9. Расчет гладких цилиндрических обечаек, нагруженных поперечными усилиями

1. Расчетная схема

Q – поперечная сила может возникать от реакций в опорах

2. Допускаемая поперечная сила

где [Q]_E – допускаемая поперечная сила из условия устойчивости

[Q]_п – допускаемая поперечная сила из условия прочности

3.Проверка условия прочности

Q  [Q]

Условие прочности и устойчивости цилиндрической обечайки, нагруженной совместным действием наружного давления, сжимающей силой, изгибающим моментом, поперечной силой.

Вывод:

1. На прочность цилиндрической оболочки влияют внутреннее давление Р и растягивающая сила F

2. На прочность и устойчивость цилиндрической оболочки влияют наружное давление Р, сжимающая сила F, изгибающий момент М и поперечная сила Q

Расчет плоских днищ и крышек на прочность

Плоские круглые приварные днища и крышки. Основные конструкции

таких днищ и крышек приведены на рис. 1.

Толщина плоских круглых крышек и днищ, нагруженных избыточным внутренним или наружным давлением, определяется по формуле

Рис. 2.19. Конструкции плоских днищ и сварное их соединение с обечайкой:

а – с односторонним угловым швом без скоса кромок; б-г – с двухсторонним

угловым швом без скоса кромок; д – с односторонним угловым швом и

скосом кромок; е – с односторонним стыковым швом и с подкладкой;

ж – с односторонним стыковым швом в замок и скосом двух кромок

Значение коэффициента К приварных крышек и днищ выбирается по табл. 2.2 в зависимости от их конструкции, типа сварного шва и толщины стенки цилиндрической обечайки.

Коэффициент К₀ учитывает ослабление днища отверстиями. При нали-

чии одного отверстия

при наличии нескольких отверстий

Для днищ и крышек без отверстий К₀=1.

Во всех предыдущих формулах D_R – расчетный диаметр.

Для днищ рис. 2.19,е D_R=D - R, для остальных - D_R=D. Максимальная сумма длин хорд отверстий в наиболее ослабленном диаметральном сечении днищ и крышек (I или II рис. 2.20) выбирается из соотношения

Во всех случаях толщина днища или крышки должна быть больше толщины сопрягаемой с ними цилиндрической обечайки, т.е. s₁ ≥ s.

Допускаемое давление в рабочем состоянии и при испытаниях определяется по формулам

Толщина s₂ утоненной части днища (крышки) рис. 2.19,ж рассчитывается по формуле

Формулы для расчета толщины днища s₁ применимы при условии

значение допускаемого давления, следует умножить на коэффициент

Проверка допускаемого давления при этом проводится для днищ и крышек

во всех случаях.

Плоские круглые съемные крышки.

Исполнительную толщину стенки s_П вычисляют так же как и для приварных днищ и крышек. Расчетный диаметр D_R и значение коэффициента К, учитывающего тип закрепления крышки, определяются в соответствии с табл. 2.3. Коэффициент ослабления К₀ определяют так же, как и для приварных днищ и крышек. Толщину s'_П плоской круглой крышки (см. табл. 2.3, тип 2), нагруженной дополнительным краевым моментом в месте уплотнения, рассчитывают по формуле

Где D_б - диаметр болтовой окружности;

P_б max - наибольшее значение болтовой нагрузки в рабочих условиях или условиях монтажа, определяемое расчетом фланцевого соединения

D _С.П.- средний диаметр прокладки.

Толщина края крышки вне зоны уплотнения, при наличии дополни-

тельного краевого момента рассчитывается по формуле S^’_п, где вместо

D_С.П. принимают D₁.

Допускаемые давления для плоской круглой крышки, нагруженной дополнительным краевым моментом, определяются по формулам

Формулы для съемных плоских круглых крышек применимы при условии

(s_П – с) / D_R ≤ 0,1. При (s_П – с)/ D_R > 0,1 величину допускаемого давления, следует умножить на поправочный коэффициент

Примечание: Rn - реакция прокладки; Rn = 2π D_c.n b_П m p_R ,

где b_П – эффективная ширина прокладки,

m – расчетная величина, выбираемая по табл. 6.6 (см. разд. 6.6);

Q_Д – сила от внутреннего давления на крышку;

Q_д = 0,785Dcn² p_R