Аппарат емкостной ВКЭ1–1–5–1,0 (стр. 5 из 7)

Во фланцевом соединении применяется прокладка из паронита исполнения 1 по стандарту [3]:

мм,

b₀ = 12,5 мм.

Линейная податливость неметаллической прокладки, мм/Н

, (65)

где

– толщина прокладки, мм [3];

– коэффициент обжатия прокладки [3];

– условный модуль сжатия прокладки, МПа [3];

- средний диаметр прокладки, мм.

мм.

мм/Н.

Податливость болтов, мм/Н

, (66)

где

– расчетная длина болта, мм;

- модуль продольной упругости материала болта при температуре

20 °С, МПа;

f_б - площадь поперечного сечения болта по внутреннему диаметру резь-

бы, мм²;

n – количество болтов;

– расстояние между опорными поверхностями гайки и головки болта,мм;

d– наружный диаметр болта, мм.

МПа; d = 20 мм; n = 24; f_б = 225 мм²;

мм;

мм.

1/Н×мм.

Эквивалентная толщина плоского приварного фланца

S_Э = S₀ = 8 мм.

Угловая податливость фланца

,

где

; (67)

; (68)

; (69)

; (70)

. (71)

;

1/Н×мм.

Угловая податливость плоской крышки

, (72)

где

, (73)

где

– толщина плоской крышки соответственно в зоне уплотнения ина наружном диаметре, мм [7].

; (74)

;

;

1/Н×мм.

Плечи моментов сил, мм

, (75)

мм;

, (76)

мм.

Коэффициент жесткости фланцевого соединения с плоской крышкой

, (77)

где

. (78)

,

.

3.6.3 Расчет нагрузок

Равнодействующая внутреннего избыточного давления, Н

, (79)

Н.

Реакция прокладки в рабочих условиях, Н

, (80)

где m – коэффициент, определяемый по пособию [3].

Н.

Нагрузка, возникающая от температурных деформаций фланцевого соединения, Н

, (81)

Q_t=

, (81)

где

, (82)

– коэффициенты линейного расширения материала фланца, крышки и болтов соответственно, 1/ °С [3].

17,2 × 10^-6 1/ °С;

= 17,14 × 10^-6 1/ °С.

Болтовая нагрузка в условиях монтажа

Р_б = max{Р_б1; Р_б2; Р_б3}, (83)

где Р_б1 – болтовая нагрузка от совместного действия давления, осевой

сжимающей силы и изгибающего момента, Н;

Р_б2 – болтовая нагрузка, необходимая для начального смятия прокладки, Н;

Р_б3 - болтовая нагрузка из условия обеспечения прочности болтов, Н.

Р_б1

, (84)

где F – внешнее осевое усилие, Н;

М – внешний изгибающий момент, Н×мм.

Р_б1 = 1,667 ×(2,236·10⁵ + 0) + 5,08·10⁴ = 4,248·10⁵ Н.

Р_б2 =

, (85)

Р_б2 = 0,5×3,14×550,5×12,5×20 = 2,162·10⁵ Н.

Р_б3 =

, (86)

Р_б3 = 0,4 ×110 ×24 ×225 = 2,376·10⁵ Н.

Р_б = Р_б1 = 4,248·10⁵ Н.

3.6.4 Расчет болтов

Условие прочности болтов:

в условиях монтажа

, (87)

МПа < 110 МПа;

в рабочих условиях

, (88)

где

– (89)

приращение нагрузки на болты в рабочих условиях,

DР_б = (1 – 1,667)×(2,236·10⁵ + 0) +1080= – 1,503·10⁵ Н.

МПА < 97 МПа.

3.6.5 Расчет прокладки

Условие прочности мягких прокладок

, (90)

где

– допускаемое удельное давление на прокладку, МПа [3].

МПа < 130 МПа.

3.6.6 Расчет фланца на прочность

Угол поворота фланца при затяжке соединения, рад.

, (91)

где

– изгибающий момент от болтовой нагрузки, Н×мм.

H×мм,

рад.

Приращение угла поворота фланца в рабочих условиях, рад.

, (92)

где

. (93)

Н×мм,

рад.

Меридиональные напряжения в цилиндрической обечайке при затяжке фланцевого соединения для плоских приварных фланцев, МПа:

на наружной поверхности втулки

(94)

на внутренней поверхности втулки