5.3 Расчет фланцевых соединений

При расчете фланцевых соединений задаемся размером стягивающего болта. Принимаем во фланцевом соединении для аппаратов Д_в = 300-2000 мм стальной болт М16.

Определяем допустимую нагрузку на один болт при затяжке

q_б = d₁-c₁)²=1.4-0.2)²900 = 1017 кг, (20)

где d_{1 =} 1,4 см - внутренний диаметр резьбы болта;

c₁ = 0,2 см - конструктивная прибавка для болтов из углеродистой стали;

= 900 кг/см² - допустимое напряжение на растяжение.

Шаг между болтами t_б? 5d, т.е. менее 80 мм.

Принимаем t_б=65 мм.

Тогда определяем количество болтов n_б

n_б = = (21)

l = 25 мм принимаем конструктивно так, чтобы удобно было работать ключом на фланцах.

Число болтов фланцевого соединения принимают кратным четырем, т.е. n_б = 4,8,12 и т.д.Принимаем равным 52

Определяем нагрузку на все болты фланцевого соединения Q_фл (см.рисунок) по формуле:

Q_фл = q_б n_б

Qфл =1017•52=52884кг

Фланец рассчитывают на изгиб М_изг под действием силы Q_фл по формуле:

М_изг = Q_фл

Где l = 25 мм = 2,5 см - плечо силы. Размер l = 25 мм выбран из конструктивных соображений и удобства работы с гаечным ключом.

М_изг =52884•0.0025=132.2 Н•м

Напряжение изгиба во фланце

(22)

где W= - момент сопротивления.

Допустимое напряжение рекомендуется принимать не менее чем с двукратным запасом, т.е для стальных фланцев

Тогда можно определить минимальную толщину фланца h из формулы(22):

450=,

Откуда h= (23)

где)-наружный диаметр корпуса теплообменника, ДН=0.4+2•0.006=1.012мм

Значение h,рассчитанное по формуле (23),будет менее 25 мм. Исходя из конструктивных соображений и, зная, что толщина трубной решетки h=25 мм,

Принимаем с запасом толщину фланца h=25 мм (см рисунок).