2011级工程实验班-设备设计说明书
LG?Db?DG1000?935.6??32.2mm（Db为螺栓孔中心直径） 22ⅲ.螺栓中心至FT作用位置处的径向距离
LA?δ1?LG24?26?32.2??47.6mm 22Ⅱ.法兰力矩 LT?ⅰ.预紧状态的法兰力矩
A?Ab?σ?bLG?1688?8452?196?32.2?31997784N?mm Ma?m22ⅱ.操作状态的法兰力矩
FD?0.785Dipc?0.785?8002?0.11?55264N FG?Fp?9036N
2F?0.785DGpc?0.785?935.62?0.11?75586N FT?F?FD?75586?55264?20322N
Mp?FDLD?FGLG?FTLT?55264?37?9036?32.2?20322?47.6?3303054N?mm2
ⅲ.法兰设计力矩
??σ?tf?Mo?max?Mp,Ma??σ?f???167????max31997784,3303054?N?mm ????31997784178????Ⅲ.法兰应力 ⅰ.系数和参数 ◆根据δ126hh42查GB150.3-2011图7-３和图7-??2.17,???0.43，δo12hoDiδo800?12４得F,VⅠ?0.91Ⅰ?0.50,f?1.80。 ◆K?Do1040??1.3 Di800K2(1?8.55246lgK)?1◆T??1.80 2(1.0472?1.9448K)(K?1)36
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K2(1?8.55246lgK)?1◆U??8.29
1.36136(K2?1)(K?1)1K2lgK(0.66845?5.716902)?7.55 ◆Y?K?1K?1K2?1?3.90 ◆Z?2K?1◆e?F0.0.91Ⅰ??9.29?10?3mm?1 ho97.98U8.292hoδo??97.98?144?233929mm3 V0.0.50Ⅰ3◆d1?δf?e?1δf50?9.29?10?3?1503◆λ?????1.21
Td11.80233929ⅱ.法兰应力 ◆轴向应力σH?fMo1.8?31997784??88.02MPa 221.21?26?800λδ1Di(1.33δf?e?1)?Mo(1.33?50?9.29?10?3?1)?31997784◆径向应力σR???21.39MPa 221.21?50?800λδf?Di◆环向应力σT?ⅲ.应力校核
◆轴向应力σH?88.02MPa＜min1.5?σ?f,2.5?σ?n?264MPa
ttYMo7.55?31997784?z?σ??3.90?21.39?37.37MPa R2250?800δfDi??◆径向应力σR?21.39MPa＜1.5?σ?f?250.5MPa
t◆环向应力σT?37.37MPa＜1.5?σ?f?250.5MPa
t◆组合应力?σH?σR?/2?54.71MPa＜?σ?f?167MPa
t?σH?σT?/2?62.70MPa＜?σ?tfⅳ．刚度校核
?167MPa
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◆J?52.14VMo52.14?0.50?31997784Ⅰ??0.81＜1 231.21?201?10?144?0.3?97.98λEδoKⅠho综上所述法兰校核通过。
3.5.4外头盖法兰
根据配合外头盖侧法兰的型号，选择凹面密封，长颈对焊法兰，带衬环。外头盖内径为900mm，查ＮB/T47023-2000，得以下的法兰结构尺寸。
表4·3 外头盖法兰参数（单位mm） 法兰 螺柱 DN 对接筒体 d 规格 数量 最小厚度 D D1 D2 D3 D4 ? H h a a1 ?1 ? 2 R10 900 1040 1000 965 955 952 54 110 25 17 14 12 22 12 23 M20 36 法兰质量96.6kg，衬环质量5.2kg。
短节厚度为6mm，而满足修正的筒体的最小厚度为8mm，故对外头盖法兰进行校核。
图3.5 衬环凹面外头盖法兰
（1）设计条件
设计压力：pc?0.11MPa（按管程流体设计压力） 设计温度t=110℃。 （2）垫片
选用非金属软垫片800—1.0 RSB NB/T47024-2012 垫片系数m=2 比压y=13.73MPa。垫片规格φ954×φ910×3 ①垫片基本密封宽度bo
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N?N21952?910bo???10.5mm?21mm 222②垫片有效密封宽度b
当bo＞6.4mm时，b?2.53bo?8.20mm。 ③垫片压降力作用中心圆直径DG
DG?D4?2b?952?2?8.2?935.6mm（D4垫片接触的外径） ④垫片压紧力
ⅰ.预紧状态下需要最小垫片压紧力
Fa?3.14DGby?3.14?935.6?8.20?13.73?330753N ⅱ.操作状态下需要最小垫片压紧力
Fp?6.28DGbmp.6?8.2?2?0.11?10600N c?6.28?935(3)螺栓
①材料:40MnB GB/T3077，设计温度许用应力?σ?tb?17M5Pa, 室温许用应力。 ?σ?b?19M6Pa②螺栓规格 M20,螺栓根径d?17.294mm,数量36. ③螺栓载荷
ⅰ预紧状态下需要的最小螺栓载荷Wa
Wa?Fa?330753N
ⅱ操作状态下需要的最小螺栓载荷Wp
内压引起的总轴向力F?0.785DG?pc?0.785?935.62?0.11?75586N
2Wp?F?Fp?75586?10600?86186N ④螺栓面积
ⅰ预紧状态下需要的最小螺栓面积
Aa?Wa330753??1688mm2 ?σ?b196ⅱ操作状态下需要的最小螺栓面积
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Ap?Wp?σ?tb?86186?492mm2 175ⅲ需要的螺栓面积
Am?maxAa,Ap?max?1688,492??1688mm2 ⅳ实际使用的螺栓总截面积
πd2Ab?n??36?0.785?17.2942?8452mm2
4??⑤螺栓设计载荷
ⅰ预紧状态下螺栓设计载荷
A?Ab?σ?b?1688?8452?196?993720N W?FG?m22ⅱ操作状态下螺栓设计载荷
W?Wp?86186N?mm （4）法兰
①材料：16MnⅡ NB/T 47008,设计温度下许用应力?σ?f?167MPa，室温许用应力
t?σ?f?178MPa。
②法兰厚度δf?54mm，现按整体式法兰对外头盖侧法兰进行校核。 Ⅰ.法兰力臂
ⅰ.螺栓中心至FD作用位置处的径向距离 LD?LA?0.5δ1?33?0.5?22?44mmⅱ.螺栓中心至FG作用位置处的径向距离
LG?Db?DG1000?935.6??32.2mm（Db为螺栓孔中心直径） 22ⅲ.螺栓中心至FT作用位置处的径向距离
LA?δ1?LG33?22?32.2??43.6mm 22Ⅱ.法兰力矩 LT?ⅰ.预紧状态的法兰力矩
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