Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Текст без приложений.doc
Скачиваний:
29
Добавлен:
20.11.2018
Размер:
2.15 Mб
Скачать

2.6 Расчёт фланцевого соединения

2.6.1. Определение конструктивных параметров соединения

1. Толщина S0 втулки фланца в зависимости от его конструкции (тип фланца – свободный) принимается таким образом, что удовлетворяет условию S0 > S.

Рисунок 16 – Расчётная схема

2. Высота hв втулки свободного фланца:

(78)

3. Внутренний диаметр свободного кольца Ds принимаем .

(79)

4. Диаметр Dб болтовой окружности фланцев:

(80)

где u1 – нормативный зазор между гайкой и обечайкой (u1 = 8 мм);

d6 =20 мм – наружный диаметр болта, выбирамый по табл. 2.

Ds – внутренний диаметр свободного кольца.

5. Наружный диаметр фланца:

(81)

где а – конструктивная добавка для размещения гаек по диаметру фланца, принимаемая по табл. 3.

Таблица 2 – Рекомендуемые диаметры болтов dб в зависимости от давления и диаметра аппарата

Давление,МПа

Диаметр аппарата, мм

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

>2000

0 – 0,6

20

20

20

20

20

20

24

24-30

0,6 – 1,0

20

20

20

20

24-30

24-30

30

30

1,0 – 1,6

20

20

24-30

24-30

24-30

24-30

30

30

1,6 – 2,5

20

20

24-30

24-30

24-30

30

30

2,5 – 4,0

30

30

36

36

36

42

42

4,0 – 6,4

30

42

42

48

48

52

52

6,4 – 8,0

30-36

42

48

52-56

52-56

8,0 – 10,0

36-42

48

52-56

56-64

56-64

Таблица 3 – Вспомогательные величины для определения размеров фланца

Диаметр болта dб, мм

Диаметр отверстия под болт d, мм

Конструктивная добавка а, мм

Нормативный параметр е, мм

для гаек шестигранных (обычных)

для гаек с уменьшенным размером под ключ

для плоских прокладок

для прокладок овального сечения

20

23

40

36

30

50

22

25

42

40

32

52

24

27

47

42

34

57

27

30

52

47

37

60

30

33

58

52

1

64

36

40

60

63

48

71

42

46

80

69

55

78

48

52

92

80

61

84

52

58

97

86

65

88

56

60

110

195

60

66

115

240

64

70

120

240

Таблица 4 – Параметры прокладок

Прокладки

Диаметр аппарата D, мм

Ширина прокладки b, мм

Плоские неметаллические

D<1000

1000 < D <2000

D > 2000

12– 15

15– 25

25

Плоские металлические

D<1000 D > 1000

10– 12

12– 15

Плоские в металлической оболочке и зубчатые металлические

D<1600 D> 1600

12– 18

13– 25

Овального и восьмиугольного сечения для Р > 6,4 МПа

D<600

600 < D < 800

800 <D< 1000 1000<D<1600

12 – 13

16– 22

18– 28

22– 42

Таблица 5 – Характеристика плоских неметаллических прокладок

Материал прокладки

Коэффи-циент kпр

Давление обжатия прокладки, МПа

Модуль упругости Еп, МПа

минимальное Рпр

допускаемое [Рпр]

Резина с твердостью от 0,76 до 1,2 МПа

0,5

2

18

3[1+d/(2hп)]

Резина с твердостью свыше 1,2 МПа

1

3

20

4[1+d/(2hп)]

Картон асбестовый толщиной 3 мм

2,5

20

130

2000

Паронит толщиной ≥ 1 мм

2,5

20*

130

2000

Фторопласт-4 толщиной 1 – 3 мм

2,5

10

40

2000

* Для сред с высокой проникающей способностью (водород, гелий, легкие нефтепродукты, сжиженные газы и т.п.) Рпр = 35 МПа

Таблица 6. – Коэффициент линейного расширения (α·106, 1/°С) сталей

Марка стали

Коэффициент, при температуре t, °С

20 - 100

20 - 200

20 - 300

20 - 400

20 - 500

20 - 600

20 - 700

20 - 800

10

12,2

12,5

12,8

13,3

13,8

14,2

20

12,0

12,4

12,9

13,3

13,7

14,1

35

11,2

12,1

12,8

13,4

13,9

14,4

35Х

13,1

13,3

13,8

14,2

14,6

14,8

38ХА

12,2

12,9

13,1

13,4

13,8

14,1

12ХМ

11,2

12,5

12,7

12,9

13,2

13,9

15Х5М

12,0

12,1

12,2

12,3

12,7

13,0

13,1

15ХМ

11,9

12,6

13,2

13,7

14,0

14,3

20Х2МА

11,5

12,9

13,0

13,2

13,5

13,8

20Х3М

11,6

11,8

12,1

12,3

12,7

12,9

12Х18Н10Т

16,6

17,0

17,2

17,5

17,9

18,2

18,6

12Х18Н12Т

16,0

17,0

18,0

18,0

18,0

18,5

19,0

Таблица 7 – Расчетная температура элементов фланцевого соединения

Тип фланцевого соединения

Изолированные

Неизолированные

tф

tс

tб

tф

tс

tб

Приварные встык

Плоские приварные

t

0,97t

0,96t

0,95t

Со свободными кольцами

t

0,97t

0,9t

0,96t

0,9t

0,81t

Таблица 8 – Модуль продольной упругости (Е·10-5, МПа) сталей

Температура t, °С

Сталь

углеродистая

легированная

20

1,99

2,00

100

1,91

2,00

150

1,86

1,99

200

1,81

1,97

250

1,76

1,94

300

1,71

1,91

350

1,64

1,86

400

1,55

1,81

450

1,40

1,75

500

1,68

550

1,61

600

1,53

650

1,45

700

1,36

Таблица 9 – Значения площадей поперечного сечения болтов

dб, мм

20

22

24

27

30

36

42

48

52

56

60

65

fб·104, м2

2,35

2,95

3,40

4,45

5,40

7,90

10,90

14,40

18,20

19,65

23,0

26,0

6. Наружный диаметр прокладки выбираем с учетом условия

,

(82)

где Ds1 – наружный диаметр бурта ().

7. Средний диаметр прокладки

,

(83)

где b – ширина прокладки, принимаемая по табл.10

Таблица 10 – Параметры прокладок

Прокладки

Диаметр аппарата D, мм

Ширина прокладки b, мм

Плоские неметаллические

D<1000

1000 < D <2000

D > 2000

12– 15

15– 25

25

Плоские металлические

D<1000 D > 1000

10– 12

12– 15

Плоские в металлической оболочке и зубчатые металлические

D<1600 D> 1600

12– 18

13– 25

Овального и восьмиугольного сечения для Р > 6,4 МПа

D<600

600 < D < 800

800 <D< 1000 1000<D<1600

12 – 13

16– 22

18– 28

22– 42

8. Определяем количество болтов, необходимое для обеспечения герметичности соединения:

,

(84)

где tш – рекомендуемый шаг расположения болтов, выбираемый в зависимости от давления (при Pр = 0,6 –1,0 МПа tш = (4,0 · 20) dб).

Полученное значение округляем до значения, кратного четырём.