3.2 Расчет и конструирование фланцевых соединений

Рассчитать фланцевое соединение крышки с корпусом лубрикатора. Внутренний диаметр корпуса равен 72мм. Давление в корпусе не превышает р равно 21 МПа, а температура не более 200.Толщина стенки фланца 26 мм. Исходя из справочных данных ГОСТ12820 – 80, ориентировочно принимаем: внутренний диаметр фланца 80мм; наружный диаметр привалочной поверхности 124мм; диаметр болтовой окружности_б равен 190мм; толщину фланца принимаем 50мм; размер выступа привалочной поверхности 20мм; толщину прокладки _п 10 мм; диаметр болта равным 30мм.

Таблица 3.5 - Параметры и характеристики прокладок

Характеристики прокладок	Коэффициент давления	Посадочное напряжение, МПа
Резина без ткани -мягкая -твердая	0,5 1,0	0 13,5
Металлическая -алюминий -медь -сталь Ст1	4,0 4,75 5,5	60 90 120

Фланцевые соединения при рабочих параметрах давления и температуры должны позволять быструю и многократную разборку и сборку. Поверхность фланца, предназначенная для соприкосновения с прокладкой, называется привалочной. Она обычно выступает над плоскостью фланца.

Значение прокладки заключается в том, чтобы уплотнить зазор между привалочными поверхностями и воспрепятствовать утечке жидкости или газа через этот зазор.Прокладка должна быть достаточно эластичной, чтобы при минимальном сжатии надежно уплотнять соединение и сохранять герметичность при деформации привалочных поверхностей, вызываемой затягом болтов; не изменять своей эластичности во время эксплуатации; не портить привалочные поверхности.

В результате сжатия в прокладках возникает напряжение, минимально необходимая величина, которого называется посадочным напряжением (принимается по таблице 3.5)

Расчет фланцевого соединения включает расчет количества болтов с учетом их прочности и расчет толщины фланцев, которые проводят на условное давление (принимается в зависимости от заданного рабочего давления). Для проведения расчета количества болтов требуется конструктивный выбор формы и материала прокладки.

Из этих данных находим геометрическую ширину прокладки

b = 0,5

Принимаем привалочные поверхности плоскими с двумя рисками. Приведенная и эффективная ширина прокладки соответственно будут равны

bʹ = 0,5 b₀= 2,48

Расчетный диаметр прокладки , таким образом , будет равен

= 12428,225 .

В качестве прокладочного материала выбираем мягкую резину (выше 75 по Шору) из таблицы 1.9,находим коэффициент удельного давления ( = 1) и посадочное напряжение (1,35МПа).

Нагрузка на болты от давления определяем по формуле (3.6)

Нагрузка на болты от затяжки определяем по формуле (3.7)

Болты будем изготовлять из стали 30. При значении предела прочности

болтов, равного примерно 450МПа, допускаемое напряжение будет равно

[] = 69 МПа.

Допускаемая нагрузка на один болт определяем по формуле (3.8)

Количество болтов определяем по формуле (3.9)

= = 8

Количество болтов из условия надежного сжатия прокладки, т.е. расположения их по болтовой окружности на расстоянии четырех диаметров

= = 8,282

Принимаем количество болтов, равное 8.

Фланцы изготовляем из стали Ст3, для которой можно принять [] = 80МПа. Тогда толщина фланца по формуле (3.10)

= = 47,876мм.

Толщину фланца окончательно принимаем равной 50 мм.