Расчет и конструирование типового оборудования (стр. 33 из 35)

Расчет необходимости применения подкладных листов для вертикальных аппаратов на лапах

Расчетная схема приведена на рисунке 15.20.

Рис. 15.20. Расчетная схема

Опорные лапы присоединены к цилиндрическим или коническим обечайкам. Направление действия усилия принимают параллельно оси обечайки. Расчет заключается в определении несущей способности обечайки (допускаемого усилия на обечайку в области опорного узла ^F ₁) и сравнения с расчетным усилием ^F₁ . При выполнении условия прочности ^F₁

считается, что несущая способность обечайки достаточна; при невыполнении условия прочности необходимо применить подкладной лист и проверить несущую способность обечайки с подкладным листом.

S C Расчетные формулы применяют при 0,05.

D_p

Расчетное усилие, действующее на опорную лапу

где G вес сосуда в рабочих условиях;

–

M изгибающий момент, действующий на обечайку в

– сечении, где расположены опорные узлы; n– число опор.

Расстояние между точкой приложения опорного усилия и обечайкой или подкладным листом

5

принимают равным ^e₁ ^l1. 6 При условии точного монтажа, обеспечивающего равномерное распределение нагрузки между всеми опорными лапами, при n = 4 усилие можно определять по формуле

G M

F = ₁ 4 + D + 2 e + S + S1 2 F ₁ . (15.5)

Несущую способность обечайки в месте приварки опорной лапы без подкладного листа определяют по формуле

2

F₁ F ₁ = ^{i h} _{K e7}^{1 S - C}₁ , (15.6)

где

– предельное напряжение изгиба;

h1 и Dp , определяется графически или

K7 – коэффициент, зависящий от соотношений Dp 2 S C расчетным путем.

Предельное напряжение изгиба

n^T , (15.7) i K₁

K₂

где K₁ коэффициент, определяемый в зависимости от

и

–

;

допускаемое напряжение материала обечайки;

–

n_т запас прочности по пределу текучести;

–

коэффициент, представляющий отношение местных

– мембранных напряжений к местным напряжениям

изгиба;

коэффициент, учитывающий степень нагрузки

– общими мембранными напряжениями;

^K₂ коэффициент.

–

Значение 1 для опор лап без подкладного листа принимается равным

Коэффициент 2 определяют по формуле

, (15.8)

гд m общее мембранное напряжение; е –

коэффициент прочности сварных швов обечайки, – расположенных в области опорного узла. Значение коэффициента ^K₂ принимается равным:

для рабочих условий – 1,2; для условий испытания и монтажа – 1,0.

Коэффициент ^K₁ определяется по формуле (15.9) или по рисункам 15.21, 15.22

При невыполнении условия (15.6) необходимо применить подкладной лист и проверить несущую способность обечайки с подкладным листом в месте приварки опорной лапы.

Рис. 15.21. Коэффициент ^K₁ при

Несущую способность обечайки в месте приварки опорной лапы с подкладным листом определяют по формуле

F1 F 1 = K e + Sⁱ 8 ^{b 3} 1 ^{S - C}2 ² _, (15.11)

где ^K₈ – коэффициент, определяемый графически или расчетным путем;

_i – предельное напряжение изгиба.

При определении предельного напряжения изгиба коэффициент для опор лап с подкладным листом принимается равным 1 0,4 .

При невыполнении условия прочности обечайки с подкладным листом необходимо либо увеличить толщину обечайки до выполнения условия, либо увеличить число опор.

15.5. Расчет обечаек горизонтальных аппаратов от опорных нагрузок

Расчетные схемы приведены на рисунке 15.23, 15.24.

Рис. 15.23. Расчетная схема

Расчетные формулы применяют при

гд

– угол охвата седловой опоры опорным листом ; е

^S2 толщина опорного листа.

–

В качестве основной расчетной схемы для определения опорных усилий, моментов и поперечных усилий принимают балку кольцевого сечения, шарнирно опертую в местах расположения опор

(рис.15.23).

Распределенная нагрузка эквивалентного сосуда определяется по формуле

G

q =

, (15.12)

L

где G – вес аппарата в рабочих условиях или условиях испытания; L – длина сосуда.

Опорные усилия для сосуда, опирающегося симметрично на две седловые опоры

F₁F₂ = 0,5G (15.13)

Изгибающие моменты определяют в сечениях обечайки над опорами ^M₁ и между опорами ^M₂ в сечениях, где они имеют наибольшие значения.

Для сосуда, опирающегося симметрично на две седловые опоры, изгибающие моменты равны:

над опорой

M₁ = 0,5 q

l₁². (15.14)

между опорами

M₂ = F . (15.15)

Поперечное усилие в сечении обечайки над опорой

Q F (15.16)

L

Расчет несущей способности обечайки производят для двух сечений: – в сечении между опорами; – в области опорного узла.

Проверка несущей способности обечайки в сечении между опорами

Для аппаратов, работающих при внутреннем избыточном давлении, производят следующие проверки:

а) условие прочности в сечении между опорами

Условие прочности сосуда, работающего под внутренним избыточным давлением, определяется по формуле

P D 4 M K2 17 , (15.17)

+

4 S - C D S - C2

где К17 – коэффициент, учитывающий частичное заполнение жидкостью, определяется расчетным путем или графически.

б) условие устойчивости в сечении между опорами

^М2 1,0 , (15.18)

M

где М – допускаемый изгибающий момент, определяемый по формуле

М 0,25 D D S C S C . (15.19)

Для сосудов, работающих под наружным давлением, производят проверку условия устойчивости

^{P M2} 1,0 . (15.20) +

P M

Проверка несущей способности обечайки в области опорного узла