Наименование параметров
|
Обозначение
|
Укрепляемый элемент
|
люк-лаз
|
Условный проход штуцера
|
Ж1, Ж2, Жn (450)
|
Внутренний диаметр
цилиндрической обечайки днища, мм
|
D
|
1200
|
Расчетный внутренний
диаметр укрепляемого элемента, мм
|
DR
|
1200
|
Расчетное давление,
МПа
|
P
|
11,00
|
Допускаемые
напряжения для материала укрепляемого элемента, МПа
|
[s]
|
145
|
Допускаемые
напряжения для материала внешней части штуцера, МПа
|
[s1]
|
162,00
|
Коэффициент
прочности сварного
шва:
- укрепляемого
элемента
-
штуцера
|
j
j1
|
1
1
|
Исполнительная
толщина стенки укрепляемого элемента, мм
|
s
|
50
|
Исполнительная
толщина стенки внешней части штуцера, мм
|
s1
|
28
|
Исполнительная
толщина стенки внутренней части штуцера, мм
|
s3
|
0
|
Расчетная
толщина стенки укрепляемого элемента, мм
|
sR
|
47,31
|
Расчетная
толщина стенки укрепляемого штуцера, мм
|
s1R
|
15,8
|
Сумма
прибавок к расчетной толщине стенки укрепл. элемента, мм
|
с
|
2
|
Сумма
прибавок к расчетной толщине стенки штуцера (общая), мм
|
сs
|
1
|
Внутренний
диаметр штуцера, мм
|
d
|
450
|
Исполнительная
длина внешней части штуцера, мм
|
l1
|
200
|
Исполнительная
длина внутренней части штуцера, мм
|
l3
|
0
|
Расчетная
длина внешней части штуцера, мм
|
l1r
|
143,11
|
Расчетная
длина внутренней части штуцера, мм
|
l3r
|
0
|
Расчетный
диаметр отверстия, мм
|
dr
|
452,0
|
Расчетный
диаметр одиночного отверстия, не требующего дополнительного укрепления,
мм
|
d0
|
103,0
|
Расчетная
ширина зоны укрепления в окрестности штуцера, мм
|
lr
|
240,0
|
Расчетный
диаметр, мм
|
d0r
|
96,0
|
Исполнительная
толщина накладного кольца, мм
|
s2
|
24,00
|
Исполнительная
ширина накладного кольца, мм
|
l2
|
270,0
|
Расчетная
ширина накладного кольца, мм
|
l2r
|
270,0
|
Отношение
допускаемых напряжений
|
x1
|
1,0
|
x2
|
1,0
|
x3
|
-
|
Условие
укрепления одиночного отверстия A1+A2+A3+A0 > A
|
|
8522>8422
|
Коэф.
снижения допуск. давления
|
V
|
0,9779
|
Допускаемое
внутреннее избыточное давление, МПа
|
[P]
|
10,92
|
4.6 Учет взаимного влияния отверстий днищ
Расчетная схема показана на рисунке 7
Рисунок 7 – Расчетная схема взаимовлияющих
отверстий
Определим допускаемое давление для перемычек по формулам
,
(42)
где V
находится по формуле
, (43)
где - исполнительная ширина
накладного кольца, мм;
- длина
внутренней части штуцеров, мм;
-
отношения допускаемых напряжений, .
Определим расчетную ширину накладного кольца
Допускаемое
напряжение удовлетворяет принятым размерам кольца.
5 Расчет люка-лаза
Цель расчета: определение напряжений фланцевого соединения.
Схема фланцевого соединения показана на рисунке 8.
Исходные данные для расчета:
-
Расчетное давление PR=11 МПа;
-
Внутренний диаметр фланца D=450
мм;
-
Внутренний диаметр
отверстия под шпильку d=46 мм;
-
Диаметр фланца Dф=775 мм;
-
Число отверстий n=20;
-
Материал фланца – сталь
16ГС;
-
Диаметр болтовой
окружности Dб=690
мм;
-
Средний диаметр прокладки Dп.с.=525 мм.
Рисунок
8 – Расчетная схема фланцевого соединения
По ГОСТ 28759.4-90 для данного аппарата
выбираются размеры люка—лаза при Ру =16 МПа и Ду = 450
мм.
5.1 Расчет прокладки
Схема прокладки показана на рисунке 9
Рисунок
9 – Расчетная схема прокладки
Наружный диаметр прокладки
DП
= Dб - е, (44)
где е - размер, определяемый по таблице ОСТ 26–2003–77, е=78.
DП=690-78=612 мм.
Средний диаметр прокладки
D п.ср=Dп-bп,
(45)
где bп — ширина прокладки, bп=12 мм;
Dп.ср =612-12=600 мм.
Эффективная ширина прокладки
bE = 0,125×bП,
(46)
bE=0,125×12=1,5 мм.
Ориентировочное число шпилек
zб=p×Dб /tб,
(47)
где tБ - шаг болтов;
tб=(2,3…3)×dб, (48)
где dб – диаметр шпильки, мм;
tБ=3×42=126,
zБ = 3,14×690/126=18 шт.
Определим вспомогательные величины
а)
коэффициент c
, (49)
где b - отношение большей толщины втулки фланца к меньшей, b=2.
х найдем по формуле
,
(50)
где l –
длина втулки, l=125 мм;
s0 – толщина втулки, s0=34 мм.
б) эквивалентная толщина втулки фланца
sE=c×so,
(51)
sE=1,57×34=53,6 мм.
в) ориентировочная толщина фланца
,
(52)
где l — коэффициент, из таблицы [3] l=0,5 ;
мм
г) безразмерный параметр
w=[1+0,9×l×(1+y1×j2)]-1 ,
( 53)
где
j=h/sE,
(54)
j=77,6/53,6=1,45,
k=Dф/D,
(55)
k=775/450=1,72,
y1=0,3,
из таблица [3]
w = [1+0,9×0,5×(1+0,3×1,452)]-1=0,6
д) безразмерные параметры возьмем из графиков
[3]
Т=1,58,
y2=3,8,
y3=1.
Угловая
податливость фланца
,
(56)
где Еф - модуль продольной упругости материала фланца, Eф=1,75×105 МПа;
hкр – толщина фланцевой части крышки, hкр=110 мм
1/(МН×м).
Угловую податливость плоской фланцевой
крышки найдем по формуле
,
(57)
где
,
(58)
где sкр
– толщина плоской крышки, sкр=235 мм;
hкр – толщина фланцевой части крышки, hкр=110 мм.
,
(59)
,
,
.
Линейная
податливость прокладки
yп=sп/(p×Dп.ср×bп×Eп),
(60)
где Еп - модуль продольной упругости прокладки, для
металлической прокладки yп=0.
5.2 Расчет болтового соединения
Расчетная длина
шпилек
lБ = lБО + 0,28×d,
(61)
где lБО - длина
шпильки между опорными поверхностями головки болта и гайки,
lБО=220 мм.;
d - диаметр отверстия под болт, d=46 мм.
lБ=220+0,28×46=232,88 мм.
Линейная податливость шпилек
yБ=lБ/(EБ×fБ×zБ), (62)
где fБ - расчетная площадь поперечного сечения болта по внутреннему
диаметру резьбы, fБ=10,9×10-4 м2;
ЕБ - модуль продольной
упругости материала болта, ЕБ=1,85×105 МПа.
yБ=
232,88×10-3/(1,85×105×10,9×10-4 ×18)=6,4×10-5
м/Н.
Коэффициент жесткости для фланцев
с овальными прокладками
a=1.
(63)
Найдем безразмерный коэффициент u по формуле
u=A×yБ, (64)
где
при стыковки фланца с
плоской крышкой
yф1=[1-w×(1+0,9×l)]×y2/(h13×E), (66)
yФ2=yкр , (67)
По формулам (63)…(67) определяется
безразмерный коэффициент
yф1=[1-0,6×(1+0,9×0,5)]×3,8/(0,0133×1,75×105)=2,27
м/МН,
yф2=0,001,
A=[0+6,4×10-5+0,25×(2,27+0,001)×(0,69-0,525)2]-1=10,67,
u=10,67×6,4×10-5=0,0007.
5.3 Расчет фланцевого соединения
работающего под внутренним давлением.
Нагрузка действующая на фланцевое
соединение от внутреннего избыточного давления найдем по формуле
,
(68)
Qд=0,785×0,5252×11=2,38 МН.
Реакция прокладки
в рабочих условиях
Rп=2×p×Dп.ср×bE×m×pR , (69)
где m - коэффициент, по ОСТ 26-426-79 m=5,5
Rп=2×3,14×0,525×1,5×5,5×11=299,2
МН.
Усилия, возникающие от температурных
деформаций
Qt=u×zБ×fБ×EБ×(aф×tф - aБ×tБ),
(70)
где aф, aБ -
коэффициенты температурного линейного расширения фланца и болтов, aБ =
12,36×10-6 1/°C, aф = 17,3×10-6
1/°C;
fБ,
tф, tБ -
коэффициенты, fБ=5,4×10-4
м2, tф=240, tб=37,5.
Qt=0,0007×18×5,4×10-4×1,85×105×(17,3×10-6×240-12,36×10-6×237,5)=0,0015 МН.
Болтовая нагрузка в условиях монтажа (до подачи внутреннего давления)
при p>0,6 МПа
PБ1=max{a×Qд+Rп; p×Dп.ср×bE×q},
(71)
где q - параметр, q=125;
a - коэффициент жесткости фланцевого соединения, a=1;
[sБ]20 – допускаемое напряжение при температуре 20 °С, [sБ]20=230 МПа.
РБ1 = max{1×2,38+0,525/2;
3,14×510×1,5×125}=max{2,65;309}=309 МН.
Болтовая нагрузка в рабочих
условиях
PБ2=РБ1+(1
- a)×QД+Qt,
(72)
PБ2=309+(1-1)×2,38+0,0015=309,0015
МН.
Найдем
приведенные изгибающие моменты диаметральном сечении фланца по формулам
M01=0,5×PБ1×(Dб-Dп.с.), (73)
, (74)
М01=0,5×309×(0,69-0,525)=25,5
МН×м,
МН×м.
Принимаем за расчетное МR=26,67
МН×м.
Условия прочности шпилек
,
(75)
,
(76)
МПа£230
МПа,
МПа£220
МПа.
Условия прочности выполняется.
Критический момент на ключе при затяжки определим из графика [3]
Мкр=2,2×103 МН×м.
5.3 Расчет приварных встык фланцев и буртов
Максимальное напряжение в сечении s1 фланца в месте соединения втулки с плоскостью фланца определим по
формуле
, (77)
D*=D+s1,
(78)
D*=450+34=484
Максимальное напряжение в сечение s0 фланца наблюдается в месте соединения втулки
с обечайкой
s0=y3×s1, (79)
s0=1×49,18=49,18 МПа.
Напряжения в кольце фланца от действия M0 найдем по формуле
,
(80)
МПа.
Напряжение во втулки фланца от внутреннего давления
найдем по формулам
,
(81)
, (82)
МПа
МПа.
Условие прочности фланца
в сечение s1
,
(83)
d сечение s0
,
(84)
,
.
Условия прочности выполняется
Угол поворота фланца найдем по формуле
,
(85)
.
Условие выполняется.
5.4 Расчет крышки
5.4.1 Расчетная схема для крышки люка показана на
рисунке 10.
Рисунок 10 – Расчетная схема для крышки люка
Определим толщину плоской крышки люка по формулам
s1³s1p+c, (86)
где
,
(87)
где К – коэффициент,
определяется по таблице [2], К=0,4;
Dp – расчетный диаметр, Dр=D3=Dб=690 мм;
j – коэффициент прочности сварного шва, j=1;
[s] – допускаемое напряжение при расчетной температуре,
[s]=145 МПа;
p –
расчетное давление, p=10 МПа;
К0
– коэффициент ослабления крышки отверстиями, K0=1.
.
s1³76+1=77 мм.
5.4.2 Допускаемое давление на крышку определим по
формуле
,
МПа
5.4.1 Область применения расчетных формул
Расчетная схема для крышки люка показана на рисунке
10. Формулы применимы для расчета крышки при условии
,
(88)
где s1 – исполнительная толщина крышки, примем s1=200 мм;
Dр – расчетный диаметр, Dр=Dб=690 мм.
,
0,109£0,11.
Условие соблюдается.
6 Расчет весовых
характеристик аппарата
6.1 Расчет веса аппарата
Вес аппарата при рабочих условиях рассчитывается
по формуле
GA
= GK + GИЗ + GН.У + GВ.У + GЖ,
(89)
где GK - вес корпуса, кН;
GИЗ - вес изоляции, кН;
GН.У - вес
наружных устройств, кН;
GВ.У - вес
внутренних устройств, кН;
GЖ - вес жидкости, кН.
GК
= åGЦ
+ åGД,
(90)
где GЦ - вес цилиндрической части корпуса, кН;
GД - вес днища, кН.
GЦ = p×(DВ + s)×s×HЦ×rм×g, ( 91)
где HЦ ¾ высота цилиндрической части корпуса, м;
rм ¾
плотность металла, кг/м3, rм=7850 кг/м3.
GД=SД×s×rм×g, (92)
где SД - площадь днища, м2;
sд - толщина днища, м.
GЦ=3,14×(1,2 + 0,05)×0,05×25,9×7850×9,81=391,424 кН,
GД=2,31×0,05×7850×9,81=9,673 кН.
По формуле (90)
GK=391,424+2×9,673=410,77 кН
Найдем вес изоляции
цилиндрической части корпуса
Gиз.ц=p×(DB+2×s+sиз.)×sиз×HЦ×rиз.×g,
(93)
где sиз. – толщина изоляции, м;
rиз. – плотность изоляции, кг/м3.
,
(94)
где sм.в.,
sAl - толщина
минеральной ваты и фольги, sм.в.=0,08 м, sAl=0,8×10-3
м;
rм.в.,
rАl - плотность минеральной ваты и фольги, rм.в.=250
кг/м3, rAl=2500 кг/м3.
кг/м3.
Gиз.ц=3,14×(1,2+2×0,05+0,0808)×0,0808×25,9×272,3×9,81=24,237
кН.
Найдем вес изоляции днищ
GИЗд=Fд×sиз×rиз×g,
(95)
GИЗд=2,31×0,808×272,3×9,81=4,985 кН,
GИЗ=GИЗц+2×GИЗд,
(96)
GИЗ=24,237+2×4,985=34,207 кН.
Вес внутренних устройств
определяется по формуле
GВН=nт×Мт×g+Gот,
(97)
где nт - число тарелок, nт=40 шт.;
Мт - масса тарелки, Мт=70
кг по ОСТ 26-01-1488-83;
Gот – вес сетчатого отбойника, Gот=830,9 Н.
GВН = 40×70×9,81+830,9=28,3
кН.
Вес жидкости в рабочих условиях
определяется по формуле
GЖ=(p×(DB)2/4)×HЖ×rж×g+Vg×rж×g,
(98)
где HЖ - высота слоя жидкости, HЖ=1,95 м;
rж - плотность жидкости, rж=900
кг/м3;
Vд
- объем днища, Vд=0,45 м3.
GЖ=(3,14×1,22/4)×1,95×900×9,81+0,45×900×9,81=23,434
кН.
Найдем вес наружных устройств по формуле
Gн.у.=0,1×GК, (99)
Gн.у.=0,1×410,77=41,077
кН.
По формуле (89)
GA=410,77+34,207+28,3+23,434+41,077=537,788
кН.
Найдем вес аппарата при монтаже
GА.М. = GK + GИЗ + GН.У
+ GВ.У, (100)
GA.М=410,77+34,207+28,3+41,077=514,354 кН
Максимальный вес аппарата
определяется по формуле
GAmax
= GK+GНУ+GВУ+Gиз.+GВ, (101)
где GВ ¾ вес воды.
GВ=((p×(DB)2/4)×HЦ+2×Vд)×(rводы)20×g, (102)
GB = ((3,14×1,22/4)×25,9+2×0,45)×1000×9,81=296,039
кН,
Gmax=410,77+34,207+41,077+28,3+296,039=810,393
кН.
6.2 Выбор опоры
С учетом минимального веса аппарата GА=810,393
кН по ОСТ 26-467-78 выбирается опора 3 типа с кольцевым опорным поясом, показан
на рисунке , со следующими основными размерами:
высота опоры H1=2000 мм;
наружный диаметр кольца D1=1480 мм;
диаметр D2=1150 мм;
диаметр Dб=1360 мм;
толщина стенки опоры s1=10 мм;
толщина стенки опоры s2=20 мм;
толщина стенки опоры s3=20 мм;
число болтов zб=16 шт.;
диаметр отверстия под болт d2=35 мм;
диаметр болтов dб=М30.
Рисунок
11 – Конструкция цилиндрической опоры 3 типа
7 Расчет на ветровую нагрузку
Цель расчета: определение расчетных усилий для колонны
от ветровых нагрузок.
Исходные данные для расчета:
– высота колонны H=30,3 м;
– коэффициент неравномерности сжатия грунта CF=2×108 H/м3;
– скоростной напор ветра 0,0005 МН/м2;
– модуль продольной упругости Е=1,75×105 МПа;
7.1 Определение периода собственных колебаний колонны
Колонну разбиваем по высоте на три участка. Расчетная
схема показана на рисунке 12. Вес
участка аппарата принимают сосредоточенным в его середине. Нагрузку от веса
аппарата прикладывают вертикально, а ветровую горизонтально.
Рисунок 12 – Расчетная схема колонны
Период основного тона собственных колебаний
аппарата переменного сечения следует определим по формуле
T=2×H , (103)
где ai - относительное перемещение центров тяжести участков
рассчитываемое по формуле
, (104)
где bi -
коэффициент, определяемый по формуле
, (105)
g - коэффициент,
определяемый по формуле
, (106)
D , l , m - определяют по формулам:
, (107)
,
(108)
,
( 109)
Момент инерции сечения аппарата найдем по формуле
, (110)
м4;
м4;
м4.
Момент сечения подошвы фундамента
,
(111)
м4.
Проведем расчет по
формулам (102)…(108)
,
,
,
.
,
,
,
,
,
7.2 Определение изгибающего момента от ветровой
нагрузки
При расчете ветровая нагрузка,
распределенная непрерывно по высоте аппарата, заменяется сосредоточенными
горизонтальными силами Pi, приложенными в серединах участков, как
показано на рисунке 12.
Изгибающий момент в расчетном
сечении на высоте следует
определять по формуле
, (112)
где MvJ - ветровой момент от действия ветра на площадки обслуживания, Н×м.
Ветровая нагрузка на i - м участке
,
(113)
Статическая составляющая ветровой нагрузки на
i - м участке
,
(114)
Динамическая составляющая ветровой нагрузки на
i - м участке
(115)
Нормативное значение статической
составляющей ветровой нагрузки на середине i - го участка аппарата
,
(116)
где q 0 - определяется по ГОСТ Р 51273-99, q0=230 H/м2;
,
(117)
для аппаратов круглого сечения K =
0,7.
Коэффициент динамичности x находится в зависимости от параметра
. (118)
Коэффициент динамичности x определяется по формуле
. (119)
Коэффициент пространственной корреляции пульсации
ветра n определяют по формуле
. (120)
Приведенное относительное ускорение
центра тяжести i - го участка
, (121)
где a i
, a n - относительное перемещение i - го и n - го участка
при основном колебании
Если X > 10, то
,
(122)
Если X £ 10,
то m n = 0,6.
Изгибающий момент в расчетном
сечении на высоте от
действия ветровой нагрузки на обслуживающую площадку следует определять по
формуле
, (123)
где АJ - общая
площадь, включенная в контур площадки, м2.
Коэффициент cJ
по формуле
(124)
Проведем расчет по формулам (111)…(123).
,
,
,
,
,
m2=0,6,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
м2,
,
,
,
,
,
,
,
,
8 Расчёт корпуса аппарата от
совместного действия всех нагрузок [5]
Цель расчёта:
Проверка аппарата на прочность и устойчивость в результате совместного действия
всех нагрузок
Исходные данные:
p – расчётное давление, PR=11 МПа;
D – внутренний диаметр аппарата, D=1200 мм;
s – толщина стенки аппарата, S=50 мм;
c – сумма прибавок к толщине стенки,
С=2 мм;
F – расчётное осевое сжимающее усилие
в сечении У-У , F = 0,81 МН ;
М – расчётный изгибающий
момент в сечении У-У , М = 0,206 МН×м ;
fт – коэффициент прочности кольцевого сварного шва , fт =1;
fp – коэффициент прочности продольного
сварного шва , fp=1.
Рисунок
13 – Расчётная схема аппарата
8.1 Проверка корпуса аппарата на
прочность
8.1.1
Проведем расчет для рабочего условия
Рассчитываем
продольные напряжения на наветренной стороне по формуле
, (125)
где F – осевое
сжимающие усилие при рабочих условиях, F=0,537 МН;
Рассчитываем
продольные напряжения на подветренной стороне по формуле
, (126)
.
Кольцевые
напряжения рассчитываем по формуле
,
(127)
МПа.
Рассчитываем
эквивалентные напряжения на наветренной стороне по формуле
,
(128)
МПа.
Рассчитываем
эквивалентные напряжения на подветренной стороне по формуле
,
( 129)
.
Проверяем
условие прочности по следующим условиям
- на наветренной стороне
,
(130)
124,04 МПа < 145×1 МПа.
- на подветренной
стороне
,
(131)
124,31 МПа<145 МПа.
Условие
прочности выполняются.
8.1.2
Проведем расчет при условии монтажа
Рассчитываем
продольные напряжения на наветренной стороне по формуле
, (132)
где F – осевое
сжимающие условие при монтаже, F=0,514 МН;
По ГОСТ Р 51274 – 99 при условии монтажа p=0 МПа.
.
Рассчитываем
продольные напряжения на подветренной стороне по формуле
, (133)
.
Кольцевые
напряжения рассчитываем по формуле
,
(134)
МПа.
Рассчитываем
эквивалентные напряжения на наветренной стороне по формуле
, (135)
МПа.
Рассчитываем
эквивалентные напряжения на подветренной стороне по формуле
, (
136)
.
Проверяем
условие прочности по следующим условиям
- на наветренной стороне
, (137)
0,954 МПа < 145×1 МПа.
- на подветренной
стороне
,
(138)
6,635 МПа<145 МПа.
Условия
прочности выполняются.
8.2
Проверка корпуса аппарата на устойчивость
Проверка
устойчивости для рабочего условия и при условии испытания.
Допускаемая
сжимающая сила из условия прочности сечения У-У корпуса аппарата определяется
по формуле
,
(139)
.
Допускаемая
осевая нагрузка из условия местной устойчивости формы определяется по формуле
, (140)
MH,
МН.
Допускаемая
осевая сжимающая сила из условия устойчивости формы определяется по формуле
, (141)
где l – гибкость аппарата;
,
,
МН,
.
Определяем эквивалентную сжимающую осевую силу по формуле
, (
142)
.,
.
Определяем допускаемый изгибающий момент из условия прочности
, (
143)
.
Определяем допускаемый изгибающий момент из условия устойчивости
, (144)
.
.
Определяем допускаемый изгибающий момент по формуле
, (145)
.
.
Проверяем аппарат на устойчивость от совместного действия нагрузок по
условию
, (146)
При условиях испытания
,
Условие выполняется.
При рабочих условиях
Условие устойчивости выполняется, следовательно, аппарат сохраняет
прочность и устойчивость под действием совместно действующих нагрузок.
9 Расчет опоры
Цель расчёта: проверка
опоры аппарата на прочность и устойчивость.
Исходные данные:
p – расчётное давление, PR=0,11 МПа;
D – внутренний диаметр опоры, D=1200 мм;
s – толщина стенки обечайки опоры, S=8 мм;
c – сумма прибавок к толщине стенки,
С=2 мм;
F – расчётное осевое сжимающее усилие
в сечениях, F = 0,81 МН ;
М – расчётный изгибающий
момент в сечениях, М=0,206 МН×м ;
fт – коэффициент прочности кольцевого сварного шва, fт =1;
fp – коэффициент прочности продольного
сварного шва, fp=1.
Рисунок
14 – Расчётная схема цилиндрической опоры
9.1 Проверка обечайки опоры на
прочность
9.1.1
Проведем расчет обечайки для рабочего условия
Рассчитываем
продольные напряжения на наветренной стороне по формуле
, (147)
где F – осевое
сжимающие усилие при рабочих условиях, F=0,537 МН;
Рассчитываем
продольные напряжения на подветренной стороне по формуле
, (148)
.
Кольцевые
напряжения рассчитываем по формуле
,
(149)
МПа.
Рассчитываем
эквивалентные напряжения на наветренной стороне по формуле
,
(150)
МПа.
Рассчитываем
эквивалентные напряжения на подветренной стороне по формуле
,
( 151)
.
Проверяем
условие прочности по следующим условиям
- на наветренной стороне
,
(152)
12,1 МПа < 145×1 МПа.
- на подветренной
стороне
,
(153)
48,61 МПа<145 МПа.
Условие
прочности выполняются.
9.1.2
Проведем расчет обечайки при условии монтажа
Рассчитываем
продольные напряжения на наветренной стороне по формуле
, (154)
где F – осевое
сжимающие условие при монтаже, F=0,514 МН;
По ГОСТ Р 51274 – 99 при условии монтажа p=0 МПа.
.
Рассчитываем
продольные напряжения на подветренной стороне по формуле
, (155)
.
Кольцевые
напряжения рассчитываем по формуле
,
(156)
МПа.
Рассчитываем
эквивалентные напряжения на наветренной стороне по формуле
,
(157)
МПа.
Рассчитываем
эквивалентные напряжения на подветренной стороне по формуле
,
( 158)
.
Проверяем
условие прочности по следующим условиям
- на наветренной стороне
,
(159)
11,5 МПа < 145×1 МПа.
- на подветренной
стороне
,
(160)
43,8 МПа<145 МПа.
Условия
прочности выполняются.
9.1.3
Проверка прочности сварного шва соединяющего корпус аппарата и опорную обечайку
Проверку
прочности проведем по формуле
,
(161)
где а – катет
сварного шва, а=2 мм;
[s]0 – допускаемое напряжения для материала
опоры, [s]0=145 МПа.
,
.
Условие выполняется.
9.1.4 Проверка устойчивости опорной обечайке
Проверку устойчивости в сечение Z-Z проведем
по формуле
, ( 162)
где [F] – допускаемое осевое усилие, определяем по
ГОСТ 14249, [F]=3,109 МПа;
[M] – допускаемый изгибающий момент, определяем
по ГОСТ 14249, [M]=0,867 МН×м;
j1,
j2, j3 – коэффициенты , j1=0,99, j2=0,96, j3=0.
0,51£1
Условие выполняется.
9.2 Расчет Элементов опорного узла
9.2.1 Рассчитаем толщину нижнего опорного кольца s1
по формуле
, (163)
где c1
– коэффициент, находится по графику [4], c1=0,85;
b2 – расстояние от обечайки до внешнего края нижнего кольца, b2=125
мм;
[s]A – допускаемое напряжение для материала опоры,
[s]A=142 МПа;
b1 – ширина нижнего опорного кольца, b1=330 мм;
Dб – диаметр окружности анкерных болтов, Dб=1360
мм;
s0 – исполнительная толщина обечайки опоры, s0=8 мм.
,
.
Принимаем s1=20
мм.
Библиография
1 ОСТ 26-291-94
2 ГОСТ 14249-89. Нормы метода расчета на прочность
3 ГОСТ 24755-89. нормы и методы расчета на прочность укреплений
отверстий
4 ГОСТ Р
51274-99. Сосуды и аппараты колонного типа, нормы и методы расчёта на
прочность. – М.: Издательство стандартов, 1999. – 11 с.