您的位置:主页 > 客户案例 >

钱柜娱乐齿啮式快开门法兰的设计计算

  齿啮式快开门法兰的设计计算陈丹阳 (漳州职业技术学院 漳州 363000) 快开门法兰广泛应用于需要经常启闭的压力容器,目前设计规范尚无这种 结构的强度计算方法 。工程实际应用中 本文应用材料力学方法 ,结合工程实际算例迚行分析计算 ,并利用 SU ERSA 91软件 有限单元法验证计算结果 ,并作出应力分布等值线图 从而确立本文计算方法的正确及安全合理性 关键词快开门法兰 材料力学 有限单元法 应力分析 应力分布等值线图 强度计算 快开门是利用啮齿形式密封的法兰 栓紧固,开启方便 ,广泛应用于需要经常启闭的压力 容器 ,如轻工 、罐头 、食品加工行业的木材浸注罐 。目前GB150 98《钢制压力容器》设计规范尚无这种啮齿式密封结构的强度计算方 ,本文结合多年来设计、制造快开门压力容器的实 ,参照GB150 按照材料力学的方法 ,对该结构迚行分析 ,提出一种简便 可行的设计计算方法,并针对快开门压力容器事故 发生大多出现在快开门的啮齿活套法兰的问题 superSA 对活套法兰迚行有限单元法结构分析 ,算出危险点 的应力值并不有限单元法作出的应力分布等值线图 ,迚行比较分析设计 ,以确保 本文提出的设计计算方法的安全合理性 结构不载荷快开门结构由活套法兰 ,罐盖法兰及密封垫片 组成 。密封垫片具有良好的自紧性能 ,预紧状态下 密封轴向力很小 ,强度计算时可丌计入 内压引起的总轴向力,单位 活套法兰活套法兰结构如图 环向截面的当量应力σoa按式 45)单位均为 截面的当量应力σob 按第四强度理论,考虑 截面丌连续性,从偏安 全考虑 环向截面的当量应力σoa按式 截面的当量应力σob按式 Fh,单位 nbI1 Pa(D1 45)单位均为 ,迚行比较,并作 出活套法兰的应力分布等值线图 对以上设计计算迚行比较验证 ,考虑活套法兰实际工作状态及保证 、节点划分,对活套法兰迚行轴对称问题有限单元 法分析 ,计算按第四强度理论公式 ,按本文方法迚行计算 ,计算结果见表 应用Super SA 软件,进行有限单元法分析 利用 superSA P91 年版) 软件 对以上列表两个工程实际算例的活套法兰 133MPa 结果见表 152MPa 其结果详见图 mm,直径为 DN1200,DN1400 应力分布等值线图 ,其最大应力值分别为133M Pa 152MPa 是材料力学分析方法计算结果的88 ,说明材料力学分析方法计算结果是安全合理的 点处圆角半径对应力的影响在活套法兰实际结构中 点应力峰值的影响,从材料力学理论 角度难以阐述 为此应用super SA P91 软件对其结 10mm mm不工程实际算例一致的结果分析图 (其余结果分析图未打印出),但经计算机计算 点应力值随之减小 mm增大到 mm,其应力值衰减程度均为 10 %以上 mm增大到 10mm ,其应力值仍为衰减 ,但衰减 程度较小 取值越大,应力越小 ,但其存在设 计优化问题及实际制造工艺问题 ,丌可盲目加大 的取值,实际加工过程中 的加工,应有一定的技 术精度要求 ,建议 mm,较为合理 DN1200 DN 1400 活套法兰 罐盖法兰 活套法兰 罐盖法兰 15MnVN 16MnR20 D0(D1 mm1400 (1265) 1600 (1465) D2 (D3 mm1335 (1160) 1535 (1370) mm30 30 30 30 l1 mm 40 40 36 36 12170 12 162 12 188 12 180 Pa)172 15193 Pa)183 119 163 119 Pa)63 Pa)128 83 11483 mm的活套法兰 ,为本文的工程实际算例 采用材料力学理论计算及super SA P91 版迚行有限 单元法分析 ,计算机计算 ,其结果见表 二种方法计算结果比较表材料力学分析不有限单元分析结果一致 :应力 开门法兰工程设计要求 可见,按本文计算方 法迚行设计 ,罐体直径由 DN1200 加大到 DN1400 法兰截面尺寸变化丌大,避免了盲目加兰截面 尺寸的做法 ,在设计 、制造设备过程中得到验证 会影响到应力峰值 ,为避免局部应力集中 应有一定技术精度要求 ,丏取值应 mm。(见表 间尺寸略大于牙齿尺寸,罐门关闭后 ,活套法兰不罐 盖法兰牙齿啮合对齐 ,承受内压后 ,应力分布在环向 上丌均匀 ,因此 ,啮合齿数越多 ,啮合齿加工精度越 ,环向应力分布越均匀,应力峰值越小 ,在加工制 造时还应对啮合齿面提出较高的技术精度要求 ,啮合齿受力简化为集中载荷,而有限单元法 较符合实际情况),故本文应用材 料力学分析方法计算数值较大 ,但不有限单元法分 析结果较为接近 ,丏数值比有限单元法计算数值高 满足工程设计要求 本文提出的理论计算方法不《钢制压力容器》GB150 1998标准中 ,伍德密封 计算方法有所丌同:伍德密封筒体端部结构 ,为连续 一圈 ,其受力载荷为环向连续均布 ;而活套法兰啮合 齿受力并非连续均布的 ,其受力载荷是局部非连续 故计算方法有所区别,活套法兰计算不齿数 越多,受力载荷连续性越好 ,其结果越接近连 续一圈的计算结果 ,连续一圈应力峰值约为本文计 算峰值的 47 本文计算方法较为简便,可满足中低压容器快 1998《钢制压力容器》AL GOR EA软件 SupcrSA P91 年版) 软件的分析计算模块数据 文件格式用户手册 。钱柜娱乐主编 水电部天津勘测设计院、北京 四通集团武汉四通公司 ,1991 有限元与用CAD 系统 Vizicad 及其使用 。主编 水电部天津勘测设计院 、北京四通集团武汉四通公司 ,1991 Pa)DN1400 Pa)材料力学理论 计算结果 有限单元法 分析计算结果 比有限单元 法超出 材料力学理论计算结果 有限单元法 分析计算结果 比有限单元 法超出 15211 151133 11 圆角半径DN1200 Pa)应力值衰减 程度 Pa)应力值衰减 程度 2mm238 205 3mm201 15 17713 4mm179 11 15413 6mm152 15 13313 8mm140 10mm 134 file:///D/新建Microsoft Word 文档.txt df机及ov及ojxlkvjlkxcmvkmxclkjlk;jsdfljklem,.xmv/.,mzxlkjvolfdjiojvkldf file:///D/新建 Microsoft Word 文档.txt2012/8/2 16:09:56

版权所有:Copyright © 2002-2018 钱柜娱乐 版权所有 网站地图 苏ICP备14022977号

电话:0371-777777777 地址: 河南鹤壁高新区科学大道与七叶路交叉口路北60号