ГОСТ 34233.2-2017. Межгосударственный стандарт. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет цилиндрических и конических обечаек, выпуклых и плоских днищ и крышек

7 Расчет плоских круглых днищ и крышек

 

7.1 Область применения расчетных формул

7.1.1 Формулы применимы для расчета плоских круглых днищ и крышек при условии:

 

 

7.1.2 Допускается проводить расчет при , но значение допускаемого давления, вычисленного по формуле (75) или (84), следует умножать на поправочный коэффициент:

 

(70)

 

Если при определении толщины днища по 7.2.1 или 7.3.1 в результате расчета окажется, что , то необходимо дополнительно определить допускаемое давление по 7.2.7 или 7.3.8 и умножить его на коэффициент K_р.

При K_р[p] < p толщину днища следует увеличивать так, чтобы было выполнено условие:

 

K_р[p] >= p.

 

7.1.3 Формулы для расчета плоских круглых днищ и крышек с радиальными ребрами жесткости применимы при следующих условиях:

 

 

7.2 Расчет плоских круглых днищ и крышек

7.2.1 Толщину плоских круглых днищ и крышек сосудов и аппаратов, работающих под внутренним избыточным или наружным давлением, вычисляют по формуле

 

s₁ >= s_1р + c, (71)

 

где

 

(72)

 

7.2.2 Коэффициент K в зависимости от конструкции днищ и крышек определяют по таблице 4.

 

Таблица 4

 

Коэффициент K

 

Тип	Рисунок	Условия закрепления днищ и крышек		K
1		a >= 1,7s Dр >= D		0,53
2		a >= 0,85s Dр = D		0,50
3		Dр = D		0,45
				0,41
4		Dр = D		0,41
				0,38
5		Dр = D		0,45
				0,41
6		a >= 0,85s Dр = D		0,50
7		Dр = D		0,41
				0,38
8		Dр = D		0,41
				0,38
9		h1 >= r   Dр = D - 2r
10		0,25s1 <= r <= s1 - s2 Dр = D		0,41
				0,38
11		Dр = D3		0,40
12		Dр = Dс.п		0,41

 

7.2.3 K_о для днищ и крышек, имеющих одно отверстие, вычисляют по формуле

 

(73)

 

7.2.4 K_о для днищ и крышек, имеющих несколько отверстий, вычисляют по формуле

 

(74)

 

Коэффициент K_о определяют для наиболее ослабленного сечения. Максимальную сумму для длин хорд отверстий в наиболее ослабленном диаметральном сечении днища или крышки определяют согласно рисунку 16 по формуле .

Основные расчетные размеры отверстий указаны на рисунках 16, 17.

 

 

Рисунок 16 - Диаметральные сечения днища

или крышки, ослабленные отверстиями

 

 

 

 

Рисунок 17 - Расчетные размеры отверстий

 

7.2.5 K_о для днищ и крышек без отверстий принимают равным 1.

7.2.6 Во всех случаях присоединения днища к обечайке минимальная толщина плоского круглого днища должна быть не менее толщины обечайки, вычисленной в соответствии с 5.3.

7.2.7 Допускаемое давление на плоское днище или крышку вычисляют по формуле

 

(75)

 

7.2.8 Толщину s₂ для типов соединения 10, 11 и 12 (см. таблицу 4) вычисляют по формулам:

 

(76)

 

7.3 Расчет плоских круглых крышек с дополнительным краевым моментом

7.3.1 Толщину плоских круглых крышек с дополнительным краевым моментом (см. рисунок 18) под действием внутреннего давления вычисляют по формуле

 

s₁ >= s_1р + c, (77)

 

где

 

(78)

 

 

Рисунок 18 - Плоская крышка

с дополнительным краевым моментом

 

7.3.2 Коэффициент K₆ вычисляют по формуле

 

(79)

 

или по графику, приведенному на рисунке 19, в зависимости от отношений D₃/D_с.п и .

Значение вычисляют по формуле

 

(80)

 

где ; определяют по ГОСТ 34233.4 для рабочих условий.

 

 

Рисунок 19 - Коэффициент K₆

 

7.3.3 Коэффициент K_о вычисляют по формуле (73) или (74), если , при этом отверстия для болтов в расчет не принимают.

7.3.4 Для крышки, имеющей паз для перегородки (например, камер теплообменника), значение коэффициента K₆ для определения толщины в месте паза (см. рисунок 18 б) вычисляют с учетом усилия от сжатия прокладки в пазе по формуле

 

(81)

 

7.3.5 Толщину плоской круглой крышки с дополнительным краевым моментом в месте уплотнения s₂ (см. рисунок 18 а) вычисляют по формуле

 

(82)

 

где .

В формуле (82) при определении Ф индекс "р" указывает на то, что величина суммарного болтового усилия и допускаемого напряжения для материала крышки относится к рабочему состоянию или испытаниям, а индекс "м" - состоянию монтажа.

7.3.6 Коэффициент K₇ вычисляют по формуле

 

(83)

 

или определяют по графику, приведенному на рисунке 20, в зависимости от отношения диаметров.

 

 

Рисунок 20 - Коэффициент K₇

 

7.3.7 Толщину края плоской круглой крышки с дополнительным краевым моментом вне зоны уплотнения s₃ (см. рисунок 18) вычисляют по формуле (82), при этом в формулах (82) и (83) вместо D_с.п следует принять D₂.

7.3.8 Допускаемое давление для плоской круглой крышки с дополнительным краевым моментом при поверочных расчетах вычисляют по формуле

 

(84)

 

7.4 Днища и крышки плоские круглые с радиальными ребрами жесткости

7.4.1 Расчетные схемы днищ приведены на рисунках 21 - 24.

 

 

Рисунок 21 - Плоское круглое днище

с радиальными ребрами жесткости

 

 

 

 

Рисунок 22 - Плоская круглая крышка

с радиальными ребрами жесткости

 

 

 

 

Рисунок 23 - Плоское круглое днище

с радиальными ребрами жесткости

 

 

 

 

Рисунок 24 - Плоская круглая пластина

с радиальными ребрами жесткости

 

7.4.2 Для определения допускаемого избыточного давления предварительно определяют следующие параметры:

- расчетное расстояние от поверхности пластинки до нижнего торца втулки

 

(85)

 

- расчетная высота втулки

 

H_р = min{H₁; (h + s₁ + h_р)}; (86)

 

- относительный радиус втулки

 

(87)

 

- расстояние от срединной поверхности пластины до нейтральной поверхности

 

(88)

 

7.4.3 Изгибающий погонный момент для втулки, отнесенный к длине контурной линии, вычисляют по формуле

 

(89)

 

7.4.4 Изгибающий погонный момент для пластины, отнесенный к длине контурной линии, вычисляют по формуле

 

(90)

 

7.4.5 Изгибающий погонный момент для оребренной пластины, отнесенный к длине контурной линии, вычисляют по формуле

 

(91)

 

7.4.6 Обобщенный допускаемый погонный изгибающий момент следует выбирать наименьшим из моментов M₁ и M₂:

 

M_о = min{M₁; M₂}. (92)

 

7.4.7 Суммарный погонный изгибающий момент вычисляют по формуле

 

(93)

 

Если центральная втулка отсутствует , а ребра пересекаются в центре или вместо втулки имеется сплошная бобышка, то суммарный изгибающий момент вычисляют по формуле

 

(94)

 

7.4.8 Дополнительное усилие, действующее на центральную часть крышки (днища), должно соответствовать условию

 

(95)

 

7.4.9 Допускаемое избыточное давление, действующее на крышку (днище), вычисляют по формуле

 

[p] = min{[p₁]; [p₂]} (96)

 

где

 

(97)

 

Если направление действия усилия Q₀ совпадает с направлением действия давления, то в формуле для определения [p]₁ перед Q₀ надо поставить знак минус.

 

(98)