Конструювання і розрахунок сталевих зварних посудин та апаратів Обичайки та днища (стр. 38 из 74)

K_o  1   D_p _ 400  400 D_{p }

Розрахункову товщину днища визначаємо за формулою (3.145)

P 0,6

S₁p  K  K_o  D_p  0,451,146400 13,4 мм.

 1142

Виконавча товщина плоского днища з урахуванням добавки для компенсації корозії та ерозії складає

S₁  ^S₁p ^C₁  13,4  2  15,4 мм .

Виконавчу товщину плоского днища приймаємо рівною ^S₁  16 мм.

Добавка для компенсації мінусового допуску для сталевого листа товщиною 16 мм складає С₂ 0,8 мм. Перевіряємо необхідність врахування добавки для компенсації мінусового допуску

С₂ 0,8 0,05S₁ 0,0516 0,8 мм.

Добавку не враховуємо, тому що вона не перевищує 5 % від товщини листа.

Уточнюємо значення коефіцієнта K , для чого розраховуємо відношення

S C 5  2,5   0,179 0,25. S₁ C 16  2

За таблицею 3.12 знаходимо коефіцієнт K  0,45 , який дорівнює попередньо прийнятому.

Перевіряємо допустимий тиск за формулою (3.149)

 S 2 2

P  1 C    16 2  1420,65МПа.

 K K_o D_p _ 0,451,146400

Умова міцності

P  0,6  P 0,65 МПа

виконується.

Умова застосування розрахункових формул

S1  C  16  2  0,035 0,11

D_p 400

виконується.

Приклад 3.25

Розрахувати товщину плоского кованого днища апарата (рисунок 3.29), що працює під внутрішнім надлишковим тиском. Розрахунковий тиск в апараті P=3,2 МПа, розрахункова температура стінки днища t=150 °С, внутрішній діаметр апарата D=600 мм, товщина стінки циліндричної обичайки S=10 мм, матеріал днища – сталь марки 16ГС, група апарата – 1. Добавку для компенсації корозії та ерозії прийняти рівною С1  С₁  2 мм. На днищі є штуцер з умовним проходом D_y  100 мм.

Допустиму напружину при розрахунковій температурі t=150 °С для сталі марки 16ГС визначаємо за таблицею А.1 додатку А, _171МПа.

Для днища, виготовлюваного із заготовки, яка не має зварних швів, приймаємо коефіцієнт міцності зварних швів 1.

Радіус внутрішнього округлення днища приймаємо конструктивно рівним r  25 мм.

Рисунок 3.29 – Плоске коване днище з радіусним переходом

Розрахунковий діаметр днища відповідно до таблиці 3.12 складає

D_p  D  2r  600  225  550 мм.

Для штуцера з умовним проходом ^D_y  100 мм приймаємо трубу 1084 мм.

Внутрішній діаметр штуцера

d  d_н 2S_ш 10824 100мм,

де ^d_н – зовнішній діаметр штуцера, мм;

^S_ш – товщина стінки штуцера, мм.

Коефіцієнт ослаблення визначаємо за формулою (3.146)

2 ²

d  d   1 100 ^ ^100  1,102. Ko  1 Dp _ D_{p } 550 _ 550_

Для попереднього розрахунку за таблицею 3.12 коефіцієнт конструкції плоского днища приймаємо рівним K  0,35 .

Розрахункову товщину днища визначаємо за формулою (3.145)

P 3,2

S₁p  K K_o D_p  0,351,102550 29,02мм.

 1171

Виконавчу товщину днища ^S₁ визначаємо за формулою (3.144). Як суму добавок до розрахункової товщини кованого днища С приймаємо добавку для компенсації корозії та ерозії С₁ . Добавку для компенсації мінусового допуску не враховуємо, тому що днище виготовляється куванням з наступною механічною обробкою.

S₁  S₁p  C  29,02  2  31,02 мм.

Приймаємо ^S₁  32мм.

Умови застосування розрахункових формул:

S1 C  32 2  0,055 0,11; D_p 550

maxS;0,25S₁  max10; 0,2532 10  r  25  minS₁;0,1D

 min32; 0,1600 32 мм

виконуються.

Уточнюємо значення коефіцієнта K

K  max0,4110,23

SS1CC; 0,35 

 

 max0,41^_10,23

^{102,8 }_; 0,35 max0,387; 0,350,387.

_  322 

Уточнюємо розрахункову і виконавчу товщини днища:

P 3,2

S₁p  K  K_o  D_p  0,3871,102550 32,1мм;  1171

S₁  S₁p C  32,1 2  34,1мм.

Приймаємо ^S₁  35мм.

Виконавча товщина днища не збіглася із попередньо прийнятим значенням, тому уточнюємо значення коефіцієнта K

K  max0,4110,23

SS1 CC; 0,35 

 

  10 2,8 

 max0,4110,23

; 0,35 max0,389; 0,35 0,389.

_  35 2 

Уточнюємо розрахункову і виконавчу товщини днища:

P 3,2

S₁p  K K_o D_p  0,3891,102550 32,25мм;

 1171

S₁  S₁p C  32,25  2  34,25 мм.

Приймаємо товщину днища рівною ^S₁  35мм. Виконавча товщина днища збіглася зі раніше прийнятою.

Перевіряємо допустимий тиск за формулою (3.149)

2 2

P _ KS1K_o CD _p    0,389351,1022 550 171 3,35 МПа.

  

Умова міцності

P  3,2  P 3,35МПа

виконується.

Умова застосування розрахункових формул

S1 C  35 2  0,06  0,11

D_p 550

виконується.

Приклад 3.26

Розрахувати товщину плоского кованого днища з кільцевою проточкою (рисунок 3.30) апарата, що працює під внутрішнім надлишковим тиском. Розрахунковий тиск в апараті P=3,2 МПа, розрахункова температура днища t=150 °С. Обичайка апарата виготовляється з труби 273×7мм, матеріал обичайки і днища – сталь 20. Добавку для компенсації корозії та ерозії до розрахункових товщин стінок обичайки та днища прийняти рівною С1  С₁ =2 мм. На днищі є штуцер з умовним проходом ^D_y  50 мм, для виготовлення якого приймаємо трубу 57 3,5мм.