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 P_R=11 МПа;

• Внутренний диаметр фланца D=450 мм;

• Внутренний диаметр отверстия под шпильку d=46 мм;

• Диаметр фланца D_ф=775 мм;

• Число отверстий n=20;

• Материал фланца – сталь 16ГС;

• Диаметр болтовой окружности D_б=690 мм;

• Средний диаметр прокладки D_п.с.=525 мм.

Рисунок 8 – Расчетная схема фланцевого соединения

По ГОСТ 28759.4-90 для данного аппарата выбираются размеры люка—лаза при Р_у =16 МПа и Д_у = 450 мм.

5.1 Расчет прокладки

Схема прокладки показана на рисунке 9

Рисунок 9 – Расчетная схема прокладки

Наружный диаметр прокладки

D_П = D_б - е, (0)

где е - размер, определяемый по таблице ОСТ 26–2003–77, е=78.

D_П=69078=612 мм.

Средний диаметр прокладки

D _п.ср=D_пb_п, (0)

где b_п — ширина прокладки, b_п=12 мм;

D_п.ср =61212=600 мм.

Эффективная ширина прокладки

b_E = 0,125b_П, (0)

b_E=0,12512=1,5 мм.

Ориентировочное число шпилек

z_б=D_б /t_б, (0)

где t_Б  шаг болтов;

t_б=(2,3…3)d_б, (0)

где d_б – диаметр шпильки, мм;

t_Б=3×42=126,

z_Б = 3,14690/126=18 шт.

Определим вспомогательные величины

а) коэффициент 

, (0)

где  - отношение большей толщины втулки фланца к меньшей, =2.

х найдем по формуле

, (0)

где l – длина втулки, l=125 мм;

s₀ – толщина втулки, s₀=34 мм.

б) эквивалентная толщина втулки фланца

s_E=s_o, (0)

s_E=1,5734=53,6 мм.

в) ориентировочная толщина фланца

, (0)

где  — коэффициент, из таблицы [3] =0,5 ;

мм

г) безразмерный параметр

=[1+0,9(1+₁j²)]^-1 , ( 0)

где

j=h/s_E, (0)

j=77,6/53,6=1,45,

k=D_ф/D, (0)

k=775/450=1,72,

₁=0,3, из таблица [3]

 = [1+0,90,5(1+0,31,45²)]^-1=0,6

д) безразмерные параметры возьмем из графиков [3]

Т=1,58,

₂=3,8,

₃=1.

Угловая податливость фланца

, (0)

где Е_ф  модуль продольной упругости материала фланца, E_ф=1,7510⁵ МПа;

h_кр – толщина фланцевой части крышки, h_кр=110 мм

1/(МНм).

Угловую податливость плоской фланцевой крышки найдем по формуле

, (0)

где

, (0)

где _кр – толщина плоской крышки, _кр=235 мм;

h_кр – толщина фланцевой части крышки, h_кр=110 мм.

, (0)

,

,

.

Линейная податливость прокладки

y_п=s_п/(D_п.срb_пE_п), (0)

где Е_п  модуль продольной упругости прокладки, для металлической прокладки y_п=0.

5.2 Расчет болтового соединения

Расчетная длина шпилек

l_Б = l_БО + 0,28d, (0)

где l_БО  длина шпильки между опорными поверхностями головки болта и гайки, l_БО=220 мм.;

d  диаметр отверстия под болт, d=46 мм.

l_Б=220+0,2846=232,88 мм.