Конструювання і розрахунок сталевих зварних посудин та апаратів Обичайки та днища (стр. 51 из 74)

A₄  l_p S  S_р  C 12114  9,6  1,81  314,6 _мм². Компенсовану площу отвору під люк визначаємо за формулою

(3.188)

А  0,⁵ dp  d_op  S_p  0,5603,6  48,49,6  2665 _мм².

Умова зміцнення люка без використання накладного кільця

А₁  А₄  459314,6 773,6  А  2665_мм²

не виконується.

Застосовуємо схему зміцнення отвору з накладним кільцем.

При використанні для зміцнення отвору під люк накладного кільця площу перерізу кільця А₂ визначаємо як різницю між площею А , яку необхідно скомпенсувати, і сумою площ “надлишкового” металу зовнішньої частини обичайки люка та зміцнюваного елемента (обичай-

ки)

А₂  АА₁  А₄  2665459314,61891,4_мм².

Приймаємо товщину накладного кільця рівною ^S₂  S  14 мм.

При цьому мінімальна ширина накладного кільця складає

^l₂ _min  A² 

1891,⁴  135,1мм.

S₂ 14

Конструктивно приймаємо ^l₂  140мм.

Розрахункову ширину накладного кільця визначаємо за формулою

(3.180)

l₂ p  min l₂ ; D_p S₂  S C^

 min 140; 120014141,8 min 140; 177,3 140 мм. Відношення допустимих напружин матеріалів накладного кільця та обичайки визначаємо за формулою (3.191)

 2 

2  min 1,0;   min1,0;

149  1 .

_ ^ _  149

Площу поперечного перерізу накладного кільця, що бере участь у зміцненні отвору, визначаємо за формулою (3.185)

А₂  ^l₂^ p  ^S₂ ₂  140 14 1  1960 _мм².

Умова зміцнення з урахуванням накладного кільця

А₁  А₂  А₄  4591960314,6  2733,6  А  2665_мм²

виконується.

Коефіцієнт зниження міцності для обичайки в місці розташування люка визначаємо за формулою (3.194)

 ^l1 p ^S1 ^Cs ^1  ^l2 p ^S2 ^2  ^l3 p ^S1 ^Cs ^Cs1^1 

 1 

V  min ^_1;^_ 

^ ^l p  K₁  p  1  ^l p ^

 76,58 1,811401410 

¹

^ ^ 121141,8 ^_

 min 1; 603,6  48,4 600 21,8 0,9 76,5   0,733.

 10,5 1  

 121 1200 0,9 121 

Допустимий зовнішній тиск у границях пластичності РП визначаємо за формулою (3.193) при значенні коефіцієнта ^K₁  1 для циліндричної обичайки

PП  2DKp1 SSCCV V 



0,733 2,205МПа.

Допустимий зовнішній тиск у границях пружності Р_Е для обичайки без отворів визначаємо за формулою (3.22)

РЕ  20,8ny10 B16Dl  E 100DS C2,5 

 20,8210,4^0⁶,4071200276301,9110⁵ 1001200141,8^2,5  0,184_МПа, _

де

B1  min1,0; 9,45 D D  

_ l 100S C_

 1200 1200 

 min 1,0; 9,45    min1,0; 0,407 0,407.

_ 27630 100141,8_

Допустимий зовнішній тиск розраховуємо за формулою (3.195)

PП  2,205  0,183 МПа.

P

 PП ² 1  02,,184205²

1  PE  

Умова міцності

P  0,09  P 0,183МПа

виконується.

Перевіряємо необхідність зміцнення отвору під штуцер Б.

Добавка для компенсації корозії та ерозії для розрахункової товщини стінки штуцера складає

C_s1  ^C₁  1 мм.

Добавку для компенсації мінусового допуску для штуцера Б приймаємо рівною 15 % від товщини стінки труби

С_s2  0,15 S₁  0,153  0,45 мм.

Суму добавок до розрахункової товщини стінки штуцера визначаємо за формулою

С_s  ^C_s^1 ^C_s^2  10,45  1,45мм.

Визначаємо внутрішній діаметр штуцера d  d_н  2 S  32 23  26 мм.

Розрахунковий діаметр штуцера, вісь якого розташована під кутом  до нормалі до поверхні обичайки, визначаємо за формулою (3.170) d_p  d 2 C_s/ cos²  26  21,45/ cos² 45^o  57,8 мм.

Умова (3.166)

d^_p  57,8  ^d₀  114 мм

виконується, отже, штуцер Б не вимагає додаткового зміцнення.

Для визначення допустимого тиску у місці розташування штуцера визначаємо наступні величини:

– розрахункову товщину стінки штуцера Б, навантаженого зовнішнім тиском;

– розрахункову довжину зовнішньої частини штуцера;

– відношення допустимих напружин матеріалів штуцера та обичайки;

– розрахункову довжину внутрішньої частини штуцера

(приймаємо рівною ^l3p  0 ).

Допустима напружина матеріалу штуцера (сталь 20) при розрахунковій температурі складає

₁  142МПа.

Коефіцієнт міцності зварного шва для безшовного штуцера ₁  1.

Розрахункову товщину стінки штуцера Б, навантаженого зовнішнім тиском, визначаємо за формулою (3.173) S1p  Pd  2 Cs  0,0926  2 1,45  0, 01мм.

2 _₁ ₁  P 2 14210,09

Розрахункову довжину зовнішньої частини штуцера визначаємо за формулою (3.175), прийнявши його виконавчу довжину рівною

l₁  100мм, l₁_р  minl₁; 1,25 d 2 C_sS₁ C_s^