伍德密封设计计算



依据：GB/T 150-2024		伍德密封计算
	名称	单位	公式/来源	值
	输入
设计数据	设计压力，p	MPa		32
	设计温度，t	℃		200
	腐蚀裕量，C2	mm		3
	计算压力，pc	MPa	牵制环结构简图	32
牵制环	材料标准号	/		NB/T 47008
	材料牌号	/		20MnMo
	牵制环内径，D1	mm		700
	牵制环外径，D3	mm		1057
	a-a环向截面直径，Da	mm		1027
	厚度，h	mm		55
	厚度，δ	mm		80
牵制环螺栓	材料标准号	/	压垫结构简图	GB/T 3077
	材料牌号	/		35CrMo
	公称直径，dB	mm		30
	螺纹小径，dmin	mm		29.211
	无螺纹部分直径，d0	mm		26.3
	螺栓孔或螺孔直径，dK	mm		33
	数量，n	个		12
	螺栓中心圆直径，Db	mm		800
压垫	材料	/		不锈钢
	锥角，α	°		30
	摩擦角，ρ	°		8.5
	线密封比压，q1	N·mm		300
	密封接触圆直径，Dc	mm		978
四合环	材料标准号	/	四合环结构简图	NB/T 47008
	材料牌号	/		20MnMo
	厚度，h1	mm		110
	a-a环向截面直径，Da	mm		1030
	螺栓孔或螺孔直径，dK	mm		33
	拉紧螺栓数量，n	个		4
顶盖	材料标准号	/	顶盖结构简图	NB/T 47008
	材料牌号	/		20MnMoNb
	直径，D6	mm		970
	厚度，δl	mm		250
	特征长度，l	mm		220
	特征长度，L	mm		8
	厚度，h2	mm		110
	顶盖危险径向截面上各开孔宽度总和，Σb=d1+d2+……+di	mm		0
顶盖	纵向截面质心离截面最外端距离，Zc	mm		135
	纵向截面惯性矩，Ic	mm4		2340000000
筒体端部	材料标准号	/	筒体端部结构简图	NB/T 47008
	材料牌号	/		20MnMo
	外直径，Do	mm		1400
	直径，D7	mm		1100
	厚度，h3	mm		35
	特征长度，l1	mm		110
	特征长度，l2	mm		140
	平均壁温密封材料泊松比，μ	/		0.3
51	数据查询
52	牵制环设计应力，[σ]t	MPa	查 GB/T 150.2-2024	196
53	牵制环螺栓室温应力，[σ]b	MPa	查 GB/T 150.2-2024	228
54	四合环设计应力，[σ]t	MPa	查 GB/T 150.2-2024	196
55	顶盖设计应力，[σ]t	MPa	查 GB/T 150.2-2024	230
56	筒体端部设计应力，[σ]t	MPa	查 GB/T 150.2-2024	196
57	参数计算
58	牵制螺栓内压引起的轴向力，F	N	F=0.785Dc2pc	24026878.08
59	牵制螺栓预紧状态下压垫密封力的轴向分力，Fa	N		579877.2453
60	牵制螺栓预紧状态下需要的最小螺栓载荷，Wa	N	Wa=Fa	579877.2453
61	牵制螺栓预紧状态下需要的最小牵制螺栓面积，Am	mm²		2543.321251
62	顶盖纵向截面抗弯截面系数，Z	mm3	Z=Ic/max{Zc,δ1-Zc}	17333333.33
63	顶盖a-a环向截面的平均直径，D5	mm	D5=D6-h2/tanα	779.4744112
64	顶盖纵向截面的弯矩，M	N·mm		1263691147
65	筒体端部a-a环向截面处厚度，S	mm	S=(Do-D7)/2	150
66	筒体端部Do/D7	/	Do/D7	1.272727273
67	筒体端部中性面Y-Y离直径D7的距离，So	mm		75
68	筒体端部力臂，H	mm	H=So+0.5h3	92.5
69	筒体端部F+Fa引起的弯矩，M	N·mm	M=(F+Fa)H	2276124868
70	筒体端部中性面Y-Y的直径，Dn	mm	Dn=D7+2So	1250
71	筒体端部中性面单位长度的弯矩，M1	N	M1=M/(3.14Dn)	579904.4249
72	筒体端部计算系数，β	mm-1		0.004198122
73	筒体端部系数，βl1	/	βl1	0.461793386
74	筒体端部系数，M3/M1	/	根据βl1，查图C.11	0.85073596
75	筒体端部系数，M4/M1	/	根据βl1，查图C.11	0.147049243
76	筒体端部单位长度弯矩，M3	N	M3=(M3/M1)×M1	493345.5476
77	筒体端部单位长度弯矩，M4	N	M4=(M4/M1)×M1	85274.50662
78	筒体端部计算系数，C	/	C=l2/l1	1.272727273
79	筒体端部系数，10βMr/qr	/	根据βl1和C值，查图C.12	-0.401347096
80	筒体端部密封反力引起的径向载荷，Qr	N	Qr=(F+Fa)/tan(α+ρ)	30934931.16
81	筒体端部沿中性面Y-Y单位长度上的径向载荷，qr	N/mm	qr=Qr/(3.14Dn)	7881.511124
82	筒体端部单位长度弯矩，Mr	N		-75348.49703
83	筒体端部最大弯矩，Mmax	N·mm	Mmax=max{|Mr+M3|,|Mr-M4|}	417997.0505
84	计算结果
85	牵制螺栓实际最小直径，ds	mm	ds=min{dmin,d0}	26.3
86	牵制螺栓所需直径，dr	mm	dr=√(4Am/3.14/n)	16.43142234
87	牵制螺栓直径校核	/	ds≥dr	合格
88	牵制环许用应力，0.9[σ]t	MPa	0.9[σ]t	176.4
89	牵制环纵向面的弯曲应力，σm	MPa		68.4199176
90	牵制环纵向面弯曲应力校核	/	σm≤0.9[σ]t	合格
91	牵制环a-a环向截面弯曲应力，σma	MPa		40.36369606
92	牵制环a-a环向截面切应力，τa	MPa		3.259916716
93	牵制环a-a环向截面当量应力，σoa	MPa	σoa=√(σma2+3τa2)	40.75670657
94	牵制环a-a当量应力校核	/	σoa≤0.9[σ]t	合格
95	四合环许用应力，0.9[σ]t	MPa	0.9[σ]t	176.4
96	四合环a-a环向截面切应力，τa	MPa		69.83759419
97	四合环a-a切应力校核	/	τa≤0.9[σ]t	合格
98	顶盖许用应力，0.7[σ]t		0.7[σ]t	161
99	顶盖纵向截面弯曲应力，σm	MPa	σm=M/Z	72.90525849
100	顶盖纵向截面弯曲应力校核	/	σm≤0.7[σ]t	合格
101	顶盖a-a环向截面弯曲应力，σma	MPa		19.94108164
102	顶盖a-a环向截面切应力，τa	MPa		91.39662421
103	顶盖a-a环向截面当量应力，σoa	MPa	σoa=√(σma2+3τa2)	159.554616
104	顶盖a-a当量应力校核	/	σoa≤0.7[σ]t	合格
105	筒体端部许用应力，0.9[σ]t	MPa	0.9[σ]t	176.4
106	筒体端部a-a环向截面拉应力，σa	MPa		41.7949135
107	筒体端部a-a环向截面弯曲应力，σma	MPa	σma=6Mmax/S2	111.4658801
108	筒体端部a-a环向截面当量应力，σoa	MPa	σoa=σma+σa	153.2607936
109	筒体端部a-a当量应力校核	/	σoa≤0.9[σ]t	合格
110	筒体端部b-b环向截面的弯曲应力，σmb	MPa		61.8209887
111	筒体端部b-b环向截面的切应力，τb	MPa		64.76484531
112	筒体端部b-b环向截面的当量应力，σob	MPa	σob=√(σmb2+3τb2)	128.0831379
113	筒体端部b-b当量应力校核	/	σob≤0.9[σ]t	合格