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