4.3 Расчёт фланцевых соединений и крышки

Соединение состоит из двух фланцев, прокладки, которую размещают между уплотнительными поверхностями фланцев, болтов, гаек и шайб. Т.к. давление в аппарате P=1 МПа < 2,5 МПа, то выбирается фланец с гладкой поверхностью.

Прокладка – фторопласт:

D_п =1680 мм; d_п = 1638 мм.

При конструировании аппаратов выполняют проверочный расчет болтов в соответствии с ОСТ 26–373–82:

1. Нагрузка, действующая на фланцевое соединение от внутреннего давления где средний диаметр прокладки

[4,с.17]

2. Реакция прокладки

[4,с.17]

где ширина прокладки

b₀–эффективная ширина прокладки: при

3. Болтовая нагрузка при сборке:

[4,с.18]

где q = 10 МПа;

[4,с.18]

где– допускаемое напряжение для материала болта при 20⁰С; ВСт3, – площадь поперечного сечения болта.

Наибольшее значение

4. Проверка прочности болтов при монтаже

[4,с.18]

4. Проверка прочности болтов в период эксплуатации

[4,с.18]

где– допускаемое напряжение для болта при рабочей температуре,

Выполняются оба условия, следовательно, нет необходимости увеличивать число болтов, z = 92.

D мм	P, МПА	Размеры, мм							Число отверстий
2400	1	Dф	Dб	D1	h	S	d	dб	92
		2595	2540	2490	100	18	30	М 27

[4,с.68, таблица 4]

4.4 Расчёт опор аппаратов

Выбор типа опоры зависит от ряда условий: места установки аппарата, соотношения высоты и диаметра аппарата, его массы и т.д. Аппараты вертикального типа с соотношением ≥5, размещаемые на открытых площадках, оснащают так называемыми юбочными опорами, цилиндрическими или коническими. В нашем случае берем цилиндрические опоры. [2,с.672]

Вес аппарата при гидроиспытании:

G_max= g (M_об+M_ж)

M_об =

M_ж = 0,785 кг

G_max=9,81

с запасом 0,9 мН

Толщина стенки цилиндрической опоры S=18 мм. Напряжение сжатия в этой стенке с учетом наличия в ней отверстия для лаза d = 0,5 м при максимальной нагрузке от силы тяжести аппарата:

[2,с.691]

Отношение:

70,59 [2,с.692]

K_c=0,065; K_u=0,086; [2,с.418]

[2,с.692]

[2,с.692]

Допускаемое напряжение на сжатие в обечайке опоры:

140,7 Мн/м² [2,с.692]

Допускаемое напряжение на изгиб в обечайке опоры:

Мн/м² [2,с.692]

Условие выполняется.

Максимальные напряжения на сжатие в сварном шве, соединяющем цилиндрическую опору с корпусом аппарата, при коэффициенте сварного шва = 0,7:

[2,с.692]

Внутренний диаметр опорного кольца:

D₂ = D — 0,06 =2,4-0,06=2,34 м [2,с.692]

Наружный диаметр опорного кольца:

D₁ = D + 2S+0,2 = 2,4 + 2 0,018 + 0,2 = 2,636 м [2,с.692]

Опорная площадь кольца:

[2,с.692]

Максимальное напряжение сжатия на опорной поверхности кольца:

[2,с.692]

Номинальная расчетная толщина опорного кольца при l= 0,1 м:

[2,с.692]

с учетом прибавки на коррозию принимаем, округляя размер S_к = 44 мм.

Расчетная нагрузка на один болт:

[2,с.692]

Расчетный внутренний диаметр резьбы болтов:

[2,с.692]

Принимаем болты М14 (d₁=11,402). [2,с.538]