Расчет фланцевого соединения горизонтального разъема корпуса

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