Кушниковского месторождения
.pdf
118
где Dр
обечайки.
и |
|
– расчетные внутренние диаметры укрепляемых элементов, т.е. в данном случае внутренний диаметр |
Dр |
||
|
|
b 3000 (10 − 2,8)+ 3000 (10 − 2,8) = 293,93мм |
1403,5мм>293,93мм – условие выполняется, следовательно дальнейших расчетов не требуется.
Допускаемое давление p =0,93МПа > 0,6МПа. Условие прочности и устойчивости выполнено.
Площадь, необходимая для укрепления отверстия рассчитывается по формуле:
Ar |
= 0,5 (d р |
− d0 р ) s р |
(10.34) |
A |
= 0,5 (69 − 68,78) 4,59 |
r |
|
Располагаемая площадь укрепления отверстия рассчитывается
A = l |
(s |
− s |
−c |
) +l |
2 р |
s |
2 |
+l |
3р |
(s |
−c |
s |
−c |
s1 |
) |
3 |
+l |
р |
(s − s |
р |
−c) |
|
a |
1р |
1 |
1р |
s |
1 |
2 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
||||||||
= 0,23 10 |
−4 |
м |
2 |
|
|
по формуле:
(10.35)
Aa
−3 |
м |
2 |
= 20,76 (6 −0,10 −2) 1+0 0 0 +0 (0 −2 −0) 1+146,96 (10 −4,59 −2,8)= 0,46 10 |
|
0,23·10-4м2<0,46·10-3м2 – условие
|
прочности выполнено. |
|
Расчёт прочности узла врезки штуцера У |
Исходные данные |
|
Элемент: |
У |
Элемент, несущий штуцер: |
Обечайка цилиндрическая |
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»
119
Тип штуцера: |
Непроходящий с накладным |
|
|
кольцом |
|
||
|
|
||
Материал несущего элемента: |
|
|
09Г2С |
Толщина стенки несущего элемента, s: |
|
|
10 мм |
Сумма прибавок к стенке несущего элемента, c: |
2,8 мм |
||
Материал штуцера: |
|
|
09Г2С |
Внутренний диаметр штуцера, d: |
|
|
600 мм |
Толщина стенки штуцера, s1: |
|
|
8 мм |
Сумма прибавок к толщине стенки штуцера (включая коррозию), cs: |
2 мм |
||
Длина штуцера, l1: |
|
|
300 мм |
Смещение штуцера, Lш: |
8,5∙103 мм |
|
|
Угол поворота штуцера, θ: |
0 |
градус |
|
Материал кольца |
09Г2С |
|
|
Ширина кольца, l2 |
70 мм |
|
|
Толщина кольца, s2 |
8 |
мм |
|
Длина внутр. части штуцера, l3: |
0 |
мм |
|
Прибавка на коррозию, cs1: |
0 |
мм |
|
Минимальный размер сварного шва, Δ: |
10 мм |
|
|
Консорциум « Н е д р а »
120
Минимальный размер сварного шва, |
1: |
10 мм |
|
Минимальный размер сварного шва, |
2: |
10 мм |
|
Расчётные параметры размещения штуцера: |
|
||
Ближайший штуцер |
|
|
|
Название штуцера: |
|
И |
|
Расстояние до стенки ближайшего штуцера, b: |
|
||
(для наклонных штуцеров |
|
14035·103 мм |
|
определяется приближенно) |
|
|
|
Угол β: |
|
0 градус |
|
Коэффициенты прочности сварных швов: |
|
||
Продольный шов штуцера: |
|
|
|
|
|
φl |
= 1 |
Шов обечайки в зоне врезки штуцера:
φ= 1
Расчётный диаметр цилиндрической обечайки:
|
D |
р |
= D = 3000мм |
|
|
|
|
Условия нагружения: |
|
|
|
Расчётная температура, T: |
20 oC |
||
Консорциум « Н е д р а »
121
Расчётное внутреннее избыточное давление, p: 0,6 МПа
Свойства материала элемента, несущего штуцер
Допускаемые напряжения для материала 09Г2С при температуре t = 90oC (рабочие условия): [σ]20= 196 МПа
Модуль продольной упругости при температуре 20 oC:
E20= 1,99∙105 МПа
Свойства материала штуцера
Допускаемые напряжения для материала 09Г2С при температуре t =90oC (рабочие условия): [σ]201= 196 МПа
Модуль продольной упругости при температуре 20 oC:
E201= 1,99∙105 МПа
Свойства материала кольца
Допускаемые напряжения для материала 09Г2С при температуре t = 90 oC (рабочие условия): [σ]202= 196 МПа
Модуль продольной упругости при температуре 90 oC:
E202= 1,99∙105 МПа
Расчетную толщину стенки штуцера с учетом прибавок рассчитаем по формуле:
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»
122
s1 р |
= |
p(d + 2cs ) |
|
|
|
|
(10.36) |
||
2 1 |
1 |
− p |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
s |
= |
0,6 (600 |
+ 2 2) |
= 0,92 мм |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
1 р |
|
2 196 1 − 0,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Принимаем толщину стенки штуцера s1=10мм согласно АТК 24.218.06-90. Допускаемое внутреннее избыточное давление рассчитаем по формуле:
p = |
2 |
|
|
(s |
− c |
|
) |
|
|
|
|
|
1 |
|
1 |
1 |
|
s |
|
|
|
(10.37) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
d |
|
+ s |
+ c |
|
|
|
|
|
||
|
1 |
s |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
p = |
2 196 1 (8 − 2) |
= 3,85МПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
600 + 8 |
+ 2 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
3,85МПа 0,6МПа – условие прочности и устойчивости выполняется. |
|||||||||||
Проведем расчет укрепления отверстия по ГОСТ 24755-89. |
|
||||||||||
Отношения допускаемых напряжений
Условный расчетный диаметр отверстия:
d = d = 600 мм |
(10.38) |
Расчётный диаметр отверстия (ось штуцера совпадает с нормалью к поверхности в центре отверстия)
рассчитывается по формуле:
d |
р |
= d + 2 c |
s |
|
|
(10.39)
Консорциум « Н е д р а »
123
d |
р |
= 600+ 2 2 |
= 604мм |
|
|
|
Расчетный диаметр одиночного отверстия, не требующего укрепления рассчитывается по формуле:
где
D |
р |
|
s
=
р D
d |
|
s − c |
|
D |
|
(s − c) |
|
||
0 |
= 2 |
|
|
− 0,8 |
р |
, |
|||
|
|
s |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
–расчетная толщина стенки обечайки;
–расчетный диаметр обечайки равный диаметру обечайки.
(10.40)
d |
|
10 − 2,8 |
|
|
3000 (10 − 2,8) = 225,03мм |
|
0 |
= 2 |
4,59 |
− 0,8 |
|||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|||
Расчетная длина внешней части штуцера рассчитывается по
l |
= min l |
;1,25 |
(d + 2c |
s |
) (s |
− c |
s |
) |
1р |
1 |
|
|
1 |
|
|
формуле:
(10.41)
l |
= min 300;1,25 |
(600 + 4) (8 − 2) = 75,25мм |
1р |
|
|
Расчетная ширина кольца:
l |
2 р |
= min l |
2 |
; |
D |
р |
(s |
2 |
+ s − c) |
|
|
|
|
|
|
(10.42)
l |
2 р |
= min 70; |
3000 (8 +10 − 2.8) = 70мм |
|
|
|
Для внешней части штуцера:
|
|
|
|
|
1 |
= min 1.0; |
1 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
(10.43)
Консорциум « Н е д р а »
124
|
|
|
196 |
=1 |
1 |
= min 1.0; |
|
||
|
|
|
||
|
|
|
196 |
|
Ширина зоны укрепления рассчитывается по формуле:
L |
0 |
= |
D |
р |
(s − c) |
|
|
|
|
(10.44)
L0 = 
3000 (10 − 2,8) =146,96мм
Расчетная ширина зоны укрепления: |
|
|
l р = L0 |
|
(10.45) |
l |
р |
= L =146,96мм |
|
0 |
Расчетный диаметр:
d |
0 р |
= 0,4 |
D |
р |
(s − c) |
|
|
|
|
(10.46)
d |
0 р |
= 0,4 |
3000 (10 − 2,8) = 58,78мм |
|
|
|
Найдем коэффициент понижения прочности по формуле:
|
|
l |
(s |
− c |
) |
|
1 |
+ l |
2 р |
s |
2 |
|
2 |
+ l |
3 р |
|
(s |
3 |
− c |
s |
− c |
s1 |
) |
3 |
|
||||||
|
1 + |
1 р |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l р (s − c) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
V = min 1; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d р |
− d0 р |
|
|
|
|
|
|
d + 2cs |
|
|
|
l1 р |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
1 + 0,5 |
+ K |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
l |
|
|
D |
|
|
|
|
l |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
1 |
|
|
р |
|
|
|
|
(10.47)
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»