Розрахунок фланця

Перевірочний розрахунок на статичну міцність проводиться у небезпечному перерізі А-А (рис. 5.5). Для розрахунку фланця його можна представити у вигляді консольної балки зафіксованої в перерізі А-А При цьому напруження згину

_∙ σ_у , (5.12)

де σ_у – границя плинності матеріалу фланця, Па;

- згинальний момент, Н^.м.

, (5.13)

де - зусилля затягування з’єднання, Н;

а – розрахункова схема фланцевого з’єднання; б – механізм ущільнення фланцевого з’єднання першого типу; в - механізм ущільнення фланцевого з’єднання другого типу

Рисунок 5.5 – Схема фланцевого з’єднання

- плече згину, м

, (5.14)

де - ділильний діаметр кола центрів отворів під шпильки,м;

- середній діаметр небезпечного перерізу, м,

, (5.15)

де - більший діаметр шийки;

- момент опору фланця в небезпечному перерізі, м³

, (5.16)

де - ширина торця прокладки, м;

- повна висота тарілки фланця, м;

- глибина канавки, м.

5.4 Перевірка шпильки на міцність

Внутрішній діаметр шпильки по впадині різьби

визначається за формулою

, (5.17)

де σ_у - границя плинності матеріалу шпильки, Па;

z - число шпильок у фланцевому з’єднанні;

- коефіцієнт запасу міцності шпильки,

n₁ = від 3 до 5.

5.5 Розрахунок циліндричної частини елементів фонтанної арматури

Циліндричну частину ФА перевіряють, визначаючи

товщину стінки циліндричної частини за формулою

, (5.18)

де d- внутрішній діаметр циліндричної частини, м;

- тиск всередині арматури, МПа;

- допустиме для даного матеріалу напруження на розтяг, МПа ;

- припуск на корозію, м; від 2 до 5 мм.

Припуск на корозію слід приймати у відповідності до умов експлуатації ФА.

Для визначення міцності прокладки перевіряють параметр β_І, який відображає стійкість форми прокладки при дії на неї осьових сил

β_І = 1,285h_роб / , (5.19)

де R₃ – середній радіус прокладки; R₃ = (r_з+ r_в) / 2.

Якщо β_І рівний або менший одиниці, то розрахунок вважається закінченим. Якщо більший, то потрібно зробити прокладку міцнішою, наприклад змінити матеріал прокладки і знайти нову ширину перерізу прокладки в із залежності

α₁ + , (5.20)

де - границя плинності матеріалу прокладки;

п₁ – запас міцності прокладки, який приймається дещо меншим, ніж у фланця.

Якщо у фланця запас міцності п_ф=2,5, то за рекомендаціями Азербайджанського науково-дослідного інституту нафтового машинобудування (АзІНмаш), п₁ = 2,25;

- кут нахилу зовнішньої поверхні канавки на фланці до його торця (65 - 75⁰).