Документ: В.И.Чуешов, Л.А.Мандрыка, А.А. Сичкарь Оборудование и основы проектирования химико-фармацевтических производств, страницы 96-100

6.6. Макс11малы1ыii 1оп1бающ11й момент, действующий 11а аn11ар п

Так как в условии задачи не говорится о действующем на аппарат юrнбающем моменте, то принимаем М = О.

- 6.7. Выбор коэффицие11та л.1.

При числе опор z =3, л.1 = 1,0 (таблица Ж.7)

6.8. Рас•1еп1ая нагрузка на одну опору

6.9.
Для вертикального цилиндрическогоВыбораппаратаопоры.
типа I исполнения Б [24], стр. 637, табл. 29.2.
Условное обозначение опоры:
«Опора ОВ-1-Б-4000 OH26-0l-69-68»
Размеры опоры следующие (рисунок Д.4):
	l..3
L	L

принимаем опорную лапу

s

L= 85мм		, h = 140мм	S1		= бмм
L1	=95мм	S = 5мм	L3		= 125мм
L2	=80мм	а = 15мм	Н	1	= 200мм
В = 95мм		а1 = 25мм
В1	= 65мм	а2 = 25мм
В2 = 70мм		R = 8мм
Ь=22мм		d= 12мм
Ь1 =50мм		dб = М!О

Рис. Д.4 - Опорная лапа аппарата типа 1 исполн ния Б

llp1шcp 7. Дли аr111арата, рассмотрсшюго IJ примере 6, 11ровсрит1, стс111,у 1щр11уса ш1 nрочносп, и устоii•11шост1, •• местах установки uыбрюшых опор.

Давлс1111е в аппарате 0,4 МПа, пр11баn ,а к рас•1ст1юй толщине сте11ки lмм.

Решееловне1111епрочности.	и
У		устойчивости корпуса в местах установки опор имеет
вид:		устойчивости корпуса в местах установки опор имеет
вид:

где СJ,ю,б - максимальное мембранное напряжение в стенке аппарата, МПа;

crr -·предел текучести материала корпуса, МПа;
сrю - максимальное напряжение прогиба от реакции опоры, МПа;
А- коэффициент, зависящий от условий работы аппарата.
7.1. Макс11мальное мембранное напряжение.
. crмемб =crо +к I	(	N-e
		s	_ С) 2 ,
	Д

где cro - расчетное мембранное напряжение от основных нагрузок;

к1 - коэффициент, зависящий от размеров опоры и аппарата;
N- расчетная нагрузка,	на опору;	до	наружной
е - расстояние от равнодействующей реакции опоры
поверхности корпуса;
Д - диаметр аппарата;
s - исполнительная толщина стенки корпуса;
С - прибавка к расчетной толщине стенки корпуса.

7. 1.1. Расчетное мембранное напряжение:

cr0 =max{cr.;cr.}

где cr" и а.-меридиальное и кольцевое напряжение.

а"' cr,..

=

	Д
р
4(S - С)
р	Д

2(S-C)

+

4М

ттД	2	{S -

,4	.	6
О		ОО

2(5-1)

С)	0,4 · 600
С)	4(5-1)
З	МПа
О

= lSMПa

Принимаем cr0 = 30 МПа. 7.1.2. Коэффициент к1•

Значение этого коэффициента зависит от отношений hofД и Д/[2(s-С)], где ho - высота ребра ороры; по .размерам опоры (см. пример 6).

\9\

110 = Н - S = 140-5 =			135мм.
						= =о· 225
						Д	д		600			600				=		75
							д					2(5 -1)						75
По	графику к, =	0,8.				2(S-C)						2(5 -1)
7.1	.3. Расстояние е.		(пример 6) имеем:
По	размерам опоры		(пример 6) имеем:
		в,					6	5	'											-3	м.
	е=а,• +-=25+-= 57,5мм=57,5·10																				м.
			2				2		413	-		57			10		-З						6Н/м2.
									413			57	,	5	10
	...,мб			·1 6		+		3					,		·				46,3·			\
	...,мб	=30		·1 6		+	8	3														\	0
	сr	=30			0	0	8	о,6[(5			- l) 10-)r												0
							•	о,6[(5			- l) 10-)r
														-
		7.2. Максимальное напряжение изгиба:

7.3.

Коэффициент

А

1,2 - ДЛЯ УСЛОВИЙ

Коэффициент А = 1,0 - для

рабочих условий.

монтажа и гидравлических испьпаний.

7.4. Предел текучести материала корпуса

Для стали ВСт.Зсп сr

= 220МЛа [64].

т

7.5. Проверка условия прочности и устойчивости корпуса

- для условий монтажа и

гидравлических испытаний:

46,3

·10

2

+

0,8 .

54,5 ·10

6

0,2<1.

-,-6

. (

220

·1О

6

)

1,2

220·1 О

6

---

Условие выполняется.

- для рабочих условий:

2

46,3

·10

+

0,8

.

54,5·10

0,24 <1.

----с-6

6

(

,

6

)

1,0

220·10

6

220· 10

Условие выполняется.

и

устойчивость

корпуса

в местах установки

Таким образом , прочность

опор обеспечивается при различных

усло_вия работыапарата.

(

Ппнмср

8.

В

11срл1калы1ом

ц11л1111др11чсском

аrшаратс

1шутрешшм

D

дш1мс·rром IОООмм,

работающим

под

1111утре11н11м

давлением,

в

центре

' .

s

элл11лт11•1сскоrо днища

nnape11

сливной

штуцер

диаметром

и

100мм

и

длщ1ой

120мм.

Расчетная

НСПОЛJ\ИТСЛЫ(ая

толщина

стенки днища

аппарата 2,14 и

4мм,

расчетная

и

исполнительная

ТОЛЩ11113

штуцера 0,57 11 4мм. Материал

аппарата

и

штуцера

сталь

10,

расчетная температура

20°С,

прибавка

к расчетной

толщине стенки

днища 1t

d

штуцера

1,Sмм.

необходимость

Определить

Рис. Д.5 . Вертикальный

укрепления

отверстия

и

при

цилиндрический аппарат

необходимости выбрать и

рассчитать

способ его укрепления.

Решение.

Д= lОООмм

d

=

2,14мм

S =

4 ,ООмм

Sw

= О,57мм

S111 = 4,ООмм

p

120мм

1 =

С

Сш = 1 ,5мм

1

=

8.1. Наибольший диаметр отверстия, не требующего укрепления

'(	.(
J, ...

где	дr	-	расчетный									диаметр			днища;				для		эллиптических днищ
			Д					\
			Д			Д=			ОООмм.
				р		=			4		5
			d	р			2		4		5		0,8	1ООО 4		-
			d	0	=		2	[(				-	0,8	1ООО 4		-		1,5) -1,5			=33,8мм
				0				[(				-		}/	(			1,5) -1,5			=33,8мм
									2												J
									2	1							=		33,		щ
Так как диаметр штуцера d = 1ООмм > d																	=		33,		щ	е
необходимо укреплять.															0					8мм , то отверстие в дни		е
Условие укрепления отверстия комбинацией способов имеет вид:

192

\93

to,

p

+s+s-s

p

-C)(s

111

-s

111p

-C

ш

)+l

/s,.,

:...

2

c

ш

)JI-1

1

+

2

+Jдp(s "+s-C)(H

s

r+s-s

0,

5

(d

-d

.,)s

,

2

P

-С)

P

2

0

г

де

1 1 r

,

12р

-

расчетная дли

а

н

внешней

и

внутренней

частей

штуцера, участвующая в укреплении;

расчетная

толщина

d

накладного кольца;

1-1

1

,

Н2

-

отношение допускаемого

напряжения

материала

штуцера

и

'

..1

накладного

кольца

к

допускаемому

напряжению

материал.а

укрепляемой

оболочки;

расчетный

диаметр

d

p

Рис. Д.6 - Р

счетная

схем

для

укре

ления

отверстия;

расчетный

диаметр

d

отверстия

а

днище

а

с

п

o

ю

г

у

.

в

аппарата

помощью

p

не

требу

ще

штуцера

отверстия,

о

крепления

8.2. Расчетный диаметр отверстия

d = d

+2

=

100 +2*1,5 = 103мм

p

Сш

8.3. Расчетный диаметр отверстия, не требующего укрепления:

d0P = О,4Jд Р (s-С)= 0,4)1000(4-1,5) = 20мм

Так как штуцер в

днище

служит для слива рабочей жидкости,

то он не

должен выходить внутрь корпуса,

т.е.

12

=

О.

При одинаковых материалах

обечайки, штуцера и накладного кольца Н1

=Н2

= 1,0.

1,

Проверим сначала укрепляется ли отверстие только внешней частью

штуцера. В этом случае S2p =

О,

L2p =

О и условие укрепления будет иметь вид:

(1,

Р

+s

-s

P

С)(s

ш

-'Sшр -С

ш

)Н, +Jд

P

(s-C)(s-s

P

-С)

0,5(d

p

-d0

)s

p

.

P

Расчетная длина внешней части штуцера, участвующая в укреплении:

,

l1r = mi11 1

;J,

25

J(d

2

=

+

С

"' )(SIII -clll }

min {120мм;J,25J(I 00 + 2 · 1,5)(4 -1,5) =

(11р +s-s

p

-сХsш -sш -сш )н, +Jд

p

р

0,5(d

p

- d

0P

)

= 0,5 103

-

20 = 41,5 мм 2

(

)

5 7,29мм

2

> 41,5мм

2

20мм }= 20 1м
(s-C)(s-s		-с)= 5 7,29мм
		2
	p

Следовательно,	отверстие	достаточно укрепляется внешней	частью
штуцера.

194

195

ПРИЛОЖЕНИЕ Е

До11усп1мыс 11аr1рижс11ия для различ11ых ТIIIIOR сталей

Табл ща Е.1 - Допустимь1е напряжения для углеродистых и низколегированных сталей


Расчетная				Допускаемое напряжение						Гcrl, МПа, для сталей марок				· ·-
температура				ВСт3				09Г2С, lбГС		20,20К		10Г2	17ГС
стенки		сосуда				Толщина,мм					10
												09Г2	10Г2С
		0
или аппарата, С			<20			> 20		<32	> 32	< 160			----
20			154			140		196	183	147	130	180	183


100			149			134	177		160	142	125	160	160
.150			145			131	171		154	139	122.	154	154

200			142		126		165		148	136	118	148	148
250			131		120		162		145	132	112	145	145
300			125		108		151		134	119	100	134	134

350			105		98		140		123	106	88	123	123

375			93		93		133		116	98	82	·108	116. ..
Примечания	:

1.При расчетных температурах ниже 20°С допускаемые напряжения принимать такими же, как при 20°С , при условии до'nустимо1·0 применения материала при данной температуре.

2.Для промежуточных расчетных температур стенки допускаемое напряжение определяют линейной интерполяцией с округлением результатов до 0,5 МПа в сторону меньшего значения.

Таблица Е.2-Допускаемые напряжения для теплоустойчивых хромистых сталей

Расчетная		температура
Расчетная		температура		Допускаемое напряжение [cr], МПа, для сталей										маро1<
стенки		сосуда ИЛИ
стенки		сосуда ИЛИ		12ХМ	12МХ			I5XM	15Х5М				15Х5МУ
аппарата, 0С
аппарата, 0С
			147		147		155		146					240
		20	147		147		155		146					240
		100	146		146		153		141			235
		100	146		146		153		141			235
		150	146		146		152		138			230			. .	·'·
	200			145	145		152		134			225
				. 145	145								220
		250		. 145	145		152		127				220
		300		141	141		147		120			210
				137	137			142	114
		350		137	137			142	114			200
		375	135		135		140			110		180
		375	135		135		140			110		180
	400		132		132		137		105		170
	410			130		130	136		103				160
	420		129		129		135		101			150

	430			127	127		134		99		140
440			126		126		132		96		135

450				124		IZ4	131		94				130
450				124		IZ4	131		94				130
						,.

Примеча11ия:

1.При расчетных температурах ниже 20°С допускае 1ые напряже11ия принимать такими же, как при 20°С , при условии допустимого применения материала при данной температуре.

2.Для промежуточных расчетных . температур стенки допускаемое напряжение определяют линейной интерполяцией с округлением результатов до 0,5 МПа в сторону меньшего значения.

3.При расчетных температурах ниже 200°С сталь марок 12МХ, 12ХМ,. ISXM применять не рекомендуется.

Таблица Е.3 - Допускаемые напряжеция для '{Каропрочных, жаростойких
		коооозионностойких сталей а стенитного класса
расчетная						у
расчетная		Допускаемое напряжение [cr], МПа, для сталей марок
температура
температура
стенки сосуда								08Х18НJОТ			12Х18НJОТ
стенки сосуда								08Х18Н12Т			12Х18Н12Т
ИЛИ аппарата,		ОЗХ21Н21М4ГБ			ОЗХ18Н11	ОЗХ17Н14МЗ		08Х18Н12Т			12Х18Н12Т
ИЛИ аппарата,		ОЗХ21Н21М4ГБ			ОЗХ18Н11	ОЗХ17Н14МЗ		08Х17НJЗМ2Т			JОХ17НJЗМ2Т
	ос	180						08Х17Н15МЗТ			10Х17Н1ЗМЗТ
	ос							08Х17Н15МЗТ			10Х17Н1ЗМЗТ
20			160			153		168			184
20			160			153		168			184
100		173			133	140		156			174
150		171			125	130		148			168
150		171			125	130		148			168
200		171			120	120		140		160
250		167			115	113	132			154
300		149			112	103	123			148
350		143			108	101	113			144


375		141		107		90	108		140
400		140		107		87	103		137
400		140		107		87	103		137
410		-	107			83	102		136
410			107			83	102		136
420		-	-			82	101		135
420						82	101		135
430		-	-			81	100		134
430						81	100		134
440		-	-			81	100		133
440						81	100		133
450		-	-			80	100		132
450						80	100		132
	Примечания:

1.При расчетных температурах выше 20°С допускаемые напряжения принимают такими же, как и при 20°С, при условии допускаемого применения материала при данной температуре.

2.Для промежуточных расчетных температур стенки допускаемое напряжение определяют интерполяцией двух ближайших значений, указанных в таблице, с округлением результатов до 0,5 МПа в сторону меньшего значения.

3.Для поковок из стали марок 12Х18НIОТ, IОХ17Н13М27, 1ОХI7Н13М3Т допускаемые напряжения, приведенные в таблице при температурах до 450°С, умножают на 0,83.

4.Для труб из стали марки ОЗХ21Н21М4ГБ (ЗИ-35) допускаемые

напряжения, приведенные в таблице, умножают на 0,88.

196
	197

ПРИЛОЖЕНИЕ·ж

Мехаш1•1ескне характеристики разл11ч111.1х типов сталей

Таблица,Ж. \ - Механические характеристики для углеродистых и низколегированных сталей


Марка стали и состояние		Температура,				cr.	1	сrт
Марка стали и состояние		Температура,					1
атериала			ос				МПа
							МПа
		2			3			4


ВСт.3		20			460			250
ВСт.3		20			460			250
(состояние поковки)	100				435			230
		150			460			224
		200			505			223
		250			510			197
		300			520			173
		350			480			167
		375			450			164
20.20К		20			410			:Z20
(нормализация 880-900°С)		100			380			213
(нормализация 880-900°С)		100			380			213
		150			425			209
		150			425			209
		200			460			204
	250				460			198
	250				460			198
		300			460			179
		350			430			159
		375			410			147
30,35		20		.	545			350
(состояние поставки)		200			590			313
		300			592			207
		300			592			207
		400			512			187
		500			365			154
		500			365			154
30Х		20			850			670
30Х		20			850			670
(закалка 860°С, ма<;ло	100				780			580
отпуск 500°С)	200				790			560
отпуск 500°С)	200				790			560
	300				810			580
40Х			20			940		805
(закалка 820-840°С, масло	200				890			720
отпуск 550°С}	300				890			690
	400				700			620
	500				500			440

·-

----

- --·-

-

..

/lродолжс11ис таблицы Ж.1


	r					2		3
1		1				2		3
	i			ЗОХМА		20		745
1			(закалка 870°С, масло			200		675
1			(закалка 870°С, масло			200		675
1			отпуск 650 С)			300		730
!		°
						400		645
						500		510
					09Г2	20		440
	г IОГ2					100		385
						200	1	439
1						300		445
1						350		441
						375		425
					09Г2С	20		470
					09Г2С	20		470
					16ГС	100		425
						200		439
						300		445
						350		441
	г··--·-·					375		425
						375		425
				-		20		950
			25Х2МФА			20		950
			(нормализация l 000°С,			500		787
			отпуск 650°С)			525		713
						550		664
r						550		664
					12МХ	20		455
			(нормализация 920°С,			100		431
l			отпуск 680°С)			200		458
						300		483
						300		483
						400		458
						500		405

,

4'>

600

565 535 490 435

270

240

222

201 185 165 300 265 247 226

210

199

850

702

674

635

284

268

254

292

257

240

1

;

t 1

1

198

1 9 9

Материал: В.И.Чуешов, Л.А.Мандрыка, А.А. Сичкарь Оборудование и основы проектирования химико-фармацевтических производств

Смотрите также: