Порядок вибору фланцевого з'єднання.

Фланці, як і всі деталі масового виготовлення, нормалізоване, тому завдання полягає звичайно у виборі фланцевого з'єднання за Дст і нормалям залежно від робочих параметрів. Розміри фланцевого з'єднання визначаються двома величинами — умовним проходом D_y і умовним тиском р_у.

 

 

4.Розрахункова схема фланцевих з'єднань

Нижче наведена методика, викладена в ОСТ 26-373-78 і призначена для розрахунку приварних і вільних фланців, кришок сталевих апаратів діаметром не менш 400 мм.

Рівнодіючих сил внутрішнього тиску

(24)

де Dcn-Середній діаметр прокладки, мм; р — розрахунковий тиск (розрахункові розміри фланцевого з'єднання див. на мал. 37).

 

температурні зусилля

(25)

де в — коефіцієнт, обумовлений за графіком (мал. 38); п — кількість болтів (шпильок): f — площа поперечного переріза болта або шпильки по внутрішньому діаметрі різьблення (якщо шпилька має проточку меншу, чим внутрішній діаметр різьблення,, те в розрахунок приймається даний розмір); _б — модуль пружності матеріалу болтів (шпильок) при розрахунковій температурі; _ф — розрахункова температура фланців, °З; а_ф; аб — коефіцієнти лінійного розширення відповідно матеріалу

фланця й болтів (шпильок),⁰С^-1; _б — розрахункова температура болтів, °С.

де _до, t_к — параметри кільця.

 

 

Осьове зусилля при складанні фланцевого з'єднання вибирається найбільшим із трьох значень:

Осьове зусилля в робочих умовах

Тут а - коефіцієнт твердості фланцевого з'єднання:

D_б — діаметр болтової окружності;

Dсп-Середній діаметр прокладки.

Значення коефіцієнтів наступні:

При Стикуванні однакових фланців В₁ = В₂; Коефіцієнти піддатливості (величина, зворотна твердості): для прокладки

для болтів (шпильок)

,

де h_n — товщина прокладки; к_ц=0,09 — для гуми; к_п = 1",00 — для інших матеріалів; / — розрахункова довжина (для болта /_б = /_б0 + 0,28 d; для шпильки /_б=/_бо + 0,56 d); — відстань між торцями гайок (або гайки й голівки болта); — площа перетину по внутрішньому діаметрі різьблення; п - число болтів (шпильок); d-d- діаметр болта (шпильки);

 

Наведений згинальний момент приймається найбільшим із двох значень:

Умова міцності болтів (шпильок) перевіряється по двох рівняннях з умов затягування фланцевого з'єднання й з умов експлуатації:

Тут [ ²⁰] і [ ^t] — допускаються напряжения, що, для матеріалу фланця відповідно для 20°С и при робочій температурі; [ ²⁰] і ( _б^t] — допускаються напруги, що, для матеріалу болтів (шпильок).

Далі визначають напруги у фланці (у перетині S1 на мал. 37):

Коефіцієнт Т визначається за графіком на мал. 42. Максимальна напруга в перетині s₀ знаходять із вираження ₀ = f , де коэф f визначається за графіком на мал. 43.

 

 

Напруги, що допускаються, за даною методикою приймають значно більше високими, чим при розрахунку корпусів апарата. Для перетину s, приймають [ ] = т - Для перетину s0 при ру менш 4,0 МПа приймають [ ]=0,003Е; при ру більше 4,0 МПа приймають [ ] = 0,002E.

При наявності малоцикловых навантажень розрахунок ведеться з урахуванням межі утоми матеріалу.

Напруга, що допускається, для матеріалу болтів (шпильок) визначається по табл. 10.

Поряд з міцністю перевіряють умови герметичності (твердості) фланцевого з'єднання. Повинне дотримуватися умова

де 8 - кут повороту фланця, радий.

Кут повороту, що допускається:

дчя плоских фланців [ ] = 0,013 радий;

для фланців, приварених встык,

при D 2000 мм [ ] = 0,009,

при D>2000 мм [ ] = 0,013.

 

Інші типи рознімних з'єднань.

Поряд із фланцями застосовують (обмежено) нарізні сполучення для труб і різних вузлів хімічних апаратів (мал. 44).

.