Расчёт нагрузок (п. 5):
Равнодействующая давления (п. 5.1):
|
= |
0,3 ∙ 3,14 ∙ 530,52 / 4 |
= 6,7∙104 Н |
Реакция прокладки в рабочих условиях (п. 5.2):
|
= |
3,14 ∙ 530,5 ∙ 12,5 ∙ 1 ∙ 0,3 |
= 6,32∙103 Н |
|
= |
0,11∙10-5 + 0,64∙10-7 ∙ 2∙105 / 2∙105 + (0,17∙10-4 ∙ 2∙105 / 2∙105 + 0,6∙10-4 ∙ 1,99∙105 / 1,935∙105 ) ∙ 24,752 |
= 0,2∙10-5 мм/Н |
Нагрузка от температурных деформаций (п. 5.3):
|
= |
1 / 0,2∙10-5 ∙ (0,17∙10-4 ∙ 35 ∙ (75 - 200C) + 0,12∙10-4 ∙ 25 ∙ (75 - 200C) – 0,111∙10-4 ∙ 63 ∙ (72,75 - 200C)) |
= 6,38∙103 Н |
|
= |
0,11∙10-5 + 0,64∙10-7 + (0,17∙10-4 + 0,6∙10-4 ) ∙ 24,752 |
= 0,19∙10-5 мм/Н |
Коэффициенты жёсткости для фланцевого соединения с крышкой, нагруженного внутренним давлением (п. 4.1 с учётом изм.1):
|
= |
max{1 – (0,11∙10-5 – (0,17∙10-4 ∙ 10,03 + 0,6∙10-4 ∙ 24,75) ∙ 24,75 ) / 0,19∙10-5 ; 1.0} |
= 1 |
Болтовая нагрузка Pб в условиях монтажа (п. 5.4):
|
1 ∙ 6,7∙104 + 6,32∙103 – 0 |
= 7,33∙104 |
|
Pб=max{ |
0.5 ∙ 3,14 ∙ 530,5 ∙ 12,5 ∙ 4 |
= 4,17∙104 |
}= 2,81∙105 Н |
|
0.4 ∙ 130 ∙ 24 ∙ 0,225∙10-3 |
= 2,81∙105 |
|
Qt учитывается только при Qt<0;
Приращение нагрузки в болтах (шпильках) в рабочих условиях (п. 5.5):
|
= |
(1 – 1) ∙ 6,7∙104 + 6,38∙103 |
= 6,38∙103 Н |
Расчёт болтов(шпилек) (п. 6):
|
= |
2,81∙105 / (24 ∙ 0,225∙10-3 ) |
= 52 МПа |
|
= |
1,1 ∙ 130 |
= 143 МПа |
|
= |
(2,81∙105 + 6,38∙103 ) / (24 ∙ 0,225∙10-3 ) |
= 53,18 МПа |
где =1.1...1.2, принято =1,1;
|
= |
127 МПа |
52 МПа 143 МПа, Условие прочности выполнено
53,18 МПа 127 МПа, Условие прочности выполнено
Условие прочности выполнено
Расчёт прокладки (п. 7):
Условие прочности мягких прокладок:
|
= |
2,81∙105 / (3,14 ∙ 530,5 ∙ 12,5) |
= 13,48 МПа |
[q] = 20 МПа
Условие работоспособности выполнено
Расчёт ответного фланца (п. 8):
T = 1,81, определяется по черт. 8
Изгибающий момент при затяжке:
|
= |
2,81∙105 ∙ 24,75 |
= 6,95∙103 Н м |
|
= |
500 + 2 ∙ 0 при (500 + 2 ∙ 0) 20∙(16 – 0) |
= 500 мм |
при
|
= |
1,81 ∙ 0,47 ∙ 6,9498∙103 / (500 ∙ (16 – 0)2) |
= 46,48 МПа |
Осевые напряжения при затяжке в обечайке (втулке) на наружной и внутренней поверхностях (п. 8.3):
– в сечении s1:
|
= 46,48 МПа |
|
= (-46,48) МПа |
Угол поворота фланца (кольца) при затяжке (п.8.1):
|
= |
6,95∙103 ∙ [1 – 0,47 ∙ (1 + 0.9 ∙ 0,484)] ∙ 8,14 / (2∙105 ∙ 353) |
= 0,12 градус |
Окружные напряжения в обечайке (втулке) (п. 8.5):
– в сечении s1:
|
= |
2∙105 ∙ 35 ∙ 0,12 / (500 + 2 ∙ 0) + 0.3 ∙ 46,48 |
= 43,43 МПа |
|
= |
2∙105 ∙ 35 ∙ 0,12 / (500 + 2 ∙ 0) – 0.3 ∙ 46,48 |
= 15,54 МПа |
Условие прочности в сечении s1 (п. 8.7):
При затяжке:
|
(46,482 + 43,432 – 46,48 ∙ 43,43)1/2 |
=45,04 МПа |
}= 55,9 МПа |
((-46,48)2 + 15,542 – (-46,48) ∙ 15,54)1/2 |
= 55,9 МПа |
|
|
|
=1.5∙184 |
= 276 МПа |
55,9 МПа 276 МПа, Условие прочности выполнено
|
= |
(6,7∙104 + 4 ∙ 0 / 530,5 + 0) / (3,14 ∙ (500 + 2 ∙ 0)∙ (16 – 0)) |
= 2,67 МПа |
|
= |
6,38∙103 ∙ 24,75 + 6,7∙104 ∙ 10,03 |
= 830,41 Н м |
|
= |
1,81 ∙ 0,47 ∙ 830,41 / (500 ∙ (16 – 0)2) |
= 5,55 МПа |
Приращения осевых напряжений в обечайке (втулке) (п. 8.4):
– в сечении s1:
|
= |
2,67 + 5,55 |
= 8,22 МПа |
|
= |
2,67 – 5,55 |
= (-2,89) МПа |
Приращение угла поворота фланца (п.8.2):
|
= |
830,41 ∙ [1 – 0,47 ∙ (1 + 0.9 ∙ 0,48)] ∙ 8,14 / (2∙105 ∙ 353) |
= 0,01градус |
Приращения окружных напряжений в обечайке (втулке) (п. 8.6):
– в сечении s1:
|
= |
2∙105 ∙ 35 ∙ 0,01 / (500 + 2 ∙ 0) + 0,3 ∙ (500 + 2 ∙ 0) / (640 – (500 + 2 ∙ 0)) + 0.3 ∙ 5,55 |
= 6,27 МПа |
|
= |
2∙105 ∙ 35 ∙ 0,01 / (500 + 2 ∙ 0) + 0,3 ∙ (500 + 2 ∙ 0) / (640 – (500 + 2 ∙ 0)) – 0.3 ∙ 5,55 |
= 2,94 МПа |
В рабочих условиях:
|
((46,48 + 8,22)2 + (43,43 + 6,27)2 – (46,48 + 8,22) ∙ (43,43 + 6,27))1/2 |
=52,39 МПа |
}= 60,76МПа |
(((-46,48) + (-2,89))2 + (15,54 + 2,94)2 – ((-46,48) + (-2,89)) ∙ (15,54 + 2,94))1/2 |
= 60,76 МПа |
|
|
|
=1.5∙177 |
= 265,5 МПа |
60,76 МПа 265,5 МПа, Условие прочности выполнено
|
=max{3,66 / (1 + 1,29); 1.0} |
= 1,6 |
– в сечении s0:
|
= |
1,6 ∙ 46,48 |
= 74,5 МПа |
|
= |
– 1,6 ∙ 46,48 |
= (-74,5) МПа |
– в сечении s0:
|
= |
0.3 ∙ 1,6 ∙ 46,48 |
= 22,35 МПа |
|
= |
– 0.3 ∙ 1,6 ∙ 46,48 |
= (-22,35) МПа |
Условие прочности в сечении s0:
При затяжке:
|
(74,52 + 22,352 – 74,5 ∙ 22,35)1/2 |
= 66,21 МПа |
}= 66,21 МПа |
((-74,5)2 + (-22,35)2 – (-74,5) ∙ (-22,35))1/2 |
= 66,21 МПа |
|
|
|
(4.5 – 2.0 ∙ 276 / 540) ∙ 184 |
= 639,91 МПа |
}= 639,91МПа |
(4.5 – 2.0 ∙ 276 / 540) ∙ 184 |
= 639,91 МПа |
|
|
66,21 МПа 639,91 МПа, Условие прочности выполнено
|
= |
(6,7∙104 + 4 ∙ 0 / 530,5 + 0) / (3,14 ∙ (500 + 2 ∙ 0) ∙ (7 – 0)) |
= 6,1МПа |
– в сечении s0:
|
= |
6,1 + 1,6 ∙ 5,55 |
= 15 МПа |
|
= |
6,1 – 1,6 ∙ 5,55 |
= (-2,81) МПа |
– в сечении s0:
|
= |
0,3 ∙ (500 + 2 ∙ 0) / (2 ∙ (7 – 0)) + 0.3 ∙ 1,6 ∙ 5,55 |
= 13,5 МПа |
|
= |
0,3 ∙ (500 + 2 ∙ 0) / (2 ∙ (7 – 0)) – 0.3 ∙ 1,6 ∙ 5,55 |
= 8,16 МПа |
В рабочих условиях:
|
((74,49757 + 14,99702)2 + (22,34927 + 13,50008)2 – (74,49757 + 14,99702) ∙ (22,34927 + 13,50008))1/2 |
= 78,01368 МПа |
}= 78,01368 МПа |
(((-74,5) + (-2,81))2 + ((-22,35) + 8,16)2 – ((-74,5) + (-2,81)) ∙ ((-22,35) + 8,16))1/2 |
= 71,28 МПа |
|
|
|
(4.5 – 2.0 ∙ 265,5 / 512,5) ∙ 177 |
= 613,11 МПа |
}= 613,11 МПа |
(4.5 – 2.0 ∙ 265,5 / 512,5) ∙ 177 |
= 613,11 МПа |
|
|
78,01 МПа 613,11 МПа, Условие прочности выполнено
Условие прочности выполнено