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透镜垫密封的高压螺纹法兰的设计和计算
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法兰
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高压
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螺纹
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透镜垫
- 法兰
- 高压
- 螺纹
- 透镜垫
| 透镜垫密封的高压螺纹法兰的设计和计算 | ||||||||||
| 透镜垫、螺纹法兰、法兰盖及紧固件等适用于当设计压力不大于26MPA，公称直径不大于600mm，当设计压力不大于42MPA，公称直径不大于300mm的高压管道及高压容器的密封中。 | ||||||||||
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图1 |  |
图2 | 注：1.黄色背景表格参数需要设计者输入。2.所有计算公式见HG/T20582-2011第17节 | ||||||
| 设备名称： | 图号： | |||||||||
| 符号说明: | ||||||||||
| 单位 | 数值 | 计算依据 | ||||||||
| 透镜垫 | ||||||||||
| Ab | 实际使用的螺栓总面积 | mm2 | 10 | 设计条件 | ||||||
| di | 透镜垫的内直径 | mm | 3 | 设计条件 | ||||||
| do | 透镜垫的外直径 | mm | 4.6618017 | HG/T20582第17节 | ||||||
| dk | 透镜垫的接触直径 | mm | 3.5539339 | HG/T20582第17节 | ||||||
| R | 垫圈面的球面半径 | mm | 5.1955038 | HG/T20582第17节 | ||||||
| δ2 | 透镜垫外侧厚度，一般取5～10mm | mm | 9 | HG/T20582第17节 | ||||||
| δ1 | 透镜垫内侧厚度 | mm | 9.6619354 | HG/T20582第17节 | ||||||
| 为防止透镜垫在上紧时压坏，透镜垫圈截面积必须等于大于法兰螺栓总截面积校核 | 合格 | HG/T20582第17节 | ||||||||
| 螺栓设计载荷 | ||||||||||
| p | 设计压力 | Mpa | 2 | 设计条件 | ||||||
| α | 圆锥形面的母线与其中心线间的夹角，等于70o | o | 70 | HG/T20582第17节 | ||||||
| ρ | 摩擦角 | o | 8.5 | HG/T20582第17节 | ||||||
| Et | 在设计温度下透镜垫材料的弹性模量 | Mpa | 208000 | |||||||
| β | 余角 | o | 20 | HG/T20582第17节 | ||||||
| Wp | 操作状态下需要的最小螺栓载荷 | N | 501.58558 | HG/T20582第17节 | ||||||
| 螺栓面积 | ||||||||||
| ［σ］tb | 设计温度下螺栓材料的许用应力 | Mpa | 180 | GB150.2-2011 | ||||||
| Ap | 操作状态下需要的最小螺栓总截面积 | mm2 | 2.7865865 | HG/T20582第17节 | ||||||
| 实际使用的螺栓总面积Ab应不少于螺栓总截面积Ap，螺栓校核 | 合格 | HG/T20582第17节 | ||||||||
| 螺纹法兰计算 | ||||||||||
| Db | 螺纹法兰盘螺栓孔中心圆直径 | mm | 100 | 设计条件 | ||||||
| Di | 螺纹法兰盘螺纹的平均直径 | mm | 130 | 设计条件 | ||||||
| Do | 螺纹法兰盘外径 | mm | 130 | 设计条件 | ||||||
| db | 螺纹孔直径 | mm | 10 | 设计条件 | ||||||
| δf | 螺纹法兰盘厚度 | mm | 10 | 设计条件 | ||||||
| σ | 螺纹法兰直径断面的弯曲应力 | Mpa | 7.1846841 | HG/T20582第17节 | ||||||
| S | 螺距 | mm | 4 | 设计条件 | ||||||
| l | 螺纹的工作长度 | mm | 32 | HG/T20582第17节 | ||||||
| k | 螺纹断面形状系数（公制螺纹k=0.81,管螺纹k=0.88 | 0.81 | HG/T20582第17节 | |||||||
| Z | 螺纹高度上的螺旋圈数 | 8 | 设计条件 | |||||||
| σu | 螺纹弯曲应力 | Mpa | 0.0310876 | HG/T20582第17节 | ||||||
| τ | 螺纹部分剪切应力 | Mpa | 0.0310876 | HG/T20582第17节 | ||||||
| d1 | 螺纹的内直径 | mm | 16 | 设计条件 | ||||||
| d2 | 螺纹的外直径 | mm | 15 | 设计条件 | ||||||
| σe | 螺纹挤压应力 | Mpa | 2.5751556 | HG/T20582第17节 | ||||||
| ［σ］tf | 设计温度下法兰材料的许用应力 | Mpa | 180 | GB150.2-2011 | ||||||
| ［σ］tp | 设计温度下管道或管接头材料的许用应力 | Mpa | 170 | GB150.2-2011 | ||||||
| ［σ］ts | 设计温度下螺纹材料的许用应力 | Mpa | 180 | GB150.2-2011 | ||||||
| ［τ］t | 设计温度下螺纹部分材料许用剪切应力 | Mpa | 100 | GB150.2-2011 | ||||||
| 应力校核 | ||||||||||
| σ≤［σ］tf 法兰弯曲应力校核结果 | 合格 | HG/T20582第17节 | ||||||||
| σu≤［σ］ts 螺纹弯曲应力校核结果 | 合格 | HG/T20582第17节 | ||||||||
| τ≤［τ］t 螺纹剪切应力校核结果 | 合格 | HG/T20582第17节 | ||||||||
| σe≤［σ］ts 螺纹挤压应力校核结果 | 合格 | HG/T20582第17节 | ||||||||
| 垫圈宽度的校核 | ||||||||||
| ［σ］b | 常温下螺栓材料的许用应力 | Mpa | 180 | GB150.2-2011 | ||||||
| σs | 常温下透镜垫材料的屈服强度 | Mpa | 190 | GB150.2-2011 | ||||||
| Wmin | 最小透镜垫接触点间宽度 | mm | 0.4242577 | HG/T20582第17节 | ||||||
| W | 透镜垫接触点间宽度 | mm | 19 | 设计条件 | ||||||
| 垫圈宽度校核结果 | 合格 | HG/T20582第17节 | ||||||||
