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: 1514; Мы поможем в написании вашей работы!






Мы поможем в написании ваших работ!