Расчет фланцевых соединений фонтанной арматуры.

Расчет фланцевых соединений фонтанной арматуры осуществлялся следующим образом:

Наибольшее распространение получил расчет по способу ЦКТИ1, относящийся к методу расчета по допускаемых напряжениям.

По этому способу за расчетное усилие Qрас принимается большее из двух следующих:

1) суммарное усилие Qэк воспринимаемое шпильками в эксплуатационных условиях от рабочего давления среды рр:

(3.1)

2) усилие п.з предварительной затяжки шпилек:

(3.2)

Усилие, приходящееся на одну шпильку, определяется по формуле:

(3.3)

Напряжение на шпильке:

(3.4)

Напряжение изгиба во фланцах (Рисунок №1) определяют в переходном утолщении АБ и в теле диска АВ.

Рисунок №1.1 – Схема к расчету фланца с плоской прокладкой.

Для упрощения расчета фланец рассматривают как консольную балку с приложенной на конце сосредоточенной силой. Изгибающий момент в переходном утолщении АБ:

, где 0,4 – коэффициент, учитывающий жесткость фланца;

l1 – плечо изгиба, которое определяют из выражения:

(3.5)

Момент сопротивления сечения переходного утолщения:

(3.6)

Изгибающий момент в диске фланца (по АВ):

, где l – плечо изгиба:

(3.7)

Момент сопротивления сечения диска фланца:

(3.8)

Расчет диска фланца ведется по опасному сечению АГ с учетом ослабления толщины фланца канавкой. Плечо изгиба будет:

(3.9)

Момент сопротивления сечения диска фланца:

(3.10)

Диаметр кольца прокладки должен быть больше диаметра кольца канавки фланца настолько. чтобы гарантировать во всех случаях такое уменьшение диаметра кольца в процессе затяжки шпилек, которое по достижении касания кольцом внутренней боковой стенки канавки фланца обеспечило бы в металле кольца напряжение, равное пределу текучести. При этом будет достигнут максимально возможный нажим кольца прокладки при минимальной величине затяжки шпилек.

Превышение среднего диаметра кольца прокладки над средним диаметром канавки фланца определяют по формуле:

(3.11)

Таким образом, допуски на изготовление прокладок и проточку уплотняющих канавок фланцев следует выбирать так, чтобы средний диаметр прокладки был больше среднего диаметра уплотняющей канавки фланца на величину теоретически необходимого превышения. При соблюдении указанных условий прокладка овального сечения становится самоуплотняющейся.

Расчет задвижки

Фланцы задвижек рассчитывают приведенным выше способом. Шейки магистральных фланцев рассчитывают как толстостенные цилиндры, работающие под внутренним давлением. Для расчета толстостенных цилиндров Госинспекция Котлонадзора рекомендует пользоваться одной из следующих формул:

¾ Основанной на первой теории прочности:

(3.12)

¾ Основанной на второй теории прочности:

(3.13)

Расчет шпинделя

Сила гидростатического давления среды, действующая на левый диск:

(3.14)

Исходя из условий непроницаемости соприкасающихся поверхностей, усилие, возникающее между уплотнительными поверхностями корпуса и клина со стороны входа среды, может быть выражено следующей формулой:

(3.15)

Приближенно:

При коэффициенте трения f=0,15 между уплотнительными поверхностями и угле клина при вершине 2а=10 усилие по оси шпинделя будет:

(3.16)

Для определения величины необходимого удельного давления на уплотняющие кольца служит эмпирическая формула:

(3.17)

При пользовании этими формулами необходимо иметь в виду
следующее:

1. Формулы приведены для колец с плоской поверхностью соприкосновения.

2. Данные применимы для тщательно притертых колец при работе в среде, загрязненной твердыми примесями.

3. При уплотняющих поверхностях из различных материалов

4. принимается для более мягкого материала.

В случае повышенной температуры требуется увеличить удельное давление. При расчете необходимо предусмотреть, чтобы фактическое удельное давление q не вызвало значительных пластических деформаций и не изменило форму поверхности, полученную притиркой. Для этот о необходимо соблюдать условие:

(3.18)

Крутящий момент, который необходимо приложить к шпинделю при помощи маховика для достижения плотности закрытия клина задвижки, определяется соотношением:

, где М1, М2 и М3 – крутящие моменты трения в резьбе гайки, сальнике и кольце буртика шпинделя.

(3.19)

(3.20)

(3.21)

Напряжение кручения в шпинделе:

(3.22)

Напряжение сжатия в резьбовой части шпинделя:

(3.23)

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: