4.3 Конструирование и расчет фланцевого соединения эллиптического днища с корпусом аппарата

Выбираем фланцы плоские приварные встык с соединением шип – паз

Рисунок 4.3 Стальные приварные встык фланцы с соединением типа шип-паз

Основные размеры фланцевого соединения представлены в таблице 3.

Основные размеры фланцевого соединения

Таблица 3

py, МПа	4,0
D, мм	1800
Dф, мм	2090
DБ, мм	2006
D1, мм	1956
D2, мм	1928
D3, мм	1952
D4, мм	1850
D5, мм	1910
h, мм	119
Н, мм	170
а, мм	23,5
а1, мм	20
d	45
dБ	М42
z	60

Фланец I-1800-25 ОСТ 26-427-79.

Фланец II-1800-25 ОСТ 26-427-79.

Рисунок 4.4 Фланцевое соединение

Вследствие отсутствия стандартных фланцев типа шип – паз для данного условного давления необходимо сконструировать их самостоятельно.

Конструирование фланцевого соединения.

Расчетные параметры

Расчетная температура:

фланцы 105,6С;

болты 104,5С.

Расчётное давление Р_у = 4,0 МПа.

Внутренний диаметр фланцевого соединения D = 1800 мм.

Толщина стенки аппарата s = 20 мм.

Допускаемое напряжение для болтов: материал сталь 08Х22Н6Т ₂₀ = 233 МПа, модуль упругости 2,1510⁵ МПа..

Прокладка 1-1800-25 ГОСТ 28759.6-90 материал поранит, шириной b = 20 мм, модуль упругости 2000 МПа.

Расчётные величины:

а) меньшая толщина конической втулки фланца

мм, но мм;

Окончательно принимаем s₀ = 0,025 м.

б) отношение большей толщины втулки к меньшей выбираем для плоских приварных в стык фланцев = 2,2 [2, с.258].

в) большая толщина втулки фланца

s₁= s₀ = 2,2·0,025 = 0,055 м.

г) длина втулки приварного встык фланца

l ≥ 3(s₁ – s₀) = 3·(55 – 25) = 90 мм.

Выбираем стандартные болты с резьбой М42 [2, с.258].

Диаметр болтовой окружности

D_б ≥ D + 2(s₁ + d_б + 6) = 1800 + 2·(55 + 42 + 6) = 2006 мм.

Наружный диаметр фланца

D_ф ≥ D_б + а = 2006 + 80 = 2086 мм,

где а = 80 мм [2, с.258].

Окончательно принимаем D_ф = 2090 мм.

Наружный диаметр прокладки

D_П = D_б – l =2006 – 55 = 1956 мм,

где l – стандартный параметр [2, с.260].

Средний диаметр прокладки

1936 мм.

Эффективная ширина прокладки

0,27 мм;

В зависимости от конструкции и материала прокладки выбираем расчетные параметры m =4, q = 20 МПа табл. 13.28 [2, с.260].

Ориентировочное число болтов

Z_б = (π D_б)/t_б = 3,14·2006/96,9 = 60 шт,

где t_б = 2,3d_б = 2,3·42 = 96,6 мм – шаг болтов.