мм.
1/Нмм.
Эквивалентная толщина плоского приварного фланца
SЭ = S0 = 8 мм.
Угловая податливость фланца
,
где
; (67)
; (68)
; (69)
; (70)
. (71)
;
1/Нмм.
Угловая податливость плоской крышки
, (72)
где
, (73)
где 
– толщина плоской крышки соответственно в зоне уплотнения и на наружном диаметре, мм [7].
; (74)
;
;
1/Нмм.
Плечи моментов сил, мм
, (75)
мм;
, (76)
мм.
Коэффициент жесткости фланцевого соединения с плоской крышкой
, (77)
где
. (78)
,
.
3.6.3 Расчет нагрузок
Равнодействующая внутреннего избыточного давления, Н
, (79)
Н.
Реакция прокладки в рабочих условиях, Н
, (80)
где m – коэффициент, определяемый по пособию 3.
Н.
Нагрузка, возникающая от температурных деформаций фланцевого соединения, Н
, (81)
Qt=
, (81)
где
, (82)
– коэффициенты линейного расширения материала фланца, крышки и болтов соответственно, 1/ С 3.
17,2 10-6 1/ С;
= 17,14 10-6 1/ С.
Болтовая нагрузка в условиях монтажа
Рб = max Рб1; Рб2; Рб3, (83)
где Рб1 – болтовая нагрузка от совместного действия давления, осевой
сжимающей силы и изгибающего момента, Н;
Рб2 – болтовая нагрузка, необходимая для начального смятия прокладки, Н;
Рб3 - болтовая нагрузка из условия обеспечения прочности болтов, Н.
Рб1 
, (84)
где F – внешнее осевое усилие, Н;
М – внешний изгибающий момент, Нмм.
Рб1 = 1,667 (2,236·105 + 0) + 5,08·104 = 4,248·105 Н.
Рб2 =
, (85)
Рб2 = 0,53,14550,512,520 = 2,162·105 Н.
Рб3 = 
, (86)
Рб3 = 0,4 110 24 225 = 2,376·105 Н.
Рб = Рб1 = 4,248·105 Н.
3.6.4 Расчет болтов
Условие прочности болтов:
в условиях монтажа
, (87)
МПа 110 МПа;
в рабочих условиях
, (88)
где
– (89)
приращение нагрузки на болты в рабочих условиях,
Рб = (1 – 1,667)(2,236·105 + 0) +1080= – 1,503·105 Н.
МПА 97 МПа.
3.6.5 Расчет прокладки
Условие прочности мягких прокладок
, (90)
где 
– допускаемое удельное давление на прокладку, МПа 3.
МПа 130 МПа.
3.6.6 Расчет фланца на прочность
Угол поворота фланца при затяжке соединения, рад.
, (91)
где 
– изгибающий момент от болтовой нагрузки, Нмм.
Hмм,
рад.
Приращение угла поворота фланца в рабочих условиях, рад.
, (92)
где
. (93)
Нмм,
рад.
Меридиональные напряжения в цилиндрической обечайке при затяжке фланцевого соединения для плоских приварных фланцев, МПа:
на наружной поверхности втулки
(94)
на внутренней поверхности втулки
(95)
где
. (96)
, (97)
МПа.
Приращение меридиональных напряжений в цилиндрической обечайке в рабочих условиях для плоских приварных фланцев, МПа:
на наружной поверхности обечайки
, (98)
на внутренней поверхности
, (99)
где
, (100)
МПа;
, (101)
МПа,
МПа,
МПа.
Окружные напряжения в цилиндрической обечайке при затяжке соединения для плоских приварных фланцев, МПа:
на наружной поверхности обечайки
, (102)
на внутренней поверхности
. (103)
МПа,
МПа.
Приращения окружных напряжений в цилиндрической обечайке в рабочих условиях для плоских приварных фланцев, МПа:
на наружной поверхности обечайки
, (104)
на внутренней поверхности
. (105)
МПа,
МПа.
Условие статической прочности фланца:
при затяжке соединения
, (106)
МПа,
в рабочих условиях
, (107)
442,4 МПа 562,5 МПа.
Условия статической прочности фланцевого соединения выполняются.
3.6.8 Требования к жесткости фланцевого соединения
Условие жесткости (герметичности) фланцевого соединения
, (108)
где 
– допускаемый угол поворота фланца, рад.
Для плоских приварных фланцев в рабочих условиях = 0,013 рад.
Проверка условия жесткости:
0,013 (рад).
Условие жесткости выполняется.
3.6.9 Расчет крышки люка
Расчетная толщина плоской круглой крышки с дополнительным краевым моментом
, (109)
где 
- коэффициент ослабления крышки отверстиями;
- безразмерный коэффициент;
- расчетный диаметр крышки, мм.
Расчетный диаметр крышки равен среднему диаметру прокладки:
мм.
Коэффициент ослабления для крышек без отверстий 
Коэффициент определяется по формуле:
, (110)
где 
– безразмерный коэффициент;
- диаметр болтовой окружности, мм.
мм.
, (111)
где 
- реакция прокладки, Н;
- болтовая нагрузка, Н;
- равнодействующая внутреннего давления, Н.
;
;
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
