Козловского месторождения
.pdf
b |
= 2 |
D (s − c) |
0 |
|
|
112
(8.5)
b |
= 2 |
3400 (14 − 2,8) = 390,2мм |
0 |
|
|
Обечайка, нагруженная осевым сжимающим усилием
Допускаемое осевое сжимающее усилие рассчитаем по формуле:
F = |
F |
|
|
, |
|
|
п |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
F п |
|
2 |
(8.6) |
|
|
||||
|
1 + |
|
|
|
|
|
|
F E1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где F п – допускаемое осевое сжимающее усилие из условия прочности;
– допускаемое осевое сжимающее усилие из условия местной устойчивости.
Допускаемое осевое сжимающее усилие из условия прочности рассчитаем по формуле:
F |
= (D + s − c) (s − c) |
|
(8.7) |
|||
п |
|
|
|
|||
|
F |
= (3400 |
+14 − 2,8) (14 − 2,8) 184 |
= 2,2 10 |
7 |
Н |
|
|
|||||
|
п |
|
|
|
|
|
Допускаемое осевое сжимающее усилие из условия местной устойчивости рассчитаем по формуле:
F E1 |
|
310 10−6 |
E |
D |
2 |
100 (s − c) |
2.5 |
(8.8) |
||
= |
|
|
|
|
|
|
, |
|||
n y |
|
|
D |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где Е–модуль продольной упругости при расчетной температуре;
Консорциум н е д р а
n |
y |
|
113
– коэффициент запаса устойчивости.
|
|
310 10 |
−6 |
1,94 |
10 |
5 |
|
|
100 (14 − 2,8) |
2.5 |
|
|
|
||
F |
= |
|
|
2 |
|
=1,8 |
10 |
7 |
Н |
||||||
|
|
|
|
|
3400 |
|
|
|
|
||||||
E1 |
|
|
2,4 |
|
|
|
|
3400 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Таким образом:
|
2,2 10 |
7 |
|
|
|
|
|
|
|
F = |
|
|
|
|
= 1,39 10 |
7 |
Н |
||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
2,2 10 |
7 |
|
2 |
|
|
||
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|||||
|
1 + |
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
1,8 10 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Обечайка, нагруженная осевым растягивающим усилием Допускаемое осевое растягивающее усилие рассчитаем по формуле:
F = F п Т |
|
|
|
(8.9) |
F = 2,2 10 |
7 |
1 = 2,2 10 |
7 |
Н |
|
|
Обечайка, нагруженная изгибающим моментом Допускаемый изгибающий момент определим по формуле:
M =
min M пр
; M
|
уст |
|
|
|
,
(8.10)
Консорциум н е д р а
114
где
M
M пруст –
–допускаемый изгибающий момент из условия прочности со стороны растяжения;
допускаемый изгибающий момент из условия устойчивости.
Допускаемый изгибающий момент из условия прочности со стороны растяжения рассчитаем по формуле:
M |
= |
D |
F |
|
|||
пр |
|
4 |
|
|
|
|
(8.11)
M |
= |
3400 |
2,2 10 |
7 |
= 1,87 10 |
7 |
Н м |
|
|||||||
|
|
|
|||||
пр |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Допускаемый изгибающий момент из условия устойчивости рассчитаем по формуле:
M уст = |
|
M п |
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
M |
п 2 |
||||
|
|
|
(8.12) |
||||
|
1 + |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
M |
|
|
|
|
|
|
|
E |
|
|
||
где M п –допускаемый изгибающий момент из условия прочности со стороны сжатия; |
|||||||
M E – допускаемый изгибающий момент из условия устойчивости в пределах упругости. |
|||||||
Найдем M п : |
|
|
|
|
|
|
|
M |
= |
D |
F |
|
|||
п |
|
4 |
п |
|
|
|
(8.13)
M п = 34004 2,2 107 = 1,87 107 Н м
Консорциум н е д р а
Найдем M E :
M |
|
= |
D |
F |
|
|
E |
3,5 |
E1 |
||||
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
115
(8.14)
M |
= |
3400 |
1,8 10 |
7 |
= 1,75 10 |
7 |
Н м |
|
|||||||
|
|
|
|||||
E |
|
3,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таким образом:
|
|
|
1,87 10 |
7 |
|
|
|
|
|
|
M |
|
= |
|
|
|
=1,28 10 |
7 |
Н м |
||
|
|
|
|
|
|
|||||
уст |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
1,87 10 |
7 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
1 + |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,75 10 |
7 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Следовательно:
M = min 1,87 10 7 ;1,28 10 7 = 1,28 10 7 Н м
Обечайка, нагруженная поперечными усилиями Допускаемое поперечное усилие рассчитаем по формуле:
Q = |
Q |
|
|
|
|
|
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q |
2 |
|||
|
1 + |
|
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q |
|
|
|
|
|
|
E |
|
|
,
(8.15)
где Q п –допускаемое поперечное усилие из условия прочности;
Консорциум н е д р а
Q |
|
|
E – допускаемое поперечное усилие из условия устойчивости. |
||
Найдем |
Q |
|
п : |
|
|
|
Q |
= 0,25 D (s − c) |
|
п |
|
116
(8.16)
Q |
= 0,25 3400 (14 −2,8) 184 = 5,5 10 Н |
|
6 |
п |
|
Найдем Q E :
|
|
|
|
|
|
2,4 E (s − c) |
2 |
|
|
D (s − c) |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q |
E |
= |
|
n y |
|
|
|
0,18 + 3,3 |
l |
2 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
s |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где ls |
2 –расчетная длина между седловыми опорами. |
|
|
|||||||||||||||
|
|
2,4 1,94 10 |
5 |
(14 |
2 |
|
|
|
|
3400 (14 − 2,8) |
|
|
|
|||||
Q |
= |
|
− 2,8) |
|
|
|
= 4,38 |
106 |
Н |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
0,18 + 3,3 |
|
|
|
|
||||||||
E |
|
|
|
2,4 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(2,2 104 ) |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(8.17)
Таким образом:
|
5,5 10 |
6 |
|
|
|
|
|
|
Q = |
|
|
|
= 3,43 10 |
6 |
Н |
||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
5,5 10 |
6 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
||||
|
1 + |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4,38 10 |
6 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|||
Расчет днища эллиптического
Консорциум н е д р а
117
Таблица 8.2
|
Исходные данные |
|
|
|
|
Материал: |
|
09Г2С |
|
|
|
Внутр. диаметр, D: |
|
3,4∙103 мм |
|
|
|
Толщина стенки днища, s1: |
|
14 мм |
|
|
|
Прибавка для компенсации коррозии и эрозии, c1: |
|
2 мм |
|
|
|
Прибавка для компенсации минусового допуска, c2: |
|
0,8 мм |
|
|
|
Прибавка технологическая, c3: |
|
0 мм |
|
|
|
Суммарная прибавка к толщине стенки, c: |
|
2,8 мм |
|
|
|
Высота днища, H: |
|
850 мм |
|
|
|
Длина отбортовки, h1: |
|
0 мм |
|
|
|
Коэффициент прочности сварного шва:
φ=1;
Допускаемые напряжения для материала 09Г2С при температуре t = 70oC (рабочие условия): [σ]70= 184 МПа
Модуль продольной упругости для материала 09Г2С при температуре 70oC:
Консорциум н е д р а
118
E70= 1,94∙105 МПа
Найдем радиус кривизны в вершине эллиптического днища по формуле:
R = |
D 2 |
|
|
|
(8.18) |
|
4H |
|
|
||||
|
|
|
|
|
||
|
|
R = |
3400 |
2 |
= 3400 мм |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
4 |
850 |
||
Проведем расчет на прочность и устойчивость днища эллиптического по ГОСТ 14249-89 [9].
Днища, нагруженные внутренним избыточным давлением Расчетную толщину стенки днища с учетом прибавок рассчитаем по формуле:
s1 р |
+ c = |
pR |
+ c, |
|
2 − |
||||
|
|
0,5 p |
гдеR –радиус кривизны в вершине эллиптического днища.
(8.19)
s1 р |
+ c = |
|
1 3400 |
+ 2,8 |
= 12,05 мм |
|
|
|
|
||||
|
184 1 − 0,5 1 |
|||||
|
2 |
|
|
|||
Принимаем толщину стенки для эллиптической поверхности s1=14мм согласно сортамента листового проката по ГОСТ 5520-79.
Допускаемое внутреннее избыточное давление рассчитаем по формуле:
Консорциум н е д р а
p = |
2 (s |
−c) |
|
1 |
|
, |
|
|
|
||
|
R + 0,5(s |
−c) |
|
|
|
||
|
1 |
|
|
гдеs1 – исполнительная толщина стенки днища.
119
(8.20)
|
p = |
2 184 1 |
(14 − 2,8) |
= 1,21МПа |
|
3400 + 0,5 |
(14 − 2,8) |
||
|
|
|
||
1,21МПа 1МПа |
– условие прочности выполняется. |
|
|
|
Расчет укреплений одиночных отверстий Расчёт прочности узла врезки штуцера Б2
Таблица 8.3
|
Исходные данные |
|
|
Элемент: |
Б2 |
|
|
Элемент, несущий штуцер: |
Обечайка цилиндрическая |
|
|
Тип штуцера: |
Проходящий без укрепления |
|
|
Материал несущего элемента: |
09Г2С |
|
|
Толщина стенки несущего элемента, s: |
14 мм |
|
|
Сумма прибавок к стенке несущего |
2,8 мм |
|
|
|
|
Консорциум н е д р а
Макет космического корабля «Восток-1» в павильоне «Космос» на ВДНХ. За ним — цитата К. Э. Циолковского:
«Сначала неизбежно идут: мысль, фантазия, сказка. За ними шествует научный расчёт. И уже в конце концов исполнение венчает мысль»
Консорциум н е д р а
120
элемента, c: |
|
|
|
|
|
Материал штуцера: |
09Г2С |
|
|
|
|
Внутренний диаметр штуцера, d: |
250 мм |
|
|
|
|
Толщина стенки штуцера, s1: |
10 мм |
|
|
|
|
Сумма прибавок к толщине стенки штуцера |
2 мм |
|
(включая коррозию), cs: |
||
|
||
|
|
|
Длина штуцера, l1: |
220 мм |
|
|
|
|
Смещение штуцера, Lш: |
1,575∙104 мм |
|
|
|
|
Угол поворота штуцера, θ: |
0 градус |
|
|
|
|
Длина внутр. части штуцера, l3: |
50 мм |
|
|
|
|
Прибавка на коррозию, cs1: |
0 мм |
|
|
|
|
Минимальный размер сварного шва, Δ: |
6 мм |
|
|
|
Расчётные параметры размещения штуцера: |
|
Ближайший штуцер |
|
Название штуцера: |
М2 |
Консорциум н е д р а