1.3.2.6. Расчет сварного шва, соединяющего опорную часть с аппаратом

Напряжение в сплошном сварном шве, крепящем корпус аппарата к цилиндрической опорной части (рис. 1.10) определяют по формуле

_c = Q₂ /f_c + M’ /W_c , (1.30)

где f_c - площадь опасного сечения сварного шва; W_c - момент сопротивления сварного шва изгибу; М’ - изгибающий момент относительно сечения сварного шва. При его определении учитывают только те ветровые нагрузки, которые действуют выше сварного шва.

При толщине опорной обечайки S и диаметре аппарата D_н :

f_c =   D_н  0,7S; W_c = 0,8  0,7S D_н² ,

f_c = 3,14  2,436  0,7  0,018 = 0,096 м² ,

W_c = 0,8  0,7  0,018  2,436² = 0,06 м³ .

М’ = 229953 Н  м (расчет аналогичен расчету изгибающего момента М_В ). М’  0,23 МН  м.

_c = 1,28/0,096 + 0,23/0,26 = 17,6 МПа.

Напряжение в сварном шве не должно превышать при работе на срез 0,8  [ ], где [] - допускаемое напряжение растяжения для основного металла.

В нашем случае [ ] = 107,1 МПа,

0,8  107,1 = 85,68 МПа.

17,6 < 85,68 - условие прочности выполнено.

1.3.2.7. Проверка устойчивости формы в сжатой зоне стенки цилиндрической опорной части и корпуса аппарата

Явление потери устойчивости формы цилиндрической стенки в сжатой зоне аналогично по своей сущности продольному изгибу сжатых стержней. Нарушение формы - вмятие может произойти при напряжениях меньше предела текучести материала стенки (рис. 1.16).

Устойчивость формы опорной части проверяют как для цилиндрической обечайки под действием осевой сжимающей силы Q = Q₂ и изгибающего момента М_В . Для обеспечения устойчивости должно быть выполнено условие

Q₂ /Q_доп + М_В /M_доп  1, (1.31)

где Q_доп - допускаемая осевая сжимающая сила; M_доп - допускаемый изгибающий момент.

Допускаемая осевая сжимающая сила

Q_доп =   D  (S - С)  _с [  ] , (1.32)

где _с - коэффициент уменьшения допускаемого напряжения.

Рис. 16. Схема нагрузок, действующих на вертикальный аппарат

Величину его определяют по следующим зависимостям:

при D/[2(S - С)] < 0,18  E/_т

; (1.33)

при D/[2(S - С]  0,18  E/_т

; (1.34)

где K_C - коэффициент, принимаемый по приведенным ниже данным.

Значения коэффициентов K_C и К_И.

	от до 250	от до 250	250	500
KC	0,14	-	0,14	0,12
КИ.	-	0,17	0,17	0,13

Допускаемый изгибающий момент рассчитывают по формулам:

при D/[2(S - С)] < 0,23  E/_т

M_доп , (1.35)

при D/[2(S - С)]  0,23  E/_т

M_доп , (1.36)

где _u ,K_u - коэффициенты; значения K_u принимают по указанным выше данным, а _u определяют по формуле

. (1.37)

В приведенных выше формулах D - внутренний диаметр обечайки; [  ] - нормативное допускаемое напряжение.

1.3.2.8 Опорная обечайка

При расчете опорной обечайки прибавку на коррозию С принимают равной нулю.

В нашем случае (первый способ) крепление корпуса к опорной обечайке

D = D_н ,

тогда

D/2  (S - C) = 2,436/2  0,018 = 67,66 ,

0,18  Е/_т = 0,18  (1,99  10⁵ / 210) = 170,56.

67,66 < 170,56, следовательно, коэффициент уменьшения допускаемого напряжения будет равен

.

Q_доп = 3,14  2,436  0,018  0,95  140 = 17,15 МПа,

0,23  E/_т = 0,23  1,99  10⁵ / 210 = 217,9.

M_доп = 0,785  0,93  140  2,436  0,018 = 10,9 МН  м,

Q₂ = 1,28 МН; М_В = 0,231 МН  м, тогда

1,28 / 17,15 + 0,231 / 10,9 = 0,096 < 1,

следовательно, устойчивость формы опорной части аппарата обеспечивается.