2015-07-14
681Расчет фланцевого соединения заключается в определении геометрических размеров его основных элементов и в удовлетворении условиям герметичности и прочности.
Исходными данными для расчёта фланцевых соединений обычно является:
внутренний диаметр аппарата Dвнут, мм;
толщина стенки обечайки S, мм;
внутренне давление в аппарате P, МПа; температура обрабатываемой среды t,°С.
Рекомендуемые диаметры болтов в зависимости от давления и диаметра аппаратов
Размеры болтов, рекомендуемые для фланцевых соединений
| Давление, МПа | Диаметр аппарата, мм | ||||||||
| 0…0,6 | 16-18 | ||||||||
| 0,6…1,0 | 16-18 | 24-30 | 24-30 | ||||||
| 1,0…1,6 | 16-18 | 24-30 | 24-30 | 24-30 | 24-30 | ||||
| 1,6…2,5 | 24-30 | 24-30 | 24-30 | ||||||
| 2,5…4,0 | |||||||||
| 4,0…6,4 |
| Параметр | Размеры в мм | ||||||||
| D болта | |||||||||
| d1 внутренний диаметр резьбы | 9,85 | 11,54 | 13,54 | 14,93 | 16,93 | 18,93 | 20,32 | 23,32 | 25,70 |
| D0 отверстия | |||||||||
| Dг, окружности описанной вокруг гайки | |||||||||
| а, конструктивная добавка |
Определяем внешний диаметр фланца
Dнар = Dвнут + 4S + 2Dг + a
Диаметр болтовой окружности
Dокр = Dнар – Dг – a
Наружный диаметр привалочной поверхности
Dнар.пр= Dокр - Dг
Находим геометрическую ширину прокладки
b=0,5×(Dнар.пр - Dвнут)
Принимаем привалочные поверхности плоскими, тогда ширина прокладки
а) приведённая b¢ = 0,5× b
б) эффективная b0 = 2,48× 
Расчётный диаметр прокладки
D прок = D нар.пр - 2×b¢
Определяют нагрузка на болты от давления
Q p= 0,785 D 2 p + pDb 0 mp,
где m - коэффициент давления на прокладку.
| Характеристика прокладок | m | Посадочное напряжение, МПа |
| Пенька | 1,75 | 7,5 |
| Паранит d=3 | ||
| d=2 | 2,75 | |
| d=1 | 3,5 | |
| Резина мягкая | 0,5 | |
| твёрдая | 1,0 | 13,5 |
| Металлическая медь | 4,75 | |
| Сталь Ст1 | 5,5 |
Нагрузка на болты от затяжки
Q б ' = p D b 0sп,
Рассчитывается допустимая нагрузка на один болт
q б= 0,785(d 1 – dc)2[s]
где d 1 — внутренний диаметр резьбы болта или шпильки, м;
dc— конструктивная прибавка от 1 до 2 мм;
[d] —допускаемое напряжение при растяжении, Па.
Количество болтов (шпилек) из условия прочности определяют по выражению
N = Q б/ q б,
где Q б— наибольшая нагрузка на болтовое соединение;
q б — допускаемая нагрузка на один болт
Количество болтов (шпилек) из условия герметичности и сжатия прокладки определяют по выражению
После округления принимают количество болтов кратно 4.
Толщина фланца
 |
где Qр – нагрузка на болтовое соединение;
D — диаметр окружности расположения центров болтов;
n — окончательно принятое число болтов;
D 0— диаметр отверстия под болт;
[sиз] — допускаемое напряжение при изгибе фланца (принимается меньше sв в 5–6 раз).
Толщину фланца окончательно принимаем (в соответствии со сортаментом проката).
