5.2 Расчет болтов фланцевого соединения.
Принимаем материал болтов, соединяющих фланцы, для которой [σ]=140МПа.
Предварительно принимаем внутренний диаметр болтов, соединяющих фланцы, dв =14 мм =0,014 м.
Расстояние между болтами:
Определяем число болтов:
Принимаем
Z=32
Определяем усилие, приходящееся на один болт:
Уточняем внутренний диаметр болтов:
Принимаем dв =25 мм, число болтов z = 30.
6 Расчет фланцевых соединений.
Принимаем крышку аппарата литую, выполненную совместно с фланцем. Толщину стенки принимаем равной толщине днища аппарата δК = 8 мм.
Определяем толщину круглого литого фланца:
где
- расчетное усилие на один болт;
а - расстояние от центра болтового отверстия до стенки отбортовки;
Z = 30 – число болтов на фланце;
– диаметр
окружности и сопряжения днища с фланцем
(опасное сечение);
С = 0,005 м – конструктивная прибавка.
Рис. 6.1 Схема к расчету опасного сечения литого фланца
Опасными сечениями в литом фланце являются АВ и АС (по выточке).
Напряжение
,
возникающее от изгиба в сечении АВ,
проверяем по формуле:
где
Принимаем
условно
Условие прочности выполняется.
Сечение АС
Проверяем фланцевое соединение на плотность:
– условие
выполняется.
К цилиндрической части аппарата фланец привариваем.
Определяем толщину круглого приварного фланца:
где β = 0,6 – коэффициент для фланцев с прокладками, занимающими часть торцовой поверхности и испытывающими напряжения изгиба от предварительной затяжки болтов.
Принимаем
7 Расчет укрепляющих элементов стенки аппарата, ослабленной
отверстиями.
Вырезы для многих отверстий не требует укрепления в виде усиления их толстостенных штуцерами или накладным кольцом, если при заданном диаметре ослабление стенки сосуда полностью компенсируется общим утолщением ее с учета технологических, эксплуатационных и других требований.
Рассчитываем отверстие для выхода продукта.
Рассчитываем стенку патрубка.
Для патрубка выбираем стальную бесшовную холоднодеформируемую трубу из стали 20 , для которой предел прочности [σ] = 420 МПа.
Коэффициент запаса прочности К=3,8.
Определяем допускаемые напряжения:
– коэффициент,
учитывающий сварной шов.
– внутренний
диаметр патрубка.
Принимаем
.
Определяем расчетный коэффициент:
– радиус
кривизны в вершине эллиптического днища
рубашки.
5.
Определяем допустимый наибольший диаметр не укрепленного днища отверстия:
=
Следовательно, отверстие в днище рубашки необходимо укреплять.
Определяем размеры укреплений:
=2
=
0,148 м - наружный диаметр укрепляющего
кольца:
=2
Определяем диаметр отверстия в днище корпуса аппарата:
=2
450
= 900мм =0,9 м;
=
=
.
Следовательно, в укреплении отверстия нет необходимости.
Рассчитываем отверстия для выхода пара.
Рассчитываем стенку патрубка.
=80
мм = 0,08 м – внутренний диаметр патрубка.
=
=
0,00029 = 0,29 мм
Принимаем .
Определяем расчетный коэффициент:
Определяем допустимый наибольший диаметр неукрепленного отверстия в рубашке аппарата:
=
Следовательно, в укреплении отверстий в рубашке аппарата нет необходимости.
Рассчитываем стенку патрубка для выхода конденсата:
=35 мм = 0,035 м – внутренний диаметр патрубка для выхода конденсата.
=
= 0,000128м = 0,128 мм
Принимаем .