Конструювання і розрахунок сталевих зварних посудин та апаратів Обичайки та днища (стр. 36 из 74)

P 22 R S2 С  21380,94 2,6  4,22 МПа. D4 S₂ С 8114 2,6

Умова міцності

Р 1,0 Р4,22МПа

виконується.

Умова застосування розрахункових формул

 45^o 70^o

виконується.

Гладкі конічні обичайки, що працюють під спільною дією навантажин кількох видів (рисунки 3.21, 3.22, 3.23)

Часто конічні обичайки апаратів працюють під спільною дією внутрішнього надлишкового або зовнішнього тиску, осьового стискального зусилля та згинального моменту. У цьому випадку товщину стінки обичайки визначають за умови міцності та стійкості від впливу відповідних навантажень.

Еквівалентні тиски від осьового стискального зусилля та згинального моменту РF і ^P_M , МПа, визначають за формулами:

4F

P_F 

D₂p ; (3.122)



16M

P_M 

₂ , (3.123)

 _Dp

де ^F – розрахункове осьове стискальне зусилля, Н; M – розрахунковий згинальний момент, Н∙мм; ^D_p – розрахунковий діаметр конічної обичайки, мм.

Розрахунковий діаметр конічної обичайки слыд приймати рівним внутрішньому діаметру більшої циліндричної обичайки ^Dp  D .

Якщо конічна обичайка навантажена зовнішнім тиском, осьовим стискальним зусиллям та згинальним моментом, причому сума еквівалентних тисків від цих навантажень складає для відповідного розрахункового діаметра менше 10 % від робочого тиску, тобто

P_F  P_M  0,1P_роб , (3.124)

її розраховують тільки на дію тиску.

Якщо сума еквівалентних тисків ^P_F і ^P_M складає для відповідного розрахункового діаметра не менше 10 % від робочого тиску, необхідно виконати перевірку стійкості конічної обичайки від спільної дії навантажень за формулою

P F M

   1,0 , (3.125)

P F M

де ^P – розрахунковий зовнішній тиск, МПа; F – розрахункове осьове стискальне зусилля, Н;

M – розрахунковий згинальний момент, Н∙мм;

P – допустимий зовнішній тиск, який визначається за формулою (3.94), МПа;

F – допустиме осьове стискальне зусилля, Н;

M– допустимий згинальний момент, Н мм.

При дії внутрішнього тиску у формулі (3.125) необхідно прийняти P  0 .

Допустиме осьове стискальне зусилля, яке діє на гладку конічну обичайку, визначають за формулою

 

F min  FП ; Dм  2Sм FП  , (3.126)

 1 F_П F _Е ² DF _

де F_П – допустиме осьове стискальне зусилля за умови міцності, Н;

F_Е – допусктиме осьове стискальне зусилля за умови стійкості в межах пружності, Н;

^D_м – внутрішній діаметр меншої циліндричної обичайки, мм;

^S_м – товщина стінки меншої циліндричної обичайки, мм;

^D_F – ефективний діаметр конічної обичайки при осьовому стисненні і згинанні, мм.

Допустиме осьове стискальне зусилля за умови міцності визначають за формулою

F_П  D_F S_к С_сos. (3.127)

Допустиме осьове стискальне зусилля за умови стійкості в межах пружності визначають за формулою

FE  310_n10_y 6 E DF cos2 _100_DS_Fк С_2,5 . (3.128)

Ефективний діаметр конічної обичайки при осьовому стисненні і згинанні необхідно розраховувати за формулою

D_F  0,9D 0,1D^{м  2Sм } . (3.129)

cos

Допустимий згинальний момент _М, Н мм, розраховують за формулою

M ^П , (3.130)

M 

1  MМПЕ 2

де M_П – допустимий згинальний момент за умови міцності, Н∙мм;

M_E – допустимий згинальний момент за умови стійкості в межах пружності, Н мм.

M_П  0,25D_F F_П ; (3.131)

M_Е  0,286D_F F_Е . (3.132) Допустимі осьові стискальні зусилля F_П і F_E визначають за формулами (3.127, 3.128), ефективний діаметр ^D_F – за формулою

(3.129).

Необхідно також зробити перевірку стійкості від окремих навантажень:

P  P; F  F; M  M. (3.133)

З’єднання циліндричних і конічних обичайок, що працюють під спільною дією навантажень кількох видів (рисунки 3.21, 3.22, 3.23)

З’єднання циліндричних і конічних обичайок, що працюють під спільною дією навантажень кількох видів, перевіряють за умови міцності від окремих навантажень за умовами (3.133). При цьому, якщо сума еквівалентних тисків, які визначаються за формулами (3.122, 3.123), складає не менше 10 % від робочого тиску, необхідно перевірити умову стійкості за формулою (3.125), у якій допустимі навантаження для перехідної частини обичайки P, F і M визначаються за формулами, що наведені нижче.

З'єднання конічної і циліндричної обичайок без тороїдального переходу (рисунки 3.21,а; 3.23) Допустимий зовнішній тиск визначають за формулою (3.104).

Допустиме осьове стискальне зусилля за умови міцності перехідної частини F, Н, визначають за формулою

FD_

S^{2 C}^^{2 p} , (3.134)

5

де ^5 – коефіцієнт форми.

5  max1,0; 21,2. (3.135)

Коефіцієнт форми  визначають за формулою (3.100).

Допустимий згинальний момент _М, Н мм, розраховують за формулою

M 0,25DF. (3.136)

З’єднання циліндричної і конічної обичайок зі зміцнювальним кільцем (рисунок 3.21,б) Допустимий зовнішній тиск P визначають за формулою (3.107).

Допустиме осьове стискальне зусилля за умови міцності перехідної частини F, Н, визначають за формулою

FD_

S^{2 C}^^{2 p} , (3.137)

6

де ^6 – коефіцієнт форми.

6  max1,0; 20. (3.138)

Коефіцієнт 0 визначають за формулою (3.109), в якій слід прийняти B₃  0,35.

Допустимий згинальний момент M розраховують за формулою

(3.136), у якій осьове допустиме стискальне зусилля F визначають за формулою (3.137).

З'єднання конічної і циліндричної обичайок з тороїдальним переходом (рисунок 3.22) Допустимий зовнішній тиск P визначають за формулою (3.117).

Допустиме осьове стискальне зусилля за умови міцності перехідної частини визначають за формулою

F D_

S^{т Cp} , (3.139)

7

де ^7 – коефіцієнт форми.

7  max1,0; _т 21,2. (3.140)

Коефіцієнти  і _т визначають за формулами (3.115) і (3.116).

Допустимий згинальний момент M розраховують за формулою

(3.136), у якій допустиме осьове стискальне зусилля F визначають за формулою (3.139).

З'єднання штуцера або циліндричної обичайки меншого діаметра з конічною обичайкою (рисунки 3.21,в; 3.23) Допустимий зовнішній тиск P визначають за формулою (3.121).