Расчет кронштейна крепления крышки

Схема для расчета кронштейна крепления крышки представлена на рис. 13.

Геометрическая характеристика жесткости сечения кронштейна при кручении, мм⁴

I_k = (86)

или I_k =β·b·а³ ,

где β =0,333;

а — ширина сечения кронштейна, мм;

b - высота сечения кронштейна, мм;

δ - толщина ребра, мм;

δ₁ - толщина ребра, мм.

Крутящий момент, Н· мм

М_кр = G₁·l₁ , (87)

где l₁- плечо при кручении, мм.

Угол поворота крышки, рад

φ = (88)

Перемещение крышки, мм

. (89)

Рис.13.Схема для расчета кронштейна крепления крышки

6 Расчет усилий при закрытии затвора

6.1 Усилие сжатия прокладки

На рис. 14 представлена схема к расчету усилия сжатия прокладки.

Минимальное сжатие прокладки

, (90)

где d_min - минимальный диаметр резинового кольца, мм;

h_max — максимальная глубина канавки, мм.

Рис.14. Схема к расчету усилия сжатия прокладки

Максимальное сжатие прокладки

, (91)

где d_max ^— максимальный диаметр резинового кольца, мм;

h_min - минимальная глубина канавки, мм;

Минимальное контактное давление, Н/мм²

Р_kmin=1,25ε_min ·Е_o , (92)

где Е_o - модуль эластичности резины, Н/мм²

Максимальное контактное давление, Н/мм²

Р_kmax=1.25ε_max ·Е_o . ( 93)

Ширина контактной поверхности, мм

(94)

Удельная нагрузка на 1 мм длины прокладки, Н/мм

Р_max = Р_kmax .I_{0 .} (95)

Усилие сжатия прокладки, Н

Q_oc = π·D_n·P_{max ,} (96)

где D_п - расчетный диаметр прокладки, мм.

6.2 Расчет усилий на маховике

Усилие затяга в стяжных винтах, Н

Р_δ= , (97)

где φ - угол трения, град.

Момент, необходимый для закрытия затвора, Н·мм

, (98)

где β - угол подъема винтовой линии трапецеидальной резьбы, град;

р - угол трения, град.

d_cp - средний диаметр резьбы, мм.

Нормальные реакции от веса винта на боковых гранях резьбы из условия равновесия клина, Н

N = , (99)

где γ - угол профиля трапецеидальный резьбы, град;

f₁ - коэффициент трения стали по стали при смазочной резьбе винта;

Q - вес винта, Н.

Момент трения в шарнирных гайках от веса винта, Н·мм

М_тр=N·f₁·d_cp. (100)

Суммарный момент при закрытии, Н·мм

М=М_кр+М_тр. (101)

Рис.15. Схема для расчета усилий на маховике

Усилие при затяге на маховике, Н

, (102)

где D_м - диаметр маховика, мм.

7 Пример расчета

Исходные данные

Давление расчетное Р, МПа 7,5

Температура расчетная, °С 80

Прибавка на компенсацию коррозии, мм

(по СНиП 2.05.06-85*) 2,0

Коэффициент условий работы, m 0,75

Категория узлов пуска и приема поточных средств 1,0

Коэффициент надежности по материалу:К₁=1,47 , К₂=1,15 [2].

Коэффициент надежности по назначению трубопроводов

К_н=1,0 (при D_У≤1000) К_н==1.05 (при D_y≥ 1200)

Коэффициент надежности по внутреннему давлению, n=1,15

Нормативные сопротивления растяжению (сжатию) металла и сварных соединений при t=80°С для 10Г2, МПа

R^н₁ =388,5 , R^н₂=242,5.

Расчетные сопротивления растяжению (сжатию) для сталей

10Г2 при t=80°С, МПа (или аналогично по механическим свойствам)

R₁=(R^н₁∙m )/(К_1∙∙К_н) при D_y≤1000 R₁=198 ,при D_y ≥ 1200 R₁ отсутствует

R₂ =(R₂^н ∙m)/(К₂-К_н) при D_y ≤1000 R₂ =123,5.

Расчетные сопротивления для поковок из стали 10Г2

гр. IV-КП 215 (или аналогично по механическим свойствам) , Мпа

при D_y≤1000 160,5

Р_и=2δ_min·R/D_вн ≥ Р, где δ_min = δ_расч Р_и=10,3 МПа;

R=0,95 .

Примечание: расчетные значения толщин округляются до ближайшего большего значения. При этом учитывается минусовой допуск на толщину стенки /прокат-трубы/.