Tính toán mối ghép bích

Löïc neùn chieàu truïc sinh ra do xieát bulong : Q 1 (N)  Löïc caàn thieát ñeå eùp chaët ñeäm : Q 2 (N)  Löïc do aùp suaát trong thieát bò gaây ra : Q a (N)  Löïc caàn thieát ñeå giöõ kín ñeäm : Q k (N)  Löïc taùc duïng leân moät bulong : Q b (N)  Ñöôøng kính trong cuûa thieát bò : D t – B (mm)  Ñöôøng kính ngoaøi cuûa bích : D n – A (mm)  Ñöôøng kính trung bình cuûa voøng ñeäm : Dtb (mm)  Ñöôøng kính voøng bulong : D b – C (mm)  Ñöôøng kính ngoaøi voøng ñeäm : D o (mm)  Ñöôøng kính ngoaøi gôø haøn (ñôõ bích) : D 1 (mm)  Ñöôøng kính bulong : d b (mm)  Ñöôøng kính chaân ren cuûa bulong : d t (mm)  Beà daøy thöïc cuûa thaân truïLöïc neùn chieàu truïc sinh ra do xieát bulong : Q 1 (N)  Löïc caàn thieát ñeå eùp chaët ñeäm : Q 2 (N)  Löïc do aùp suaát trong thieát bò gaây ra : Q a (N)  Löïc caàn thieát ñeå giöõ kín ñeäm : Q k (N)  Löïc taùc duïng leân moät bulong : Q b (N)  Ñöôøng kính trong cuûa thieát bò : D t – B (mm)  Ñöôøng kính ngoaøi cuûa bích : D n – A (mm)  Ñöôøng kính trung bình cuûa voøng ñeäm : Dtb (mm)  Ñöôøng kính voøng bulong : D b – C (mm)  Ñöôøng kính ngoaøi voøng ñeäm : D o (mm)  Ñöôøng kính ngoaøi gôø haøn (ñôõ bích) : D 1 (mm)  Ñöôøng kính bulong : d b (mm)  Ñöôøng kính chaân ren cuûa bulong : d t (mm)  Beà daøy thöïc cuûa thaân truï

CHƯƠNG 8

TÍNH TOÁN MỐI GHÉP BÍCH

 Ứng suất cho phép khi kéo của vật liệu làm bulong: [  ]b (N/mm 2 )

 Ứng suất cho phép khi kéo của vật liệu làm bích: [  ]bi (N/mm 2 )

 Ứng suất uốn mối hàn: u (N/mm 2 )

 Ứng suất cắt mối hàn:  (N/mm 2 )

 Ứng suất tương đương của mối hàn: td (N/mm 2 )

 Giới hạn chảy của vật liệu làm bulong: c (N/mm 2 )

 Aùp suất tính toán: p (N/mm 2 )

 Aùp suất riêng cần thiết để làm biến dạng vật liệu đệm: qo (N/mm 2 )

 Lực nén chiều trục sinh ra do xiết bulong: Q1 (N)

 Lực cần thiết để ép chặt đệm: Q2 (N)

 Lực do áp suất trong thiết bị gây ra: Qa (N)

 Lực cần thiết để giữ kín đệm: Qk (N)

 Lực tác dụng lên một bulong: Qb (N)

 Đường kính trong của thiết bị: Dt – B (mm)

 Đường kính ngoài của bích: Dn – A (mm)

 Đường kính trung bình của vòng đệm: Dtb (mm)

 Đường kính vòng bulong: Db – C (mm)

 Đường kính ngoài vòng đệm: Do (mm)

 Đường kính ngoài gờ hàn (đỡ bích): D1 (mm)

 Đường kính chân ren của bulong: dt (mm)

 Bề dày thực của thân trụ: s (mm)

 Bề dày gờ hàn (đỡ bích): ttd (mm)

 Chiều cao cổ bích (chuyển tiếp hình nón): h (mm)

 Bề rộng cổ bích (chuyển tiếp hình nón):  (mm)

 Hệ số 

 Hệ số k

 Hệ số 

t c



t B



 Hệ số hiệu chỉnh ứng suất cho phép của bulong: ko

 Bề rộng tính toán của vòng đệm: bo (mm)

 Cánh tay đòn của moment gây uốn bích: l, l1, l2 (mm)

 Moment chống uốn tại tiết diện: W (mm3)

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MẶT BÍCH

 Kiểu dáng mặt bích.

 Phương pháp ghép mặt bích.

 Aùp suất của môi trường trong thiết bị.

CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI MỐI GHÉP BÍCH

 Đảm bảo độ kín ở điều kiện làm việc của thiết bị (do đệm và bề mặt bích quyết định).

 Đảm bảo độ bền.

 Tháo lắp nhanh.

 Đảm bảo chế tạo hàng loạt.

 Giá thành rẻ.

CÁC LOẠI MẶT BÍCH

CÁC LOẠI MẶT BÍCH

a) Bích đúc, rèn liền với thân: p  2,5N/mm 2 , D y  1400mm

b) Bích phẳng, hàn: p  10N/mm 2 , D y  300mm

CÁC LOẠI MẶT BÍCH

c) Bích có cổ, hàn: dùng cho các TB quan trọng, p  10N/mm 2

d) Bích tự do tựa lên gờ (uốn thân): dùng cho các TB bằng kim loại màu vật liệu giòn, p  0,6N/mm 2

CÁC LOẠI MẶT BÍCH

e) Bích tự do tựa lên vành gờ (hàn)

f) Bích tự do tựa lên gờ hàn

CÁC LOẠI MẶT BÍCH

g) Bích lắp bằng ren: dùng cho các đường ống có áp suất cao

h) Bích lắp bằng cách nong

CÁC LOẠI MẶT BÍCH

i) Bích lắp bằng đinh tán: dùng cho TB bằng đồng

CÁC DẠNG MẶT BÍCH

a) Phổ biến, dễ chế tạo,

n = 4x

b) Tiết kiệm vật liệu,

dùng cho các đường

ống nhỏ, n = 4x

c) Dùng cho đường ống

có áp suất cao, các

TB lạnh, vị trí chật

hẹp, n  2, d2  1,4d1

CÁC DẠNG BỀ MẶT TIẾP XÚC CỦA MẶT BÍCH

p  2,5N/mm 2 Aùp suất cao

Aùp suất cao

Hiện tượng bị lỗi

Sơ đò thí nghiệm mặt bích

Kết quả thí nghiệm

Kết quả thí nghiệm

Mô hình tính theo FEM (Phần tử hữu hạn)

18

CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI ĐỆM

 Đủ độ dẻo, dễ bị biến dạng khi bị nén.

 Độ dẻo không bị biến đổi trong thời gian làm việc.

 Bền đối với môi trường trong thiết bị, đường ống.

CÁC LOẠI VẬT LIỆU ĐỆM

 Giấy carton (môi trường trung tính, t  120oC, p  0,4N/mm2)

 Cao su (môi trường acid, t  100oC), cao su lưu hóa (t  200oC), chất dẻo.

 Amiang – Carton (môi trường acid, t  500oC, p  2,5N/mm2)

 Paronit (nước nóng, hơi nước, t  450oC, p  5N/mm2).

 Kim loại mềm: đồng, nhôm, sắt non (áp suất cao).

21

MỘT SỐ CHÚ Ý KHI THIẾT KẾ MẶT BÍCH

 Số lượng bulong ở bích tròn phải là bội số của 4.

 Đệm cần đặt rộng đến gần bulong.

 Aùp suất càng lớn thì đệm càng phải hẹp.

 Bulong chỉ làm việc chịu kéo, ecu phải tỳ lên bề mặt bích.

 Khi làm việc ở nhiệt độ cao, thì bulong và mặt bích cần phải được chế tạo từ thép chịu nhiệt.

 Đối với bích có cổ thì cổ làm giảm nhẹ lực mà bích phải chịu, tăng bề dày cổ lợi hơn tăng bề dày bích.

 Đối với thiết bị có môi trường dễ bay hơi, dễ cháy, độc thì dùng bích có bề mặt tiếp xúc kiểu “chày cối”.

cổ của nghiêng

Độ 25

, 0

mm 5

t 75 , 0 t

5 , 0

Bulông dãn nở

BULONG GHÉP BÍCH

BƯỚC 1: TÍNH LỰC NÉN CHIỀU TRỤC SINH RA DO XIẾT BULONG, Q

Chọn loại đệm và kích thước đệm ( o , b)

HỆ SỐ ÁP SUẤT RIÊNG (m) – ÁP SUẤT RIÊNG (q o ) CỦA CÁC LOẠI ĐỆM

2,0 2,75 3,5

11,0 25,0 40,0 Vật liệu hỗn hợp Amiang – Kim loại ( o= 0,4mm)

( o= 0,5mm) ( o= 0,6mm) ( o= 0,8mm) ( o= 1,0mm) ( o= 1,5mm) ( o= 2,0mm)

(o 3,0mm)

2,5  3,5

40,0 34,0 30,0 21,0 17,0 14,0 12,0 10,0

Kim loại (đệm phẳng)

c o o

b 32 , 0 1

b 8 , 0 5 , 0 b

o tb

o

o tb a

2 t 1

q b D Q

Q

mp b

D Q

p

D 4

Chọn số bulong z (bội số của 4), đường kính bulong (d b )

b

d x



BƯỚC 4: KIỂM TRA ỨNG SUẤT TÁC DỤNG LÊN BULONG

  k o [] b

3 b

b

d 4

b

k

Q 13

, 1





BÍCH LIỀN

BƯỚC 1: TÍNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN

Chọn các thông số cơ bản của bích: D n (A), D t (B), D b (C), t 1 (theo Sổ tay,

dùng để tính lặp)

2 D D

d D D

b 2 D D

b b

n

b o b

t o

Tính cánh tay đòn của moment gây uốn bích: l1, l2

2

s D D

Và 2

D

2 o

b 1

2 1 D

D 2

D 1 k

2

1 b

2 t

n 2

1 b

2 t

n 2

t

t

s t

2

D 1

t

s D

2 1 D

D 2

D 1

2 1 D

D 2

D 1 k

2

1 b

2 t

n 2



PHƯƠNG PHÁP 1: TẢI TRỌNG GIỚI HẠN

Chọn hệ số k o – tương tự như phần bulong ghép bích

o b

2

1 bi

o

b b

D p

7 , 0

z kk

d 61 , 0

1 n

1 n

o

2 b

2

D

2 D

BÍCH TỰ DO – BÍCH REN – BÍCH NONG

BƯỚC 1: TÍNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN

Chọn các thông số cơ bản của bích: D n (A), D t (B), D b (C), t 1 (theo Sổ tay,

dùng để tính lặp) – tương tự như bích liền

Tính cánh tay đòn của moment gây uốn bích: l

D 1

b

D D

d 2 1

58 , 0

1 n

1 n





KẾT LUẬN: t = tn

BÍCH PHẲNG

BƯỚC 1: TÍNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN

Chọn các thông số cơ bản của bích: D n (A), D b (C), t 1 (theo Sổ tay, dùng

để tính lặp) – tương tự như bích liền

Tính cánh tay đòn của moment gây uốn bích: l

d z 57 , 0 D 3 , 7 1

p D

b b

bi o

1 n

1 n





KẾT LUẬN: t = tn

4 , 0 M

mm N Q

M

1 BC

AB





PHƯƠNG PHÁP 2: ỨNG SUẤT GIỚI HẠN

Chọn các thông số cơ bản của bích: D n (A), D t (B), D b

3

2 o AB

mm 6

s D W

mm 6

t D W

bi AB

1 1

bi o

2 2

1 1

1 BC

BC BC

2 2

o AB

AB AB

D

Q 4 , 2 s

D

Q 6 t

mm /

N s

D

Q 4 ,

2 W

M

mm /

N t

D

Q

6 W

Chọn các thông số cơ bản của bích: D o , k, W C

BƯỚC 2: TÍNH MOMENT CHỐNG UỐN TẠI CÁC TIẾT DIỆN

 3

2 o

6

t D

bi AB

8 ,

0

 bi

o 2

2 u td

2 2

o AB

AB AB

D

Q 6 t

mm /

N t

D

Q

6 W

2 C

AB u

mm /

N k

D 4 , 1 Q

mm /

N W

M

Măt bích theo tiêu chuẩn

Măt bích theo tiêu chuẩn

Măt bích theo tiêu chuẩn