U-образный кронштейн, методика расчета

[Pokemon]

Всем форумчанам доброго времени суток!
Прорабатываю тяговый кронштейн для подвешивания труб. Думаю про его расчет. Вижу два места, которые можно проверить:



1. Красной стрелкой обозначил самое тонкое место - по впадинам резьбы - на растяжение.
2. Желтой стрелкой обозначил область, где сечение больше, чем в резьбовой части, но здесь большая температура => допускаемые напряжения ниже.
3. Обозначил синей стрелкой место... которое пока не понял, нужно ли как-то проверять.

Размер 220 мм... есть ли рекомендации по его определению? Понимаю, что чем больше будет это расстояние, тем хуже будут условия работы тягового кронштейна.

Буду благодарен за критику и советы.

[p3452]

"Рекомендации":
- Анализ работы
- Характеристики конструкции и материалов
- Нагрузки и их сочетание
- Расчетные схемы
- Расчет.

p/s: Скорее всего это - "Расчет резьбового соединения"
(стержень - на растяжение, резьбу - на срез и смятие)

[Николай]

Пользуюсь "Расчёт болтов на прочность" stresscalc.ru

[Pokemon]

"Рекомендации":
- Анализ работы
- Нагрузки и их сочетание

На тяговых кронштейнах будут держаться трубы, в которых продукт под давлением. В моем понимании на кронштейн будет действовать в основном сила тяжести от труб и от продукта.

[p3452]

"...в основном..."

:
- температурные деформации
- деформации от давления
- деформации от внешней среды: пыль, лед, снег, ветер
- деформации от сейсмики...

[Pokemon]

- деформации от внешней среды: пыль, лед, снег, ветер

Нагрузку от внешней среды не учитываю, т.к. основная часть кронштейна защищена от внешних воздействий.

- деформации от давления

Это уже к расчету труб, не к кронштейну.

- температурные деформации

Температурные деформации у кронштейна будут.

[p3452]

- деформации от давления

Это уже к расчету труб, не к кронштейну.

- Не правы!
"Труба" может "играть", особенно от сочетания давления и температуры...

[Pokemon]

"Труба" может "играть",

Ещё бы понять как проверить, будет она играть или нет.

[p3452]

Ещё бы понять как проверить, будет она играть или нет.

- Расчетом!
(см. нормативные документы по расчету Технологических трубопроводов)

p/s: Если подвесная опора всего одна и прогиб (гибкость) с большим запасом, то можно ничем ТАКИМ не заморачиваться.

[Pokemon]

Если подвесная опора всего одна и прогиб (гибкость) с большим запасом, то можно ничем ТАКИМ не заморачиваться.

Трубы вертикально. Наверху 180 градусный отвод, за который подвешивается к изображенной опоре вся шпилька (отвод + две трубы). Т.е. у опоры фактически удлинение из-за веса труб, плюс еще температурное расширение. Прогибов как таковых у данной опоры не вижу.

[p3452]

Трубы вертикально. Наверху 180 градусный отвод, за который подвешивается к изображенной опоре вся шпилька (отвод + две трубы).

Полноценную СХЕМУ "трубопровода", с видами всех изгибов и размерами, на участке между соседними (слева, справа или сверху, снизу), от Вашего "подвеса", опорами - "в студию"!

[Pokemon]

У меня получилась такая расчетная схема.



Шпилька с продуктом весит (с запасом) около 1143 кг.
Внутри расчетная температура 980 градусов, для материала тяговой опоры было принято допускаемое напряжение 23 МПа, снаружи я не знаю температуру этой опоры, она находится на воздухе, но частично нагрев передается от внутренней части... принял 500 градусов и допускаемое напряжение 131 МПа.
Если рассматривать только растяжение, то в тонком месте резьбовой части (снаружи) и внутри в прутке резьба М27 и М30 проходит с запасом.

[Pokemon]

Пользуюсь "Расчёт болтов на прочность" stresscalc.ru

По подсказке Николая, на сайте расчет на срез показал, что резьба там еще в более комфортных условиях.

[СВ]

По расчёту ничего не могу сказать, а вот по схеме расчётной ОБЩЕЙ есть пара слов: если какая-то большая деталь имеет несколько точек крепления (подвески), нагрузка на них будет распределяться неравномерно даже при равномерном расположении элементов (кроме случаев, когда есть точная настройка или механизмы выравнивания нагрузки). Это всегда нужно учитывать. А в ответственных случаях: выход из строя одной из опор не должен привести к перегрузу и поломке соседних опор.

[Pokemon]

Это всегда нужно учитывать. А в ответственных случаях: выход из строя одной из опор не должен привести к перегрузу и поломке соседних опор.

Полученный вес металла умножил на коэффициент 1,5... как раз для случая неравномерного нагружения.

[p3452]

Внутри расчетная температура 980 градусов

+ Ваша схема = "Бред сивой кобылы"!

p/s: Не игнорируйте пост №1 и №10.

[Pokemon]

+ Ваша схема = "Бред сивой кобылы"!

Можно подробнее? Не понял, чем не понравилась схема.

[p3452]

Можно подробнее? Не понял, чем не понравилась схема.

НЕ ВОЗМОЖНО "подробнее", Вы не даете информации!!!

Для размышления:
- Ваша схема проигрывает, во многом, стандартной схеме: хомуты + регулируемый, по высоте, стержень + шарнирное крепление стержня к хомутам.
- Материал "трубы" не известен, но, допустим, что это сталь 30X13, тогда удлинение Вашей трубы (9200 мм), при нагреве с 20° до 980° будет более 109 мм.

[алексst]

Ну, что ж. Вам уже всё подсчитали, рассказали, только осталось несколько вопросов.
Первое: Вы работаете «в одно лицо», или, всё-таки, в коллективе? Если «в одно лицо», то сложнее, если в коллективе, то интересно что думают по этому поводу Ваши коллеги.
Давайте посмотрим картинку. Я на своё разумение пририсовал к трубопроводу ещё две опоры (даже на крайний случай, не висят же концы трубы в воздухе, где-то же они закреплены). И пронумеровал их цифрами.

Рассматриваем случай пуска установки в эксплуатацию и разогрев трубопровода. Трубопровод нагреется, петли опор тоже и всё это удлинится. В опоре №2 труба пойдёт вверх, а петля опоры вниз (она же тоже удлиняется при нагреве). Удлинение петель опор №1 и №3 незначительно по сравнению с удлинением трубы. Результат: между петлёй опоры №2 и трубой образуется зазор, и вся нагрузка ложится на опоры №1 и №3. Начальник, проходя мимо и увидев зазор, скомандует:» Непорядок! Подтянуть!». Слесарь выполнит команду. При остывании трубы (плановом или аварийном) всё примет «холодные размеры», и вся нагрузка ляжет на опору №2. А, если, например, ход трубы вверх в опорах №1 и №3 будет ограничен перекрытием? Тогда опору №2 просто вырвет.
И это мы ещё считаем, что при нагреве и остывании труба остаётся на месте и не двигается вправо или влево относительно опоры №2. Например, прогрев начинается с левого конца трубы, эта часть уже горячая, а правая ещё холодная, где компенсация этого? А, если, правый конец трубы отличается по длине от левого? Вырвет всё при пуске установки или в процессе работы!
Поэтому предлагаю прекратить проектирование одной этой опоры, чтобы не создать аварию. Считаю, что начинать надо с проектирования всего трубопровода (не зря с Вас требовали схему). Взять схему трубопровода с поворотами и т.д. Взять нормы проектирования трубопроводов. Рассчитать удлинения по участкам трубопровода от их нагрева. Расставить неподвижные опоры согласно нормам. Рассчитать и расположить компенсаторы. Рассчитать неподвижные опоры. Расставить подвижные опоры. Конструкции опор взять типовые. И вопросов у Вас никаких не будет.
Кстати, а где «воздушник»? Как будете избавляться от воздушной пробки?

[Pokemon]

Извиняюсь, что не так оперативно отвечаю. В одном из сообщений выше я изобразил фрагмент трубопровода. Эти фрагменты повторяются несколько раз, получаем своеобразную гармошку. Внизу есть направляющие.