Расчет фланцевого соединения горизонтального разъема корпуса

Схема нагружения фланцевого соединения горизонтального разъема корпуса паровой турбины (рис. 27.3) показана на рис. 27.3,а. Одна из задач расчета фланцевого соединения - определение силы затяжки шпилек, обеспечивающая отсутствие утечек водяного пара через него. Допустим, что воздействие оболочки корпуса на фланец можно поменять силой Q, приложенной на расстоянии 0,5dс от внутренней поверхности корпуса, а закон Расчет фланцевого соединения горизонтального разъема корпуса конфигурации контактного давления на поверхности фланцевого разъема линейный. Наибольшее значение этого давления имеет место на краю фланца, а малое – на поверхности разъема в точке О. Обозначим равнодействующую контактного давления буковкой М. Положение точки О находится в зависимости от усилия N, действующего на фланец от затяжки его шпилек.

Рис. 27.3. Схема Расчет фланцевого соединения горизонтального разъема корпуса нагружения фланцевого соединения (а) и эпюры контактных давлений при различных усилиях затяжки шпилек (б)

1 – эпюра при лишней затяжке фланцевого соединения; 2 – эпюра при обычной затяжке; 3 – ослабленная затяжка фланцев; 4 – чрезвычайно ослабленная затяжка, создающая условия для прогиба фланцев и протечки водяного пара из корпуса цилиндра турбины

Фланцевое соединение должно обеспечить плотность Расчет фланцевого соединения горизонтального разъема корпуса разъема и, как следует, точка О не может размещаться в границах отверстия под шпильку (по другому водяной пар из проточной части через не прижатую часть разъема и отверстия под шпильки будет выходить наружу). На рис. 27.3,б показаны эпюры контактных давлений для разных критерий затяжки шпилек. 1-ая схема определяет чрезмерную затяжку, 2-ая Расчет фланцевого соединения горизонтального разъема корпуса – нормальную, 3-я – наличие ослабления затяжки и прогиб фланца, а 4-ая – мало допустимый уровень затяжки. Разумеется, что усилие Q, определяющее отрыв фланцев от поверхности разъема, можно вычислить по формуле:

Q=Dp×d×t/2, (27.2)

где t – шаг установки шпилек (рис. 27.3,в); d – внутренний поперечник корпуса; делитель 2 определяет условия оценки при наличии Расчет фланцевого соединения горизонтального разъема корпуса 2-ух примыкающих шпилек.

Определим усилие затяжки шпильки N, обеспечивающее плотность фланцевого соединения. Из условия равновесия следует, что N=M+Q. Равенство нулю моментов относительно точки скрещения оси шпильки с горизонтальным разъемом (рис. 27.3,а) дает соотношение

Qc-M[a-(a+b)/3]=0. (27.3)

Тут учтено, что при линейном рассредотачивании контактного Расчет фланцевого соединения горизонтального разъема корпуса давления равнодействующая М приложена на расстоянии (a+b)/3 от внешнего края фланца. В конечном итоге условие равновесия

N=Q[1+3c/(2a-b)]. (27.4)

Так как в практике производства фланцев существует непременное соотношение с³b>0,5D, то усилие затяжки выбирается в последующих границах:

Q[1+3c/(2a-D/2)]

Нужное усилие Расчет фланцевого соединения горизонтального разъема корпуса затяжки N тем меньше, чем меньше шаг t, ширина фланца и расстояние от внутренней поверхности корпуса до оси шпильки. Обычно расстояние меж шпильками выбирают в спектре t=(1,5…1,7)D, а расстояние до оси шпильки с+0,5dс³0,5D+(30…40). Для оценки критерий затяжки употребляется понятие коэффициента затяжки: η = [1 + 3C/(2a Расчет фланцевого соединения горизонтального разъема корпуса – b)].

Если c = b, тогда: (27.6)

.

Следует учесть, что первоначальное усилие затяжки не остается неизменным при эксплуатации турбоустановки, а под действием эффектов ползучести материала шпильки при больших температурах слабеет. Потому временами осуществляется процедура перезатяжки фланцевого соединения.

В качестве примера разглядим фланцевое соединение корпуса с внутренним поперечником d=1,5 м, поперечником отверстия под шпильку D Расчет фланцевого соединения горизонтального разъема корпуса=100 мм, при расстояниях а+с=300 мм и с=100 мм, шаге установки шпилек t=150 мм и с внутренним лишним давлением Dр=10 МПа. Требуется найти усилие затяжки и напряжение в шпильке.

Коэффициент затяжки Усилие Q=10×106×1,5×0,15/2=1,125×106 H.

Усилие затяжки N=h×Q=2×1,125×106=2,25×106 H. Площадь сечения шпильки

f=0,25pD2=0,25×p×0,12=0,00785 м2. Напряжение в шпильке

Для уменьшения Расчет фланцевого соединения горизонтального разъема корпуса напряжений в шпильках вероятны последующие методы:

1. Двухкорпусное выполнение цилиндра турбины для уменьшения значения Dр, действующего на его стены.

2. Уменьшение шага установки шпилек t.

3. Уменьшение коэффициента h средством смещения точки приложения силы N к силе Q.

4. Выполнение в горизонтальном разъеме обнизки (расточки, позволяющей прирастить контактное давление на поверхности Расчет фланцевого соединения горизонтального разъема корпуса фланцевого соединения).


rannyaya-grecheskaya-filosofiya-dosokraticheskie-shkoli.html
rannyaya-klassika-dosokraticheskij-period-6-5-vek-do-ne.html
rannyaya-lirika-lermontova-1828-1832.html