Расчет сварного шва, соединяющего опорную часть

С аппаратом

Напряжение в сплошном сварном шве, крепящем корпус аппарата к цилиндрической опорной части (рис. 1.10) определяют по формуле

s _c = Q₂ /f_c + M’ /W_c, (1.30)

где f_c - площадь опасного сечения сварного шва; W_c - момент сопротивления сварного шва изгибу; М’ - изгибающий момент относительно сечения сварного шва. При его определении учитывают только те ветровые нагрузки, которые действуют выше сварного шва.

При толщине опорной обечайки S и диаметре аппарата D_н :

f_c = p × D_н × 0, 7S; W_c = 0, 8 × 0, 7× S× D_н²,

f_c = 3, 14 × 2, 436 × 0, 7 × 0, 018 = 0, 096 м²,

W_c = 0, 8 × 0, 7 × 0, 018 × 2, 436² = 0, 06 м³.

М’ = 229953 Н × м (расчет аналогичен расчету изгибающего момента М_В). М’» 0, 23 МН × м.

s _c = 1, 28/0, 096 + 0, 23/0, 26 = 17, 6 МПа.

Напряжение в сварном шве не должно превышать при работе на срез 0, 8 × [ s ], где [ s ] - допускаемое напряжение растяжения для основного металла.

В нашем случае [ s ] = 107, 1 МПа,

0, 8 × 107, 1 = 85, 68 МПа.

17, 6 < 85, 68 - условие прочности выполнено.

Проверка устойчивости формы в сжатой зоне стенки

Цилиндрической опорной части и корпуса аппарата

Явление потери устойчивости формы цилиндрической стенки в сжатой зоне аналогично по своей сущности продольному изгибу сжатых стержней. Нарушение формы - вмятие может произойти при напряжениях меньше предела текучести материала стенки (рис. 1.16).

Устойчивость формы опорной части проверяют как для цилиндрической обечайки под действием осевой сжимающей силы Q = Q₂ и изгибающего момента М_В. Для обеспечения устойчивости должно быть выполнено условие

Q₂ /Q_доп + М_В /M_доп £ 1, (1.31)

где Q_доп - допускаемая осевая сжимающая сила; M_доп - допускаемый изгибающий момент.

Допускаемая осевая сжимающая сила

Q_доп = p × D × (S - С) × j _с × [ s ], (1.32)

где j _с - коэффициент уменьшения допускаемого напряжения.

Рис. 16. Схема нагрузок, действующих на вертикальный аппарат

Величину его определяют по следующим зависимостям:

при D/[2(S - С)] < 0, 18 × E/ s _т

; (1.33)

при D/[2(S - С] ³ 0, 18 × E/ s _т

; (1.34)

где K_C - коэффициент, принимаемый по приведенным ниже данным.

Значения коэффициентов K_C и К_И.

	от до 250	от до 250
KC	0, 14	-	0, 14	0, 12
КИ.	-	0, 17	0, 17	0, 13

Допускаемый изгибающий момент рассчитывают по формулам:

при D/[2(S - С)] < 0, 23 × E/ s _т

M_доп , (1.35)

при D/[2(S - С)] ³ 0, 23 × E/ s _т

M_доп , (1.36)

где j _u, K_u - коэффициенты; значения K_u принимают по указанным выше данным, а j _u определяют по формуле

. (1.37)

В приведенных выше формулах D - внутренний диаметр обечайки; [ s ] - нормативное допускаемое напряжение.