Упрощенный расчет фланцевых соединений.
Данные для расчета:
| рабочее давление среды, МПа | р |
| температура расчетная, °С | t |
| средний диаметр прокладки, мм | Dcр.п. |
| материал болтов | |
| количество болтов | z |
| диаметр болтов, мм | d1 |
Расчет соединений с неконтактирующими фланцами.
Рисунок 3. Расчетная схема соединения с неконтактирующими фланцами.
Проверка на прочность фланцевых болтов
Расчетное усилие, действующее на болты (рис. 3), определяют по формуле:
| (7) |
где Dcр.п - средний диаметр прокладки, мм;
p – рабочее давление среды, МПа;
k – коэффициент затяжки.
Условие прочности фланцевых болтов:
| (8) |
где [σ] – номинальное допускаемое напряжение для материала болтов, при расчетной температуре (Приложение Б)
Проверка на прочность фланца.
Опасным сечение при расчете на прочность фланца обычно является место перехода от фланца к трубе (сечение АВ на рис. 3).
Изгибающий момент в этом сечении (на единицу длины) составляет:
| (9) |
где η < 1 – коэффициент, учитывающий, что часть момента воспринимается поворотной деформацией фланца, выбирают по таблице 2;
L1 – расстояние от центра сечения АВ до оси болта;
D1 – средний диаметр трубы в сечении АВ.
Таблица 2. Значения коэффициента η
В таблице:
Sm=0.5(S1+S) – средняя толщина трубы на коническом участке;
rтр – средний радиус трубы;
Dн и D – соответственно наружный и внутренний диаметры фланца.
|
|
|
Напряжение изгиба в опасном сечении АВ фланца:
| (10) |
где D, s1 – внутренний диаметр фланца и толщина в опасном сечении.
[σ] – номинальное допускаемое напряжение для материала фланца, при расчетной температуре (Приложение А).
Расчет соединений с неконтактирующими свободными фланцами.
Рисунок 4. Расчетная схема соединения с неконтактирующими свободными фланцами.
Проверка на прочность фланцевых болтов
Расчет ведется по формулам 7 и 8.
Проверка на прочность фланца.
При расчете на прочность принимается, что фланец испытывает поворотную деформацию и в нем возникают окружные напряжения.
Условие прочности фланца принимает вид:
| (11) |
где Dб – диаметр осей болтов;
D1 – средний диаметр кольцевой площадки контакта фланца и трубы;
DВ – внутренний диаметр фланца толщиной h.
[σ] – номинальное допускаемое напряжение для материала фланца, при расчетной температуре (Приложение А).
Расчет соединений с контактирующими фланцами.
Рисунок 5. Расчетная схема соединения с контактирующими фланцами.
Проверка на прочность фланцевых болтов
Расчетное суммарное усилие для фланцевых болтов определяют из условия:
|
|
|
| (12) |
где k – коэффициент затяжки, k = 1,5, …., 2,5;
Dk – диаметр уплотнения;
р – рабочее давление среды;
L1 – расстояние от средней окружности трубы до окружности осей болтов;
L2 – расстояние от наружной окружности фланца до окружности осей болтов.
Формула (12) учитывает, что в предельном состоянии раскрытие стыка происходит при повороте относительно точки О1.
Условие прочности фланцевых болтов:
| (13) |
где [σ] – номинальное допускаемое напряжение для материала болтов, при расчетной температуре (Приложение Б).
Изгибающий момент в сечении АВ составляет:
| (14) |
| где P – внешнее усилие | 
| (15) |
где η – коэффициент уменьшения изгибающего момента, за счет упругой связи фланца и трубы, η=0.5, ,1. Если труба очень жесткая (по отношению к фланцу), то η=0.5, для тонкой трубы η=1.
Напряжение изгиба во фланце (в сечении АВ) должно быть:
| (16) |
где с – диаметр отверстия под болт,
h – толщина фланца.;
[σ] – номинальное допускаемое напряжение для материала фланца, при расчетной температуре (Приложение А).
Изгибающий момент в сечении LN трубы составляет:
| (17) |
Напряжение изгиба в этом сечении должны удовлетворять условию:
| (18) |
где [σ] – номинальное допускаемое напряжение для материала фланца, при расчетной температуре (Приложение А).
|
|
|
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 2278; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!