Расчет и конструирование типового оборудования (стр. 32 из 35)
Рис. 15.11. Опора цилиндрическая с местными косынками (типа 2)
1 – обечайка; 2 – кольцо; 3 – лаз; 4, 5 – укрепляющие кольца; 6 – планка; 7 – ребро Рис. 15.12. Опора цилиндрическая с наружными стойками под болты (типа 3)
1 – обечайка; 2 – кольцо нижнее; 3 – лаз; 4, 5 – укрепляющие кольца;
6 – кольцо верхнее; 7 – ребро
Рис. 15.13. Цилиндрическая опора с кольцевым опорным поясом (типа 4)
1 – обечайка коническая; 2 – обечайка цилиндрическая; 3 – кольцо верхнее;
4 – кольцо нижнее; 5 – лаз; 6, 7 – кольца укрепляющие; 8 – ребро Рис. 5.14. Опора коническая с кольцевым опорным поясом (типа 5)
Опоры изготовляют из углеродистых и низколегированных сталей. Материал опор выбирается в зависимости от условий эксплуатации. При приварке к аппарату из коррозионностойкой стали опоры из углеродистой стали должна быть предусмотрена переходная обечайка из коррозионностойкой стали для исключения контактной коррозии. Высота цилиндрических опор должна быть не менее 600 мм. Для вентиляции полости опоры в верхней части должно быть не менее двух отверстий диаметром 100 мм. При сварке опор с днищами, имеющими сварные швы, в опорах необходимо предусмотреть люки-лазы для доступа к сварным швам днища. В этом случае отверстия для вентиляции не предусматриваются.
Опоры выбираются по приведенным нагрузкам: максимальной и минимальной. Максимальную приведенную нагрузку определяют по большему из значений:
Qmax 4M1 F1 или Qmax 4M2 F2 , (15.1) D Dгде М1 и F1 – расчетный изгибающий момент и осевое сжимающее усилие в месте присоединения опорного кольца в рабочих условиях;
М2 и F2 – то же в условиях испытаний.
Минимальная приведенная нагрузка
4M3 F4 , (15.2)Qmin D
где М3 и F4 – расчетный изгибающий момент и осевое сжимающее усилие в месте присоединения опорного кольца в условиях монтажа. По приведенным нагрузкам определяют тип опор и конструктивные размеры опоры по стандарту.
15.2. Конструкции опор горизонтальных аппаратов
Горизонтальные аппараты независимо от их размещения (в помещении или на открытой площадке) устанавливают на седловых опорах. Типы, конструкция и основные размеры опор приведены в ОСТ 26-2091-81 "Опоры горизонтальных сосудов и аппаратов. Конструкция". Стандарт устанавливает 3 типа опор в зависимости от диаметра аппарата, каждый тип предусматривает несколько исполнений в зависимости от нагрузки:
тип 1 – опоры для сосудов и аппаратов диаметром от 159 до 630 мм, который имеет два
исполнения по нагрузкам:
исполнение 1 – от 10 до 40 кН, исполнение 2 – от 16 до 80 кН;
тип 2 – опоры для сосудов и аппаратов диаметром от 800 до 2000 мм, который имеет три
исполнения по нагрузкам:
исполнение 1 – от 80 до 250 кН, исполнение 2 – от 160 до 400 кН, исполнение 3 – от 300 до 450 кН;
тип 3 – опоры для сосудов и аппаратов диаметром от 2200 до 4000 мм, который имеет три
исполнения по нагрузкам:
исполнение 1 – от 250 до 630 кН, исполнение 2 – от 500 до 1400 кН, исполнение 3 – от 900 до 1200 кН.
1 – лист опорный; 2 – плита опорная; 3 – ребро
Рис. 15.15. Опора неподвижная типа 1 исполнения 1
1 – лист опорный; 2 – плита опорная; 3 – ребро; 4 – лист подкладной
5 – болт М16
Рис. 15.16. Опора подвижная типа 1 исполнения 1:
1 – лист опорный; 2 – плита опорная; 3-5 – ребра;
6 – втулка резьбовая; 7 – шайба
Рис. 15.17. Опора неподвижная типа 2
1 – лист опорный; 2 – плита опорная; 3-6 – ребра; 7 – втулка резьбовая; 8 – шайба
Рис. 15.18. Опора неподвижная типа 3:
Число опор, располагаемых вдоль аппарата, определяют расчетом. В зависимости от длины и массы аппарата число опор может быть равно двум или более. При этом одна опора должна быть неподвижной, остальные – подвижными для компенсации температурных удлинений аппарата. Скольжение подвижной опоры происходит по подкладному листу или по металлоконструкции. Для этого в опорной плите подвижной опоры предусмотрены пазы под фундаментные болты. Фундаментные болты у подвижной опоры следует снабжать контргайками и не затягивать (устанавливать с зазором 1-2 мм).
Опорный лист приваривается к аппарату прерывистым швом по периметру. Сварку деталей опоры и приварку опоры к опорному листу выполняют сплошным односторонним швом. Опоры для сосудов и аппаратов диаметром до 3200 мм должны привариваться к корпусу на предприятии- изготовителе. Опоры для сосудов и аппаратов диаметром более 3200 мм допускается поставлять отдельно, при этом опорные листы должны быть приварены к корпусам на предприятииизготовителе. При транспортировке опор отдельно от аппаратов в центральном ребре опоры предусматривают для строповки два отверстия диаметром 60 мм.
Материал опор в зависимости от температуры рабочей среды и температуры самой холодной пятидневки (если аппарат расположен на открытой площадке) должен выбираться по таблице 15.1:
Таблица 15.1
| Исполнение по материалу | Температура, ° С | Материал | |
| рабочей среды | самой холодной пятидневки не ниже | ||
| 1 | От минус 40 до 350 | Минус 40 | Сталь Ст3пс4 ДСТУ |
| 2 | От минус 40 до 475 | Сталь 16ГС категория 15 ГОСТ 19282-73 | |
| 3 | Ниже минус 40 до минус 70 | Минус 60 | Сталь 09Г2С категория 9 ГОСТ 19282-73 |
Обозначение седловых опор включает в себя нагрузку, радиус опоры и исполнение по материалу. У подвижных опор впереди ставится буква "П": Опора 360 – 646 – 1 ОСТ 26-2091-81; Опора П 360 – 646 – 1 ОСТ 26-2091-81.
В опорах типов 2 и 3 при массе пустого аппарата до 16400 кг должны быть предусмотрены втулки резьбовые под регулировочные винты, которые применяются для установки аппарата в горизонтальном положении. Узел регулировочного винта приведен на рисунке 15.19.
После выверки аппарата на фундаменте и затвердевания бетонной подливки, регулировочные винты, а также болты М16, служащие для крепления подкладного листа к подвижной опоре, должны быть удалены. Резьбовые отверстия заполняются антикоррозионной мастикой. Гайки и контргайки фундаментных болтов не должны затягиваться. Между гайкой и шайбой должен оставаться зазор 1-2 мм.
1 – болт М16; 2 – втулка резьбовая; 3 – шайба; 4 – винт регулировочный;
5 – гайка; 6 – болт фундаментный М24; 7 – гайка М24; 8 – пластина опорная
Рис. 15.19. Крепление опоры
15.3. Выбор опор
Выбор типа опоры зависит от рабочего положения аппарата (горизонтальный или вертикальный), от способа установки аппарата (на фундаменте или металлоконструкции; в цеху или на открытой площадке), от соотношения высоты и диаметра аппарата.
После выбора типа и количества опор определяют нагрузку на одну опору по весу аппарата в рабочих условиях и подбирают по соответствующему стандарту опору по допускаемой нагрузке.
15.4. Расчет обечаек вертикальных аппаратов на прочность от воздействия опорных нагрузок
Расчетный диаметр элемента, нагруженного опорными узлами, определяют по формуле:
где D – внутренний диаметр цилиндрической обечайки или выпуклого днища;
Dк – внутренний диаметр конической обечайки в
сечении, соответствующем половине высоты опорного узла;
– половина угла при вершине конической обечайки;R – радиус сферического днища;
x – расстояние между осью эллиптического днища и серединой опорного узла;
H – высота выпуклой части днища по внутренней поверхности без учета цилиндрической обечайки.
Для обечайки, нагруженной опорным узлом, определяют местные допускаемые усилия F i . В основу расчета обечаек, нагруженных несущими ушками, опорными лапами или седловыми опорами, положено предельное напряжение изгиба
, определяемое из условия достижения предельного состояния балки прямоугольного сечения, вырезаемой из обечайки.