5. Расчет опоры аппарата

Аппараты вертикального типа с соотношением H/D > 5, размещаемые на открытых площадках, оснащают так называемыми юбочными цилиндрически­ми опорами, конструкция которых приводится на рисунке.

5.1.Толщина стенки опоры

Принимаем толщину цилиндрической стенки опоры равной толщине стенки колонныS=16 мм

5.2. Размеры опорного кольца. Внутренний диаметр кольца

D₂ = D - 0,06 = 3,60 - 0,06 = 3,54м

Наружный диаметр кольца

D₁ = D + 2S + 0,2 = 3,6 + 2-0,016+ 0,2 = 3,832 м

Опорная площадь кольца

F = 0,785(D₁² - D₂²) = 0,785(3,832² – 3,54²) = 1,69 м²

Момент сопротивления опорной площади кольца

W = 3,14*(D₁⁴-D₂⁴)/(32D₁ )= 3,14*(3,832⁴- 3,54⁴)/(32*3,832) = 1,500 м⁴

5.3. Напряжение сжатия в стенке опоры с учетом отверстия для лаза Принимаем диаметр отверстия для лаза d = 0,5 м, тогда

=G_max/[(3,14*(D+S)-d)(S-C)] = 5.450/[[3.14(3.6+0,016) - 0,5](0,016-0,001) ]= 33.47 МН/м²

5.4. Напряжение на изгиб в стенке опоры

_H = M/[3.14*(D+S)²(S-C)] = 6.266/[3,14(3,6+0,016)²(0,016-0,001)] = 2,43 МН/м²

Отношение D/(2(S - С)) = 3,6/2(0,016- 0,001) = 120 по этой величине по графику [2с.418] находим коэффициенты: к_и = 0,120; к_с = 0,10

К_с = 875 Кн/Е = 875*375*0,1/2,05*10⁵ = 0,168

К_и = 875 _тк_и/Е = 875*375*0,1202,05*10⁵ = 0,202

5.5. Допускаемые напряжения на сжатие и изгиб в обечайке опоры

_с = K_CE(S-C)/D = 0,168*2,0510⁵(0,016- 0,001)/3,6 = 143,5 МПа

_и = K_HE(S-C)/D = 0,202*2,05*10⁵(0,016- 0,001)/3,6 = 175,5 МПа

5.6. Устойчивость цилиндрической опоры

17,42/143,5 + 5,32/172,5 = 0,15238 < 1

устойчивость обеспечена

5.7. Максимальное напряжение на сжатие в сварном шве,

Сварной шов соединяющий цилиндрическую опору с корпусом аппара­та, при коэффициенте сварного шва ф_ш= 1,0

_{max=5,45/[0.7*3.14*(3.6+0.016)*(0.016-0.001)]+4*6.266/[0.7*3.14*3.616*3.616*0.015]=}

_{=59.6319 МПа}< _сл

5.8. Максимальное напряжение сжатия на опорной поверхности кольца

_max = 5,45/1,69+6,266/1,5=4,4915 МПа < 10 МПа

6.9. Номинальная расчетная толщина опорного кольца при 1 = 0,1 м

₌ 0,024 м

с учетом прибавки на коррозию принимаем округляя размер s = 0,030 м

5.10. Общая условная расчетная нагрузка на фундаментные болты

Р_б = 0,785(D!² - D₂²)c = 0,785(3,832² – 3,54²)1,668 = 2,819 МН

_{=0,92/1,69+1,686/1,5=1,668МПа}

Принимаем количество фундаментных болтов z = 4

Расчетный внутренний диаметр резьбы фундаментных болтов принимаем болты М30, у которых

5.11.Диаметр болтовой окружности

D₆ = D + 2S + 0,12 = 3,6 + 2*0,016+ 0,12 = 3,752 м

6. Расчет на малоцикловые напряжения

6.1. Амплитуда напряжений:

6.2. Допускаемое число циклов нагружения:

где А = 0,45*10⁵

_А = mах{ _А; В/п} = max{328; 78} принимаем _А = 328 МПа

В = 0,66 _в - 0,43 _т= 0,66*380 - 0,43*220 = 156 МПа Коэффициенты запаса прочности: n = 2; n_N=10

N/[N] = 80(14+10+80+4)/2574 = 3,35664 Условие N/[N] < 1 не выполняется. Следовательно, для обеспечения нор­мальной работы колонны в течении всего нормативного срока службы - 10 лет, необходимо регулярно проводить профилактические ремонты.