Конструювання і розрахунок сталевих зварних посудин та апаратів Фланцеві зєднання (стр. 16 из 110)

Болтове навантаження ^P_б1 визначають за формулою

Р_б1

, (5.53)

де F – зовнішнє осьове зусилля, що діє на фланцеве з’єднання ( F0, якщо зусилля стискальне), H;

М – зовнішній згинальний момент, що діє на фланцеве з’єднання, H·мм.

При відсутності зовнішнього осьового зусилля F і зовнішнього згинального моменту М болтове навантаження визначають за формулою

Р_б1 J Q_д R_n Q_t . (5.54)

Навантаження від температурних деформацій ^Q_t враховують лише при ^Q_t0.

Якщо коефіцієнт жорсткості фланцевого з’єднання J1, в розрахунках слід приймати J1.

Болтове навантаження, яке необхідне для початкового зминання прокладки, визначають за формулою

P_б2 0,5 D_cn b₀ q_обт . (5.55)

Болтове навантаження за умови забезпечення міцності болтів (шпильок) визначають за формулою

P_б3 0,4 _б²⁰ n f_б , (5.56)

де

_б²⁰ – допустима напружина для матеріалу болтів (шпильок) при

температурі 20 ºС;

п – кількість болтів (шпильок).

Для умов вакууму або зовнішнього тиску

P_б max P_б2; P_б3 . (5.57)

5.7 Розрахунок болтів (шпильок)

Умови міцності болтів (шпильок):

– в умовах монтажу

; (5.58)

– в робочих умовах

, (5.59)

де

_б1 – напружина в болтах (шпильках) в умовах монтажу (при температурі 20 °С), МПа; _б2 – напружина в болтах (шпильках) при розрахунковій температурі в робочих умовах, МПа;

^P_б – прирощення навантаження на болти (шпильки) в робочих умовах, Н.

. (5.60)

D

При відсутності зовнішнього осьового зусилля F і зовнішнього згинального моменту М прирощення болтового навантаження ^P_б визначають за формулою

P_б 1 J Q_д Q_t . (5.61)

Для умов вакууму або зовнішнього тиску

б . (5.62)

При перевірці міцності болтів в робочих умовах з урахуванням навантаження на болти від стиснення температурних деформацій допустиму напружину можна збільшити на 30 %.

5.8 Розрахунок прокладок

Умова міцності м’яких прокладок має вигляд

q

q , (5.63)

де q – допустимий питомий тиск на прокладку, МПа.

5.9 Розрахунок фланців на міцність

Кут повороту фланця при затягненні з’єднання

, рад, визначають за формулою

1	1 0,9
E20		h3

M₀₁ , (5.64)

де ^M₀₁ – згинальний момент від болтового навантаження, Н·мм.

Згинальний момент від болтового навантаження визначають за формулою

M₀₁ P_б b. (5.65)

Прирощення кута повороту фланця в робочих умовах

, рад, розраховують за формулою

1	1 0,9
E		h3

₀₁ , (5.66)

де ^M₀₁ прирощення згинального моменту від болтового навантаження, Н·мм.

Прирощення згинального моменту від болтового навантаження визначають за формулою

e . (5.67)

При відсутності зовнішнього осьового зусилля F і зовнішнього згинального моменту М прирощення згинального моменту від болтового навантаження ^M₀₁ , Н·мм, визначають за формулою

M₀₁ P_б b Q_д e. (5.68)

Меридіональні напружини в перерізі товщиною ^S₁ конічної втулки приварного встик фланця при затягненні фланцевого з’єднання 11 і ₁₂ , МПа, визначають за формулами:

– на зовнішній поверхні втулки

–

на внутрішній поверхні втулки , де – максимальна згинальна напружина в перерізі товщиною ^S₁ приварного встик фланця, МПа.

Максимальну згинальну напружину в перерізі товщиною ^S₁ конічної втулки приварного встик фланця визначають за формулою

, (5.69)

де T – безрозмірний коефіцієнт; D* – розрахунковий діаметр, мм;

С1 – добавка для компенсації корозії та ерозії, мм. Коефіцієнт Т визначається за формулою

D^з D ² 1 8,55lg D^з D 1 . (5.70)

T

1,05 1,945 D_з D ² D_з D 1

Розрахунковий діаметр D* визначають за формулою

D при D 20 S1

D* D S0 при D 20 S1 и f 1 , (5.71)

D S1 при D 20 S1 и f 1

де f – коефіцієнт, що визначається за графіком, який наведений на рисунку 5.3.

Меридіональні напружини в перерізі товщиною ^S₀ конічної втулки приварного встик фланця при затягненні фланцевого з’єднання 21 і ₂₂ , МПа, визначають за формулами: – на зовнішній поверхні втулки

–

на внутрішній поверхні втулки .

Меридіональні напружини в перерізі товщиною ^S₀ циліндричної втулки (обичайки) плоского приварного фланця при затягненні фланцевого з’єднання 21 і 22 , МПа, визначають за формулами:

– на зовнішній поверхні втулки

–

на внутрішній поверхні втулки , де – максимальна згинальна напружина в перерізі ^S₀ циліндричної втулки, МПа.

Максимальну згинальну напружину в перерізі ^S₀ циліндричної втулки плоского приварного фланця , МПа, визначають за формулою