2.5 Приклади розрахунку

Приклад 2.1 Визначити товщини стінок обичайки s_об , еліптичної кришки s_кр та конічного днища s_дн вертикального апарата із сталі 20 (рисунок 1.6) за такими даними:

температура стінок t = 100С;

тиск в апараті р=1 Н/мм²;

внутрішній діаметр D_в = 1000мм;

зварні стикові шви виконані односторонніми за допомогою ручного зварювання;

кут =45.

Р озв'язування:

а) за таблицею А.1 (додаток А) для сталі 20 при 100С приймаємо допустиму напругу [] = 142 Н/мм².

б) коефіцієнт міцності зварних повздовжніх односторонніх швів при ручному зварюванні =0,7.

в) товщина стінки обичайки

де додаток на корозію С прийняти 3 мм.

г) товщину стінки конічного днища визначаємо за напругою згину в перехідній дузі за формулою (2.2)

де коефіцієнт у=2 знайдемо за графіком (додаток А, рисунок А.1) в залежності від кута  = 45 та відношення (рис. А.1), а коефіцієнт =1.

Коефіцієнт =1 при умові, що відстань між кільцевим швом та початком дуги переходу не менша ніж

В даному випадку за ГОСТом 12621-67 (додаток А таблиця А.3 ) ця відстань рівна висоті борта h₁=40 мм, тобто менша, ніж потрібно для того, щоб прийняти =1. Тоді приймаємо для стикового кільцевого шва, що зварюється з одного боку, =0,8 та перераховуємо товщину стінки днища S₁

.

д) визначаємо товщину стінки конічного днища в залежності від дії сили розтягу в радіальному напрямку

де розрахунковий діаметр

а коефіцієнт міцності повздовжнього зварного шва =0,7.

Підставимо в формулу

Із отриманих значень S₁ = 7,5 мм та S_к = 10 мм приймаємо більше. Таким чином, кінцеве значення товщини стінки конічного днища буде S_дн = 10 мм. Оскільки днище приварено до обичайки, то приймаємо й S_об = 10 мм.

е) визначаємо товщину стінки еліптичної кришки

де коефіцієнт міцності зварного шва прийнятий для кришки, виготовленої із суцільної заготовки =1. Приймаємо за ГОСТом 6533-68 (див. таблицю А.2, додаток А) товщину стінки еліптичної кришки S_кр=8 мм.

Приклад 2.2 В попередньому прикладі замінити еліптичну кришку плоскою, приєднаною до фланця болтами та визначити її товщину. Матеріал прокладки пароніт, за ГОСТом, товщиною 2 мм.

Розв'язання:

а) середній діаметр прокладки (див. табл. Б.6 , додаток Б)

.

б) діаметр болтового кола (див табл. Б.4, додаток Б)

D_б = D₁ = 1105 мм та відношення .

в) ширина прокладки . В нашому випадку розрахункова ширина прокладки b₀ = b_п = 15 мм.

г) прокладковий коефіцієнт m за таблицею А.4 , додаток А складає 2,5.

д) коефіцієнт .

е) коефіцієнт k₁ згідно графіку (рисунок А.3, додаток А) знаходиться в залежності від співвідношення . Коефіцієнт складає k₁ = 0,25.

Але, згідно з ГОСТом даний коефіцієнт не повинен бути меншим 0,5. Приймаємо кінцеве значення k₁ = 0,5.

є) товщина плоскої кришки за формулою (2.7)

ж) товщина плоскої кришки в місці ущільнення

S_ущ  0,8S_пл = 0,846 = 38 мм.

3 Підбір фланцевого з'єднання

За допомогою фланців виконують роз'ємне з'єднання апаратів і трубопроводів. Найбільш поширені фланці — плоскі приварні з гладкою ущільнювальною поверхнею і фланці приварні встик з ущільнювальною поверхнею „виступ - западина” (рисунок 3.1. Плоскі приварні фланці застосовують головним чином при тисках до 2,5 Н/мм². При більш високих тисках перевагу надають фланцям привареним встик, які мають стовщену шийку, що надає фланцю більшу жорсткість.