POLITECHNIKA KRAKOWSKA

WYDZIAŁ MECHANICZNY

Kierunek: MECHANIKA I BUDOWA

MASZYN

PROJEKT ZBIORNIKA CI NIENIOWEGO

SPAWANEGO

KRAKÓW WOTA ANDRZEJ
ROK AKAD. 1998/99 GR. 306

2

DANE:

rednica wewn trzna: D

w

= xxxx mm

Długo elementu walcowego: L

w

= xxxx mm

Ci nienie obliczeniowe: p

o

= x,x MPa

∆t = 25

0

C

3

DANE

OBLICZENIA

WYNIKI

p

o

= x,x MPa

∆t = 25

0

C

D

w

= 1600 mm

1. Obliczenia wst pne:
1.2. Okre lam temperatur obliczeniow t

o

i klasyfi-

kuj zbiornik:
t

o

= f (p

o

+ 0,1) +

∆t

t

o

= 208,8+25 = 233,8

0

C

Zaliczam zbiornik do klasy “B”.
1.3. Wst pnie dobieram materiały:
- blachy (cz

walcowa, dna tłoczone) - St4S

PN-72/H-84020
- rury - R45 PN-80/H-74219
- odkuwki (np. kołnierze) - 45 (normalizowana)
PN-70/H-94009
- ruby - 45 PN-80/H-93015
- nakr tki - 35 PN-80/H-93015
1.4. Obliczam wst pnie wymiary kró ców:
- wodne d

w12

= (0,1

÷ 0,2) ⋅ D

w

= 160

÷ 320 mm

d

n12

= 200 mm

l

12

= (1,5

÷ 3,0) ⋅ d

n12

= 300

÷ 600 mm

przyjmuj l

12

= 1,7

⋅ d

n12

= 340 mm

- parowy d

w3

= (0,15

÷ 0,25) ⋅ D

w

= 240

÷ 400 mm

d

n3

= 300 mm

l

3

= (1,5

÷ 2,5) ⋅ d

n3

= 450

÷ 750 mm

przyjmuj l

3

= 1,7

⋅ d

n3

= 510 mm

- właz rewizyjny d

w4

≥ 400 mm

d

n4

= 450 mm

l

4

= (0,3

÷ 0,5) ⋅ d

n4

= 135

÷ 225 mm

przyjmuj l

4

= 0,35

⋅ d

n4

= 157,5 mm

1.5. Dobieram kołnierze z szyjk na podstawie rednic
nominalnych DN wg PN-87/H-74710/05 oraz
uszczelki azbestowo - kauczukowych do kołnierzy z
przylgami zgrubnymi wg PN-86/H-74374/02

t

o

= 233,8

0

C

d

n12

= 200 mm

l

12

= 340 mm

d

n3

= 300 mm

l

3

= 510 mm

d

n4

= 450 mm

l

4

= 157,5 mm

4

Kołnierz

ruby

Szyjka

Przylga

D

z

g

D

0

d

0

d

z

D

2

H

h

s

R

D

1

f

w

min

masa

DN

mm

mm

3

kg

licz

ba

gwint

200 360 30 310 26 219,1 244 80 16

8

8

278 3 147,518 16,51 12 M24

300 485 34 430 30 323,9 350 92 18

10

10 390 4 227,086 30,41 16 M27

450 670 42 600 36

457

500 115 20 14,2 12 555 4 559,647 71,39 20 M33

DN

d

D

S

200

220

284

2

300

324

400

2

450

458

564

3

p

o

= x,x Mpa

d

z12

= 219,1 mm

α = 1
z = 1
x = 1,8
Ret

o

= 191,48MPa

Rys. 1 Kołnierz z szyjk wg PN-87/H-74710
Rys. 2 Uszczelka azbestowo - kauczukowa do kołnie-
rzy z przylgami zgrubnymi wg PN-86/H-74374/02
1.6. Obliczam grubo ci cianek rur kró ców:
1.6.1. Obliczam grubo ci obliczeniowe cianek rur:

o

z

o

kr

o

p

z

k

d

p

g

+

⋅

⋅

⋅

=

α

3

,

2

12

12

x

t

k

o

Re

=

- napr enia dopuszczalne

Ret

o

- granica plastyczno ci dla temperatury t

o

z - obliczeniowy współczynnik wytrzymało ciowy w
kierunku wzdłu nym elementu walcowego
α - współczynnik zale ny od β = D

z

/ D

w

x - współczynnik bezpiecze stwa

MPa

k

37

,

106

8

,

1

48

,

191

=

=

mm

g

kr

o

60

,

1

8

,

1

1

37

,

106

3

,

2

1

,

219

8

,

1

12

=

+

⋅

⋅

⋅

=

k = 106,37 MPa

g

o12

kr

= 1,60 mm

5

d

z3

= 323,9 mm

d

z4

= 457 mm

g

o12

kr

= 1,60 mm

C

2

= 2 mm

g

o3

kr

= 2,37 mm

g

o4

kr

= 3,34 mm

C

3

= 0 mm

g

c12

kr

= 3,60 mm

g

c3

kr

= 4,37 mm

g

c4

kr

= 5,34 mm

o

z

o

kr

o

p

z

k

d

p

g

+

⋅

⋅

⋅

=

α

3

,

2

3

3

mm

g

kr

o

37

,

2

8

,

1

1

37

,

106

3

,

2

9

,

323

8

,

1

3

=

+

⋅

⋅

⋅

=

o

z

o

kr

o

p

z

k

d

p

g

+

⋅

⋅

⋅

=

α

3

,

2

4

4

mm

g

kr

o

34

,

3

8

,

1

1

37

,

106

3

,

2

457

8

,

1

4

=

+

⋅

⋅

⋅

=

1.6.2. Obliczam tzw. całkowite grubo ci cianek rur:
g

c12

kr

= g

o12

kr

+ C

2

C

2

- naddatek na korozj

g

c12

kr

= 1,60 + 2 = 3,60 mm

g

c3

kr

= g

o3

kr

+ C

2

g

c3

kr

= 2,37 + 2 = 4,37 mm

g

c4

kr

= g

o4

kr

+ C

2

g

c4

kr

= 3,34 + 2 = 5,34 mm

1.6.3. Obliczam nominalne grubo ci cianek rur kró -
ców oraz przyjmuj je zgodnie z norm produkcji rur
kotłowych z uwzgl dnieniem mo liwo ci prawidło-
wego poł czenia z cz ci walcow kołnierza okr -
głego z szyjk :
g

n

kr

≥ g

c

kr

+ C

1

+ C

3

C

1

- naddatek równy najwi kszej odchyłce minusowej

wyrobu hutniczego przewidzianej w obowi zuj cych
normach
C

3

- naddatek zwi zany z dynamicznym obci eniem

C

1

12

= 12,5 %

⋅ g

c12

kr

C

1

12

= 12,5 %

⋅ 3,60 = 0,45 mm

C

1

3

= 12,5 %

⋅ g

c3

kr

C

1

3

= 12,5 %

⋅ 4,37 = 0,55 mm

C

1

4

= 15 %

⋅ g

c4

kr

g

o3

kr

= 2,37 mm

g

o4

kr

= 3,34mm

g

c12

kr

= 3,60 mm

g

c3

kr

= 4,37 mm

g

c4

kr

= 5,34 mm

C

1

12

= 0,45 mm

C

1

3

= 0,55 mm

6

DN

12

= 200 mm

s

12

= 8 mm

DN

3

= 300 mm

s

3

= 10 mm

DN

4

= 450 mm

s

4

= 14,2 mm

C

1

4

= 15 %

⋅ 5,34 = 0,80 mm

g

n12

kr

≥ g

c12

kr

+ C

1

12

+ C

3

g

n12

kr

≥ 3,60 + 0,45 + 0

g

n12

kr

≥ 4,05 mm

wg PN-85/H-74252 g

n12

kr

= 7,1 mm

wg PN-87/H-74710/05 dla DN

12

= 200 mm grubo

cz ci walcowej kołnierza s

12

= 8 mm

Sprawdzam ró nic mi dzy grubo ci cianki kołnie-
rza a rury, która nie powinna by wi ksza ni 15 %.

%

25

,

11

%

100

8

)

1

,

7

8

(

%

100

)

(

12

12

12

12

12

=

⋅

−

=

∆

⋅

−

=

∆

kr

kr

n

kr

g

s

g

s

g

g

n3

kr

≥ g

c3

kr

+ C

1

3

+ C

3

g

n3

kr

≥ 4,37 + 0,55 + 0

g

n3

kr

≥ 4,92 mm

wg PN-85/H-74252 g

n3

kr

= 10 mm

wg PN-87/H-74710/05 dla DN

3

= 300 mm grubo

cz ci walcowej kołnierza s

3

= 10 mm

%

0

%

100

10

)

10

10

(

%

100

)

(

3

3

3

3

3

=

⋅

−

=

∆

⋅

−

=

∆

kr

kr

n

kr

g

s

g

s

g

g

n4

kr

≥ g

c4

kr

+ C

1

4

+ C

3

g

n4

kr

≥ 5,34 + 0,80 + 0

g

n4

kr

≥ 6,14 mm

wg PN-85/H-74252 g

n4

kr

= 12,5 mm

wg PN-87/H-74710/05 dla DN

4

= 450 mm grubo

cz ci walcowej kołnierza s

4

= 14,2 mm

%

56

,

11

%

100

2

,

14

)

5

,

12

2

,

14

(

%

100

)

(

4

4

4

4

4

=

⋅

−

=

∆

⋅

−

=

∆

kr

kr

n

kr

g

s

g

s

g

C

1

4

= 0,80 mm

g

n12

kr

= 7,1 mm

∆g

12

kr

= 11,25 %

g

n3

kr

= 10 mm

∆g

3

kr

= 0 %

g

n4

kr

= 12,5 mm

∆g

4

kr

= 11,56 %

7

g

n12

kr

= 7,1 mm

g

n3

kr

= 10 mm

g

n4

kr

= 12,5 mm

d

z12

= 219,1 mm

g

n12

kr

= 7,1 mm

d

z3

= 323,9 mm

g

n3

kr

= 10 mm

d

z4

= 457 mm

g

n4

kr

= 12,5 mm

d

z12

= 219,1 mm

d

w12

= 204,9 mm

d

z3

= 323,9 mm

d

w3

= 303,9 mm

d

z4

= 457 mm

d

w4

= 432 mm

1.6.4. Obliczam rzeczywiste grubo ci cianek rur:
g

rz

kr

= g

n

kr

– C

1

C

1

12

= 12,5 %

⋅ g

n12

kr

C

1

12

= 12,5 %

⋅ 7,1 = 0,89 mm

C

1

3

= 12,5 %

⋅ g

n3

kr

C

1

3

= 12,5 %

⋅ 10 = 1,25 mm

C

1

4

= 15 %

⋅ g

n4

kr

C

1

4

= 15 %

⋅ 12,5 = 1,78 mm

g

rz12

kr

= g

n12

kr

– C

1

g

rz12

kr

= 7,1 – 0,89 = 6,21 mm

g

rz3

kr

= g

n3

kr

– C

1

g

rz3

kr

= 10 – 1,25 = 8,75 mm

g

rz4

kr

= g

n4

kr

– C

1

g

rz4

kr

= 12,5 – 1,87 = 10,63 mm

1.6.5. Obliczam rednice wewn trzne rur:
d

w12

= d

z12

– 2

⋅ g

n12

kr

d

w12

= 219,1 – 2

⋅ 7,1 = 204,9 mm

d

w3

= d

z3

– 2

⋅ g

n3

kr

d

w3

= 323,9 – 2

⋅ 10 = 303,9 mm

d

w4

= d

z4

– 2

⋅ g

n4

kr

d

w4

= 457 – 2

⋅ 12,5 = 432 mm

1.6.6. Sprawdzam zało ony warunek cienko cienno ci
dla rur kró ców d

z

/ d

w

≤ 1,4

4

,

1

07

,

1

9

,

204

1

,

219

12

12

≤

=

=

w

z

d

d

4

,

1

07

,

1

9

,

303

9

,

323

3

3

≤

=

=

w

z

d

d

4

,

1

06

,

1

432

457

4

4

≤

=

=

w

z

d

d

C

1

12

= 0,89 mm

C

1

3

= 1,25 mm

C

1

4

= 1,78 mm

g

rz12

kr

= 6,21 mm

g

rz3

kr

= 8,75 mm

g

rz4

kr

= 10,63 mm

d

w12

= 204,9 mm

d

w3

= 303,9 mm

d

w4

= 432 mm

07

,

1

12

12

=

w

z

d

d

07

,

1

3

3

=

w

z

d

d

06

,

1

4

4

=

w

z

d

d

8

p

o

= 1,8 MPa

D

w

= 1600 mm

α = 1
Ret

o

= 181,5 MPa

x = 1,8
z

1

= 1,0

z

dop

= 0,8

g

o

= 15,68 mm

C

2

= 2 mm

C

3

= 0 mm

g = 17,68 mm
C

1

= - 0,8 mm

g

n

= 20 mm

C

1

= - 0,8 mm

2. Obliczam grubo ci cianek cz ci walcowej:
2.1. Obliczam grubo obliczeniow cianki:

o

w

o

o

p

z

k

D

p

g

−

⋅

⋅

⋅

=

α

3

,

2

MPa

k

x

t

k

o

8

,

100

8

,

1

5

,

181

Re

=

=

=

z = z

1

⋅ z

dop

z

1

- współczynnik wytrzymało ciowy (wzdłu nego,

obwodowego) dwustronnego, doczołowego zł cza
spawanego typu X
z

dop

- dopuszczony współczynnik zł cz spawanych

z = 1,0

⋅ 0,8 = 0,8

mm

g

o

68

,

15

8

,

1

8

,

0

8

,

100

3

,

2

1600

8

,

1

=

−

⋅

⋅

⋅

=

2.2. Obliczam najmniejsz wymagan grubo cianki
g = g

o

+ C

2

+ C

3

g = 15,68 + 2 + 0 = 17,68 mm
2.3. Obliczam nominaln grubo cianki:
g

n

≥ g + C

1

g

n

≥ 17,68 + 0,8

g

n

≥ 18,48 mm

wg BN-74/2302-23 g

n

= 20 mm

2.4. Obliczam rzeczywist grubo cianki:
g

rz

= g

n

- C

1

g

rz

= 20 – 0,8 = 19,2 mm

3. Obliczam grubo ci cianki dennicy:
3.1. Obliczam grubo ci cianki dennicy pełnej:
3.1.1. Obliczam grubo obliczeniow cianki:
przyjmuj wymiary den elipsoidalnych wg normy
PN-75/M-35412
D

w

= 1600 mm

k = 100,8 MPa





z = 0,8

g

o

= 15,68 mm

g = 17,68 mm




g

n

= 20 mm

g

rz

= 19,2 mm

9

D

z

= 1640 mm

p

o

= 1,8 MPa

H

z

/ D

z

= 0,25

ω = 0
y

w

= 2,0

Ret

o

= 181,5 MPa

x = 1,55




g

o

w

= 12,60 mm

C

1

= 2 mm

C

2

= 2 mm

C

3

= 0 mm

g

n

= 20 mm

g

n

w

= 18 mm

C

1

= 2 mm

h

w

= 400 mm – wysoko cz ci wyoblonej dna

h

c

= 60 mm – długo cz ci walcowej dna

k

y

p

D

g

w

o

z

w

o

⋅

⋅

⋅

=

4

y

w

– współczynnik wytrzymało ciowy dla den wypu-

kłych w zale no ci od H

z

/ D

z

oraz

ω

MPa

k

x

t

k

o

09

,

117

55

,

1

5

,

181

Re

=

=

=

mm

g

w

o

60

,

12

09

,

117

4

2

8

,

1

1640

=

⋅

⋅

⋅

=

3.1.2. Obliczam grubo nominaln cianki:
g

n

w

≥ g

o

w

+ C

1

+ C

2

+ C

3

C

1

– odchyłka grubo ci blachy w wyniku cieniania

si cianki wyrobu w czasie jego przerobu na element
naczynia
C

2

– naddatek na korozj

C

3

– naddatek grubo ci cianki na dodatkowe napr -

enia

g

n

w

≥ 12,60 +2 + 2 +0

g

n

w

≥ 16,60 mm

przyjmuj g

n

w

= 18 mm

Dno elipsoidalne 1600

× 18 wg PN-75/M-35412

Sprawdzam mo liwo poł czenia dennicy z cz ci
walcow :

%

10

%

100

20

18

20

%

100

=

⋅

−

=

∆

⋅

−

=

∆

g

g

g

g

g

n

w

n

n

3.1.3. Obliczam grubo rzeczywist cianki:
g

rz

w

= g

n

w

– C

1

g

rz

w

= 18 – 2 = 16 mm

k = 117,09 MPa

g

o

w

= 12,60 mm

g

n

w

= 16 mm

∆g = 10 %


g

rz

w

= 16 mm

10

H

z

= 418 mm

D

z

= 1640 mm

d

z4

= 457 mm

g

rz

w

= 16 mm

p

o

= 1,8 MPa

k = 117,09 Mpa


g

o

w

= 25,08 mm

C

1

= 2 mm

C

2

= 2 mm

C

3

= 0 mm

g

n

w

= 30 mm

C

1

= 2 mm

g

n

= 20 mm

D

z

= 1640 mm

g

rz

w

= 16 mm

H

z

= 418 mm

3.2. Obliczam grubo ci cianki dennicy z otworem:
3.2.1. Obliczam grubo obliczeniow cianki:

82

,

2

16

1640

457

25

,

0

4

=

⋅

=

⋅

=

=

ω

ω

w

rz

z

z

z

z

g

D

d

D

H

y

w

= f (H

z

/ D

z

,

ω) = 3,98

mm

g

k

y

p

D

g

w

o

w

o

z

w

o

08

,

25

09

,

117

4

98

,

3

8

,

1

1640

4

=

⋅

⋅

⋅

=

⋅

⋅

⋅

=

3.2.2. Obliczam grubo nominalna cianki:
g

n

w

≥ g

o

w

+ C

1

+ C

2

+ C

3

g

n

w

≥ 25,08 + 2 + 2 + 0

g

n

w

≥ 29,08 mm

przyjmuj g

n

w

= 30 mm

3.2.3. Obliczam grubo rzeczywist cianki:
g

rz

w

= g

n

w

– C

1

g

rz

w

= 30 – 2 = 28 mm

Sprawdzam ró nic mi dzy grubo ci cianki dennicy
a cz ci walcowej, która nie powinna by wi ksza ni
30 %:

%

3

,

33

%

100

30

20

30

%

100

=

⋅

−

=

∆

⋅

−

=

∆

g

g

g

g

g

w

n

n

w

n

Przyjmuj wymiary dennicy z otworem takie jak peł-
nej pod warunkiem wzmocnienia otworu.
3.3. Podstawowe wymiary dennicy:

(

)

(

)

( )

w

rz

z

w

rz

z

w

rz

z

w

rz

z

w

rz

z

w

rz

z

w

rz

z

w

g

D

g

H

g

D

g

H

g

D

g

H

g

D

r

⋅

−

−

+

⋅

−

−

−

+

⋅

−

⋅

−

+

⋅

−

=

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

H

z

/ D

z

= 0,25

ω = 2,82

y

w

= 3,98

g

o

w

= 25,08 mm

g

n

w

= 30 mm

g

rz

w

= 28 mm

∆g = 33,3 %

11

D

w

= 1600 mm

g

rz

= 19,2 mm

C

2

= 2 mm

α = 1
k = 100,8 MPa



D

z

= 1640 mm

[

]

mm

r

w

67

,

279

1608

404

804

79

,

899

79

,

899

=

+

−

⋅

=

(

) (

)

w

rz

z

w

w

rz

z

w

rz

z

w

rz

z

w

g

H

r

g

D

g

H

g

D

R

−

⋅

−

−

−

+

⋅

−

=

2

2

2

2

2

(

) (

)

16

418

2

67

,

279

16

1640

16

418

2

16

2

1640

2

2

−

⋅

−

−

−

+

⋅

−

=

w

R

R

w

= 1445,09 mm

4. Wyznaczam maksymaln rednic otworu nie wy-
magaj cego wzmocnienia w cz ci walcowej:
d

n

= min {d

1

, d

2

, d

3

}

(

) (

)

3

2

1

1

1

,

8

rz

rz

w

z

C

g

D

d

−

⋅

−

⋅

⋅

=

z

rz

– rzeczywisty współczynnik wytrzymało ciowy

(

)

(

)

(

)

(

)

(

) (

)

mm

d

mm

D

d

mm

d

z

C

g

k

C

g

D

p

z

z

rz

rz

rz

w

o

rz

200

574

1640

35

,

0

35

,

0

06

,

158

73

,

0

1

2

2

,

19

1600

1

,

8

73

,

0

2

2

,

19

8

,

100

3

,

2

2

2

,

19

1600

8

,

1

3

,

2

3

2

3

1

2

2

=

=

⋅

=

⋅

=

=

−

⋅

−

⋅

⋅

=

=

−

⋅

⋅

−

+

⋅

=

−

⋅

⋅

−

+

⋅

=

α

d

n

= 158,06 mm

Wszystkie otwory wymagaj wzmocnienia.
5.Obliczam wzmocnienia cianek osłabionych otwo-
rami:
Aby wzmocnienie było dobrze zaprojektowane, pole
powierzchni materiału straconego F

str

nie powinno

przewy sza powierzchni przekroju wzmacniaj cego
F

wzm

czyli powinien by spełniony warunek:

F

wzm

≥ F

str

Rys. 3 Rozmieszczenie materiału wzmacniaj cego w
elemencie walcowym osłabionym otworem.

r

w

= 279,67 mm

R

w

= 1445,09 mm

z

rz

= 0,73

d

1

= 158,06 mm

d

2

= 574 mm

d

3

= 200 mm

d

n

= 158,06 mm

12

d

w12

= 204,9 mm

g

rz

= 19,2 mm

g

rz12

kr

= 6,21 mm

g

n

= 20 mm

g

o

= 15,68 mm

C

2

= 2 mm

g

o12

kr

= 1,60 mm

d

w3

= 303,9 mm

g

rz

= 19,2 mm

g

rz3

kr

= 8,75 mm

5.1. Obliczam wzmocnienia pod kró ce wodne:
Boki prostok ta wzmocnienia wynosz :
AB = CD = 2

⋅ d

w12

= 2

⋅ 204,9 = 409,8 mm

h = min {2,5

⋅ g

rz

; 2,5

⋅ g

rz12

kr

}

h = min {48; 15,53} = 15,53 mm
AD = BC = g

rz

+ 2

⋅ h = 19,2 + 2 ⋅ 15,53 = 50,26 mm

g

wz(n)

= g

n

= 20 mm

F

str

= g

o

’

⋅ (d

w12

+ 2

⋅ C

2

)

F

str

= 15,68

⋅ (204,9 + 2 ⋅ 2) = 3275,56 mm

2

F

wzm

= 2

⋅ (F

1

+ F

2

+ F

3

+ F

4

+ F

5

+ F

sp

’+ F

sp

”)

F

1

= (0,5

⋅ d

w12

– g

rz12

kr

– 1)

⋅ (g

rz

– g

o

–C

2

)

F

1

= (0,5

⋅ 204,9 – 6,21 – 1) ⋅ (19,2 – 15,68 – 2)

F

1

= 144,76 mm

2

F

2

= (g

rz12

kr

– g

o12

kr

– C

2

)

⋅ (h + g

rz

– g

o

– C

2

)

F

2

= (6,21 – 1,60 – 2)

⋅ (15,53 + 19,2 –15,68 – 2)

F

2

= 44,5 mm

2

F

3

= (0,5

⋅ d

w12

– g

rz12

kr

– 1)

⋅g

wz

F

3

= (0,5

⋅ 204,9 – 6,21 – 1) ⋅ 20 = 1904,8 mm

2

F

4

= (g

rz12

kr

– g

o12

kr

– C

2

)

⋅ (g

rz12

kr

+ C

2

)

F

4

= (6,21 – 1,60 – 2)

⋅ (6,21 + 2) = 21,43 mm

2

F

5

= g

rz12

kr

⋅ C

2

F

5

= 6,21

⋅ 2 = 12,42 mm

2

F

sp

’+ F

sp

”

≅ (g

rz12

kr

)

2

F

sp

’+ F

sp

”

≅ 6,21

2

= 38,56 mm

2

F

wzm

= 2

⋅ (144,76+44,5+1904,8+21,43+12,42+38,56)

F

wzm

= 4332,94 mm

2

4332,94

≥ 3275,56 - warunek spełniony.

5.2. Obliczam wzmocnienia pod krócic parowy:
Boki prostok ta wzmocnienia wynosz :
AB = CD = 2

⋅ d

w3

= 2

⋅ 303,9 = 607,8 mm

h = min {2,5

⋅ g

rz

; 2,5

⋅ g

rz3

kr

}

h = min {48; 21,87} = 21,87 mm

h = 15,53 mm

g

wz

= 20 mm

F

str

=3275,56 mm

2

F

1

= 144,76 mm

2

F

2

= 44,5 mm

2

F

3

= 1904,8 mm

2

F

4

= 21,43 mm

2

F

5

= 12,42 mm

2

2

56

,

38

'

'

'

mm

F

F

sp

sp

≅

+

2

94

,

4332 mm

F

wzm

=

h = 21,87 mm

13

g

n

= 20 mm

C

2

= 2 mm

g

o

= 15,68 mm

g

o3

kr

= 2,37 mm

d

w4

= 432 mm

g

rz

w

= 16 mm

g

rz4

kr

= 10,63 mm

g

n

w

= 18 mm

C

2

= 2 mm

AD = BC = g

rz

+ 2

⋅ h = 19,2 + 2 ⋅ 21,87 = 62,94 mm

g

wz(n)

= g

n

= 20 mm

F

str

= g

o

’

⋅ (d

w3

+ 2

⋅ C

2

)

F

str

= 15,68

⋅ (303,9 + 2 ⋅ 2) = 4827,87 mm

2

F

wzm

= 2

⋅ (F

1

+ F

2

+ F

3

+ F

4

+ F

5

+ F

sp

’+ F

sp

”)

F

1

= (0,5

⋅ d

w3

– g

rz3

kr

– 1)

⋅ (g

rz

– g

o

–C

2

)

F

1

= (0,5

⋅ 303,9 – 8,75 – 1) ⋅ (19,2 – 15,68 – 2)

F

1

= 216,14 mm

2

F

2

= (g

rz3

kr

– g

o3

kr

– C

2

)

⋅ (h + g

rz

– g

o

– C

2

)

F

2

= (8,75 – 2,37 – 2)

⋅ (15,53 + 19,2 –15,68 – 2)

F

2

= 102,45 mm

2

F

3

= (0,5

⋅ d

w3

– g

rz3

kr

– 1)

⋅g

wz

F

3

= (0,5

⋅ 303,9 – 8,75 – 1) ⋅ 20 = 2844 mm

2

F

4

= (g

rz3

kr

– g

o3

kr

– C

2

)

⋅ (g

rz3

kr

+ C

2

)

F

4

= (8,75 – 2,37 – 2)

⋅ (8,75 + 2) = 47,08 mm

2

F

5

= g

rz3

kr

⋅ C

2

F

5

= 8,75

⋅ 2 = 17,5 mm

2

F

sp

’+ F

sp

”

≅ (g

rz3

kr

)

2

F

sp

’+ F

sp

”

≅ 8,75

2

= 76,56 mm

2

F

wzm

= 2

⋅ (216,14+102,45+2844+47,08+17,5+76,56)

F

wzm

= 6607,46 mm

2

6607,46

≥ 4827,87 - warunek spełniony.

5.3. Obliczam grubo wzmocnienia otworu włazu:
Rys. 4 Rozmieszczenie materiału wzmacniaj cego w
dnie wypukłym osłabionym otworem.
Boki prostok ta wzmocnienia wynosz :
AB = CD = 2

⋅ d

w4

= 2

⋅ 432 = 864 mm

h = min {2,5

⋅ g

rz

w

; 2,5

⋅ g

rz4

kr

}

h = min {40; 26,57} = 26,57 mm
AD = BC = g

rz

w

+ 2

⋅ h = 16 + 2 ⋅ 26,57 = 69,14 mm

g

wz(n)

= g

n

w

= 18 mm

F

str

= g

o

k

⋅ (d

w4

+ 2

⋅ C

2

)

g

wz

= 20 mm

F

str

= 4827,87mm

2

F

1

= 216,14 mm

2

F

2

= 102,45 mm

2

F

3

= 2844 mm

2

F

4

= 47,08 mm

2

F

5

= 17,5 mm

2

2

56

,

76

'

'

'

mm

F

F

sp

sp

≅

+

2

46

,

6607 mm

F

wzm

=

h = 26,57 mm

g

wz

= 18 mm

14

D

z

= 1640 mm

p

o

= 1,8 MPa

y

k

= 1,8

k = 117,09MPa


g

o

w

= 12,60 mm

C

2

= 2 mm

g

o4

kr

= 3,34 mm

k

y

p

D

g

k

o

z

k

o

⋅

⋅

⋅

=

4

mm

g

k

o

34

,

11

09

,

117

4

8

,

1

8

,

1

1640

=

⋅

⋅

⋅

=

F

str

= 11,34

⋅ (432 + 2 ⋅ 2) = 4944,24 mm

2

F

wzm

= 2

⋅ (F

1

+ F

2

+ F

3

+ F

4

+ F

5

+ F

sp

’+ F

sp

”)

F

1

= (0,5

⋅ d

w4

– g

rz4

kr

– 1)

⋅ (g

rz

w

– g

o

w

–C

2

)

F

1

= (0,5

⋅ 432 – 10,63 – 1) ⋅ (16 – 12,60 – 2)

F

1

= 286,12 mm

2

F

2

= (g

rz4

kr

– g

o4

kr

– C

2

)

⋅ (h + g

rz

w

– g

o

w

– C

2

)

F

2

= (10,63 – 3,34 – 2)

⋅ (26,57 + 16 –12,60 – 2)

F

2

= 147,96 mm

2

F

3

= (0,5

⋅ d

w4

– g

rz4

kr

– 1)

⋅g

wz

F

3

= (0,5

⋅ 432 – 10,63 – 1) ⋅ 18 = 3678,66 mm

2

F

4

= (g

rz4

kr

– g

o4

kr

– C

2

)

⋅ (g

rz4

kr

+ C

2

)

F

4

= (10,63 – 3,34 – 2)

⋅ (10,63 + 2) = 66,81 mm

2

F

5

= g

rz4

kr

⋅ C

2

F

5

= 10,63

⋅ 2 = 21,26 mm

2

F

sp

’+ F

sp

”

≅ (g

rz4

kr

)

2

F

sp

’+ F

sp

”

≅ 10,63

2

= 113,0 mm

2

F

wzm

=2

⋅(286,12+147,96+3678,66+66,81+21,26+113)

F

wzm

= 8627,62 mm

2

8627,62

≥ 4944,24 - warunek spełniony.

6. Obliczam poł czenia kołnierzowo – rubowe:
6.1. Obliczam naci gi rub w kró cach wodnych:
N

m

= max (N

m

’, Nm

m

”) – naci g monta owy

N

m

’ =

π ⋅ D

u

⋅ u

cz

⋅ σ

s

’

D

u

– rednia rednica uszczelki

u

cz

– czynna szeroko uszczelki, tj. szeroko na któ-

rej powstaj napr enia

σ

s

’ lub

σ

s

”

N

m

” = C

⋅ N

r

N

r

= P + b

⋅ S - naci g ruchowy

g

o

k

= 11,34 mm

F

str

=4944,24 mm

2

F

1

= 286,12 mm

2

F

2

= 147,96 mm

2

F

3

= 3678,66 mm

2

F

4

= 66,81 mm

2

F

5

= 21,26 mm

2

2

0

,

113

'

'

'

mm

F

F

sp

sp

≅

+

2

62

,

8627 mm

F

wzm

=

15

D

12

= 278 mm

d

12

= 220 mm

u

12

= 32 mm

σ

s

’ = 21 MPa

p

o

= 1,8 MPa

b = 2

C = 1,2



D

3

= 390 mm

d

3

= 324 mm

C – współczynnik okre laj cy jaki naci g jest ko-
nieczny, aby przy parametrach p

o

i t

o

działał na

uszczelk nacisk nie mniejszy od wymaganego

o

u

p

D

P

⋅

⋅

=

4

2

π

S =

π ⋅ D

u

⋅ u

cz

⋅ σ

s

”

b – współczynnik zabezpieczaj cy, aby siła S nie spa-
dła – na skutek pełzania materiału uszczelki – poni ej
warto ci wymaganej

N

N

N

N

N

N

N

N

C

N

N

N

S

b

P

N

N

S

MPa

p

u

D

S

N

P

p

D

P

N

N

u

D

N

mm

u

u

u

mm

D

d

D

D

m

m

m

m

m

r

m

r

r

s

o

s

s

cz

u

o

u

m

s

cz

u

m

cz

cz

u

u

27

,

436865

)

'

'

,'

max(

27

,

436865

39

,

364054

2

,

1

'

'

'

'

39

,

364054

27

,

138201

2

85

,

87651

27

,

138201

9

63

,

19

249

14

,

3

9

8

,

1

5

'

'

5

'

'

'

'

86

,

87651

8

,

1

4

249

14

,

3

4

63

,

322469

21

63

,

19

249

14

,

3

'

'

'

63

,

19

32

47

,

3

47

,

3

249

2

220

278

2

12

12

12

12

12

12

12

12

12

12

12

12

12

12

12

2

12

2

12

12

12

12

12

12

12

12

12

12

12

12

12

=

=

=

⋅

=

⋅

=

=

⋅

+

=

⋅

+

=

=

⋅

⋅

⋅

=

=

⋅

=

⋅

=

⋅

⋅

⋅

=

=

⋅

⋅

=

⋅

⋅

=

=

⋅

⋅

⋅

=

⋅

⋅

⋅

=

=

⋅

=

⋅

=

=

+

=

+

=

σ

σ

σ

π

π

σ

π

6.2. Obliczam naci gi rub w kró cu parowym:

mm

D

d

D

D

u

u

357

2

324

390

2

3

3

3

3

=

+

=

+

=

D

u12

= 249 mm

u

cz12

= 19,63 mm

N

N

m

63

,

322469

'

12

=

P

12

= 87651,86 N

σ

s

” = 9 MPa

S

12

= 138201,27 N

N

r12

=364054,39N

N

N

m

27

,

436865

'

'

12

=

N

N

m

27

,

436865

12

=

D

u3

= 357 mm

16

u

3

= 38 mm

σ

s

’ = 21 MPa

p

o

= 1,8 MPa

b = 2

C = 1,2




D

4

= 555 mm

d

4

= 458 mm

u

4

= 53 mm

σ

s

’ = 12 MPa

p

o

= 1,8 MPa

b = 2

N

N

N

N

N

N

N

N

C

N

N

N

S

b

P

N

N

S

MPa

p

u

D

S

N

P

p

D

P

N

N

u

D

N

mm

u

u

u

m

m

m

m

m

r

m

r

r

s

o

s

s

cz

u

o

u

m

s

cz

u

m

cz

cz

50

,

734394

)

'

'

,'

max(

50

,

734394

42

,

611995

2

,

1

'

'

'

'

42

,

611995

32

,

215909

2

78

,

180176

32

,

215909

9

39

,

21

357

14

,

3

9

8

,

1

5

'

'

5

'

'

'

'

78

,

180176

8

,

1

4

357

14

,

3

4

41

,

503788

21

39

,

21

357

14

,

3

'

'

'

39

,

21

38

47

,

3

47

,

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

2

3

2

3

3

3

3

3

3

12

3

3

=

=

=

⋅

=

⋅

=

=

⋅

+

=

⋅

+

=

=

⋅

⋅

⋅

=

=

⋅

=

⋅

=

⋅

⋅

⋅

=

=

⋅

⋅

=

⋅

⋅

=

=

⋅

⋅

⋅

=

⋅

⋅

⋅

=

=

⋅

=

⋅

=

σ

σ

σ

π

π

σ

π

6.3. Obliczam naci gi rub we włazie:

4

4

4

4

4

4

4

2

4

2

4

4

4

4

4

4

4

4

4

4

4

4

4

70

,

296632

38

,

7

2526

5

,

506

14

,

3

38

,

7

8

,

1

1

,

4

'

'

1

,

4

'

'

'

'

06

,

362678

8

,

1

4

5

,

506

14

,

3

4

60

,

482329

12

26

,

25

5

,

506

14

,

3

'

'

'

26

,

25

53

47

,

3

47

,

3

5

,

506

2

458

555

2

S

b

P

N

N

S

MPa

p

u

D

S

N

P

p

D

P

N

N

u

D

N

mm

u

u

u

mm

D

d

D

D

r

s

o

s

s

cz

u

o

u

m

s

cz

u

m

cz

cz

u

u

⋅

+

=

=

⋅

⋅

⋅

=

=

⋅

=

⋅

=

⋅

⋅

⋅

=

=

⋅

⋅

=

⋅

⋅

=

=

⋅

⋅

⋅

=

⋅

⋅

⋅

=

=

⋅

=

⋅

=

=

+

=

+

=

σ

σ

σ

π

π

σ

π

u

cz3

= 21,39 mm

N

N

m

41

,

503788

'

3

=

P

3

= 180176,78 N

σ

s

” = 9 MPa

S

3

= 215909,32 N

N

r3

=611995,42N

N

N

m

50

,

734394

'

'

3

=

N

N

m

50

,

734394

3

=

D

u4

= 506,5 mm

u

cz4

= 25,26 mm

N

N

m

60

,

482329

'

4

=

P

4

= 362678,06 N

σ

s

” = 7,38 MPa

S

4

= 296632,70 N

17

C = 1,4






Re = 375 MPa
x

1

= 1,2

Ret

r

=271,15 Mpa

x

2

= 1,65

N

N

m

27

,

436865

12

=

Ψ = 0,75
k

1

= 312,5 MPa

N

N

N

N

N

N

N

N

C

N

N

N

m

m

m

m

m

r

m

r

84

,

1338320

)

'

'

,'

max(

84

,

1338320

46

,

955943

4

,

1

'

'

'

'

46

,

955943

2663270

2

06

,

362678

4

4

4

4

4

4

4

4

=

=

=

⋅

=

⋅

=

=

⋅

+

=

7. Obliczam rednice rdzeni rub:
7.1. Obliczam napr enia dopuszczalne dla stali 45:
- w temperaturze otoczenia (umownie 20

0

C)

1

1

Re

x

k

=

x

1

– współczynnik bezpiecze stwa

MPa

k

5

,

312

2

,

1

375

1

=

=

- w temperaturze pracy rub (233,8

0

C)

2

2

Re

x

t

k

r

=

x

2

– współczynnik bezpiecze stwa

MPa

k

33

,

164

65

,

1

15

,

271

2

=

=

7.2. Obliczam rednice rdzeni rub mocuj cych po-
krywy i kró ce wodne:
d

r

= max (d

r

’, d

r

”)

≤ d

r

(PN)

i

k

N

d

i

k

N

d

r

r

m

r

⋅

⋅

Ψ

⋅

=

⋅

⋅

Ψ

⋅

=

2

1

13

,

1

'

'

13

,

1

'

Ψ - współczynnik wytrzymało ciowy, który uwzgl d-
nia dodatkowe napr enia skr caj ce w rubach
i – ilo rub

12

1

12

12

13

,

1

'

i

k

N

d

m

r

⋅

⋅

Ψ

⋅

=

N

r4

=955943,46N

N

N

m

84

,

1338320

'

'

4

=

N

N

m

84

,

133832

4

=

k

1

= 312,5 MPa

k

2

= 164,33MPa

18

i

12

= 12

N

r12

=364054,39N

k

2

= 164,33 MPa

d

r12

(M24)=18 mm

N

N

m

50

,

734394

3

=

Ψ = 0,75
k

1

= 312,5 MPa

i

3

= 16

N

r3

= 611955,42N

k

2

= 164,33 MPa

mm

M

d

r

5

,

20

)

27

(

3

=

N

N

m

84

,

1338320

4

=

Ψ = 0,75
k

1

= 312,5 MPa

i

4

= 20

N

r4

= 955943,46N

k

2

= 164,33 MPa

mm

d

r

08

,

14

12

5

,

312

75

,

0

27

,

46865

13

,

1

'

12

=

⋅

⋅

⋅

=

12

2

12

12

13

,

1

'

'

i

k

N

d

r

r

⋅

⋅

Ψ

⋅

=

mm

d

r

73

,

17

12

33

,

164

75

,

0

39

,

364054

13

,

1

'

'

12

=

⋅

⋅

⋅

=

d

r12

= 17,73 mm

≤ d

r12

(M24) = 18 mm

Pokrywy kró ców wodnych mog by przykr cone

rubami M24.

7.3. Obliczam rednice rub mocuj cych pokryw i
króciec parowy:

3

1

3

3

13

,

1

'

i

k

N

d

m

r

⋅

⋅

Ψ

⋅

=

mm

d

r

81

,

15

16

5

,

312

75

,

0

50

,

734394

13

,

1

'

3

=

⋅

⋅

⋅

=

3

2

3

3

13

,

1

'

'

i

k

N

d

r

r

⋅

⋅

Ψ

⋅

=

mm

d

r

91

,

19

16

33

,

164

75

,

0

42

,

611995

13

,

1

'

'

3

=

⋅

⋅

⋅

=

d

r3

= 19,91 mm

≤ d

r3

(M27) = 20,5 mm

Pokrywa kró ca parowego mo e by przykr cona

rubami M27.

7.4. Obliczam rednice rdzeni rub mocuj cych po-
kryw i właz:

4

1

4

4

13

,

1

'

i

k

N

d

m

r

⋅

⋅

Ψ

⋅

=

mm

d

r

09

,

19

20

5

,

312

75

,

0

84

,

1338320

13

,

1

'

4

=

⋅

⋅

⋅

=

4

2

4

4

13

,

1

'

'

i

k

N

d

r

r

⋅

⋅

Ψ

⋅

=

d

r12

’ = 14,08 mm

d

r12

” = 17,73 mm

d

r3

’ = 15,8 mm

d

r3

” = 19,9 mm

d

r4

’ = 19,09 mm

19

mm

M

d

r

5

,

25

)

33

(

4

=

mm

d

r

25

,

22

20

33

,

164

75

,

0

46

,

955943

13

,

1

'

'

4

=

⋅

⋅

⋅

=

d

r4

= 22,25 mm

≤ d

r4

(M33) = 25,5 mm

Pokrywa włazu mo e by przykr cona rubami M33.

d

r4

” = 22,25 mm

Wymiary [mm]

Gwint d

d

1

(h11)

b

r

d

2

S (h13)

K

Z

B

c

M24

18

32

16

14

12

60

3

6

M27

20,5

35

16

18

14

66

3

6

M33

25,5

42

16

25

22

83

3,5

10

ruby dwustronne rodzaju S odmiany A zostały do-

brane wg PN-68/H-74302.
Rys. 5 ruba dwustronna.
8. Dobieram nakr tki wg PN-68/H-74303
Rys. 6 Nakr tka

Wymiary [mm]

Wymiary zwi zane z

zabudow nakr tki

Gwint d

W

S

d

1

D

z

t

d

3

e

M24

24

36

35

41,6

3

38

2

M27

27

41

40

47,3

3

43

2

M33

33

50

49

57,7

3

52

2

Ret

k

=246,48 MPa

x = 1,65

9. Obliczam grubo ci pokryw za lepiaj cych kołnie-
rze:
9.1. Obliczam grubo ci pokryw kró ców wodnych:

x

t

k

k

Re

=

Ret

k

– minimalna gwarantowana granica plastyczno-

ci materiału kołnierza w temperaturze kołnierza

x – współczynnik bezpiecze stwa

MPa

k

38

,

149

65

,

1

48

,

246

=

=

k = 149,38 MPa

20

D

o12

= 300 mm

D

u12

= 252 mm

p

o

= 1,8 MPa

C

1

= 0,8 mm

C

2

= 2 mm

D

o3

= 430 mm

D

u3

= 362 mm

p

0

= 1,8 MPa

k = 149,38 MPa

C

1

= 0,8 mm

C

2

= 2 mm

d

w4

= 432 mm

p

o

= 1,8 MPa

k = 149,38 MPa

−

⋅

=

≤

=

=

1

,

0

2

1

3

,

1

23

,

1

252

300

12

12

12

12

12

u

o

u

o

D

D

C

D

D

(

)

k

p

D

C

g

C

o

u

o

⋅

⋅

=

=

−

⋅

=

12

12

12

12

57

,

0

1

,

0

23

,

1

5

,

0

mm

g

g

C

C

g

g

mm

g

n

n

o

n

o

27

,

18

2

8

,

0

77

,

15

77

,

15

38

,

149

8

,

1

252

57

,

0

12

12

2

1

12

12

12

≥

+

+

≥

+

+

≥

=

⋅

⋅

=

Dobieram grubo nominaln kołnierza g

n

= 30 mm

wg PN-87/H-74728.
9.2. Obliczam grubo pokrywy kró ca parowego:

−

⋅

=

≤

=

=

1

,

0

2

1

3

,

1

19

,

1

362

430

3

3

3

3

3

u

o

u

o

D

D

C

D

D

(

)

k

p

D

C

g

C

o

u

o

⋅

⋅

=

=

−

⋅

=

3

3

3

3

55

,

0

1

,

0

19

,

1

5

,

0

mm

g

g

C

C

g

g

mm

g

n

n

o

n

o

66

,

24

2

8

,

0

68

,

21

68

,

21

38

,

149

8

,

1

362

55

,

0

3

3

2

1

3

3

3

≥

+

+

≥

+

+

≥

=

⋅

⋅

=

Dobieram grubo nominaln kołnierza g

n

= 38 mm

wg PN-87/H-74728.
9.3. Obliczam grubo pokrywy włazowej:

k

p

d

g

o

w

o

⋅

⋅

=

4

4

45

,

0

mm

g

o

34

,

21

38

,

149

8

,

1

432

45

,

0

4

=

⋅

⋅

=

23

,

1

12

12

=

u

o

D

D

C

12

= 0,57

g

o12

= 15,77 mm

g

n12

= 30 mm

19

,

1

3

3

=

u

o

D

D

C

3

= 0,55

g

o3

= 21,68 mm

g

n

= 38 mm

g

o4

= 21,34 mm

21

C

1

= 0,8 mm

C

2

= 2 mm

2

1

4

4

C

C

g

g

o

n

+

+

≥

mm

g

g

n

n

14

,

24

2

8

,

0

34

,

21

4

4

≥

+

+

≥

Dobieram grubo nominaln kołnierza g

n

= 50 mm

wg PN-87/H-74728.
Rys. 7 Kołnierz okr gły za lepiaj cy

g

n4

= 50 mm

Kołnierz

ruby

g

dla pow. uszczelniaj cej

D

z

D

o

D

1

f

R

r, p

z

w, y

d

o

masa

DN

[mm]

[kg]

liczba

gwint

200

360

310

278

3

3

30

30

32

26

21,55

12

M24

300

485

430

390

4

4

38

38

38

30

50,04

16

M27

450

670

600

555

4

4

50

50

50

36

127,5

20

M33

10. Dobieram podpory oraz obliczam ich rozmiesz-
czenie:
10.1. Dobieram podpory:
Rys. 8 Konstrukcja podpory.
Rodzaj podpory (odmiana B wg BN-64/2212-04) uza-
le niony jest od rednicy wewn trznej cz ci walco-
wej.
D

w

= 1600 mm

a = 1430 mm
b = 250 mm
m = 1400 mm
n = 430 mm
h = 650 mm
h

1

= 150 mm – ebro w odmianie B nie wyst puje

h

2

– dopasowa w monta u

c = 121 mm
z = 640 mm

22

D

w

= 1600 mm

g

n

= 20 mm

h

w

= 400 mm

g

n

w

= 18 mm

L

w

= 5500 mm

h

c

= 60 mm

D

w

= 1600 mm

L

z

= 6247 mm

g = 8 mm
e

1

= 1200 mm

e

2

= 190 mm

d

o

= 18 mm

x = 30 mm
a

1

≈ 5 mm

masa = 94 kg
R

1

= 0,5

⋅ D

w

+g

n

R

1

= 0,5

⋅ 1600 + 20 = 820 mm

R

2

= R

1

+ g

R

2

= 820 + 8 = 828 mm

l = 2,1

⋅ R

1

l = 2,1

⋅ 828 = 1738,8 mm

10.2. Obliczam rozstaw podpór:
H

z

= h

w

+ g

n

w

H

z

= 400 + 18 = 418 mm

L

z

= L

w

+ 2

⋅ h

c

+ 1,5

⋅ H

z

L

z

= 5500 + 2

⋅ 60 + 1,5 ⋅ 418 = 6247 mm

b = 0,5

⋅ L

z

b = 0,5

⋅ 6247 = 3123,5 mm

L

p

= 0,58

⋅ L

z

L

p

= 0,58

⋅ 6247 = 3623,26 mm

11. Obliczam momenty gn ce oraz napr enia:
11.1. Obliczam jednostkowe obci enie “q”:
V

w

= 0,25

⋅ π ⋅ D

w

2

⋅ L

z

V

w

= 0,25

⋅ 3,14 ⋅ 1,6

2

⋅ 6,247 = 12,56 m

3

V

d

= 0,1309

⋅ D

w

3

V

d

= 0,1309

⋅ 1,6

3

= 0,54 m

3

V

zb

= V

w

+ 2

⋅ V

d

V

zb

= 12,56 + 2

⋅ 0,54 = 13,63 m

3

V

wody

= 2/3

⋅ V

zb

V

wody

= 2/3

⋅ 13,63 = 9,09 m

3

R

1

= 820 mm

R

2

= 828 mm

l = 1738,8 mm


H

z

= 418 mm

L

z

= 6247 mm

b = 3123,5 mm

L

p

= 3623,26 mm

V

w

= 12,56 m

3

V

d

= 0,54 m

3

V

zb

= 13,63 m

3

V

wody

= 9,09 m

3

23

ρ = 1000 kg/m

3

L

w

= 5500 mm

m

w

= 147 kg

m

d

= 447 kg

g = 9,81 m/s

2

M

wody

= V

wody

⋅ ρ

M

wody

= 9,09

⋅ 1000 = 9088 kg

P

w

=

π ⋅ D

w

⋅ L

w

P

w

= 3,14

⋅ 1,6 ⋅ 5,5 = 27,65 m

2

M

w

= P

w

⋅ m

w

m

w

– masa jednego m

2

blachy stalowej o grubo ci

20 mm
M

w

= 27,65

⋅ 147 = 4063,96 kg

M

d

= 2

⋅ m

d

m

d

– masa dennicy

M

d

= 2

⋅ 447 = 894 kg

M

cz

= M

w

+ M

d

+ M

wody

+ 0,075

⋅ (M

w

+ M

d

)

M

cz

= 4063,96 + 894 + 9088 +0,075

⋅ (4063,96 + 894)

M

cz

= 14418,26 kg

Q

c

= M

cz

⋅ g

Q

c

= 14418,26

⋅ 9,81 = 141443,1 N

m

N

q

L

Q

q

z

c

76

,

22641

25

,

6

1

,

141443 =

=

=

11.2. Obliczam odległo “a” podpory, reakcje oraz
moment maksymalny:

M

wody

= 9088 kg

P

w

= 27,65 m

2

M

w

= 4063,96 kg

M

d

= 894 kg

M

cz

= 14418,26 kg

Q

c

= 141443,1 N

q = 22461,76 N/m

L

p

b

a

B

A

L

z

R

B

R

A

24

q = 22641 N/m
L

z

= 6247 mm

L

p

= 3623,26 mm

b = 3123,5 mm






k = 100,8 MPa


p

o

= 1,8 MPa

D

w

= 1600 mm

g

rz

= 19,2 mm

R

A

= R

B

= q

⋅ 0,5 ⋅ L

z

R

A

= R

B

= 22641,76

⋅ 0,5 ⋅ 6,25 = 70721,54 N

Odległo podpory “a”:
a = 0,5

⋅ (L

z

– L

p

)

a = 0,5

⋅ (6247 – 3623,26) = 1311,87 mm

Moment maksymalny:
Mg (x) = - 0,5

⋅q ⋅ x

2

+ R

A

⋅ (x – a)

Mg (a) = - 0,5

⋅ q ⋅ a

2

+ R

A

⋅ (a – a)

Mg (a) = - 0,5

⋅ 22641,76 ⋅ 1,311

2

= - 19483,27 Nm

Mg (b) = - 0,5

⋅ q ⋅ b

2

+ R

A

⋅ (b – a)

Mg (b) = -0,5

⋅ 22641,76 ⋅ 3,123

2

+ 70721,54

⋅

⋅ (3,123 – 1,311) = 17671,88 Nm

11.3. Sprawdzam element walcowy zbiornika na do-
datkowe napr enia gn ce wywołane ci arem wła-
snym oraz innymi obci eniami:
wg hipotezy HMH:

(

)

k

z

z

g

g

≤

−

+

+

−

+

−

−

⋅

2

3

2

2

2

3

1

2

2

2

1

2

1

σ

σ

σ

σ

σ

σ

σ

σ

- napr enia obwodowe

MPa

g

D

p

rz

w

o

75

2

,

19

2

1600

8

,

1

2

1

1

=

⋅

⋅

=

⋅

⋅

=

σ

σ

- napr enia wzdłu ne

(

)

(

)

MPa

g

g

D

D

p

rz

rz

w

w

o

05

,

37

2

,

19

2

,

19

1600

4

1600

8

,

1

4

2

2

2

2

=

⋅

+

⋅

⋅

=

⋅

+

⋅

⋅

=

σ

σ

- napr enia promieniowe

2

3

o

p

=

σ

MPa

9

,

0

2

8

,

1

3

=

=

σ

N

R

R

B

A

54

,

70721

=

=

a = 1311,87 mm



Mg (a) =
= -19483,27 Nm
Mg (b) =
= 17671,88 Nm










σ

1

= 75 MPa

σ

2

= 37,05 MPa

σ

3

= 0,9 MPa

25

Mg

max

=

= 19483,27 Nm
D

z

= 1640 mm

z

dop

= 0,8

p

o

= 1,8 MPa

d = 33 mm
d

r

= 29,211 mm

p = 3,5 mm

- napr enia gn ce

(

)

(

)

MPa

Pa

m

Wg

D

D

D

Wg

Wg

Mg

g

z

w

z

g

48

,

0

39

,

478382

041

,

0

27

,

19483

041

,

0

64

,

1

32

6

,

1

64

,

1

14

,

3

32

3

4

4

4

4

max

=

=

=

=

⋅

−

⋅

=

⋅

−

⋅

=

=

σ

π

σ

z

2

= 1,0

⋅ z

dop

z

2

= 1,0

⋅ 0,8 = 0,8

(

)

8

,

100

9

,

0

48

,

0

8

,

0

05

,

37

9

,

0

75

48

,

0

8

,

0

05

,

37

75

2

1

2

2

2

≤

−

+

+

−

+

−

−

⋅

64,78

≤ 100,8

Powy szy warunek został spełniony.
12. Próba ci nieniowa:
p

r

= 1,25

⋅ p

o

p

r

= 1,25

⋅ 1,8 = 2,25 MPa

Wysoko nadci nienia próby hydraulicznej lub za-
st puj cej j próby pneumatycznej dla tego zbiornika
spawanego powinna wynosi 2,25 MPa.
13. Obliczam moment przy dokr caniu rub M33 po-
krywy włazowej kluczem dynamometrycznym:

2

r

p

d

d

d

+

=

- rednica podziałowa gwintu

d – rednica zewn trzna
d

r

– rednica rdzenia rub

mm

d

p

1

,

31

2

211

,

29

33

=

+

=

⋅

=

p

d

p

atan

π

γ

- wznios linii rubowej

p – skok gwintu

Wg = 0,041 m

3

σ

g

= 0,48 MPa

z

2

= 0,8

p

r

= 2,25 MPa

d

p

= 31,1 mm

26

µ = 0,1
α

r

= 30

0

N

m4

=1354762,4 N

i = 20











L

w

= 5500 mm

D

w

= 1600 mm

0

06

,

2

1

,

31

14

,

3

5

,

3

=

⋅

= atan

γ

=

r

atan

α

µ

ρ

cos

µ - współczynnik tarcia

0

59

,

6

866

,

0

1

,

0

=

= atan

ρ

(

)

Nm

tan

M

tan

d

i

N

M

s

p

m

s

48

,

320

65

,

8

0311

,

0

20

4

,

1354762

0

4

=

⋅

⋅

=

+

⋅

⋅

=

ρ

γ

d

T

= 1,5

⋅ d

r

d

T

= 1,5

⋅ 29,211 = 43,82 mm

Nm

M

d

i

N

M

T

T

m

T

83

,

296

1

,

0

04382

,

0

20

4

,

1354762

4

=

⋅

⋅

=

⋅

⋅

=

µ

M

c

= M

s

+ M

T

M

c

= 320,48 + 296,83 = 617,31 Nm

14. Dobieram wymiary arkuszy blach na cz

wal-

cow zbiornika:
długo zbiornika L

w

= 5500 mm

długo blachy l =

π ⋅ D

w

= 3,14

⋅ 1600 = 5026,55 mm

Zakładam, e cz

walcowa b dzie wykonana z

dwóch dzwon:
szeroko blachy s = L

w

/2 = 2750 mm

wg BN-74/2302-23 przyjmuj wymiar blach
3000

× 6000

po obci ciu:
pierwsza blacha – 3000

× 5027

druga blacha – 2500

× 5027

γ = 2,06

0

ρ = 6,59

0

M

s

= 320,48 Nm

d

T

= 43,82 mm

M

T

= 296,83 Nm

M

c

= 617,31 Nm

L = 5026,55 mm


s = 2750 mm