Конструювання і розрахунок сталевих зварних посудин та апаратів Обичайки та днища (стр. 35 из 74)

 2144 

Виконавчу товщину стінки конічного днища визначаємо за формулою (3.87)

S_к  S_кр  С  5,8  3,8  9,6 мм.

Виконавчу товщину стінки конічного днища за таблицею Г.2 додатку Г приймаємо рівною ^S_к  10мм.

Отримана в результаті розрахунку товщина стінки конічного днища збіглася з попередньо прийнятою. Остаточно приймаємо товщину стінки днища рівною ^S_к  10мм.

Уточнюємо довжину перехідної частини днища за формулою

(3.80)

D 1200 a₁  0,7 cosS_т C  0,7 cos45 _o 10 3,8  65,5мм.

Розрахунковий діаметр гладкої конічної обичайки визначаємо за формулою (3.83)

D_к  D  2 r 1cos0,7 a₁ sin

 1200 21601cos45^o0,7 65,5sin45^o 841,4 мм.

Допустимий тиск для гладкої циліндричної обичайки за умови міцності визначаємо за формулою (3.95)

РП  cos2DкSSккСС  cos841214445,4o 10103,38,8  1, 493МПа,

а допустимий тиск за умови стійкості – за формулою (3.96)

20,8 106 E D 2,5

PE  ny B1  lEE 100DSEк С 

20,810^6 1,8510⁵ 966,2 100103,8^2,5  2,41,0  643,5 _ 966,2 _  0,794МПа,

де B₁ – безрозмірний коефіцієнт, який визначається за формулою (3.97).

B1  min 1,0; 9,45 DE  DE  

 lE 100Sк С

 min 1,0; 9,45 966,2  966,2   min1,0; 17,7 1,0.

_ 643,5 100103,8_

Допустимий зовнішній тиск визначається за формулою (3.94)

P^П  1,493  0,7 МПа.

P

 PП ² 1  01,,794493²

1  РЕ  

Умова міцності

Р  0,63 Р 0,7 МПа

виконується.

Умови застосування розрахункових формул:

45^o  70^o ;

0,001 S1 cos  10cos45  0,007 0,05

D 1000

виконуються.

Приклад 3.22

Перевірити необхідність установки зміцнювального кільця за даними прикладу 3.20.

Розрахунковий коефіцієнт міцності зварних швів R при дії внутрішнього тиску для з’єднання обичайок зі зміцнювальним кільцем визначаємо за формулою (3.84)

R  _т  0,9  0,949.

Вважаємо, що зміцнювальне кільце виконано з того ж матеріалу, що й обичайки, які з’єднуються між собою. При цьому допустиму напружину матеріалу зміцнювального кільця, перехідних частин конічної та циліндричної обичайок зі сталі марки Ст3сп5 при розрахунковій температурі t  100 °С визначаємо за таблицею Б.1 додатку Б,

_к  ₁  ₂  149МПа.

Коефіцієнт  визначаємо за формулою (3.101) 1  149  1.



₂ 149

Коефіцієнти форми _А і  визначаємо за формулами (3.106) та

(3.100):

Приймаємо коефіцієнт міцності поперечного зварного шва зміцнювального кільця a _т  0,9, тоді розрахунковий коефіцієнт міцності поперечного зварного шва зміцнювального кільця при дії внутрішнього тиску складає ^ap ^a  0,9. Необхідну площу поперечного перерізу зміцнювального кільця визначаємо за формулою (3.105)

А_к  P8D2 tg1 А 0,25 



к ар 0,25 

 1,01200² tg 22,5^o 1 1,46 0,25   ².

285

81490,9 _ 0,88_0,25_{ мм}

Оскільки значення площі поперечного перерізу кільця жорсткості ^A_к вийшло негативним, зміцнення кільцем жорсткості не потрібно.

Приклад 3.23

Розрахувати з’єднання штуцера з конічним відбортованим днищем за даними прикладу 3.19. Умовний прохід штуцера ^Dy  80 мм, матеріал - сталь 20. Добавку для компенсації корозії та ерозії прийняти рівною С1  С₁  2мм.

Допустима напружина при розрахунковій температурі для матеріалу конічної перехідної частини зі сталі марки Ст3сп5 ^₁  144 МПа, а для матеріалу штуцера (сталь 20) – ^₂  138 МПа.

Для штуцера з умовним проходом ^Dy  80 мм приймаємо трубу

894 мм. Внутрішній діаметр штуцера визначаємо за формулою d  dн  2S2 ,

де ^d_н  89 мм – зовнішній діаметр труби; ^S₂  4 мм – товщина стінки труби.

d  89  24  81 мм.

Добавку С₂ для труби приймаємо рівною 15 % від товщини її стінки

С₂  0,15 S₂  0,154  0,6 мм.

Сума добавок до розрахункової товщини стінки штуцера складає

С  С₁ С₂  2 0,6  2,6 мм .

Коефіцієнт  визначаємо за формулою (3.101) 1  144  1,043.



₂ 138

Коефіцієнт  розраховуємо за формулою (3.100)

2 2

 S

 S21 CC  1,043 48 22,,68   14,4  1,

тому коефіцієнт _н визначаємо за формулою (3.120)

_н  0,75 0,1560,75 0,906.

Коефіцієнт 4 розраховуємо за формулою (3.119)

4  max1,0; _н max1,0; 0,906 1,0.

Розрахунковий коефіцієнт міцності зварних швів R визначаємо за формулою (3.85)

_R  min _p; _т min0,9 ; 0,9 min0,9 ; 0,9490,9. Розрахункову товщину стінки штуцера визначаємо за формулою

(3.118)

P D4 1811,0 0,33 мм.

S2p   

2R _₂  P 20,91381

Виконавчу товщину стінки штуцера визначаємо за формулою

(3.102)

S₂  S₂p  C  0,33  2,6  2,93 мм.

Прийнята товщина стінки труби ^S₂  4 мм задовольняє умові

(3.102). Допустимий внутрішній надлишковий тиск за умови міцності визначаємо за формулою (3.121)