理论教育 内压作用下的垫片螺栓设计优化方案

内压作用下的垫片螺栓设计优化方案

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:内压作用于内径截面上的轴向压力FD内压作用在法兰截面上的轴向压力FT垫片压紧力FG1)预紧时: FG=W2)操作时: FG=FP=2πDGbmp式中 b——垫片有效密封宽度;m——垫片系数。2)操作状态下需要的最小螺栓设计载荷为3)预紧状态下需要的最小螺栓面积为4)操作状态下需要的最小螺栓面积为5)所需要的螺栓面积为Am=max[Aa,Ap]螺栓的设计载荷W式中 W——螺栓的设计载荷;Ab——螺栓的实际横截面面积;[σ]b——常温下螺栓材料的许用应力。

内压作用下的垫片螺栓设计优化方案

(1)内压作用于内径截面上的轴向压力FD(单位为MPa)

(2)内压作用在法兰截面上的轴向压力FT(单位为MPa)

(3)垫片压紧力FG(单位为MPa)

1)预紧时: FG=W

2)操作时: FG=FP=2πDGbmp

式中 b——垫片有效密封宽度(mm);

m——垫片系数。

(4)W的确定

1)预紧状态下需要的最小螺栓设计载荷为

WaDGby

式中 y——垫片比压力(MPa)。

2)操作状态下需要的最小螺栓设计载荷为

3)预紧状态下需要的最小螺栓面积为

4)操作状态下需要的最小螺栓面积为

5)所需要的螺栓面积为

Am=max[AaAp]

(5)螺栓的设计载荷W

式中 W——螺栓的设计载荷(N);(www.daowen.com)

Ab——螺栓的实际横截面面积(m2);

[σ]b——常温下螺栓材料的许用应力(MPa)。

(6)法兰弯矩的计算

1)法兰预紧力矩

Ma=WLG (12-17)

2)法兰操作力矩为

Mp=FDLD+FTLT+FGLG(12-18)

3)法兰设计力矩为

式中 [σ]ft——设计温度下法兰材料的许用应力(MPa);

[σ]f——常温下法兰材料的许用应力(MPa)。

(7)法兰应力的计算

1)轴向应力为

2)径向应力为

3)环向应力为

式中所涉及到的系数fλeYZFh0UVT可通过GB 150—1998《钢制压力容器》查表计算得出。

(8)载荷方差的计算 根据一次二阶矩方法,当M0=Mp时,由式(12-20)、式(12-21)、式(12-22)可得

978-7-111-29617-1-Chapter12-38.jpgf,由式(12-20)、式(12-21)、式(12-22)可得f

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