Жёсткость фланца:

Угол поворота фланца в рабочих условиях:

=

4,98∙104 * 0,22∙10-5 * 1,99∙105 / 1,9∙105

= 0,115 °

Допускаемый угол поворота фланца:

= 0,369 °

Коэффициент увеличения допускаемого угла поворота фланцев: K_ = 1

Условие выполнения жесткости фланцев:

= 1 * 0,369 = 0,369 °

Условие жёсткости выполнено

14.3.2 Расчёт с учетом стесненности температурных деформаций Расчёт болтов(шпилек):

Коэффициент учета нагрузки от температурных деформаций: K_yт = 1,3

Допускаемые напряжения для болтов (шпилек) при затяжке:

	=	1,2 * 1 * 1 * 1,3 * 130	= 203  МПа
	=	1 / (0,694∙10-7 + 0,318∙10-7 * 2,13∙105  / 2,09∙105 + (0,22∙10-5 * 1,99∙105 / 1,9∙105   + 0,575∙10-6 * 1,99∙105 / 1,9∙105 ) * 54,82)	= 3,94∙106Н/мм

Коэффициент линейного расширения для материала 16ГС при температуре T = 110 °C:

кр=	0,117∙10-4 °C

Нагрузка от температурных деформаций:

=

3,94∙106 * (0,117∙10-4 * 42 * (110 – 200C) + 0,117∙10-4 * 48 * (110 – 200C) – 0,112∙10-4 * (42 + 48) *(110 – 200C))

= 1,66∙104Н

Расчётная болтовая нагрузка при затяжке, необходимая для герметизации в рабочих условиях:

=max{

0,953 * 4,16∙105 + 9,46∙104 = 4,91∙105     0,953 * 4,16∙105 + 9,46∙104 – 1,66∙104 = 4,75∙105

}= 4,91∙105Н

Болтовая нагрузка в условиях затяжки:

=

max{4,91∙105 ; 7,9∙105 }

= 7,9∙105 Н

Условие прочности при затяжке:

=

7,9∙105 / 1,52∙104

= 52 МПа

52 МПа  203  МПа, Условие прочности выполнено

Допускаемые напряжения для болтов (шпилек) при рабочих условиях:

=

1 * 1 * 1,3 * 125

= 163  МПа

Болтовая нагрузка в рабочих условиях:

=

7,9∙105  + (1 – 0,953) * 4,16∙105 + 1,66∙104

= 8,27∙105 Н

Условие прочности в рабочих условиях:

=

8,27∙105 / 1,52∙104

= 54,4 МПа

54,4 МПа  163  МПа, Условие прочности выполнено

Крутящий момент при затяжке болтов (шпилек) без смазки при _б1 < 120 МПа:

=

0.3 * 7,9∙105 * 36 / 20

= 427 Н м

При наличии смазки величина M_кр снижается на 25% и составляет 0.75*M_кр =  320 Н м

Расчёт прокладки:

Условие прочности мягких прокладок:

=

max{7,9∙105 ; 8,27∙105 }  / (3,14 * 550 * 12,5)

= 38,2 МПа

Условие работоспособности выполнено

Расчёт ответного фланца:

Расчётная болтовая нагрузка при затяжке, необходимая для герметизации в рабочих условиях:

=max{

0,953 * 4,16∙105 + 9,46∙104 = 4,91∙105     0,953 * 4,16∙105 + 9,46∙104 – 1,66∙104 = 4,75∙105

}= 4,91∙105Н

Болтовая нагрузка в условиях затяжки:

=

max{4,91∙105 ; 7,9∙105 }

= 7,9∙105 Н

Расчётный изгибающий момент, действующий на фланец при затяжке:

=

1 * 7,9∙105 * 54,8

= 4,33∙104 Н м

Меридиональное изгибное напряжение во втулке в условиях затяжки в сечении s₁:

=

4,33∙104 / (0,983 * (35 - 0)2 * 517)

= 69,4 МПа

Радиальное напряжение в тарелке в условиях затяжки:

=

(1.33 * 0,833 * 48 + 93,5) / (0,983 * 482 * 93,5 * 500) * 4,33∙104

= 59,9 МПа

Окружное напряжение в тарелке в условиях затяжки:

=

5,35 * 4,33∙104 / (482 * 500) – 2,77 * 59,9

= 35,2 МПа

Условие статической прочности при затяжке в сечении s₁ (п. 8.5.1):

=

max{|69,4 + 59,9|; | 69,4 + 35,2|}

= 129 МПа

Допускаемые общие мембранные и изгибные напряжения (п. 8.10 ГОСТ Р 52857.1):

=

1.5 * 140

= 210 МПа

Коэффициент увеличения допускаемых напряжений при расчёте с учетом стесненности температурных деформаций: K_T = 1,3

=

1,3 * 210

= 273 МПа

129 МПа  273  МПа, Условие прочности выполнено

Болтовая нагрузка в рабочих условиях:

=

7,9∙105  + (1 – 0,953) * 4,16∙105 + 1,66∙104

= 8,27∙105 Н

Расчётный изгибающий момент, действующий на фланец при рабочих условиях:

=

1 * max{8,27∙105 * 54,8 + 4,16∙105 * 13,1; |4,16∙105 | * 13,1}

= 5,07∙104 Н м

Меридиональное изгибное напряжение во втулке в рабочих условиях в сечении s₁:

=

5,07∙104 / (0,983 * (35 - 0)2 * 517)

= 81,4 МПа

Радиальное напряжение в тарелке в рабочих условиях:

=

(1.33 * 0,833 * 48 + 93,5) / (0,983 * 482 * 93,5 * 500) * 5,07∙104

= 70,2 МПа

Окружное напряжение в тарелке в рабочих условиях:

=

5,35 * 5,07∙104 / (482 * 500) – 2,77 * 70,2

= 41,2 МПа

Меридиональное мембранное напряжение во втулке в рабочих условиях в сечении s₁:

=

4,16∙105 / (3,14 * (500 + 35) * (35 – 0))

= 7,08 МПа

Условие статической прочности в рабочих условиях в сечении s₁:

=

max{|81,4 – 7,08 + 70,2|; |81,4 – 7,08 + 41,2|; |81,4 + 7,08|}

= 145 МПа

Допускаемые общие мембранные и изгибные напряжения (п. 8.10 ГОСТ Р 52857.1):

	=	1.5 * 133	= 199 МПа
	=	1,3 * 199	= 259 МПа

145 МПа  259  МПа, Условие прочности выполнено

Меридиональное изгибное напряжение во втулке в условиях затяжки в сечении s₀:

=

1,34 * 69,4

= 93,1 МПа

Условие статической прочности при затяжке в сечении s₀ (п. 8.5.2):

Допускаемые суммарные общие и местные условные упругие мембранные и изгибные напряжения (п. 8.10 ГОСТ Р 52857.1):

	=	3 * 140	= 420 МПа
	=	1.3 * 420	= 546 МПа

93,1 МПа  546  МПа, Условие прочности выполнено

Меридиональное изгибное напряжение во втулке в рабочих условиях в сечении s₀:

=

1,34 * 81,4

= 109 МПа

Меридиональное мембранное напряжение во втулке в рабочих условиях в сечении s₀:

=

4,16∙105 / (3,14 * (500 + 17,5) * (17,5 – 0))

= 14,6 МПа

Окружное мембранное напряжение от действия давления во втулке в рабочих условиях в сечении s₀:

=

1,75 * 500 / (2 * (17,5 - 0))

= 25 МПа

Условие статической прочности в рабочих условиях в сечении s₀:

=

max{|109   14,6|; |0.3 * 109   25|; |0.7 * 109   (14,6 – 25)|}

= 124 МПа

Допускаемые суммарные общие и местные условные упругие мембранные и изгибные напряжения (п. 8.10 ГОСТ Р 52857.1):

	=	3 * 133	= 399 МПа
	=	1.3 * 399	= 519 МПа

124 МПа  519  МПа, Условие прочности выполнено

Условие статической прочности в рабочих условиях в сечении s₀:

 

=

max{|25|; | 14,6|}

= 25 МПа

25 МПа  133  МПа, Условие прочности выполнено

Условие статической прочности при затяжке для тарелок:

	=	max{|59,9|; | 35,2|}	= 59,9 МПа
	=	1,3 * 140	= 182 МПа

59,9 МПа  182  МПа, Условие прочности выполнено

Условие статической прочности в рабочих условиях для тарелок:

	=	max{|70,2|; | 41,2|}	= 70,2 МПа
	=	1,3 * 133	= 173 МПа

70,2 МПа  173  МПа, Условие прочности выполнено