Расчет фланцевого соединения фонтанной арматуры
 Скачать 462.86 Kb.
|
|
Расчет фланцевого соединения фонтанной арматуры. Рассчитать на прочность фланцевое соединение фонтанной арматуры, подобранной в задаче 4, с указанием необходимого количества шпилек.  Рисунок 3- конструкция и размеры фланцевого соединения Из результатов решения задачи 4 (условный диаметр прохода, рабочее давление) подобрать из таблицы 5.1 размеры прокладки и размеры шпилек. Таблица 5.1- размеры фланцевых соединений.
Затем по дополнительным исходным данным из таблицы 5.2 по указаниям, приведенным ниже, рассчитать количество шпилек, необходимое для фланцевого соединения. Таблица 5.2- исходные данные к задаче 5
Решение Расчетная нагрузка на фланцевое соединение складывается из усилия на шпильки при их предварительной затяжке и усилий, возникающих в процессе эксплуатации арматуры. Также учитываются изгибающий момент от массы боковых отводов и влияние разности температур между проходящей жидкостью или газом и окружающей средой. Нагрузка на шпильки от их предварительной затяжки:  (5.1)где  - средний диаметр прокладки, м;  - ширина прокладки, подвергающейся упругой деформации, м (bo=1-1.5мм, для давлений 70 МПа и выше bo=2.5-3.5мм);  - удельное давление смятия прокладки, Па (для прокладки из стали 08кп =125 МПа). = 3.14 *0.101*1.3*125*106 = 51535250 нЭксплуатационная нагрузка складывается из: а) Силы давления перекачиваемой среды  (5.2) = (3.14 / 4)*0.1012*1.25*10,31 *106 = 103200 нгде p- давление опрессовки, Па. б) сила давления на прокладку для обеспечения герметичности соединения  (5.3) =2*5.5*1.25*10,31 *106 *0.101*1.3*3.14 = 58446127 нгде m- эмпирический прокладочный коэффициент (для прокладки из стали 08кп принять равным 5.5). в) сила изгибающего момента от массы боковых отводов фонтанной арматуры:  (5.4)М = 2*620= 1240  =  = 4609 где M– изгибающий момент от массы отвода и линий, идущих к манифольду; Dш– диаметр окружности центров отверстий под шпильки. г) усилие от температурной деформации возникает из-за того, что при повышенной разнице в температуре перекачиваемой и окружающей среды внутренние и наружные элементы фонтанной арматуры подвержены разным температурным деформациям, что создает дополнительные нагрузки.  (5.5) (5.6)где Δt– превышение температуры прокладок и фланцев по сравнению с температуры шпилек, при расчетах полагают, что фланцы, приваренные встык, нагреваются до температуры среды в трубопроводе, а температура шпилек составляет около 0.95 температуры фланца; lш– рабочая высота шпильки, м (расстояние между серединами гаек); α коэффициент линейного расширения материала фланцев и шпилек (для стали α=10-5 град-1); Eш, Епр– модуль упругости шпилек и прокладки (для стали равен 2.1·1011 Па); Fш , Fпр– площадь поперечного сечения шпилек и прокладки, м2; H– конструктивная высота прокладки, м (H=2.2b, где b– ширина прокладки); D– внешний диаметр прокладки, м; D1– диаметр фаски прокладки, м (меньше внешнего диаметра прокладки на 5-10 мм); γ– угол наклона стенки канавки под прокладку (γ– 670). l = 2.2*0.012 – (0.101- 95)*tg(670) / 2 =111.8 мм Fш= 3.14*0.022 /4 = 0.000314 м2 Fпр = 3.14*0.1012 /4 = 0.008 м2 Pt = (0.05*0.088*10-5) /( (0.088/(2.1·1011 *0.000314))+(0.111/(2.1·1011 *0.008)) ) = 31.41 В итоге эксплуатационная нагрузка равна:  (5.7) = 103200+58446127+4609 +31.41= 58553967 Н В качестве расчетной нагрузки P принимается наибольшее из двух значений Pш1 или Pш2. = 58553967 Н По величине расчетной нагрузки P определяется число шпилек фланцевого соединения:  (5.8)где  - коэффициент запаса прочности шпилек ( =1.25); dо– внутренний диаметр резьбы шпильки, м;  – предел текучести материала шпилек ( =550 МПа). Полученное значение количества шпилек округлить до ближайшего большего кратного 4. z =  = 480.81 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||