4.2 Расчёт днищ
Принимаем эллиптическое отбортованное днище 800–16 ГОСТ 6533-78.
Необходимо проверить условие прочности и устойчивости при принятой толщине днища . Допускаемое внутренне избыточное давление
,
(40)
где
– для эллиптических днищ.
,
.
Условие выполняется.
Допускаемое давление из условия прочности
,
(41)
.
Допускаемое давление из условия устойчивости
,
(42)
где
,
(43)
,
(44)
,
,
.
Допускаемое наружное давление по формуле (15)
,
.
Условие выполняется.
4.3 Расчёт укрепления отверстий
Расчётный диаметр для цилиндрической
обечайки
[2].
Расчётный диаметр для эллиптического днища
,
(45)
где
– расстояние от центра укрепления
отверстия до оси днища (смещение
относительно оси симметрии отсутствует).
.
Расчётная толщина стенки днища
,
(46)
Считая,
что ось сварного шва достаточно удалена
от наружной поверхности штуцера,
принимаем коэффициент прочности сварного
соединения
.
.
Расчётная толщина цилиндрической обечайки:
Расчётный диаметр одиночного отверстия в обечайке, не требующего дополнительно укрепления
,
(47)
.
Расчётный диаметр одиночного отверстия в днище, не требующего дополнительного укрепления определяем по формуле::
.
Расчётный диаметр отверстий
.
(48)
Для имеющихся отверстий получим:
,
,
,
,
.
Проверяем условие
:
,
,
,
.
Для всех отверстий условие выполняется. Расчёт укрепления отверстий не требуется.
4.4 Расчёт фланцевых соединений
Фланцевые соединения широко применяются в химическом машиностроении, они обеспечивают герметичность и прочность конструкции, а также простоту изготовления, разборки и сборки. Соединение (рисунок 3) состоит из двух фланцев 1, болтов 2 и прокладки 3, которая устанавливается между уплотнительными поверхностями и позволяет обеспечить герметичность при относительно небольшом усилии затяжки болтов. По рекомендациям [2] при давлении менее 1.6 МПа применяются плоские приварные фланцы с гладкой уплотнительной поверхностью.
Рисунок 3 – Фланцевое соединение
Расчёт ведётся по [2].
Тип фланцев – плоские приварные, изображены на рисунке 4.2, таблица 13.6 [5].
С целью унификации по таблице 13.7 [5] выбираются стандартные плоские
приварные фланцы: Фланец 1–800–16 ОСТ 26–426–79, фланцы привариваются непосредственно к обечайке и к крышке, так как толщина их стенок равна толщине стенки втулки указанной в таблице.
Основные параметры фланцевого соединения, рисунок 4.2:
– внутренний диаметр фланцевого
соединения
;
– наружный диаметр фланца
;
– диаметр болтовой окружности
;
– толщина фланца
;
– диаметр отверстий под болты
;
– число отверстий
;
– диаметр болтов
;
– геометрический размер уплотнительной
поверхности
;
По таблице 13.14 [4] выбирается прокладка для стандартного фланцевого соединения:
Прокладка 2–800–6 ОСТ 26–430–79.
Основные параметры прокладки:
– материал прокладки паронит по ГОСТ 481–71;
– наружный диаметр
;
– внутренний диаметр
;
– толщина прокладки
.
Болтовая нагрузка в условиях монтажа
,
(49)
где
– коэффициент жёсткости фланцевого
соединения;
– внешняя осевая сжимающая сила;
– равнодействующая внутреннего давления;
– реакция прокладки;
M – внешний изгибающий момент;
– минимальное давление сжатия прокладки,
таблица 1.44 [5];
– расчётная площадь поперечного сечения
болта, [5];
– средний диаметр прокладки;
– допускаемое напряжение для материала
болтов при
,
таблица 1.38 [5].
(50)
. 
,
(51)
где
– эффективная ширина прокладки;
– коэффициент, зависящий от материала
и конструкции прокладки, таблица 1.44
[5].
.
,
(52)
Линейная податливость
прокладки 
,
(53)
где
– высота (толщина) прокладки;
– коэффициент обжатия прокладки (
– для паронита);
– модуль упругости материала прокладки,
таблица 1.44 [5];
Линейная податливость болтов
,
(54)
где
– расчетная длина болта;
– расчетная площадь поперечного сечения
болта по внутреннему диаметру резьбы;
– число болтов;
– модуль упругости материала болтов;
,
(55)
где
– расстояние между опорными
поверхностями головки болта и гайки
(определяется конструктивно).
.
Угловая податливость фланца
,
(56)
где
– безразмерные параметры:
(57)
,
(58)
– коэффициенты, определяемые по формулам:
(59) 
,
(60)
где
– модуль упругости фланца;
.
Тогда
Болтовая нагрузка в рабочих условиях
(61)
Усилие, возникающее от температурных деформаций
(62)
где
– соответственно коэффициенты линейного
расширения фланцев и болтов, таблица
XI [3];
– соответственно температура фланцев
и болтов, таблица 1.37 [5].
.
Проверяются условия прочности болтов:
(63)
(64)
Условия прочности болтов при монтаже и при работе аппарата выполняются.