4 Розрахунок фланцевого з’єднання.
4.1 Загальні відомості
Фланцеві з’єднання – найбільше широко застосовуваний вид роз’ємних з’єднань у харчовому машинобудуванні, що забезпечує герметичність і міцність конструкцій а також простоту виготовлення, розбирання і складання. З’єднання складається з двох фланців, болтів і прокладки, що встановлюється між ущільненими поверхнями і дозволяє забезпечити герметичність при відносно невеликому зусиллі затягування болтів.
По конструкції фланці можна розділити на суцільні, коли корпус апарата і фланець під навантаженням спільно, і вільні коли корпус апарату розвантажений від дії моментів, що згинають, виникаючих при затягуванні фланцевого з’єднання. Конструкція фланців значною мірою визначається тиском робочого середовища і вимогами мінімальних витрат часу на складання або розбирання з’єднання.
Фланцеві з’єднання по конструкції, матеріалом і способу закріплення стандартизовані (ГОСТ 12815-80, ОСТ 242 426-79, ОСТ 26-427-79). В деяких випадках допускається розробка і виготовлення спеціальних фланцевих з’єднань.
Тип фланцевого з’єднання, конструктивні параметри і матеріал прокладки можливо вибрати згідно рекомендації ОСТ 26-373-78 в залежності від тиску і температури. По цьому стандарту виконують і розрахунок фланцю.
Прокладки також стандартизовані і в залежності від матеріалу ділять:
- не металеві (гума, картон, азбест, пластмаси)
- металеві (мідь, алюміній, свинець, сталь)
- полуметалеві (неметалічний матеріал прокладки армований металом).
Найбільш часто використовуються фланці таких конструктивних різновидів (рис.1):
Рис.1
а) литі фланці – характерні для литої, чугунної або стальної кованої апаратури;
б) плоскі приварні фланці являють собою кільця, приварені до краю обичайки по її периметру. Їх рекомендується застосовувати при умовному тиску від 0,3 до 1,6 МПа і температурі до 3000С;
в) фланці приварні встик мають конічні втулки-шийки. Втулку фланця приварюють стиковим швом до обичайки;
г), д), е) - вільні фланці являють собою кільця, діаметр отвору яких декілька більше зовнішнього діаметра обичайки, на котру їх вільно надівають. При затягуванні фланець опирається в відбортовку обичайки або кільце, що приварюється до її краю. Такі фланці застосовують при умовному тиску до 1,6 МПа і температурі до 300°С, а число циклів навантаження не повинно перевищувати 2–103. Звичайно їх застосовують в апаратах, що виготовляються з м’яких (мідь, алюміній) або тендітних матеріалів (кераміка, скло).
Вибір прокладки.
Значення прокладки в тім, щоб ущільнити зазор між привал очними поверхнями й перешкодити витоку рідини або газу через цей зазор. Прокладка повинна бути досить еластична, щоб при мінімальному стиску надійно ущільнювати з’єднання і зберігати герметичність при деформації привалочних поверхонь, яка виникає при затягуванні болтів, не змінювати своєї еластичності під час експлуатації, не псувати привалочну поверхню.
Прокладка повинна відповідати наступним основним вимогам: при стиску з можливо, малим тиском заповнювати всі мікронерівності ущільнюючих поверхонь; зберігати герметичність з’єднання при його тривалій експлуатації в умовах впливу корозійних середовищ при високих і низьких температурах; матеріал прокладки не повинний бути дефіцитним.