2. Расчёт без учета стесненности температурных деформаций Расчёт болтов(шпилек):

Коэффициент увеличения допускаемых напряжений при затяжке:  = 1,2

Коэффициент условий работы: K_yp = 1

Коэффициент условий затяжки: K_yз = 1

Коэффициент учета нагрузки от температурных деформаций: K_yт = 1

Допускаемые напряжения для болтов (шпилек) при затяжке:

=

1,2 * 1 * 1 * 1 * 130

= 156  МПа

Болтовая нагрузка в условиях затяжки:

=

max{1,895∙104 ; 2,714∙104 }

= 2,714∙104  Н

Условие прочности при затяжке:

=

2,714∙104 / 522

= 52 МПа

52 МПа  156  МПа, Условие прочности выполнено

Допускаемые напряжения для болтов (шпилек) при рабочих условиях:

=

1 * 1 * 1 * 126,5

= 126,5  МПа

Болтовая нагрузка в рабочих условиях:

=

2,714∙104  + (1 – 0,6594) * (2,315∙104 + 0) + 4 * (1 – 0,3821) * |0| / 190,8

= 3,503∙104  Н

Условие прочности в рабочих условиях:

=

3,503∙104 / 522

= 67,1 МПа

67,1 МПа  126,5  МПа, Условие прочности выполнено

Крутящий момент при затяжке болтов (шпилек) без смазки при _б1 < 120 МПа:

=

0.3 * 2,714∙104 * 10 / 10

= 8,143 Н м

При наличии смазки величина M_кр снижается на 25% и составляет 0.75*M_кр =  6,107 Н м

Расчёт прокладки:

Болтовая нагрузка в рабочих условиях:

=

2,714∙104  + (1 – 0,6594) * (2,315∙104 + 0) + 4 * (1 – 0,3821) * |0| / 190,8

= 3,503∙104  Н

Условие прочности мягких прокладок:

=

max{2,714∙104 ; 3,503∙104 }  / (3,142 * 190,8 * 16)

= 3,652 МПа

[q] = 18 МПа

Условие работоспособности выполнено

Расчёт первого фланца:

Расчет в сечении s₀ в условиях затяжки:

В соответствии с п.8.5.4 ГОСТ Р 52857.4-2007 проверку приварных встык фланцев с прямой втулкой (s₁ = s₀), плоских фланцев и буртов свободных фланцев в сечении s₀ по 8.5.3 допускается не проводить, если выполняются следующие условия:

мм

s0 = 8 мм  16 мм

	= 120 / 8	= 15  300
	= 1 / (1,905–1) * (0.69+5.72 * 1,9052 * lg 1,905 / (1,9052–1))	= 3,205

Коэффициент, учитывающий изгиб тарелки фланца между шпильками:

=

max{1; (3,142 * 226 / 10 / (2 * 10 + 6 * 20 / (0,5 + 0.5)))1/2}

= 1

Расчётный изгибающий момент, действующий на фланец при затяжке:

=

1 * 2,714∙104 * 17,6

= 477,7 Н м

= 3,205 * 477,7 / (202 * 120)

= 31,9 МПа 

= 177,5 МПа

Условия выполнены, проверка в сечении s₀ по 8.5.3 не требуется.

Расчет в сечении s₀ в рабочих условиях:

В соответствии с п.8.5.4 ГОСТ Р 52857.4-2007 проверку приварных встык фланцев с прямой втулкой (s₁ = s₀), плоских фланцев и буртов свободных фланцев в сечении s₀ по 8.5.3 допускается не проводить, если выполняются следующие условия:

Болтовая нагрузка в рабочих условиях:

=

2,714∙104  + (1 – 0,6594) * (2,315∙104 + 0) + 4 * (1 – 0,3821) * |0| / 190,8

= 3,503∙104  Н

Приведенная нагрузка от внешней силы и момента:

	=	0 + 4 * |0| / 190,8	= 0 Н
	=	0 + 4 * |0| / 190,8	= 0 Н

Расчётный изгибающий момент, действующий на фланец при рабочих условиях:

=

1 * max{3,503∙104 * 17,6 + (2,315∙104 + 0) * 29,4; |2,315∙104 + 0| * 29,4}

= 1262 Н м

 

= 3,205 * 1262 / (202 * 120)

= 84,29 МПа 

= 177,5 МПа

Условия выполнены, проверка в сечении s₀ по 8.5.3 не требуется.

Окружное мембранное напряжение от действия давления во втулке в рабочих условиях в сечении s₀:

=

0,81 * 120 / (2 * (12 – 3))

= 5,4 МПа

Меридиональное мембранное напряжение во втулке в рабочих условиях в сечении s₀ (+):

=

(2,315∙104 + 0 + 4 * 0 / 190,8) / (3,142 * (120 + 12) * (12 – 3))

= 6,202 МПа

Меридиональное мембранное напряжение во втулке в рабочих условиях в сечении s₀ (–):

=

(2,315∙104 + 0 – 4 * 0 / 190,8) / (3,142 * (120 + 12) * (12 – 3))

= 6,202 МПа

Условие статической прочности в рабочих условиях в сечении s₀:

 

=

max{|5,4|; | 6,202|}

= 6,202 МПа

6,202 МПа  177,5  МПа, Условие прочности выполнено

Расчётный изгибающий момент, действующий на фланец при затяжке:

=

1 * 2,714∙104 * 17,6

= 477,7 Н м

Радиальное напряжение в тарелке в условиях затяжки:

	=	(1.33 * 0,91 * 20 + 33,67) / (1,46 * 202 * 33,67 * 120) * 477,7	= 11,71 МПа
	= (1,9052 + 1) / (1,9052 – 1)	= 1,761

Окружное напряжение в тарелке в условиях затяжки:

=

3,205 * 477,7 / (202 * 120) – 1,761 * 11,71

= 11,27 МПа

Условие статической прочности при затяжке для тарелок:

	=	max{|11,71|; | 11,27|}	= 11,71 МПа
	=	1 * 196	= 196 МПа

11,71 МПа  196  МПа, Условие прочности выполнено

Приведенная нагрузка от внешней силы и момента:

	=	0 + 4 * |0| / 190,8	= 0 Н
	=	0 + 4 * |0| / 190,8	= 0 Н

Расчётный изгибающий момент, действующий на фланец при рабочих условиях:

=

1 * max{3,503∙104 * 17,6 + (2,315∙104 + 0) * 29,4; |2,315∙104 + 0| * 29,4}

= 1262 Н м

Радиальное напряжение в тарелке в рабочих условиях:

=

(1.33 * 0,91 * 20 + 33,67) / (1,46 * 202 * 33,67 * 120) * 1262

= 30,95 МПа

Окружное напряжение в тарелке в рабочих условиях:

=

3,205 * 1262 / (202 * 120) – 1,761 * 30,95

= 29,78 МПа

Условие статической прочности в рабочих условиях для тарелок:

	=	max{|30,95|; | 29,78|}	= 30,95 МПа
	=	1 * 177,5	= 177,5 МПа

30,95 МПа  177,5  МПа, Условие прочности выполнено