Аппарат емкостной ВКЭ1 – 1 – 5 – 1,0 (стр. 6 )

где – допускаемое удельное давление на прокладку, МПа [3].

МПа < 130 МПа.

3.6.6 Расчет фланца на прочность

Угол поворота фланца при затяжке соединения, рад.

, (91)

где – изгибающий момент от болтовой нагрузки, Н?мм.

H?мм,

рад.

Приращение угла поворота фланца в рабочих условиях, рад.

       , (92)

где

. (93)

Н?мм,

рад.

Меридиональные напряжения в цилиндрической обечайке при затяжке фланцевого соединения для плоских приварных фланцев, МПа:

на наружной поверхности втулки

(94)

на внутренней поверхности втулки

(95)

где

. (96)

, (97)

МПа.

Приращение меридиональных напряжений в цилиндрической обечайке в рабочих условиях для плоских приварных фланцев, МПа:

на наружной поверхности обечайки

, (98)

на внутренней поверхности

, (99)

где

, (100)

МПа;

, (101)

МПа,

МПа,

МПа.

Окружные напряжения в цилиндрической обечайке при затяжке соединения для плоских приварных фланцев, МПа:

на наружной поверхности обечайки

,         (102)

на внутренней поверхности

. (103)

МПа,

МПа.

Приращения окружных напряжений в цилиндрической обечайке в рабочих условиях для плоских приварных фланцев, МПа:

на наружной поверхности обечайки

, (104)

на внутренней поверхности

. (105)

МПа,

МПа.

Условие статической прочности фланца:

при затяжке соединения

,         (106)

МПа,

в рабочих условиях

, (107)

442,4 МПа < 562,5 МПа.

Условия статической прочности фланцевого соединения выполняются.

3.6.8 Требования к жесткости фланцевого соединения

Условие жесткости (герметичности) фланцевого соединения

, (108)

где – допускаемый угол поворота фланца, рад.

Для плоских приварных фланцев в рабочих условиях = 0,013 рад.

Проверка условия жесткости:

< 0,013 (рад).

Условие жесткости выполняется.

3.6.9 Расчет крышки люка

Расчетная толщина плоской круглой крышки с дополнительным краевым моментом

, (109)

где - коэффициент ослабления крышки отверстиями;

- безразмерный коэффициент;

- расчетный диаметр крышки, мм.

Расчетный диаметр крышки равен среднему диаметру прокладки:

мм.

Коэффициент ослабления для крышек без отверстий

Коэффициент определяется по формуле:

, (110)

где – безразмерный коэффициент;

- диаметр болтовой окружности, мм.

мм.

, (111)

где - реакция прокладки, Н;

- болтовая нагрузка, Н;

- равнодействующая внутреннего давления, Н.

;

;

;

Расчетная толщина крышки по формуле (109)

мм.

Исполнительная толщина крышки

(112)

где С1 - прибавка на коррозию.

мм.

Толщина плоской крышки по стандарту [7] S1 = 26 мм.

Толщина плоской крышки в месте уплотнения, мм

, (113)

где

, (114)

В формуле (114) индекс «р» указывает на то, что величина относится к рабочему состоянию или условиям испытания, индекс «м» – к условиям монтажа.

Болтовая нагрузка в рабочих условиях,

, (115)

Н,

Допускаемое напряжение материала крышки в рабочих условиях

МПа.

Болтовая нагрузка в условиях монтажа

МПа.

Допускаемое напряжение материала крышки в условиях монтажа

МПа.

Коэффициент в формуле (93)

. (116)

Толщина крышки в месте уплотнения по формуле (113)

мм.

Окончательно толщина крышки в месте уплотнения принята согласно стандарта [7]

S2 = 23 мм.

Толщина плоской крышки на краю, мм

, (117)

мм.

Окончательно толщина крышки в месте уплотнения принята согласно стандарта [7] S3 = 17 мм.

Допускаемое давление для плоской крышки с дополнительным краевым моментом

, (118)

где С = С1 – прибавка на коррозию, мм.

МПа.

0,94 МПа < 1,4 МПа.

Условие прочности выполняется.

3.7 Выбор опор

Аппарат установлен на 4 опорных лапах.

Усилие, действующее на опорную лапу при обеспечении равномерного распределения нагрузки между всеми опорными лапами, Н

, (119)

где G – вес аппарата в рабочих условиях, Н.

Масса аппарата в рабочих условиях с учетом изоляции [1]:

m= 12150 кг.

Вес аппарата

, (120)

где g – ускорение свободного падения, м / с2.

G = 12150 ? 9,81 = 1,192? 104 Н,

Н.

По пособию [4] принимаем сварные лапы с увеличенным вылетом для изоляции с допускаемой нагрузкой на опорную лапу 40000 Н.

Обозначение: Опорная лапа 3–40000 ГОСТ 26296–84.

Сварная опорная лапа с увеличенным вылетом для изоляции

= 270 мм;                        h = 525 мм;

= 300 мм;                        = 535 мм;

d = 35 мм;                         = 8 мм.

= 320 мм;

3.8 Выбор строповых устройств

Строповка аппарата осуществляется за две цапфы. Схема строповки приведена на чертеже общего вида аппарата.

Масса аппарата в условиях монтажа

кг.

Вес аппарата в условиях монтажа

, (121)

Н.

Усилие, действующее на одно строповое устройство

, (122)

где n – количество строповых устройств.

Н = 10,15 кН.

Принимаем цапфу грузоподъемностью 20 кН из стали марки Ст3сп5 для аппарата с радиусом кривизны R = 750 мм [4]:

Цапфа 3–1–20–750 Ст3сп5 ГОСТ 13716–73.

Выводы

Конструкция аппарата, его основных сборочных единиц и расчеты выполнены в соответствии с действующей в химическом машиностроении нормативно-технической документацией.

Расчеты аппарата на прочность, жесткость и устойчивость выполнены в полном объеме и подтверждают работоспособность разработанной конструкции аппарата.