Конструювання і розрахунок сталевих зварних посудин та апаратів Обичайки та днища (стр. 39 из 74)

Рисунок 3.30 – Плоске коване днище з кільцевою проточкою

Внутрішній діаметр штуцера складає

d  d_н  2S_ш  57 23,5  50 мм,

де ^d_н – зовнішній діаметр штуцера, мм;

^S_ш – товщина стінки штуцера, мм.

Допустиму напружину при розрахунковій температурі стінки

днища t=150 °С для сталі 20 визначаємо за таблицею А.1 додатку А, _139МПа.

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

Розрахунковий діаметр днища відповідно до таблиці 3.12 складає

D_p  D  D₁  2 S  273  27  259 мм.

Коефіцієнт ослаблення днища визначаємо за формулою (3.14,6)

d

 d 2  1 50 ^{ 50} ^2  1,109.

Ko  1 D _ D_{p } 259 _ 259_

_p

Для попереднього розрахунку коефіцієнт конструкції плоского днища приймаємо за таблицею 3.12 рівним K  0,41.

Розрахункову товщину днища визначаємо за формулою (3.145)

P 3,2

S₁p  K  K_o  D_p  0,411,109259 17,86 мм.

 1139

Добавку для компенсації мінусового допуску приймаємо рівною

15 % від товщини стінки труби

С2  0,15S  0,157  1,05мм.

Сума добавок до розрахункової товщини стінки обичайки, виготовлюваної із труби, складає

С  С1 С2  2 1,05  3,05 мм.

Як суму добавок до розрахункової товщини стінки днища приймаємо добавку для компенсації корозії та ерозії C  С₁  2 мм.

Виконавчу товщину днища визначаємо за формулою (3.144)

S₁  S₁p  C  17,86  2  19,86 мм

і приймаємо рівною ^S₁  20мм.

Уточнюємо значення коефіцієнта K . За таблицею 3.12

відношення

S C 7 3,05   0,219 0,5 .

S₁ C 20 2

Отже, коефіцієнт К обрано правильно.

Товщину днища в місці кільцевої проточки визначаємо за формулою (3.150)

 

S2  max 1,1 S; 1 D_p S21 r _ 

_{ }sin_

_ 1,2S₁ _

 

_ 20 _

 max 1,17; 1 259_ 2_8 sin 45_{o } 7,7; 1,277,7 мм

_ 1,220 

і приймаємо рівною ^S₂  10мм.

Перевіряємо умову закріплення за таблицею 3.12

0,25S 0,257 1,75 r  8  S₁  S  2010 10 мм.

Умова виконується.

Визначаємо допустимий тиск за формулою (3.149)

2

 S

P ^ 1 C    20 2 2 139 3,24 МПа.

 K  K_o  D_p _ 0,411,109259

Умова міцності

P  3,2  P 3,24 МПа

виконується.

Умова застосування розрахункових формул

S1 C  20 2  0,065 0,11

D_p 259

виконується.

Розрахунок плоских круглих кришок

Розрахункову товщину плоских круглих кришок (рисунок 3.18,а), навантажених внутрішнім надлишковим тиском, визначають за формулою

P

S₁p  K_o K₆ D_p , (3.151) 

де K₆ – безрозмірний коефіцієнт;

^D_p – розрахунковий діаметр кришки, який дорівнює середньому діаметру прокладки ^D_сп , мм (рисунок 3.18,а).

K₆ 0,41_ 1^{3D3 Dсп 1} , (3.152)

D3 Dсп

де ^ – безрозмірний коефіцієнт; ^D₃ – діаметр болтової окружності, мм.

Коефіцієнт  визначають за формулою

 max ^_1^ F^п F^Q_, (3.153)

Fбм FQ 

де ^F_п – реакція прокладки, H;

^F_бм – болтове навантаження в умовах монтажу, Н; ^F_Q – рівнодіюча внутрішнього тиску, Н.

Рівнодіючу внутрішнього тиску визначають за формулою

F_Q  0,785 PD_сп² . (3.154)

Розрахунок реакції прокладки ^F_п і болтового навантаження ^F_бм наводиться у керівному документі [33].

Коефіцієнт ослаблення ^K_o визначають за формулою (3.146) або за формулою (3.147), якщо ^di  0,7 ^Dp . Отвори для болтів у розрахунок не приймають.

Для кришки із подовжнім пазом (рисунок 3.18,б) коефіцієнт ^K₆ визначають з урахуванням зусилля від стиснення прокладки в пазу за формулою

K6 0,41 13D3 Dсп 19,6 D3 S4 Dсп2 , (3.155) D3 Dсп

де ^S4 – товщина перегородки, мм (рисунок 3.18,б).

Товщину плоскої кришки в місці ущільнення ^S₂ (рисунок 3.18,а) визначають за формулою

S₂  maxK₇  Ф; 0,6Ф D_cпС ; (3.156)

Ф  max^ ^Fбр ; ^{Fбм }, (3.157) бр бм 

де ^F_бр – болтове навантаження в робочих умовах, Н;

^_бр – допустима напружина матеріалу болтів при розрахунковій температурі, МПа;

_бм – допустима напружина матеріалу болтів при температурі

20 °С, МПа.

Коефіцієнт ^K₇ визначають за формулою

K₇  0,8 D₃ D_сп 1 . (3.158)

Товщину краю плоскої круглої кришки поза зоною ущільнення ^S₃

(рисунок 3.18,а) визначають за формулою

S₃  maxK₇  Ф; 0,6 Ф D₂C, (3.159)

де ^D₂ – найменший діаметр зовнішньої стоншеної частини кришки, мм, (рисунок 3.18,а).

Виконавчу товщину кришки визначають за формулою (3.144).

Допустимий тиск для плоскої круглої кришки визначають за формулою

2

^{ S}

P_  ^{1 C } __. (3.160)

 Ko K6 Dp 

При цьому повинна виконуватися умова P P.