6. Расчет монтажных штуцеров

Для строповки вертикальных цилиндрических аппаратов при их подъеме и установке на фундамент часто применяются монтажные (ложные) штуцера. Они представляют собой стальные патрубки различных сечений, привариваемые торцом в виде консоли к корпусу аппарата на его образующей по диаметрали.

Для увеличения жесткости внутри штуцера могут быть вварены ребра из листовой стали;

для устранения трения между стропом и штуцером при наклонах аппарата на штуцер надевается свободный патрубок большого диаметра;

для предохранения стропа от соскальзывания к внешнему торцу штуцера приваривается ограничительный фланец.

Рисунок 5- Расчётные схемы монтажных штуцеров

Расчет монтажного штуцера ведется следующим образом (рисунок 5,а)

1 Определяем усилие от стропа, действующее на каждый монтажный штуцер (кН)

N = 10G_ок_п к_д к_н /2,

где G_o— масса поднимаемого оборудования, т

2 Определяем величину момента (кН*см) от усилия в стропе, действующего на штуцер:

М = Nl,

где l — расстояние от линии действия усилия N до стенки аппарата, см.

3 При известном сечении штуцера проверяют его прочность на изгиб (для упрощения расчета наличие ребер жесткости в штуцере не учитывается):

М/W ≤ mR,

где W— момент сопротивления сечения штуцера, cм³ (определяется по приложение 5 для стальных труб).

Если необходимо определить сечение штуцера, удовлетворяющее условиям прочности, то подсчитывают минимальный момент сопротивления его поперечного сечения (см³)

W = М/(m*0,1R),

и, пользуясь приложение 5 для стальных труб, находят сечение штуцера с моментом сопротивления, ближайшим большим к расчетному.

4 Проверяют прочность сварного кольцевого шва, крепящего монтажный штуцер к аппарату:

M/( *h_ш* )≤mR^св _у,

где -к-т, учитывающий глубину провара (для ручной сварки = 0,7);

r – радиус штуцера, см;

h_ш — толщина шва, см по ГОСТ 14114—85 величина h_ш зависит от усилия на штуцер:

N, кн	До 400	500-2500	2800-3200
hш,см	1,2	1,4	1,6

В том случае, если строп идет под углом к вертикали (рис. 5, б), то прочность сварного шва проверяют по формуле

N_г / ( )+М/ ( )

где N_г - горизонтальная составляющая усилия N, кН, в стропе

N_г = N sin

Пример 11 Рассчитать монтажные штуцера для подъема аппарата колонного типа массой G₀ = 80 т с помощью двух кранов способом скольжения с отрывом от земли без применения балансирной траверсы.

Решение

1 Определяем усилие, действующее на каждый монтажный штуцер при полностью поднятом над землей аппарате

N = 10G_ок_п к_д к_н /2= 10*80*1,1 * 1,1 *1,2/2 = 581 кН.

2 Определяем величину момента, действующего на штуцер, принимая

l = 12 см

М = N1 = 581 * 12 = 6972 кН*см.

3 Определяем минимальный момент сопротивления поперечного сечения стального патрубка для штуцера

W_мин = М/(т 0,1R) = 6972/(0,85*0,1*210) = 391 см³

4 По таблице ГОСТа (приложение 5) определяем с запасом сечение патрубка для монтажного штуцера размером 273/12 мм, с моментом сопротивления

W^т = 615 см³ > W_МИН = 391 см³

5 Проверяем на прочность сварной кольцевой шов крепления штуцера к корпусу аппарата

М/( ²)≤mR ,

6972/(0,7*1,4*3,14*13,7²) = 12,1 кН/см² = 121 МПа < 0,85*150 = 127,5 МПа