Конструирование и расчёт накидного (свободного) фланца

Свободные фланцы рассчитывают на изгиб. Опасным сечением по оси у –у. На фланец действует расчётная нагрузка Q_БФ и реакция опоры N. Равнодействующая расчётной нагрузки для левой половине фланца проложена в центре тяжести болтовой полуоружности на расстоянии 2 R_Б / π от оси у –у, а равнодействующая реакции опоры - в центре тяжести полуоружности опорного кольца на расстоянии 2 R_С / π от оси у –у.

Радиус опорной поверхности фланца можно принять равным

R_C = (R_H + R_B) / 2

где R_Н и R_В соответственно наружный и внутренний радиусы опорной поверхности.

Изгибающий момент относительно сечения по оси у –у

М = ,

так как Q_БФ = N, то

М = Q_БФ .

Момент сопротивления изгибу сечения по оси у –у с учётом ослабления сечения двумя отверстиями под болты

.

Напряжение во фланце

.

Из данной формулы находят необходимую толщину фланца. При σ = [σ]_Ф находим:

.

Как видим, толщина фланца зависит от разности , которую следует по возможности уменьшать.

Кроме пиближённого метода расчёта фланцев, существует ещё несколько методв, более точно учитывающих конструктивные формы (размер втулки, жёсткость фланца, конструкцию и расположение прокладки), а также более точно задают схему нагружения. Это метод расчёта фланцевых соединений по коду США, отечественный стандартный метод (ГОСТ, РТМ) и другие.