Фланцевое соединение

[AlexArt 278]

Представим себе фланцевое соединение (см. рис.). Внутри создано избыточное давление Pизб.

<noindex></noindex>

Полагаем, идеальный случай: болт может растягиваться при нагрузках, все остальные детали абсолютно жесткие. Так же полагаем, что поверхности фланцев идеально ровные (тем не менее они спокойно могут разъединятся, т.е. они не сцепятся при соприкосновении). Вот все исходные данные. Теперь рассмотрим два случая.

Первый случай:

При сборке мы просто собираем это соединение, т.е. закрутили гайку на болте до упора - без затяга.

Следовательно, на болт, при эксплуатации изделия, будет действовать растягивающие усилие, равное F=Pизб*S, где S - площадь крышки. Под этой нагрузкой болт растянется и герметичность изделия нарушиться. Правильно? Думаю, тут все однозначно...

Второй случай:

При сборке мы затягиваем болтовое соединение с усилием Fз=1,5*F. Кое-кто утверждает, что это позволит сохранить соединение герметичным!? Утверждают, что данное усилие компенсирует нагрузку, создаваемое давлением Pизб.

Я же утверждаю, что этот случай при сборке создаст дополнительное напряжение в болте и только! При эксплуатации к этому напряжению добавиться напряжение от усилий, создаваемое Pизб, и болт снова растянется. Как следствие, соединение потеряет герметичность.

Мне говорят, что мои рассуждения неверны. В чем я ошибаюсь? И ошибаюсь ли? Пожалуйста, ответьте!

[valeo-ua 95]

анурьев 2-й том стр. 807 понятнее расписали ваши проблемы.

см. тему "Крепление крышек (Прочно-плотные болтовые соединения)"

[AlexArt 278]

анурьев 2-й том стр. 807 понятнее расписали ваши проблемы.

см. тему "Крепление крышек (Прочно-плотные болтовые соединения)"

Спасибо за ответ. Но это не совсем то что надо! Как определить нагрузки в болтовом соединении, это я и без книги могу.

Вы мне ответьте, пожалуйста, на первоначальный вопрос:

Будет ли герметичным приведенное выше соединение при данных условиях? И почему. Почему не будет - я уже написал. Хотел бы получить подтверждение своим размышлениям

[ILL 241]

А мужики-то и не знают.. Смотрел не так давно чертежи виброконвективной сушилки.. Так там повсюду такие уплотнения.. Точнее, там между фланцами 2 прокладки по 10 мм толщиной, а между прокладками еще полоса стальная.. При этом это все трясется, и ничего оттуда не высыпается...

[Booster 103]

Помнишь парадокс про бегуна и черепаху? Задача решается теоретически или практически? Практически соединение будет герметично.

[Naz 79]

Уплотнение ставить надо...в зависимости от среды Ризб. оно может быть разных видов.

Booster при нескольких атмосферах избыточных даже воздух будет уходить через неровности поверхности торцев (Ra).

[Booster 103]

Naz

Понятие идеально ровные предполагает Ra=0 и теоретически, межмолекулярные связи должны превратить крышку и корпус в монолит. А на практике налил анаэробный герметик и закрутил как положено по индексу нагрузки болта или налил анаэробный клей герметик и без болтов посадил, если давление не большое, если давление бар 100, то надо медяшку отожженую, ну а если 1800 бар, как у меня было на соединении башки экструдера с материальным цилиндром, чего мы туда не ставили, чтобы не ремонтировать царапину в 1 сотку, все разрывало в клочья, пришлось шлифовать прилегающие поверхности, и тянуть болты огромным ключом пока лицо не покраснеет.

[ak762 308]

господа акодемики , по моему вопрос не про прокладку, а поможет ли преднатяг на болт сохранить герметичность в сравнении без преднатяга при равных условиях

[MaximKl 8]

Если вопрос в этом - да, может. Вспомните про преднатянутые болты, скрепляющие блок цилиндров и голову двигателей.

[valeo-ua 95]

...

Первый случай:

...

Второй случай:

...

кхм... я думал вам это по кр. мере в школе рассказывали... Закон Гука проходили? :))

ладно. сорр. дальше по серьезному:

первый случай можете применять только при условии что удлинение болта, вызванное силой возникшей от избыточного давления внутри сосуда, не превысит предельного расстояния раскрытия при котором произойдет разгерметизация.

Второй случай смещает усилие раскрытия на величину силы стягивания крышек, возникающей при затяжке болта. т.е. чем сильнее вы затянете тем большее давление сможет выдержать сосуд (при условии что рассматриваем только болтовое соединение).

Естественно тянуть абыкакой болт до беспредела нельзя - всё рассчитывается по формулам и подбирается соотв. кол-во и материал что-бы каждый отдельно взятый болт смог выдержать нагрузку.

[malevolent 28]

Типичное соединение, например, для паровых турбин. При их сборке каждый болт/шпильку затягивают с разными усилиями (по таблицам). Пар под большим давлением, вроде, не покидает внутрених полостей. Посмотреть расчёт можно в "Смоленский.А.Н.Конструкция и расчет деталей паровых турбин".

[AlexArt 278]

Ай, млин! Все! Забыли про избыточное давление! А то, я смотрю понесло вас всех не в ту степь. Просто считаем, что крышку изнутри в верх тянем! И мне просто интересно: появится ли зазор между фланцами?

И еще! Прочтите еще раз условие задачи! Плевать на реальность (гы-гы)! Следуйте строго условиям задачи!

Второй случай смещает усилие раскрытия на величину силы стягивания крышек, возникающей при затяжке болта. т.е. чем сильнее вы затянете тем большее давление сможет выдержать сосуд (при условии что рассматриваем только болтовое соединение).

Вы Анурьева читали? Там же черным по-белому написано, что на болт будет действовать нагрзука: давление+затяг. Т.е. мы при сборке затягиваем болт - все он, значит! сидит как миленький. Дальше мы прикладываем давление. Идет нагружение болта (так или не так???). И в соответствии с законом Гука он, гаденыш эдакий, тянется!

Но с другой стороны: чтобы фланцы разомкнулись - необходимо, что бы усилие, тянущее крышку, преодолело силу затяга болта.

Слухайте, ну прям беда какая-то. Я запутался. Может кто-нибудь объяснит, где логическая ошибка? Хотя ошибка скорее всего физическая. Где-то я нагрузки неправильно распределил что ли?

Все если мне не объяснят, то остается только одно - Ansys

malevolent, что и прокладок не ставят?

Изменено 3 июня 2011 пользователем AlexArt

[Booster 103]

AlexArt

Харош! Снимись с ручника. Крышка пытается открыть стык с усилием равным давлению умноженному на площадь и деленному на количество болтов. Соответственно создав натяг ты обеспечишь не раскрываемость разьема пока, давление не создаст силу на болт превышающую натяг, это в зоне упругости, ну а дальше как положено площадка временной упругости и дальше пластическое деформирование. Но обычно инженеры не позволяют в расчетах выходить из упругой зоны (зоны действия закона Гука). Надеюсь ты студент младших курсов.

[malevolent 28]

И мне просто интересно: появится ли зазор между фланцами?

Зазор появится полюбому. Обсолютных вещей не бывает. По сопромату Когда комар садится на рельсу - рельса прогибается.

что и прокладок не ставят?

Герметик ложат. После ремонта/планового осмотра при повторной сборке соприкасающиеся поверхности фланцев заново перешливовываются.

Изменено 4 июня 2011 пользователем malevolent