Конструювання і розрахунок сталевих зварних посудин та апаратів Фланцеві зєднання (стр. 15 из 110)

б
E20	D	h3

y_фм. (5.33)

4 н

Плечі моментів сил b і e, мм, визначають за формулами: b 0,5 D_бD_сп; (5.34) e 0,5 D_спD S_е, (5.35)

де ^D_б – діаметр болтової окружності, мм;

^S_е – еквівалентна товщина втулки фланця, мм.

5.5 Визначення коефіцієнта жорсткості фланцевого з'єднання

Коефіцієнт жорсткості фланцевого з’єднання J , навантаженого внутрішнім надлишковим або зовнішнім тиском і зовнішньою осьовою силою, визначають за формулою

, (5.36)

де

– коефіцієнт, мм/Н.

Коефіцієнт

b². (5.37)

При стисненні однакових за розмірами фланців із гладкою ущільнювальною поверхнею: коефіцієнт жорсткості фланцевого з’єднання визначають за формулою

, (5.38)

де b². (5.39)

Для з’єднання фланця з плоскою кришкою коефіцієнт жорсткості

J визначають за формулою

J, (5.40)

де

b . (5.41)

При дії на фланцеве з’єднання зовнішнього згинального моменту коефіцієнт жорсткості визначають за формулою

5.6 Розрахунок навантажень

Рівнодіючу внутрішнього надлишкового або зовнішнього тиску ^Q_д, Н, розраховують за формулою

Q_д0,785D_сп²

Р , (5.44)

де Р – розрахунковий внутрішній надлишковий або зовнішній тиск (для вакууму або зовнішнього тиску P < 0), МПа. Реакція прокладки в робочих умовах ^R_n, Н

R_nD_спb_om P , (5.45)

де m – коефіцієнт питомого тиску на прокладку, що визначається за таблицею 5.4.

При визначенні навантажень від температурних деформацій розрахункові температури фланців, кришки, болтів (шпильок), трубної решітки необхідно зменшити на температуру, при якій відбувається збирання фланцевого з’єднання (20 °С).

Навантаження, що виникає від температурних деформацій фланцевого з’єднання ^Q_t, Н, розраховують за формулою

Q_t

20 , (5.46)

де ₁ – коефіцієнт, мм/Н;

_ф1^,_ф2 ^,_б коефіцієнти лінійного розширення матеріалів відповідно фланців і болтів (шпильок), 1/ °С;

^t_ф,^t_б – розрахункові температури відповідно фланців і болтів

(шпильок),°С.

Коефіцієнт

визначають за формулою

b². (5.47)

Коефіцієнти лінійного розширення сталей, які отримали найбільше поширення для виготовлення фланців і болтів (шпильок), наведені в таблиці 5.6.

Навантаження, що виникає від температурних деформацій при стисненні однакових за конструкцією фланців (із гладкою ущільнювальною поверхнею і під прокладку восьмикутного перерізу) ^Q_t, Н, визначають за формулою

E_бE

Навантаження, яке виникає від температурних деформацій у з’єднанні фланця з плоскою кришкою ^Q_t, Н, визначають за формулою

Таблиця 5.6 – Розрахункове значення коефіцієнта лінійного розширення сталей

Марка сталі	Розрахункове значення коефіцієнта лінійного розширення ¹⁰⁶, 1/ °C, при температурі t , °C
Марка сталі	100	200	300	400	500
Ст3, 20, 20К	11,6	12,6	13,1	13,6	14,1
35	11,1	11,9	13,2	13,4	13,9
40	11,3	12,0	13,3	13,3	13,3
09Г2С, 16ГС, 17ГС, 17Г1С, 10Г2С1, 10Г2	13,0	14,0	15,3	16,1	16,2
12ХМ, 12МХ, 15ХМ, 15Х5М, 15Х5М-У	11,9	12,6	13,2	13,7	14,0
35Х, 40Х, 38ХА	13,4	13,3	14,0	14,8	14,8
20ХН3А	11,0	12,0	13,0	13,5	14,0
30ХМА	12,3	12,6	12,9	13,9	14,2
25Х1М1Ф	11,3	12,7	12,9	13,9	14,2
03Х18Н11, 08Х17Н12М2Т, 08Х17Н15М3Т	16,6	17,0	18,0	18,0	18,0
45Х14Н14В2М	16,6	17,0	18,0	18,0	18,0
25Х2М1Ф	12,5	12,9	13,3	13,7	14,0
37Х12Н8Г8МФБ	15,9	18,0	19,2	21,5	22,4
08Х22Н6Т, 08Х21Н6М2Т	9,6	13,8	16,0	16,0	16,5
12Х18Н10Т, 12Х18Н12Т, 03Х17Н14М3, 10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М3Т, 08Х18Н10Т, 08Х18Н12Т	16,6	17,0	18,0	18,0	18,0
03Х21Н21М4ГБ	14,9	15,7	16,6	17,3	17,5
06ХН28МДТ, 03ХН28МДТ	15,3	15,9	16,5	16,9	17,3
08Х18Г8Н2Т	12,3	13,1	14,4	14,4	15,3
ХН35ВТ	14,8	15,1	15,5	15,9	16,1
08Х15Н24В4	14,5	15,5	16,3	16,8	17,2
Примітка – Проміжні значення коефіцієнта визначаються методом лінійної інтерполяції.

Болтове навантаження в умовах монтажу ^P_б, Н, визначають за формулою

P_бmax P_б1; Р_б2; Р_б3

, (5.52)

де ^Р_б1– болтове навантаження від спільної дії внутрішнього надлишко-

вого або зовнішнього тиску середовища, осьової сили і згинального моменту, Н;

^Р_б2 – болтове навантаження, необхідне для початкового зминання прокладки, Н;

^Р_б3 – болтове навантаження за умови забезпечення міцності болтів (шпильок), Н.