Конструювання і розрахунок сталевих зварних посудин та апаратів Обичайки та днища (стр. 45 из 74)

Визначаємо внутрішній діаметр штуцерів Б і В

d  d_н  2 S₁  57  23  51мм,

де ^d_н – зовнішній діаметр штуцера, мм; ^S1 – товщина стінки штуцера, мм.

Значення кутів 1 і 2 розраховуємо відповідно до рисунка 3.46:

1  arcsin

x 0,5 d  arcsin 300^0,551 _ 13,2;

0,5 D 0,52400

2  arcsin

x 0,5d  arcsin 3000,551  15,7 .

0,5D 0,52400

Довжина отвору в окружному напрямку складає

t   D2 1  3,14240015,7 13,2  52,7 мм.

360 360

Добавку для компенсації корозії та ерозії для штуцера приймаємо рівною добавці для компенсації корозії та ерозії для обичайки

C_s1  ^C₁  2 мм. Добавку для компенсації мінусового допуску приймаємо рівною

15 % від товщини стінки труби

С_s2  0,15 S₁  0,153  0,45 мм. Суму добавок до розрахункової товщини стінки штуцера визначаємо за формулою (3.11)

С_s  С_s1 С_s2  20,45 2,45 мм. Розрахунковий діаметр отвору в стінці обичайки для штуцерів Б і В визначаємо за формулою (3.168) d_p  max d; 0,5 t 2 C_s 

 max51; 0,552,7 22,45  51 4,9  55,9 мм.

Умова (3.166)

d_p  55,9  d₀  84,1мм

виконується, отже, штуцера Б і В не вимагають додаткового зміцнення.

Рисунок 3.46 – Розміщення штуцерів на циліндричній обичайці Розрахункову товщину стінки люка, навантаженого внутрішнім надлишковим тиском, визначаємо за формулою (3.173)

S1 p  Pd  2 Cs   0,65500 2 2,8  0,93 мм.

2 ₁ 1  P 2 17710,65

Розрахункову довжину зовнішньої частини люка визначаємо за формулою (3.175)

l₁_р  minl₁; 1,25 d 2 C_s S₁ C_s ^  min200; 1,25 500 22,88  2,8  min200; 64,1 64,1 мм.

Допустиму напружину для матеріалу обичайок апарата та люка (сталь 09Г2С), при розрахунковій температурі t=100 °С визначаємо за таблицею А.1 додатку А,

₁  177МПа.

Відношення допустимих напружин матеріалів штуцера і корпуса визначаємо за формулою (3.190)

₁  min 1,0; 1   min 1,0; 177 1.

_ ^ _  177

“Надлишковий” метал зовнішньої частини люка визначаємо за формулою (3.184)

A₁  l₁ p S₁  S₁ p  C_s ₁  64,18 0,93  2,81  273,7 _мм².

Перевіряємо умову зміцнення отвору під люк (3.183) без застосування зміцнювального кільця А₂ 0 за рахунок “надлишкових” товщин стінок обичайок корпуса і люка.

Приймаємо довжину внутрішньої частини люка рівною ^l₃  0. У цьому випадку “надлишковий” метал внутрішньої частини люка А₃ дорівнює нулю.

Ширину зони зміцнення визначаємо за формулою (3.177) L_о  D_p S C  24008 2,8 111,7 мм.

Розрахункову ширину зони зміцнення визначаємо за формулою

(3.179)

l _p  ^L_o  111,7 мм.

Розрахунковий діаметр визначаємо за формулою (3.189) d_ор 0,4 D_p S C 0,4 240082,8  44,7 мм.

“Надлишковий” метал зміцнюваного елемента (обичайки), що бере участь у зміцненні отвору, визначаємо за формулою (3.187)

A₄  l _p S  S _р  C 111,7 8  4,42  2,81  87,1_мм².

Компенсовану площу отвору визначаємо за формулою (3.188) А  0,5 dp  d_op  S _p  0,5505,6  44,74,42  1019 _мм². Умова зміцнення люка без застосування зміцнювального кільця

(3.183)

А₁  А₄  273,7  87,1  360,8  А  1019_мм²

не виконується, тому проводимо розрахунок зміцнення люка з застосуванням зміцнювального кільця.

При використанні зміцнювального кільця площу його поперечного перерізу приблизно визначаємо як різницю між компенсованою площею і сумою “надлишкового” металу зовнішньої частини люка та зміцнюваного елемента (обичайки)

АА₁  А₄  1019273,7  87,1 658,2_мм².

При товщині зміцнювального кільця ^S₂  8 мм мінімальне значення ширини зміцнювального кільця складає

l2 min  АА1  А4   1019273,7  87,1  82,28мм.

S₂ 8

Приймаємо ширину зміцнювального кільця рівною ^l₂  90мм. Розрахункову ширину зміцнювального кільця визначаємо за формулою (3.180)

l₂ p  minl₂ ; Dp S₂  S C^

 min90; 24008  8  2,8^ min90; 178 90мм.

Допустиму напружину для матеріалу зміцнювального кільця (сталь марки 09Г2С) при розрахунковій температурі t=100 °С визначаємо за таблицею А.1 додатку А,

^₂  177 МПа.

Відношення допустимих напружин матеріалів зміцнювального кільця та обичайки визначаємо за формулою (3.191)

₂  min_1,0; 2 _  min 1,0; 177  1.

_ ^ _  177

Площу поперечного перерізу зміцнювального кільця, що бере участь у зміцненні отвору, визначаємо за формулою (3.185)

А₂  ^l₂ p  ^S₂ ₂  90 8 1  720 _мм².

Умова зміцнення отвору з урахуванням зміцнювального кільця

А₁  А₂  А₄  273,7 72087,1  1080,8  А  1019_мм²

виконується.

Коефіцієнт зниження міцності визначаємо за формулою (3.194)

 ^l1 _p ^S1 ^C_s ^1  ^l2 p ^S2 ^2  ^l3 _p ^S1 ^C_s ^C_s1^1 