до діаметру
(21)
Умови виконуються.
2. За даними завдання 1 вибрати і розрахувати на міцність і жорсткість фланцевий роз'єм апарату
За МУ (методичні вказівки) [2] для заданих розрахункових параметрів приймаємо плоскі приварні фланці з ущільнювальною поверхнею типу шип-паз (малюнок 4). Для фланців на умовний тиск, виготовлених зі сталі марки 20, при розрахунковій температурі допускаемое розрахунковий тиск становить [2], що більше розрахункового. Конструкція і розміри фланців відповідно до стандарту наведені на малюнку 4 а, конструкція і розміри прокладки і фланців відповідно до стандарту - на малюнку 4 б.
Так як розрахункова температура апарата становить апарат і фланцеве з'єднання повинні бути теплоізольовані.
Визначаємо розрахункові температури фланця і шпильок:
° С;
° С.
За МУ [2] при заданих розрахункових параметрах для фланців, виготовлених зі сталі марки 20, в якості матеріалу шпильок приймаємо сталь марки 40Х.
Допустиме напруження матеріалу шпильок, МПа, при розрахунковій температурі визначаємо методом лінійної інтерполяції
.
а - фланцеве з'єднання; б - фланці і прокладка.
Малюнок 4 - Фланцеве з'єднання з не металевою прокладкою.
Допустиме напруження для сталі марки 20 при розрахунковій температурі за методичними вказівками [1] приймаємо рівним, при температурі - Мінімальне значення межі текучості для сталі марки 20 при розрахунковій температурі приймаємо рівним; при температурі - . Мінімальне значення тимчасового опору при розрахунковій температурі приймаємо рівним МПа, при температурі - МПа.
Визначаємо допустимі напруження для матеріалу плоских приварних фланців в перерізі:
в робочих умовах за формулою (22)
МПа;
- в умовах затягування за формулою (18)
МПа.;
- в умовах випробування за формулою (23)
МПа.
Виконавчу ширину прокладки визначаємо за формулою (24)
мм
Ефективну ширину прокладки визначаємо за формулою
при мм ,
Середній діаметр прокладки
мм
Лінійна піддатливість плоскою неметалевої прокладки, мм/Н, визначається за формулою
(25)
де - товщина прокладки, мм;
- коефіцієнт обтиснення прокладки; К=0,9
- модуль пружності прокладки, МПа; Е n=0.02 * 5 жовтня МПа
- середній діаметр прокладки, мм.
Відстань між опорними поверхнями гайок визначаємо за формулою
мм.
Розрахункову довжину болта визначаємо за формулою (26)
мм.
Площа поперечного перерізу шпильки по внутрішньому діаметру різьби визначаємо за таблицею 5.5 [2], мм2. Модуль поздовжньої пружності матеріалу болта (сталь марки 40Х) при температурі визначаємо за методичними вказівками [1], МПа.
Піддатливість болтів визначаємо за формулою (27)
1/Н? мм.
Еквівалентну товщину втулки плоского приварного фланця визначаємо за формулою
мм.
Значення коефіцієнтів обчислюємо за формулами
Модуль поздовжньої пружності для матеріалу фланця при температурі визначаємо за методичними вказівками,
МПа.
Кутову податливість фланця визначаємо за формулою
Плечі моментів сил визначаємо за формулами
мм;
мм.
Коефіцієнт жорсткості фланцевого з'єднання, навантаженого внутрішнім надлишковим або зовнішнім тиском і зовнішньої осьовою силою визначають за формулою
,
де -Коефіцієнт, мм/Н.
Коефіцієнт, визначають за формулою
Розрахунок навантажень, що діють у фланцевому з'єднанні
Рівнодіючу внутрішнього надлишкового тиску визначаємо за формулою
Н.
Реакцію прокладки в робочих умови обчислюємо за формулою, визначивши по таблиці [2] коефіцієнт питомого тиску на прокладку,
Коефіцієнти лінійного розширення матеріалу фланців і болтів визначаємо за таблицею [2]
1/° С;
1/° С.
Модулі поздовжньої пружності матеріалів фланця і болта при розрахунковій температурі визначаємо за методичними вказівками [1]:
МПа;
МПа.
Коефіцієнт обчислюємо за формулою
Навантаження, що виникають від температурних деформацій фланцевого з'єднання, визначаємо за формулою
болтових навантаження визначаємо за формулою, при цьому температурне навантаження не вра...
