Материалы сайта
Это интересно
Выпускная работа
4.5 Расчет фланцевого соединения. 4.4.1 Конструктивные размеры фланца. Внутренний диаметр фланца D: 1600 мм. Толщина обечайки S: 10 мм. Толщина втулки принята S0=11 мм, что удовлетворяет условию : SD + 2(S1+dб+U), |(33) | где dб=20 мм; U=6 мм - нормативный зазор между гайкой [], т.1.40. Dб> 1600+2(48+20+6)=1748 мм. Принимаем Dб=1760 мм =1,76 м. Наружный диаметр фланца : |DH=Dб+а, |(34) | где а=40 мм - для шестигранных гаек М20 ([], т.1.41). |DH= 1760+40=1800 мм, | Принимаем D=1800 мм=1,8 м. Наружный диаметр прокладки : |Dн.п.=Dб-e, |(35) | где е=30 мм - для плоских прокладок при dб=20 мм. Подставим значения и получим: |Dн.п.= 1760-30=1730 мм. | Средний диаметр прокладки определяется по формуле: |Dc.п.=Dн.п.-в=1730-20=1710 мм. |(36) | где в = 20 мм - ширина плоской неметаллической прокладки для диаметра аппарата D=1600 мм. Отсюда |Dc.п.= 1730-20=1710 мм. | Количество болтов по формуле : |[pic] | | | |(37) | где tm=5db=5(20=100 мм - шаг расположения болтов при р=0,1 МПа ([], т. 1.43) Тогда |[pic] | Принимаем nb=56, кратное четырем. Высота (толщина) фланца : |[pic] |(38) | где (=0,22 для р=0,1 МПа и приварных фланцев. |[pic] | Принимаем hф=50 мм. Расстояние между опорными поверхностями гаек для фланцевого соединения с уплотнительной поверхностью типа шип-паз (ориентировочно) : |Lб.о.(2(hф+hп) |(39) | где hп=2 - высота стенки прокладки. Отсюда Lб.о.=2(50+2)=104 мм = 0,104 м, 4.5.2 Нагрузка действующая на фланец. Равнодействующая внутреннего давления определяется по формуле: |[pic] | | | |(40) | Тогда равнодействующая внутреннего давления имеет значение: |[pic] | Реакция прокладки по формуле : |[pic] |(41) | где кпр=2,5 для паронита ; b0 - эффективная ширина прокладки : [pic] Тогда |[pic] | Усилие возникающее от температурных деформаций : |[pic] | | | |(42) | где ( - коэффициенты линейного расширения материала фланца (Х17) и материала болта (35Х). tp=0,96t=96(С - расчетная температура легированных фланцев; tб=0,95 ( 100=95(С - расчетная температура болтов; Еб=1,9 ( 105 МПа для болтов из стали 35Х; fб=2,35 ( 10-4 м2 - дл болтов диаметром М20; nб=56 - количество болтов; у - податливости болтов, фланцев и прокладки, определяемые по формулам: |[pic] | | | |(43) | |[pic] | | | |(44) | |[pic] | | | |(45) | где [pic] [pic] [pic] [pic] Тогда подставим значения и получим: |[pic] | | | |[pic] | | | |[pic] | Окончательно получаем по формуле (42): [pic] Коэффициент жесткости фланцевого соединения находим по формуле: |[pic] | | | |(45) | Отсюда |[pic] | Болтовая нагрузка в условиях монтажа до подачи внутреннего давления : |[pic] | | | |(47) | где рпр=20 МПа - допустимое давление паронитовой прокладки. Тогда |[pic] | Болтовая нагрузка в рабочих условиях : Fб2 = Fб1 + (1-Кж)FД + Ft , Fб2 = 0,91(1-1,56)(0,23 + 0,33 = 1,1 МПа. Приведенный изгибающий момент : |[pic] | | | |(48) | |[pic] | 4.5.3 Проверка прочности и герметичности соединения. Условие прочности болтов имеет вид: |[pic] | | | |(49) | где [(]б20 = 230 МПа - допустимое нормальное напряжение болта при 20( С. |[pic] | |[pic] | Условие прочности неметаллической прокладки : |[pic] | | | |(50) | где [рпр]=130 МПа - для параонита; FбMAX=max{F1б; F2б}=1,1 МПа. |[pic] | Максимальные напряжения в сечении фланца, ограниченные размером S1 : |[pic] | | | |(51) | где D*=D=1,6 м, при D >20 ( S1 (1,6(20(0,028); [pic], [pic] Тогда |[pic] | Максимальные напряжения в сечении, ограниченном размером S0: |[pic]. | | | |(52) | Тогда |[pic] | Напряжения во втулке от внутреннего давления : - тангенциальные : |[pic] | | | |(53) | |[pic] | - меридианальные: |[pic] | | | |(54) | |[pic] | Условие прочности для фланца, ограниченного размером S1=28 мм выполняется, если: |[pic] | | | |(55) | где [(] = 195 МПа. Подставим и получим: |[pic] | Условие прочности для фланца, ограниченного размером S0=11 мм выполняется: |[pic] | | | |(56) | Подставим и получим: |[pic] | Условия герметичности, определяемое по формуле углом поворота фланца ,также выполняется, если : |[pic] | | | |(57) | где [(] = 0,009 рад - допускаемый угол поворота приварного встык фланца при D=1600 мм : |[pic] | Вывод - фланцевое соединение подобрано и просчитано правильно.