ються навантажень за умовою (2.1): В
F ≤ [F] (2.1)
де F - сумарна сила, що діє на шпильку, яка знаходиться за формулою (2.3), кН; [F] - допустиме навантаження для шпильок, яка знаходиться по табл. 2.5, при розрахунковій температурі t п , яка визначається за формулою (2.2), кН:
В
t п = 0,95 в€™ t ж (2.2)
В
t п - розрахункова температура для шпильок, В° С; t ж = 80 В° С. <В
t п = 0,95 в€™ 80 = 76 В° С - за формулою (2.2).
F = Q [K СТ (1-П‡) + П‡] (2.3)
В
де Q - сила, що діє на одну шпильку, яка визначається за фор мулі (2.4), кН; K СТ - коефіцієнт затяжки запасу проти розкриття стику (по/9/K СТ = 1,4); П‡ - безрозмірний коефіцієнт основного навантаження, який розраховується за формулою (2.6). <В
(2.4)
В
Д СП - середній діаметр прокладки, який знаходиться за формулою (2.5), мм; P - тиск в апараті (Р = 1,25 МПа).
В
(2.5)
Д СП == 550,5 мм - за формулою (2.5) і табл. 2.3. p> Q == 12,4 кН - за формулою (2.4).
П‡ = (2.6)
В
де О» п -податливість частини прокладки, припадає на одну шпильку, МПа, яка знаходиться за формулою (2.7);
О» ш -податливість шпильки, МПа, яка розраховується за формулою (2.9).
В
(2.7)
В
де l п - товщина прокладки, мм ( l п = а = 2мм) за рис. 2.3; Е п - модуль пружності для прокладки з пароніту, який знаходимо за табл. 2.4, МПа; А п - площа поперечного перерізу прокладки, що припадає на одну шпильку, яка знаходиться за формулою (2.8), мм 2 .
В
Таблиця 2.4
Модулі пружності деяких матеріалів по/15/
Матеріали прокладок і кріпильних деталей
Модуль пружності, Е, МПа
Пароніт або спресований азбест
3 в€™ 10 3
Сталь 4Х12Н8Г8МФБ
215 в€™ 10 3
Е п = 3 в€™ 10 3 МПа - За табл. 2.4. p> (2.8)
де z - число шпильок (z = 24шт).
А п == 900,75 мм 2 - по формулою (2.8).
О» п == 7,4 в€™ 10 -4 МПа - за формулою (2.7).
В
Піддатливість шпильки розраховуємо за формулою (2.9):
В
(2.9)
В
де l ш - розрахункова довжина шпильки, яка визначається за формулою (2.10), мм; Е ш - Модуль пружності стали для шпильки, який знаходимо за табл. 2.4, МПа; А ш - Площа поперечного перерізу шпильки, яка знаходиться за формулою (2.12), мм 2 . <В
(2.10)
В
де B 2 - розмір, який визначається за формулою (2.11):
В
(2.11)
B 2 = 35 +5 = 40мм - за формулою (2.11). p> l ш = 35 +40 +6 = 81мм - за формулою (2.10)
Е ш = 215 в€™ 10 3 МПа - за табл. 2.4. p> (2.12)
В
де d 1 - внутрішній діаметр різьби, мм (по/15/знаходимо, що d 1 = 20мм)
В
А ш == 314,16 мм 2 - за формулою (2.12). p> О» ш == 1,2 в€™ 10 -3 МПа - за формулою (2.9). p> П‡ == 0,38 - формулі (2.6).
F = 12,4 [1,4 (1-0,38) +0,38] = 15,48 кН. <В
[F] = 24кН - візьмемо за табл. 2.5 із запасом при температурі 200 В° С для шпильки М20.
15,48 ≤ 24 - умова (2.1) виконується. p> Таблиця 2.5
Допустимі навантаження F (кН) для шпильок залежно від температури при неконтрольованої затягуванні по/15/
Матеріал шпильки
Різьба
Температура, В° С.
20
200
400
500
Сталь
4Х12Н8Г8МФБ
М20
26
24
22
21
М22
38
35
32
30
М24
47
43
39
38
М27
62
57
52
50
М30
73
68
63
60
Умова міцності для обраних шпильок виконується зі значним запасом.
