Коммунарского месторождения
.pdf
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 »
Площадь поперечного сечения шпильки по внутреннему диаметру резьбы, б |
=160мм |
; |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
Допускаемое напряжение для материала шпилек при t=100 0С. Материал: Сталь 35Х, |
= 230 |
МПа; |
|||||||||||||||
Принятое количество шпилек, n=48. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Условие прочности шпилек: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
Р |
|
, |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
= |
5248173 |
= 143,9 МПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
48 |
160 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
р |
|
=143,9 < 230 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Коэффициент: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
Р |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
д |
|
|
|
|
|
|
|
= |
5248173 |
= 1,05 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
5000902 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Коэффициент: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К |
|
= 0,8 |
|
|
б |
−1, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
D |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
cп |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
217
(12.25)
(12.26)
(12.27)
Консорциум « Н е д р а »
К |
|
= 0,8 |
1385 |
−1 |
= 0,25 |
|
2 |
1262 |
|||||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
Коэффициент ослабления, К0=1,0.
Расчетная толщина в сечении «а-б». Материал: Сталь 16ГС, Сталь 09Г2С:
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
|
|
Р |
|
|
|
|
|
S |
= |
K |
K |
|
D |
|
Т |
+ С |
, |
|
|
|
|
R |
0 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
1 |
|
сп |
|
|
1 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
= 0,447 1,0 1262 |
4,0 |
+ 5,0 = 94,2 |
мм |
|
|
|
|
|
|
|||
SR |
160 |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчетная толщина в месте уплотнения. Материал: Сталь
S |
|
|
|
5248173 |
;0,6 |
nR |
= max 0,25 |
|
|||
|
|
|
230 |
|
|
|
|
|
|
|
16ГС, Сталь 09Г2С:
|
|
|
|
|
P |
|
|
|
Р |
|
|
+ С , |
|
SnR = max K2 |
б |
|
;0,6 |
|
б |
|
|
||||
|
|
D |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сп |
|
||
|
5248173 |
|
+ 2,8 |
= 48,1 |
мм |
|
|
|
|
|
||
230 1262 |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчетная толщина вне зоны уплотнения. Материал: Сталь 16ГС, Сталь 09Г2С:
|
|
P |
|
|
Р |
|
|
S1R |
= max K2 |
б |
;0,6 |
|
б |
+ С , |
|
|
D |
||||||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
218
(12.28)
(12.29)
(12.30)
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 »
S1R |
|
|
5248173 |
;0,6 |
5248173 |
|
+ 2,8 |
= 48,1 |
мм |
|
= max 0,25 |
230 |
230 |
1262 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Максимальная расчетная толщина крышки:
SR = max SIR ;SnR + C1; S1R + C1 ,
SR |
= max 94,2;48,1 + 5,0;48,1 + 5,0 = 94,2 |
мм |
Принятая толщина крышки, S=95,0 мм.
Расчет узла плавающей головки
Расчет фланца крышки
Средний диаметр прокладки:
D |
= |
D |
I |
+ D |
, |
|
|
|
|||||
Н |
В |
|||||
|
|
|
||||
сп |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
||
где DНI – наружный диаметр прокладки, мм;
DВ – внутренний диаметр прокладки, мм.
Dсп = |
1189 +1162 |
= 1175,5 |
мм |
|
2 |
||||
|
|
|
Полная ширина прокладки:
219
(12.31)
(12.32)
Консорциум « Н е д р а »
|
|
|
|
b = |
D |
− D |
, |
|
|
|
|
Н |
В |
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
b = |
1189 −1162 |
= 13,5 |
мм |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
Внутренний диаметр фланца, D=1100 мм; |
|
|
|
|
|
|
|
Диаметр болтовой окружности, Dб=1280 мм; |
|
|
|
|
|
|
|
Наружный диаметр фланца, DН=1340 мм; |
|
|
|
|
|
|
|
Плечи: l1=0мм, l2=90,0мм, l3=52,25 мм; |
|
|
|
|
|
|
|
Прокладочный коэффициент, m=2,5; |
|
|
|
|
|
|
|
Необходимое удельное давление на прокладку, |
q=20,0 МПа; |
|
|
|
|
||
Принятое количество и диаметр шпилек, |
n=44, d=40 мм; |
|
|
|
|
|
|
Площадь поперечного сечения шпильки, |
fб=760 мм2; |
|
|
|
|
|
|
Допускаемое напряжение для шпилек при t=100 oC. Материал: Сталь 18Х12ВМБФР, Сталь 35Х0,19:
[σ]б=230 МПа. |
|
|
|
|
Равнодействующая внутреннего давления: |
|
|
|
|
Q |
= 0,785 D |
2 |
P |
, |
|
||||
q |
сп |
T |
|
|
220
(12.33)
(12.34)
Консорциум « Н е д р а »
2 |
4,0 = 4338853Н |
|
= 0,785 1175,5 |
Реакция прокладки в рабочих условиях:
|
R |
= 2 |
D |
b |
m P |
, |
|
n |
|
cn |
0 |
T |
|
Rn |
= 2 3,14 1175 ,5 6,75 2,5 4,0 = 498294 ,5 Н |
|
|
|
|
|
Расчетное болтовое усилие в условиях монтажа:
|
|
P |
|
= Q |
+ R |
, |
|
|
|
б1 |
|
q |
n |
|
|
Pб1 |
= 1,157 |
4338853 + 498294 ,5 = 5518347 |
Н |
|
|
|
|
Расчетное болтовое усилие в рабочих условиях:
Рб2=Qg+Rn,
Рб2=4338853+498294,5=4837148Н
Все геометрические размеры назначаются с учетом снятия прибавок на коррозию со стороны трубного и межтрубного пространства.
Расчет высоты стяжного полукольца
Диаметр расчетный, DZ=1177мм;
Плечи: r=7,5мм, r1=50,0мм, r2=51,5мм.
221
(12.35)
(12.36)
(12.37)
Консорциум « Н е д р а »
Коэффициент:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,9 max |
|
P ; |
|
|
; P |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б |
|
б2 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|||||
|
|
|
|
Х = |
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
(D |
+ 2r) |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
доп |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
Z |
|
|
|
|
|
||
|
|
160 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,9 max 5518347; |
|
|
;4837148 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
183 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Х = |
|
|
|
= 22,8 |
|
|
|
|
|
|
|
||
(1177 + 2 7,5) 160 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Высота опасного сечения «б» полукольца. Материал: Сталь 16ГС, Сталь 09Г2С:
|
|
|
|
|
|
r |
|
|
r |
|
|
|
|
|
|
|
h = |
X |
|
2 |
+1,2 tg +1,6 |
|
|
, |
|
|
|
|
|
1 |
|
r |
|
|
X |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
||
h1 |
|
51,5 |
+1,2 0,21256 +1,6 |
7,5 |
|
= 50,2 |
мм |
|
|
|
||
= 22,8 |
50,5 |
22,8 |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Полная высота полукольца:
hR=h1+h2+2C,
hR=50,2+62+2·2,0=116,2мм
Принята h=120мм.
Расчет днища крышки
222
(12.38)
(12.39)
(12.40)
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 »
Высота эллиптической части днища, Нвн=1100мм.
Радиус кривизны в вершине днища:
|
|
D2 |
|
R = |
|
|
, |
|
|
||
4 |
Hвн |
||
|
1100 |
2 |
|
|
||
R = |
|
= 1100 |
мм |
|||
4 |
275 |
|||||
|
|
|
||||
Коэффициент, Кэ=0,9;
Коэффициент запаса устойчивости, nу=2,4;
Модуль упругости при расчетной температуре, Е=1,91·105 МПа.
Расчетная толщина стенки от действия внутреннего давления:
|
|
|
|
|
|
S |
|
|
= |
|
|
P |
R |
|
|
|
+ 2 С, |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
2 |
|
− Р |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
доп |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т |
|
|
|
|
|
|
SR |
= |
|
4,0 1100 |
|
+ 2 2,8 = 17,4 |
мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
2 |
177 1,0 − |
4,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчетная толщина стенки от действия наружного давления: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
nу |
РМ |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
K |
э |
|
|
Р R |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
SR |
= max |
|
|
|
|
|
|
|
; |
|
М |
|
|
+ 2 |
С, |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
−6 |
Е |
2 |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
510 |
|
|
|
доп |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
223
(12.41)
(12.42)
(12.43)
Консорциум « Н е д р а »