2. Конструирование и расчёт фланцевого соединения эллиптического днища с корпусом аппарата

Выбираем фланцы плоские приварные встык с соединением шип – паз:

Рисунок 10 - Стальные приварные встык фланцы с соединением типа шип-паз

Основные размеры фланцевого соединения представлены в таблице 5.

Таблица 5 – Основные размеры фланцевого соединения эллиптического днища с корпусом аппарата

Py, МПа	2,5
D, мм	2200
Dф, мм	2462
DБ, мм	2404
D1, мм	2363
D2, мм	2369
D3, мм	2360
D4, мм	2260
D5, мм	2332
h, мм	113
Н, мм	220
а, мм	21,5
а1, мм	18
d	33
dБ	М30
z	108

Рисунок 11 – Фланцевое соединение

Вследствие отсутствия стандартных фланцев типа шип – паз для данного условного давления необходимо сконструировать их самостоятельно.

Конструирование фланцевого соединения.

Расчетные параметры

Расчетная температура:

фланцы ;

болты .

Расчётное давление Р_у = 2,5 МПа.

Внутренний диаметр фланцевого соединения D = 2200мм.

Толщина стенки аппарата S = 20мм.

Допускаемое напряжение для болтов: материал Сталь 40Х:

– при 20ºС, – при 150ºС по ОСТ 26-373—78;

– при 20ºС, – при 150ºС таблица 3.12 [4, с.24];

Прокладка из паронита, шириной b = 25мм (ОСТ 26-373—78), модуль упругости 2000 МПа.

Материал фланцев такой же, как у аппарата…

Расчётные величины:

1. Меньшая толщина конической втулки фланца:

, но ;

Окончательно принимаем S₀ = 30мм.

2. Отношение большей толщины втулки к меньшей выбираем для плоских приварных в стык фланцев  = 2,2 [2, с.258].

3. Большая толщина втулки фланца:

;

4. Длина втулки приварного встык фланца:

;

Так как в таблице 13.26 [2, с.258] нету значений резьбы на давлении 2,5МПа при диаметре 2200мм, то выбираю средний диаметр резьбы по другим близким условным диаметрам. Выбираем стандартные болты с резьбой М30.

5. Диаметр болтовой окружности:

;

6. Наружный диаметр фланца:

,

где а = 58мм [2, с.259].

Окончательно принимаем D_ф = 2465мм;

7. Наружный диаметр прокладки:

,

где e – стандартный параметр [2, с.260];

8. Средний диаметр прокладки:

;

9. Эффективная ширина прокладки:

;

В зависимости от конструкции и материала прокладки выбираем расчетные параметры m = 2,5, q = 20 МПа табл. 13.28 [2, с.260].

10. Ориентировочное число болтов:

,

где t_б = 2,7d_б = 2,7·30 = 81мм – шаг болтов;