Типы опор аппаратов, особенности расчета опор аппаратов

Опоры аппаратов служат для установки аппаратов на фундаменты и несущие конструкции.

При установке вертикальных аппаратов на полу или на фундаментах применяют опорные лапы (стойки), при подвеске их между перекрытиями – боковые.

Для опирания горизонтальных аппаратов используют седловидные опоры, размещаемые снизу аппарата и охватывающие его не менее чем на 120° по окружности. Количество опор может быть 2, 3 и более, в зависимости от длины аппарата.

Выбор типа опоры зависит от ряда условий:

· места установки аппарата (в помещении или на открытой площадке)

· соотношение высоты к диаметру аппарата

· его массы и т.д.

Рисунок 10.2.1 – Основные типовые конструкции опор для вертикальных аппаратов

Расчет

Первоначально выбираем количество и тип опор согласно массе аппарата.

Затем рассчитываем нагрузку на одну опору.

Рассчитаем обечайку на местную прочность и устойчивость в местах, где крепятся лапы:

Ребра привариваем к корпусу сплошным швом с катетом h_ш. Общая длинна сварного шва, L_ш, м:

,

где Н – параметр выбранной опоры (см. таблицу 10.2.1)

s – толщина аппарата, м.

Проверим прочность сварных швов:

где G – нагрузка, воспринимаемая одной опорой, МН

МН/м²

Если условие выполняется, то прочность сварного шва обеспечена.

Определим максимальные напряжения в корпусе аппарата в месте присоединения к нему лап.

Найдем параметры для нахождения коэффициентов К_к и К_м

, ,

.

где В,Н – размеры опоры

D – диаметр аппарата, м

s – толщина стенки аппарата, м

C_к – прибавка на коррозию, м

Момент от реакции опоры М_и, МН·м, действующий на лапу при расчетном плече:

,

где - определяем из чертежа опоры, м.

По графику на рисунке 10.3.1 определяем значение коэффициентов К_к и К_м.

Далее определяем параметр β для нахождения моментов действующих на корпус:

для определения меридиональных моментов:

,

для определения кольцевых моментов:

.

Рисунок 10.3.1 – Графики для определения коэффициента К

К_м ,--------- К_к

По графику на рисунке 10.3.2 определяем параметр , используя β₁ и .

Рисунок 10.3.2 – Графики для определения, отнесенного к единице длины меридионального момента М_м, действующего на стенку цилиндрического корпуса аппарата в месте присоединения к нему лапы (опоры)

Отсюда определяем меридиональный момент М_м, МН×м/м.

По графику на рисунке 10.3.3 определяем параметр , используя β₂ и

Рисунок 10.3.3 – Графики для определения, отнесенного к единице длины меридионального момента М_к, действующего на стенку цилиндрического корпуса аппарата в месте присоединения к нему лапы (опоры)

Отсюда определяем кольцевой момент М_к, МН×м/м.

Далее по графикам на рисунке 10.3.4 определяем коэффициенты К'_к и К'_м, для определения сил действующих на корпус.

Рисунок 10.3.4 – Графики для определения коэффициентов К' при определении расчетных сил Р_м и Р_к, действующих на стенку цилиндрического корпуса

К_м ,--------- К_к

Определяем параметр β для определения сил действующих на корпус аппарата:

.

По графику на рисунке 10.3.5 определяем параметр , используя β₃ и .

Рисунок 10.3.5 – Графики для определения, отнесенного к единице длины меридиональной силы Р_м, действующего на стенку цилиндрического корпуса аппарата в месте присоединения к нему лапы (опоры)

Отсюда определяем меридиональную силу Р_м, МН/м.

По графику на рисунке 10.3.6 определяем параметр , используя β₃ и .

Отсюда определяем кольцевую силу Р_к, МН/м.

Суммарное напряжение сжатия σ_c, МН/м², в корпусе аппарата при толщине стенки , мм в месте присоединения лапы:

в меридиональном направлении:

,

в кольцевом направлении:

,

Если оба напряжения меньше допускаемого, следовательно, лапа может быть приварена к обечайке без подкладного листа. В противном случае используется подкладной лист. Толщина стенки в этом случае рассчитывается по формуле s_п = s + s₁ – c_к и весь расчет производить заново.

Рисунок 10.3.6 – Графики для определения, отнесенного к единице длины кольцевой силы Р_к, действующего на стенку цилиндрического корпуса аппарата в месте присоединения к нему лапы (опоры)