Коэффициент прочности цилиндрической детали, ослабленной одиночным неукрепленным отверстием

2.2.5. Коэффициент прочности цилиндрической детали, ослабленной одиночным неукрепленным отверстием,

,

где

2.2.6, Коэффициент прочности цилиндрической детали, ослабленной одиночным укрепленным отверстием,

.

2.2,7 Наибольший допустимый диаметр неукрепленного отверстия в цилиндрических деталях

.

2.2.8 Сумма компенсирующих площадей укрепляющих деталей

,

где - компенсирующая площадь направленного металла сварных швов, .

2.2.9. Величину компенсирующих площадей укрепляющих деталей следует определять по формулам:

1) для наружных штуцеров, конструкция которых показана на рис. 2.

Рис. 2 Укрепление наружным штуцером

2) для пропущенных штуцеров, конструкция которых показана на рис.3

.

 

Рис.3. Укрепление проходным штуцером

3) для накладок, конструкция которых показана на рис. 4.

Рис, 4. Укрепление накладкой

2.2.10, Используемое при расчете значение высоты штуцера И*, должно приниматься равным размеру по чертежу на конкретный штуцер, но не более определенного, по формуле

2.2.11. Используемое при расчете значение высоты штуцера Н₃\ со стороны внутренней поверхности детали должно приниматься равным размеру по чертежу на конкретный штуцер, но не более определенного, по формуле

 

 

 

3. Расчет

3.1. При задании на курсовой проект - произвести расчет прочности укрепления неукрепленного одиночного отверстия в барабане диаметром 440 мм по следующим данным:

- внутренний диаметр барабана - 1200 мм;

- толщина стенки барабана -13м;

- материал - ст. 20К;

- расчетное давление - 14 кгс/см²;

- расчетная температура - 250 *С;

- допускаемое напряжение - 13,2кгс/мм².

Рассчитать укрепление отверстия тремя способами:

а) установкой штуцера на барабан;

б) установкой штуцера на проход;

в) установкой накладки.

Определить максимальный диаметр неукрепленного отверстия, дать краткое описание барабана котла и его назначение.

Выполнить чертежи на формате А2 узлов каждого вида укрепления с простановкой всех необходимых размеров по результатам расчетов.

3.2. Коэффициент прочности барабана определяет толщину его стенки S = 13 мм. Прибавка условно принимается равной с = 1 мм.

Коэффициент получен из формулы

3.3. Наибольший допускаемый диаметр неукрепленного одиночного отверстия

, мм

Заданный диаметр одиночного отверстия 440 мм больше допустимого наибольшего (440 > 239), поэтому требуется его укрепление,

3.4. Коэффициент прочности цилиндрической детали, ослабленный одиночным неукрепленным отверстием

,

где

3.5. Укрепление отверстия штуцером, установленным впритык к поверхности барабана. Необходимо, чтобы

3.6. Компенсирующая площадь от укрепления штуцером

, мм

Минимальная толщина стенки штуцера с учетом прибавки мм и  (материал ст. 20)

Фактическая толщина штуцера принята 13 мм, т.е. наружным диаметром 466 мм (рис. 5).

Вывод: поскольку больше допустимого , отверстие считается укрепленным.

3.7. Укрепление отверстия штуцером, установленным на проход в отверстие. Необходимо, чтобы

3.8. Компенсирующаяся площадь от укрепления штуцером

,

Принимаем штуцер с толщиною стенки 10 мм (материал ст. 20), прибавка с₂ = 0,5 мм, т, е. 0455 х 10 мм (рис. 6),

;

;

Вывод: поскольку  больше допускаемого , отверстие считается укрепленным.

3.9. Укрепление отверстия накладкой необходимо, чтобы

3.10. Компенсирующая площадь от укрепления накладкой

,

где - ширина накладки, мм;

 -толщина накладки.

Примем  - 130 мм; = 8 мм;  

Вывод: поскольку  больше допускаемого  отверстие считается укрепленным.

Список использованной литературы

1. Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов. Постановление Госгортехнадзора России от 11.06.2003 г. № 88.

2. Нормы расчета на прочность стационарных котлов и трубопроводов пара и горячей воды РД 10 - 249-98гМ.:Госгортехнадзор. -1999.- 228 с.

3. Котлы стационарные и трубопроводы пара и горячей воды. Нормы расчета на прочность. ОСТ 108.031.08 - 86 - Ост 108.031.10 - 86.- М.: Минэнергомаш. ~ 1987.-118 с.

4. Котлы - утилизаторы и котлы энерготехнологические» Отраслевой каталог. М/. Минэнергомаш.—1998. - 56 с.

5. Изготовление и ремонт объектов котлонадзора / Под ред. А.А. Тихомирова: Справочник.- М. Металлургия. -1988,-624с.