Выбор фланцевого соединения и расчет его болтов

Материал болтов, гаек – сталь 35 ГОСТ 1050-74;

Материал фланцев – 20К [1, стр.223, табл.13.5];

Материал прокладки – паронит ГОСТ 480-80;

Расчетное давление внутри аппарата – 0,136 МПа;

Расчетная температура -

Внутренний диаметр фланцевого соединения ;

Толщина стенки ;

Основные параметры фланцевого соединения [1, стр.233, табл.13.7]:

Внутренний диаметр фланца ;

Наружный диаметр фланца ;

Диаметр болтовой окружности ;

Геометрические размеры уплотнительной поверхности;

; ; ;

Толщина фланца ;

Диаметр отверстий под болты ;

Число отверстий ;

Диаметр болтов ;

Основные параметры прокладки [1, стр.248, табл.13.14]:

Наружный диаметр ;

Внутренний диаметр ;

Ширина прокладки ;

Нагрузка, действующая на фланцевое соединение от избыточного внутреннего давления:

; (3.71)

где - средний диаметр прокладки;

; (3.72)

;

;

Реакция прокладки в рабочих условиях:

; (3.73)

где - эффективная ширина прокладки;

для плоских прокладок ; (3.74)

;

- коэффициент, принимаем по [1, стр.265, табл.13.28];

.

Усилие, возникающее от температурных деформаций. Для приварных фланцев из одного материала:

; (3.75)

где - число болтов;

; (3.76)

где - шаг болтов;

[1, стр.266, табл.13.29];

; (3.77)

- безразмерный коэффициент. Для соединений с приварными фланцами:

; (3.78)

где ; (3.79)

где - линейная податливость прокладки;

(3.80)

где - модуль предельной упругости материала прокладки, принимаем согласно [1, стр.265, табл.13.28];

- линейная податливость болтов:

; (3.81)

где - расчетная длина болта:

; (3.82)

где - длина болта между опорными поверхностями головки болта и гайки;

; (3.83)

- [2, стр.95, табл.1.41];

;

- расчетная площадь поперечного сечения болта по внутреннему диаметру резьбы, [1, стр.264, табл.13.27];

- модуль продольной упругости материала болта;

;

- угловая податливость фланца:

; (3.83)

где w – безразмерный параметр;

- коэффициент;

- безразмерный параметр;

- ориентировочная толщина фланца;

- модуль продольной упругости материала фланца;

; (3.84)

где - безразмерный параметр;

; (3.85)

для плоских приварных фланцев ; ; (3.86)

- принимаем согласно [1, стр.267, рис.13.14];

; (3.87)

где ; (3.88)

- эквивалентная толщина втулки фланца для плоских приварных фланцев;

- меньшая толщина конической втулки фланца;

, но ; (3.89)

;

;

;

;

;

;

- принимаем согласно [1, стр.268, рис.13.17];

- принимаем согласно [1, стр.14, табл.1.5];

- коэффициент температурного линейного расширения материала фланцев;

- коэффициент температурного линейного расширения материала болтов;

согласно [1, стр.259, табл.13.21];

согласно [1, стр.14, табл.1,6];

;

;

.

Болтовая нагрузка в условиях монтажа при :

; (3.90)

где – параметр, принимаем согласно [1, стр.265, табл.13.28];

- коэффициент жесткости фланцевого соединения;

; (3.91)

где ; (3.92)

;

для плоских приварных фланцев .

;

- принимаем согласно [2, стр.93, табл.1.38];

Болтовая нагрузка в рабочих условиях:

; (3.93)

;

Приведенные изгибающие моменты в диаметральном направлении сечения фланца:

; (3.94)

; (3.95)

; (3.96)

;

;

;

Условия прочности болтов:

; (3.97)

; (3.98)

; ;

; .

Крутящий момент на ключе при затяжке болтов (шпилек) определяется по [1, стр.271, табл.13.19] .

Условие прочности прокладки:

; (3.99)

; .

Условие прочности прокладки выполняется.

Максимальное напряжение в сечении s₁ фланца:

; (3.100)

при - принимаем согласно [1, стр.268, табл.13.16]

.

Максимальное напряжение в сечении s₀ фланца:

; (3.101)

где - принимаем согласно [1, стр.269, табл.13.18];

.

Напряжение в кольце фланца от действия момента М₀:

; (3.102)

.

Напряжения во втулке фланца от внутреннего давления:

; (3.103)

; (3.104)

;

.

Условие прочности фланца:

; (3.105)

при ; (3.106)

;

;

.

Угол поворота фланца:

; (3.107)

для плоских фланцев [2, стр.102];

. (3.108)

Дата добавления: 2015-10-13