Конструювання і розрахунок сталевих зварних посудин та апаратів Обичайки та днища (стр. 37 из 74)

Допустиме осьове стискальне зусилля за умови міцності перехідної частини F, Н, визначають за формулою

FD_

S^{2 C}^^{2 p} , (3.141)

8

де ^8 – коефіцієнт форми.

8  max1,0; 2_н 1. (3.142)

Коефіцієнт _н визначають за формулою (3.120).

Допустимий згинальний момент розраховують за формулою (3.136), у якій допустиме осьове стискальне зусилля F визначають за формулою (3.141).

Розрахунок конічних обичайок і днищ, виготовлених із двошарової сталі

Розрахунок конічних обичайок і днищ, виготовлених із двошарової сталі, виконують аналогічно розрахунку циліндричних обичайок, наведеному в підрозділі 3.2.

3.3.5 Плоскі днища та кришки

Розрахункові схеми плоских днищ, умови їх закріплення і коефіцієнти конструкції наведені в таблиці 3.12.

Розрахункова схема плоскої круглої кришки наведена на рисунку

3.18.

Умови застосування розрахункових формул

Формули для розрахунку плоских круглих днищ і кришок застосовні за виконання умови

S₁ CD_p  0,11,

де ^S₁ – виконавча товщина стінки днища (кришки), мм;

^D_p – розрахунковий діаметр днища (кришки), мм; С – сума добавок до розрахункової товщини днища, мм. Розрахунок допускається проводити при

S₁  CD_p  0,11 ,

при цьому допустимий тиск P, розрахований за формулами (3.149, 3.160), необхідно помножити на поправочний коефіцієнт ^K _p .

2,2

K _p . (3.143)

При ^K p ^P P товщину днища ^S₁ необхідно збільшити так, щоб виконувалась умова

K _p P P.

Розрахунок плоских круглих днищ

Товщину плоских круглих днищ посудин та апаратів, що працюють під внутрішнім надлишковим або зовнішнім тиском, розраховують за формулою

S₁  S₁p  C , (3.144)

де ^S1_p – розрахункова товщина днища, мм.

P

S₁p  K  K_o  D_p , (3.145) 

де ^K – коефіцієнт, який визначається залежно від конструкції днища за таблицею 3.12;

^K_о – коефіцієнт ослаблення днища;

^D_p – розрахунковий діаметр днища, мм;

^P – внутрішній надлишковий або зовнішній тиск, МПа;

 – коефіцієнт міцності зварних швів днища;

_ – допустима напружина матеріалу днища при розрахунковій температурі, МПа.

Коефіцієнт ослаблення ^K_o для днищ, які мають один отвір, визначають за формулою

K_o 

, (3.146)

де ^d – діаметр отвору у днищі, мм.

Коефіцієнт ^K_o для днищ, які мають кілька отворів, визначають за формулою

1_d^{i Dp} ³

K_o , (3.147)

1d_i D_i

де ^di – внутрішній діаметр штуцера або отвору у днищі, мм i 1,2,3Kn; n – кількість отворів у днищах.

Коефіцієнт ^K_o визначають для найбільш ослабленого діаметраль- ного перерізу. Максимальну суму довжин хорд отворів у найбільш ослабленому діаметральному перерізі визначають відповідно до рисунка 3.27,а за формулою

d_i  maxd₁  d₃;b₂  b₃. (3.148)

Основні розрахункові розміри отворів наведені на рисунку 3.27.

Для днищ без отворів коефіцієнт ослаблення ^K_o приймають рівним 1.

В усіх випадках приєднання днища до обичайки мінімальна товщина плоского днища повинна бути не менше товщини стінки обичайки. Допустимий тиск на плоске днище визначають за формулою

2

P ^ ^{S1 C } . (3.149)

 K Ko Dp 



При цьому повинна виконуватися умова P P.

Товщину стінки днища ^S₂ для з’єднання типу 9 (таблиця 3.12) визначають за формулою

S

а – розрахункова схема плоского днища; б – розрахункові розміри отворів

Рисунок 3.27 – Основні розрахункові розміри отворів на плоскому днищі

Таблиця 3.12 – Значення коефіцієнта K залежно від конструкції днищ

Тип	Схема	Умови закріплення	Коефіцієнт конструкції
3		S C  0,25 S1 C S C  0,25 S1 C Dp  D	0,45 0,41
4		S C  0,5 S1 C S C  0,5 S1 C Dp  D	0,41 0,38
9		maxS;0,25S1  r  minS1; 0,1D h1r Dp D2r	K  max0,41 10,23 S C   ; 0,35 S1 C
10		S C  0,5 S1 C S C  0,5 S1 C Dp  D 0,25S1  r  S1  S2 30o   90o	0,41 0,38

Приклад 3.24

Розрахувати товщину плоского днища апарата (рисунок 3.28), який працює під внутрішнім надлишковим тиском. Розрахунковий тиск в апараті P=0,6 МПа, розрахункова температура стінки днища t=100 °С, внутрішній діаметр апарата D=400 мм, товщина стінки циліндричної обичайки S=5 мм, матеріал днища – сталь марки 20К. Добавку для компенсації корозії та ерозії прийняти рівною С1  С₁  2 мм. На днищі є штуцер з умовним проходом ^D_y  100 мм.

Допустиму напружину при розрахунковій температурі t=100 °С для сталі марки 20К визначаємо за таблицею А.1 додатку А, _142МПа.

Для днища, що виготовляється із заготовки, яка не має зварних швів, коефіцієнт міцності зварних швів приймаємо рівним 1.

Для попереднього розрахунку коефіцієнт конструкції плоского днища приймаємо за таблицею 3.12 рівним K  0,45 . Коефіцієнт ослаблення днища отвором К_о визначаємо за формулою (3.14,6). Розрахунковий діаметр днища даної конструкції відповідно до таблиці приймаємо рівним ^D_p  D  400 мм. Для штуцера з умовним проходом ^D_y  100 мм приймаємо трубу 1084 мм.

Рисунок 3.28 – Плоске днище зі штуцером

Внутрішній діаметр штуцера визначаємо за формулою d  d_н 2S_ш 10824 100мм,

де ^d_н – зовнішній діаметр штуцера, мм;

^S_ш – товщина стінки штуцера, мм.

Коефіцієнт ослаблення днища визначаємо за формулою (3.146)

2 ²

d  d   1 100  ^_ ^100_  1,146.