Определение размеров стенок крышки

4.4 Определение размеров стенок крышки

Предварительно вычисляем необходимые коэффициенты:

- безразмерная характеристика нагружения крышки болтовым изгибающим моментом:

, (64)

;

- безразмерная характеристика нагружения крышки давлением, действующим на ее фланцевую часть:

, (65)

где Н_к – высота крышки, принимаем Н_к = 100 мм [4, с.120]

;

- поправочный коэффициент для свободно опертой плиты:

, (66)

;

- поправочный коэффициент для защемленной плиты

f₂ = 0,5 f₁, (67)

f₂= 0,5. 0,845 = 0,423;

- коэффициент сопротивления фланцевой части крышки

, (68)

где предварительно принимаем, что S₄ = 17 мм, S₅ = 17 мм, S₆ = 23 мм;

;

- поправочный коэффициент:

, (69)

,

Принимаем = 0,779;

- коэффициент сопротивления фланцевой части крышки

, (70)

;

- допускаемое напряжение для материала крышки при расчетной температуре [σ]_к = 146,72 МПа;

- коэффициент прочности сварного шва φ_св= 0,95.

Толщина донышка крышки:

, (71)

 мм;

Толщина стенки крышки в месте присоединения к фланцу

, (72)

мм;

Толщина фланца крышки

, (73)

мм;

Толщина боковой стенки крышки s₇ ≥ s₅.

Принимаем окончательно, что s₄ = 5 мм, s₅ = 5 мм, s₆ = 18 мм, s₇ = 15 мм.

4.5 Подбор сортамента опорных балок металлоконструкции

Масса трубной секции аппарата исполнения Б4 на давление 0,6 МПа с трубами длиной 8 м и числом рядов труб 4, согласно [4, с.143], составляет М_сек = 3050 кг, соответственно масса трех секций – 3^.3050 = 9150 кг.

Масса жидкости в трубном пространстве аппарата АВГ при φ = 14,6 с внутренним диаметром труб 21 мм составляет М_ж = 800 кг [4, с.145].

Масса диффузора, коллектора вентилятора и предохранительной сетки Муз ≈ 800 кг [4, с. 122].

Масса всего аппарата составляет М_ап= 15205 кг [4, с.130].

Значение распределенной нагрузки от веса трех, заполненных средой секций, приходящееся на три поперечные опорные балки:

q_P = (3 М_сек + М_ж) g / (n_с L_з), (74)

q_P = (3·3050 + 800)·9,81/(3 ·4,15) = 7840,12 Н/м.

Максимальный изгибающий момент от этой нагрузки:

М = q_P L₃² /12 (75)

М = 7840,12.4,15²/12 = 11252,21 Н,м = 11,3 кН,м.

Допускаемое напряжение материала опорных балок (Сталь ВСт3) [σ] = 140 МПа [4, с.147].

Ориентировочный момент сопротивления сечения балки:

, (76)

см³.

По [4. c.148] принимаем балку двутавровую №18 с моментом сопротивления сечения балки W_сеч = 109 см^З; статическим моментом площади сечения балки М_сеч = 62,3 см³; шириной полки профиля балки b_СЕЧ = 8,1 см; главным линейным моментом инерции сечения балки относительно горизонтальной оси I_сеч = 873 см⁴.

Тогда:

- нормальное напряжение

, (77)

МПа;

- касательное напряжение [4, с. 123]

, (78)

Н/см² = 1,48 МПа;

- эквивалентное напряжение

, (79)

МПа ≤ [σ] = 140 МПа.

Условие прочности балки выполняется.