Расчет и конструирование типового оборудования (стр. 29 из 35)

Фланцевое соединение может состоять из двух фланцев (одинаковых или разных по конструкции) или фланца с крышкой (например, в люках). Если фланцы отличаются по конструкции или материалу, то необходимо вышеприведенные коэффициенты и угловую податливость рассчитывать для каждого фланца. В соединении фланца с крышкой рассчитывают угловую податливость фланца и крышки.

Угловая податливость плоской крышки

Xкр

y_{кр 20 3} , (14.18)

Екр ^hкр

гд ^X_кр – безразмерный коэффициент.

е

где _кр толщина плоской крышки соответственно в зоне уплотнения и на наружном диаметре; К_кр – безразмерный коэффициент.

K_кр D_н D_сп , (14.20)

гд ^D_сп средний диаметр прокладки.

е –

Плечи моментов сил определяют по формулам:

b 0 5, D_б D_сп ; (14.21) e 0 5, D_сп D S_э , (14.22)

где ^D_б диаметр болтовой окружности;

–

^S_э эквивалентная толщина втулки фланца.

–

Определение коэффициента жесткости фланцевого соединения

Коэффициент жесткости фланцевого соединения, нагруженного внутренним избыточным или наружным давлением и внешней осевой силой

J, (14.23)

где

b . (14.24)

При стыковке одинаковых по размерам фланцев:

yф1 yф2 yф ;

e₁ e₂ e .

Следовательно,

, (14.25)

где

b . (14.26)

Для соединения с плоской крышкой

, (14.27)

где

b . (14.28)

Для фланцев с металлической прокладкой J 1. 14.6. Расчет фланцевого соединения на прочность

Расчет нагрузок

Равнодействующая внутреннего избыточного или наружного давления

Q_д 0 785, D_сп² Р , (14.29)

где _Р расчетное внутреннее избыточное или наружное – давление (для вакуума или наружного давления P<0).

Реакция прокладки в рабочих условиях

R_n D_сп b_o m P , (14.30)

где m коэффициент удельного давления на прокладку.

–

При определении нагрузок от температурных деформаций расчетные температуры фланцев, крышки, болтов (шпилек), трубной решетки, следует уменьшить на температуру, при которой происходит сборка фланцевого соединения (20 °С).

Нагрузка, возникающая от температурных деформаций фланцевого соединения

Q_t

20 , (14.31)

где

b ; (14.32)

,

коэффициенты линейного расширения материала соответственно фланцев и болтов (шпилек);

^t_б – расчетная температура соответственно фланцев и болтов (шпилек).

Коэффициенты линейного расширения сталей, получивших наибольшее распространение для изготовления фланцев и болтов (шпилек), приведены в таблице 14.6.

Нагрузка, возникающая от температурных деформаций, при стыковке одинаковых фланцев (с гладкой уплотнительной поверхностью и под прокладку восьмиугольного сечения) ^Q_t , Н, определяется по формуле

E_б E

Нагрузка, возникающая от температурных деформаций в соединении фланца с плоской крышкой ^Q_t , Н, определяется по формуле

Q_t

20 , (14.35)

гд– коэффициент линейного расширения материала крышки, ^е 1/ °С.

Коэффициент

определяется по формуле

b² . (14.36)

Таблица 14.6

Расчетное значение коэффициента линейного расширения сталей

Марка стали	Расчетное значение коэффициента линейного расширения 106 , 1/ °C, при температуре t , °C
100		200	300	400	500
Ст3, 20, 20К	11,6	12,6	13,1	13,6	14,1
35	11,1	11,9	13,2	13,4	13,9
40	11,3	12,0	13,3	13,3	13,3
09Г2С, 16ГС, 17ГС, 17Г1С, 10Г2С1, 10Г2	13,0	14,0	15,3	16,1	16,2
12ХМ, 12МХ, 15ХМ, 15Х5М, 15Х5М-У	11,9	12,6	13,2	13,7	14,0
35Х, 40Х, 38ХА	13,4	13,3	14,0	14,8	14,8
20ХН3А	11,0	12,0	13,0	13,5	14,0
30ХМА	12,3	12,6	12,9	13,9	14,2
25Х1М1Ф	11,3	12,7	12,9	13,9	14,2
03Х18Н11, 08Х17Н12М2Т, 08Х17Н15М3Т	16,6	17,0	18,0	18,0	18,0
45Х14Н14В2М	16,6	17,0	18,0	18,0	18,0
25Х2М1Ф	12,5	12,9	13,3	13,7	14,0
37Х12Н8Г8МФБ	15,9	18,0	19,2	21,5	22,4
08Х22Н6Т, 08Х21Н6М2Т	9,6	13,8	16,0	16,0	16,5
12Х18Н10Т, 12Х18Н12Т, 03Х17Н14М3, 10Х17Н13М2Т,	16,6	17,0	18,0	18,0	18,0
10Х17Н13М3Т, 08Х18Н10Т, 08Х18Н12Т
03Х21Н21М4ГБ		14,9	15,7	16,6	17,3	17,5
06ХН28МДТ, 03ХН28МДТ		15,3	15,9	16,5	16,9	17,3
08Х18Г8Н2Т		12,3	13,1	14,4	14,4	15,3
ХН35ВТ		14,8	15,1	15,5	15,9	16,1
08Х15Н24В4		14,5	15,5	16,3	16,8	17,2
Примечание – Промежуточные значения коэффициента определяются методом линейной интерполяции.

Болтовая нагрузка в условиях монтажа

P_б max P_б1;Р_б2;Р_б3 , (14.37)