Определение толщины стенок конических обечаек

Конические обечайки при разработке технологических аппаратов и машин используют для конструирования корпусов переходных элементов, а также днищ. Рекомендуется принимать при этом угол раскрытия конуса 2α 140⁰ (рис. 5), а также предусматривать переходную зону в месте соединения конической и цилиндрической частей обечаек, как это показано на рис. 6. Такая переходная зона устраняет местное повышение напряжения в месте стыковки обечаек различной геометрии (краевой эффект).

Проектная толщина стенки конической части определяется по общему соотношению (3), а расчетная толщина определяется также по условию проверки на прочность и устойчивость по формуле (4) [6].

Первоначально определяется толщина стенки (S_1Р, мм) участка переходной зоны.

Расчетная толщина стенки переходной части определяется по формуле:

, (12)

где Р_Р1 - расчетное давление по условиям прочности, МПа;

D внутренний диаметр цилиндрической части, к которой присоединяется коническое днище, мм;

[σ] допускаемое напряжение для материала, из которого изготовлена коническая часть, МПа (Прил.6);

у коэффициент формы.

Коэффициент формы приближенно принимают у=0,5; для более точного определения коэффициента следует пользоваться соотношением, приведенными в ГОСТ 14249-89.

Определив расчетное значение толщины стенки для переходной зоны S_1Р, находят расчетные длины переходных частей для конического (а₁, мм) и цилиндрического (а₂, мм) элементов:

а₁=0,5 ; (13)

а₂=0,5 . (14)

Расчетная толщина стенки конического элемента за пределами переходной зоны по условию прочности (S_КР, мм) определяется по формуле:

(15)

где D_к расчетный диаметр конического элемента конструкции, мм;

α угол полураствора конуса, рад.

Величина расчетного диаметра (D_к, мм) определяется для конструкций без тороидального перехода (рис.6,а) по формуле:

D_к=D-1.4 a₁ sinα, (16)

а для конструкций с тороидальным переходом (рис.6,б) по формуле:

D_к=D-2 [ r (1-cosα)+0.7 a₁ sinα]. (17)

Расчетная толщина стенки конического элемента по условию устойчивости определяется так же, как и в расчете на устойчивость цилиндрических обечаек по формуле (6), а коэффициент К₂ – по номограмме (Прилож.9).