Расчётные параметры болтов (шпилек):
Рабочая длина болта (шпильки):
|
|
= |
42 + 48 + 3 |
= 93 мм |
Площадь сечения болта (по внутреннему диаметру резьбы):
|
fб |
= 760 мм2 |
Эффективная длина болта:
|
|
= |
93 + 0.28 * 36 |
= 103 мм |
Податливость болтов:
|
|
= |
103 / (2,13∙105 * 760 * 20) |
= 0,318∙10-7 мм/Н |
Расчётные параметры крышки:
|
|
= 730 / 550 |
= 1,33 |
|
|
= (0.67 * (1,332 * (1 + 8.55 * lg(1,33)) – 1)) / ((1,33 – 1) * [1,332 – 1 + (1.857 * 1,332 + 1) * (85 / 42)3]) |
= 0,148 |
|
Температура фланца (кольца), tф: |
20 °C |
|
Модуль продольной упругости для материала 16ГС при температуре T = 20 °C:
|
E20кр= |
1,99∙105 МПа |
Угловая податливость крышки:
|
|
= 0,148 / (1,99∙105 * 423 ) |
= 0,575∙10-6 °/Н м |
Расчётные параметры фланца:
|
|
=(500 * 17,5)1/2 |
= 93,5 мм |
|
|
= 0,833 |
|
|
|
= (1,462 * (1+8.55*lg 1,46)–1)/ ( (1.05+1.945* 1,462)*(1,46–1)) |
= 1,73 |
|
|
= 0,237 |
|
|
|
= (1,462*(1+8.55*lg 1,46) –1) / (1.36*(1,462–1)*(1,46–1)) |
= 5,83 |
|
|
=(0,833 * 48 + 93,5) / (1,73 * 93,5) + 0,237 * 483 / (5,83 * 93,5 * 17,52) |
= 0,983 |
Угловая податливость фланца при затяжке:
|
|
= |
0.91 * 0,237 / (1,99∙105 * 0,983 * 17,52 * 93,5) |
= 0,22∙10-5 °/Н м |
Плечи моментов:
|
|
|
|
= |
0.5 * (660 – 550) |
= 54,8 мм |
|
|
= 35 / 17,5 |
= 2 |
|
|
|
= |
43,7 / ((500 + 2 * 0) * (17,5 – 0))1/2 |
=0,468 |
|
|
= |
1 + (2 – 1) * 0,468 / (0,468 + (1 + 2) / 4) |
= 1,38 |
Эквивалентная толщина втулки для фланца, приварного встык:
|
|
= |
1,38 * (17,5 – 0) |
= 24,2 мм |
|
|
= |
0.5 * (550 – (500 + 2 * 0) – 24,2) |
= 13,1 мм |
Расчёт нагрузок:
Равнодействующая давления:
|
|
= |
0.785 * 5502 * 2,48 |
= 5,89∙105 Н |
Усилие на прокладке в рабочих условиях, необходимое для обеспечения герметичности:
|
|
= |
3,14 * 550 * 12,5 * 2,5 * |2,48| |
= 1,34∙105 Н |
Усилие, необходимое для смятия прокладки при затяжке:
|
|
= |
0.5 * 3,14 * 550 * 12,5 * 10 |
= 1,08∙105 Н |
14.5.1 Расчёт без учета стесненности температурных деформаций Расчёт болтов(шпилек):
Коэффициент увеличения допускаемых напряжений при затяжке: = 1,2
Коэффициент условий работы: Kyp = 1,35
Допускаемые напряжения для болтов (шпилек) при затяжке:
|
|
= |
1,2 * 1,35 * 1 * 1 * 130 |
= 211 МПа |
|
|
= |
0,694∙10-7 + 0,318∙10-7 + 0,575∙10-6 * 54,82+ 0,22∙10-5 * 54,82 |
= 0,246∙10-6 мм/Н |
Коэффициенты жёсткости для фланцевого соединения с крышкой, нагруженного внутренним давлением:
|
|
= |
1 – (0,694∙10-7 – (0,22∙10-5 * 13,1 + 0,575∙10-6 * 54,8) * 54,8 ) / 0,246∙10-6 |
= 0,953 |
Расчётная болтовая нагрузка при затяжке, необходимая для герметизации в рабочих условиях:
|
|
= 0,953 * 5,89∙105 + 1,34∙105 |
= 6,95∙105 Н |
Суммарная площадь сечения болтов (шпилек) по внутреннему диаметру резьбы или сечению наименьшего диаметра:
|
|
= |
20 * 760 |
= 1,52∙104 мм2 |
Расчётная болтовая нагрузка при затяжке, необходимая для обжатия прокладки и минимального начального натяжения болтов:
|
|
= |
max{1,08∙105 ; 0.4 * 1,52∙104 * 130 = 7,9∙105 } |
= 7,9∙105 Н |
Болтовая нагрузка в условиях затяжки:
|
|
= |
max{6,95∙105 ; 7,9∙105 } |
= 7,9∙105 Н |
Условие прочности при затяжке:
|
|
= |
7,9∙105 / 1,52∙104 |
= 52 МПа |
52 МПа 211 МПа, Условие прочности выполнено
Коэффициент учета нагрузки от температурных деформаций: Kyт = 1
Допускаемые напряжения для болтов (шпилек) при рабочих условиях:
|
|
= |
1,35 * 1 * 1 * 130 |
= 175 МПа |
Болтовая нагрузка в рабочих условиях:
|
|
= |
7,9∙105 + (1 – 0,953) * 5,89∙105 |
= 8,18∙105 Н |
Условие прочности в рабочих условиях:
|
|
= |
8,18∙105 / 1,52∙104 |
= 53,8 МПа |
53,8 МПа 175 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 Mкр снижается на 25% и составляет 0.75*Mкр = 320 Н м