4.3 Конструирование и расчет фланцевого соединения эллиптического днища с корпусом аппарата

Выбираем фланцы плоские приварные встык с соединением выступ-впадина.

Рисунок 4.3 – Стальные приварные встык фланцы с соединением типа выступ-впадина.

Основные размеры фланцевого соединения представлены в таблице 3.

Таблица 3. – Основные размеры фланцевого соединения.

py, МПа	2.5
D, мм	2000
Dф, мм	2235
DБ, мм	2175
D1, мм	2116
D2, мм	2130
D3, мм	2113
D4, мм	2044
D5, мм	2104
h, мм	105
Н, мм	195
а, мм	21.5
а1, мм	18
d	33
dБ	М30
z	80

Фланец I-2000-25 ОСТ 26-427-79.

Фланец II-2000-25 ОСТ 26-427-79.

Рисунок 4.4 – Фланцевое соединение

Вследствие отсутствия стандартных фланцев типа выступ-впадина для данного условного давления необходимо сконструировать их самостоятельно.

Конструирование фланцевого соединения.

Расчетные параметры

Расчетная температура:

фланцы ;

болты .

Расчётное давление Р_у = 2.5 МПа.

Внутренний диаметр фланцевого соединения D = 2000 мм.

Толщина стенки аппарата s = 18 мм.

Допускаемое напряжение для болтов: материал сталь 08Х22Н6Т ₂₀ = 233 МПа, модуль упругости 2.1510⁵ МПа.

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

Расчётные величины:

а) меньшая толщина конической втулки фланца

, 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 М30 [2, с.258].

Диаметр болтовой окружности

D_б ≥ D + 2(s₁ + d_б + 6) = 2000 + 2·(55 + 30 + 6) = 2182 мм.

Наружный диаметр фланца

D_ф ≥ D_б + а = 2182 + 80 = 2262 мм,

где а = 80 мм [2, с.258].

Окончательно принимаем D_ф = 2270 мм.

Наружный диаметр прокладки

D_П = D_б – l =2182 – 55 = 2127 мм,

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

Средний диаметр прокладки

.

Эффективная ширина прокладки

;

В зависимости от конструкции и материала прокладки выбираем расчетные параметры m =2.5, q = 20 МПа табл. 13.28 [2, с.260].

Ориентировочное число болтов

Z_б = (π D_б)/t_б = 3.14·2182/69 = 98 шт.

где t_б = 2.3d_б = 2.3·30 = 69 мм – шаг болтов.