窄面整体法兰计算
(完整版)关于法兰平面静密封O形圈的计算
关于法兰平面静密封O形圈的计算
O形圈设计误区：
1.压缩率越大越好
一般认为，O形圈压缩率越大，起到的密封效果就越好。但事实并非如此，压缩率过小固然会影响密封效果，但压缩率过大也会导致密封圈失效而失去密封作用。
2.密封槽越窄越好
O形圈密封槽的宽度有相应标准可查（GB/T 3452.3-2005）。过窄会导致O形圈侧向压力分布不均，反而增大泄露的可能性。
选择O型圈的计算：
1.首先确定压缩率
ε=(d0−h)/d0
ε：压缩率
d0: O形圈截面直径
h：密封槽高度
参考相关文档综合意见ε=15%~25%
参考GB/T 3452.3-2005 轴向密封沟槽尺寸计算出ε=18%~28%
当d0=3.55时计算ε=22.5%
2.计算相适应的密封槽宽度
h=(1−ε)×d0
b=(4×ε2+0.34×ε+0.31)d0
B0=(1
1−ε
−0.6×ε)d0
槽宽B应比B0略大，同时考虑到矩形密封圈有金属支架，取：
B=B0+0.7
h: 密封槽深度；
B0：压缩后O形圈宽度；
b：压缩后顶部接触面积；
B：密封槽宽度。
下表是根据如上公式，ε取不同数值时的计算结
果
d0 εh b B0
3.55 0.2 2.84 1.9099
4.0115
3.55 0.225 2.75125 2.09095
4.101395
3.55 0.25 2.6625 2.28975
4.200833
3.55 0.27 2.5915 2.46157
4.287914
3.55 0.3 2.485 2.7406
4.432429
仍取ε=22.5%
则槽宽B=4.8mm
法兰
法兰按总体结构、垫片布置、整体性程度、法兰与壳体的连接型式及容器法兰标准的规定等有多种分类方式。
1. 总体结构分类
根据法兰环与筒体的相对位置，法兰可分为一般法兰和反向法兰两种。
1）一般法兰
一般法兰指法兰环位于筒体（或接管）外侧的法兰，通常的绝大多数法兰属于此类。 2）反向法兰（reverse flange）
反向法兰是指法兰环位于筒体内侧的法兰。此类法兰是平封头开大孔且直接采用螺栓垫片连接的一种特殊结构。
2. 按垫片布置情况分类
根据垫片与螺栓的相对布置情况，法兰可分为窄面法兰与宽面法兰两类。
1）窄面法兰（flange using ring type gasket）
垫片的接触面位于法兰螺栓孔圆周范围内的法兰称为窄面法兰，一般法兰多为窄面法兰。
2）宽面法兰（flange using full face gasket）
垫片的接触面分布于法兰螺栓孔中心圆的内外两侧的法兰称宽面法兰。宽面法兰仅应用于低压的一般介质的使用场合。
3. 按整体性程度分类
法兰从计算角度出发，需考虑组成法兰的整体性程度，由此法兰可分为三类：
1）松式法兰（loose type flange）
松式法兰指法兰环未能有效地与筒体（或接管）连接成一整体的法兰，不具有整体连接的结构强度。如活套法兰、螺纹法兰、一般角焊缝连接的平焊法兰都属于松式法兰。
2）整体法兰（integral type flange）
整体法兰的法兰环与筒体（或接管）、锥颈三者能有效地连接成一整体结构，共同承受法兰力矩的作用。
3）任意式法兰（optional type flange）
sw6计算半圆盘管夹套规格
sw6计算是窄面整体（或带颈松式）法兰计算，是一种基于膨胀节波纹管材料形态退火态和成形态的计算方法。具体半圆盘管夹套规格计算如下：
设计压力pc=0.450MPa。
设计温度t=0℃。
材料名称Q345R。
许用应力[σ]=189.0MPa。
材料名称16Mn，许用应力[σ]=178.0MPa。
材料名称35CrMoA，许用应力[σ]=228.0MPa。
螺栓根径d=20.8mm。
螺栓数量n=Di/d=600/20.8=29。
螺栓直径b=螺栓根径d=20.8mm。
螺栓预紧力Wp=π×d×1.05×[σ]=3.14×20.8×1.05×228=15364N。
螺栓总截面积Am=π×d^2/4=3.14×20.8^2/4=3377mm^2。
实际使用螺栓总截面积Ab=Am=3377mm^2。
此外，法兰的计算还包括垫片、螺栓、法兰等部分，具体可参考《压力容器法兰应用技术规范》（GB150-98）。如需更多sw6计算半圆盘管夹套规格相关的信息，建议查阅相关资料或咨询专业人士获取帮助。
压力容器设计审批人员培训
③ 依据标准和规范，重视实践经验。
② 在保证密封的前提下，尽量选用结构简单、价格便宜、便于安装和更换的垫片。
1、预紧工况 Fa=πDGby DG---垫片计算直径 b---垫片有效密封宽度 螺栓载荷Wa=Fa
2、操作工况 FP=2πDGbmPC 螺栓载荷WP=F+FP = +2πDGbmPC
⑷．环面(ring joint) 环面是由一对相配合的环面组成的密封面，这种密封面适配金属环垫片。用于温度、压力较高或有波动，介质渗透性较强的场合。
3、标准管法兰的选用 HG/T20592～20635-2009
⑴ HG/T20592 ～20614-2009 PN系列（欧洲体系） A、B两个系列 A系列为国际通用系列（俗称英制管） B系列为国内沿用系列（俗称公制管） 采用B系列的管法兰应在公称直径DN的数值后标注（B） ⑵ HG/T20615 ～20635-2009 Class系列（美洲体系） 注意：两个体系间不能互相配用
垫片形状
垫片类型
垫片
非金属垫片：如橡胶垫，石棉橡胶垫，聚四氟乙烯垫等，断面形状一般为平面形或O形
非金属垫片
金属垫片
金属垫片
金属－非金属组合垫片
金属－非金属组合垫片
金属垫片
垫片断面形式
① 要有全面的观念，综合考虑温度、压力、介质、压紧面形式等方面要求，其中温度和压力是影响密封的主要因素，也是选择垫片的主要依据。
法兰密封面类型表
法兰密封面类型表
宽面法兰和窄面法兰的区别：看法兰连接所使用的垫片是否有螺栓孔，没有螺栓孔的是窄面法兰，有螺栓孔的是宽面法兰。
与平面法兰相比，凹凸面法兰中垫片不易被挤出，
金属包垫、
；密封面可采用锥形密封面或梯形槽密封面，
注：PN≤5.0MPa的突面法兰，采用非金属平垫片，聚四氟乙烯包覆垫和柔性石墨复合垫时，可车制密纹水线，密封面代号RF（A）
法兰计算
名称符号单位计算公式结果
设计压力Pc MPa给定 3.40
设计温度t℃给定250.00
法兰材料//锻件16Mn III
螺栓材料//25Cr2MoVA 腐蚀裕量C2mm查GB151-1999中3.14.1.2条 1.00
螺栓设计温度下的许用应力〔σ〕b t MPa查GB150-1998表4-7206.00
螺栓常温下的许用应力〔σ〕b MPa查GB150-1998表4-7245.00
法兰设计温度下的许用应力〔σ〕f t MPa查GB150-1998表4-5129.00
法兰常温下的许用应力〔σ〕f MPa查GB150-1998表4-5150.00
垫片接触宽度N mm查GB150-1998表9-1（1C）30.00
垫片基本密封宽度bo mm查GB150-1998表9-1（1C）15.00
垫片有效密封宽度b mm b o≥6.4,b=
2.53SQRT(b o)；b=bo
9.80
法兰内直径Di mm给定1200.00垫片比压力y Mpa查表9-269.00垫片系数m查表9-2 3.00
整体法兰强度计算-按GB150(GB150和JB4732相同）
垫片外径d2mm给定1280.00垫片内径d1mm给定1220.00垫片压紧力作用中心圆直径D G mm按GB150-1998,9.5.1.21260.40
预紧状态下，需要的最小螺栓载荷Wa N 3.14bD G y2675803.49
操作状态下需要的垫片最小
压紧力
F P N 6.28D
G bmP C791107.12流体压力引起的总轴向力F N0.785D G2P C4240013.37求和 F P+F F P+F N F P+F5031120.49预紧状态下，需要的最小螺
化工机械设备基础第九章法兰连接
2
• 一、概述
• 为了安全，可拆连接必须满足下列基本要求： • (1) 足够的刚度。 连接件之间具有必须的密封压 紧力，以保证在操作过程中介质不会泄漏； • (2) 足够的强度。 不削弱整个结构的强度； • (3) 耐腐蚀，在一定的温度范围内能正常工作， 能迅速并多次地拆开和装配； • (4) 成本低廉，适合于大批量地制造。
1
•三、法兰的结构与分类
• ——法兰分类有多种方式： 按加工方式分、按产品材料材质分、按生产标准分、按连
接方式分、按产品规格分类等。具体情况具体分类。 • ——法兰材质有：20#、A105、Q235A、12Cr1MoV、 16MnR、15CrMo、18-8、321、304、304L、316、316L等 。
•平面型
•凸凹面型
•榫槽型
7
•法兰受力
•螺栓作用给法兰的预紧力 •垫圈作用力 •轴向介质作用力
8
•高颈法兰中的应力
•轴向弯曲应力
•环向弯曲应力 •径向弯曲应力
9
•渗透泄漏——流体通过垫 片材料本体毛细管的泄漏 。主要与垫片的结构和材 质有关；
•界面泄漏——流体沿着垫 片与法兰接触面之间的泄 漏，泄漏量大小主要与界 面间隙尺寸有关。
•法 兰 管 板
0
•力学分析结论
• 1．密封垫片是整个法兰联接的基础。 • 2．增加与法兰盘联接处容器厚度，不但会减小法兰加给器 壁的弯曲应力，面且增厚的器壁会增大法兰的刚度。 • 3．对法兰颈部主要作用的应力是弯曲应力，而弯曲应力的 大小是与受弯构件的厚度平方成反比，所以决定法兰强度大 小的关健尺寸是法兰盘的厚度。 • 4．法兰受力矩的大小与法兰栓孔中心圆和垫片中径之间的 距离有关，此距离越小，法兰力矩越小。适当确定螺栓直径 大小与数目
管法兰强度计算书
=0.0
0.7
ψ=δfe+1 =1.84
=/T
=1.98
2.12
=2.63
剪应力校核
计算值
许用值
结论
预紧状态
0.00
MPa
操作状态
0.00
MPa
输入法兰厚度δf=18.0mm时,法兰应力校核
应力
性质
计算值
许用值
结论
轴向
应力
19.93
MPa
=93.0或
=125.0(按整体法兰设计的任意式法兰,取 )
=21.0
mm
MG=FGLG
=207157.1
N.mm
Mp
FT=F-FD
=6104.9
N
LT=0.5(LA+1+LG)
=29.8
mm
MT=FTLT
=181622.1
N.mm
外压:Mp=FD(LD-LG)+FT(LT-LG);内压:Mp=MD+MG+MTMp=446610.8
N.mm
预紧Ma
W=64280.3
69.0
压紧面形状
1a,1b
b
3.50
DG
68.0
片
b0≤6.4mmb=b0
b0≤6.4mmDG= (D外+D内)/2
sw6计算示例
窄面整体(或带颈松式)法兰计算计算单位南通星瑞热交换容器有限公司
设计条件简图
设计压力 p MPa
计算压力p c《
MPa
设计温度t C
轴向外载荷F N
外力矩M《
壳材料名称Q345R
体许用应力n t
[]
σMPa《
法材料名称16Mn
许用[]f MPa
!
兰
应力[]t f MPa
材料名称35CrMoA
螺|
许用
[]b MPa
应力[]t b MPa
·
栓
公称直径d B mm
螺栓根径d 1mm
》
数量n
24个
D i D o
·垫
结构尺寸D
b D外D内δ0 *
mm
L e L A hδ1
材料类型—
软垫片
N m y(MPa)压紧面形状1a,1b b! D G
片b0≤b= b0b
0≤
D G= ( D外+D内)/2
b0 > b=0b b0 > D G= D外- 2b
螺栓受力计算
预紧状态下需要的最小螺栓载荷W a【
W a=πbD G y=
N
操作状态下需要的最小螺栓载荷W p W
p =
F p + F= N 所需螺栓总截面积A m A m = max (A p ,A a ) = mm2
实际使用螺栓总截面积A b
A b =
2
1
4
d
n
π
=
mm2 \
力矩计算
操F D = i2
D
=
N
L D= L A+ δ1
=
mm
M D= F D L D
=
?作F G = F p
=
N
L G= ( D b - D G )
=
mm
M G= F G L G
=
M p -
F T = F-F D
=
N
L T=(L A + 1 + L G )
=
mm
M T= F T L T
=
外压: M p = F D (L D - L G )+F T(L T-L G ); 内压: M p = M D+M G+M T M p = ~
RCC-M与ASME法兰计算方法应用对比分析
RCC-M与ASME法兰计算方法应用对比分析
白菲菲
【摘要】法兰结构是核电厂设备中常用的连接形式之一,法兰连接的失效会直接影响到安全性、经济效益、环境及能源消耗等方面.整体法兰设计RCC-M和ASME 的计算基本原理相同,但在计算细节上又存在着差异.螺栓法兰连接设计需要兼顾垫片、螺栓和法兰三者的匹配.本文从垫片设计计算、螺栓设计计算和法兰设计计算3个方面,对RCC-M的法兰设计计算方法进行分析,同时与ASME法兰设计计算方法的共同点和差别点进行了对比分析.
【期刊名称】《新技术新工艺》
【年(卷),期】2015(000)005
【总页数】3页(P19-21)
【关键词】RCC-M;ASME;法兰;垫片;螺栓
【作者】白菲菲
【作者单位】中广核工程有限公司,广东深圳518172
【正文语种】中文
【中图分类】TE969
RCC-M是在ASME规范第3卷基础上，吸收了大量在法国核工业发展实践中积累的经验和成果而制定出来的，2个规范之间有很多相似和相通之处；但是，经过一些年的发展后，RCC-M与ASME标准产生了一些不同[1]。其中，在整体窄面型法兰的设计计算方法方面，RCC-M是考虑到内压力及施加于垫片的紧固力的作
用情况下来确定法兰及螺栓紧固件尺寸，而ASME的计算均采用Waters法进行
设计。RCC-M的法兰设计计算方法相对于ASME在计算细节上也存在着差异。本文将从垫片设计、螺栓设计和法兰应力计算3个方面，对RCC-M的法兰设计计算方法进行分析，同时与ASME的法兰设计方法进行对比分析。
垫片设计是整个法兰连接设计的基础，根据给定的使用工况(流体介质、温度和压力)及要求的密封级别等对垫片进行选定。垫片主要受2个力，即压紧密封垫所需
sw6计算示例
y(MPa) DG
b0≤6.4mm b0 > 6.4mm
b= b0 b=2.53 b 0
螺 栓 受
b0≤6.4mm b0 > 6.4mm
力 计 算
DG= ( D外+D内 )/2 DG= D外 - 2b
预紧状态下需要的最小螺栓载荷Wa 操作状态下需要的最小螺栓载荷Wp 所需螺栓总截面积 Am 实际使用螺栓总截面积 Ab
过 程 设 备 强 度 计 算 书
窄面整体(或带颈松式)法兰计算 设 计 条 件 设计压力 p 计算压力 pc 设计温度 t 轴向外载荷 F 外力矩 M 壳 体 法 兰 材料名称 许用应力 材料名称 许用 应力 []f []
t f
SW6-2011
计算单位 MPa MPa C N N mm MPa
2 i
N N N
LD= L A+ 0.5δ
= 44.5
M D= F D L D
= 5659065.0
N mm N mm N mm N mm N mm N mm
. . . . .
.
LG= 0.5 ( Db - DG )
= 33.0 LT=0.5(LA + 1 + LG ) = 45.3
M G= F G L G
任 意 式法兰, 取1.5[]n
t
校核合格
) 校核合格
GB150-89内压窄面活套法兰计算表
MPa
/ /
/
!
争
「
决长 之 泰介
8
D
L一
弋
\
、~
一
相。
材料 料
二 l { 二
MPa
连汉 体. 壳
二卜 牛挤`
许用
口J 〔
。
目
应力 力
[。 〕 轰
法
材料 料
缝 焊
许用 应力
口」 二 〔
MP a
T 」 c 〔 备
螺 栓
材料 料
许用
。 [ 口〕
数量
n
多 习 i践
个
MPa
r
一』 _
D
应力
0 」 〔 志
瓜
d
口
`
二 二,
`
.
.
.
曰.
.
.
.
.
.
表
3
1
G
B
5 0 8 9 内压 窄面活套法 兰 计算表 1
一
T
CE D
5 8 一9 0
化 工 部设 备设 计技术 中心 站 技 术文件 件
化工部第 三 设 计院编 制
{
M Pa ℃
简
图
设计 温度
t
腐蚀 裕度
C
m
l刀
法
J
法兰强度设计
YM Dit2
- Zsr
C点
t: 初拟法兰厚度； Di：法兰内直径； M：法兰力矩； f: 法兰锥颈应力校正系数； e: 系数，e =F/h0
h0: 系数，h0 = （Dig0）1/2 g1:系数， g1=（U/V）h0g02
F和V分别是考虑剪力和转角影响的锥颈系数，根据g1/ g0 和h1 /h0和由图查取；
2021/7/15
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15
法兰标准-中国管法兰标准
➢ 国家标准 GB9112~9128-88《钢制管法兰》参照ISO/DIS7005-1
制定的。公称压力PN 0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0MPa为德国管 法兰系列；PN2.0、5.0、10.0、15.0、25.0、42.0MPa为美国管法兰 系列。
法兰结构类型 法兰标准 法兰强度设计计算方法
➢ 巴赫法 ➢ 铁木辛哥法 ➢ 华脱斯法
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10
法兰标准
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精选可编辑ppt
11
法兰标准-公称直径
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12
法兰标准-公称压力
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精选可编辑ppt
13
法兰标准-法兰的选用
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精选可编辑ppt
38
压力容器设计审核人员培训GB1503-XXXX压力容器第3
9
(1)板式平焊法兰。板式平焊法兰的适用范围PN2.5 到PN40，建议不使用在易燃易爆和高度、极度危 害介质等要求严格的场合。 (2)带颈平焊法兰和承插焊法兰。与带颈对焊法兰 相比，带颈平焊法兰和承插焊法兰的颈部高度低， 生产采用滚轧或模锻的工艺，比带颈对焊法兰简单。 法兰上增加了短颈，对提高法兰刚度、改善法兰的 承载能力都大有益处。在引进的石油化工装置中普 遍使用带颈平焊法兰和承插焊法兰结构型式。另一 方面，带颈平焊法兰和承插焊法兰采用填角焊缝结 构，现场安装较方便。对施工单位可以省略焊缝拍 片探伤的工序，所以，比较受欢迎。
对整体法兰和按整体法兰计算的任意法兰，刚度指 数按（7-23）计算：
J
52.14VI MO
λ
Eδ
2 o
K1ho
1
51
式中： K1—刚度系数，取0.3 E—法兰材料的弹性模量，Mpa; 当法兰设计力矩Mo为预紧控制时，E取常温下的弹性模量， 当法兰设计力矩Mo为操作控制时，E取设计温度下的弹性模量， 其他系数同7.5.3.1
容器内介质毒性为极度危害或高度危害介质或强渗透 性介质的中度危害和液化石油气时，接管的法兰应采用带 颈对焊管法兰。
低温容器、高温容器、疲劳容器以及Ⅲ类压力容器的接 管法兰宜采用带颈对焊管法兰。
预埋法兰圈的重量计算公式
预埋法兰圈的重量计算公式
在工程建设中，预埋法兰圈是一种常见的连接件，它通常用于连接管道和设备，以及在地下或混凝土结构中固定管道。预埋法兰圈的重量是设计和施工过程中必须考虑的重要参数，因为它直接影响到工程的安全性和稳定性。因此，了解预埋法兰圈的重量计算公式是非常重要的。
预埋法兰圈的重量计算公式通常包括以下几个方面的因素，法兰圈的材质、外径、厚度和数量。下面我们将详细介绍这些因素，并给出预埋法兰圈重量计算的具体公式。
1. 材质。
预埋法兰圈的材质通常有碳钢、不锈钢、合金钢等。不同材质的密度不同，因
此在计算预埋法兰圈的重量时，需要根据具体材质的密度来进行计算。一般来说，碳钢的密度约为7.85g/cm³，不锈钢的密度约为7.93g/cm³，合金钢的密度约为
7.8g/cm³。根据具体的材质密度，可以得到预埋法兰圈材质因素的数值。
2. 外径。
预埋法兰圈的外径是指法兰圈的外部直径，通常以毫米（mm）为单位。外径
是影响预埋法兰圈重量的重要因素之一，因为它直接影响到预埋法兰圈的表面积。一般来说，外径越大，预埋法兰圈的重量就越大。在计算预埋法兰圈重量时，需要将外径转换为米（m）为单位，以便与其他参数进行统一计算。
3. 厚度。
预埋法兰圈的厚度是指法兰圈的厚度，通常以毫米（mm）为单位。厚度是影
响预埋法兰圈重量的另一个重要因素，因为它直接影响到预埋法兰圈的体积。一般来说，厚度越大，预埋法兰圈的重量就越大。在计算预埋法兰圈重量时，需要将厚度转换为米（m）为单位，以便与其他参数进行统一计算。
4. 数量。
预埋法兰圈的数量是指工程中需要使用的预埋法兰圈的个数。数量是影响预埋
SW6-7.0计算结果
由1/o得
f=1.28171
整体法兰
=2207315.5
松式法兰
=0.0
0.5
ψ=δfe+1 =1.59
=/T
=0.87
1.79
=1.32
剪应力校核
计算值
许用值
结论
预紧状态
0.00
MPa
操作状态
0.00
MPa
输入法兰厚度δf=100.0mm时,法兰应力校核
应力
性质
计算值
许用值
结论
轴向
应力
201.05
=185162464.0
N.mm
作
FG=Fp
=728763.1
N
LG= 0.5 (Db-DG)
=36.9
mm
MG=FGLG
=26924070.0
N.mm
Mp
FT=F-FD
=504859.7
N
LT=0.5(LA+1+LG)
=56.2
mm
MT=FTLT
=28384444.0
N.mm
外压:Mp=FD(LD-LG)+FT(LT-LG);内压:Mp=MD+MG+MTMp=240470976.0
软垫片
N
25.0
m
3.00
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法 小端有效厚度δ0 兰 大端有效厚度δ1 颈锥高度h 螺栓孔直径db 许用 应力 [σ ]tf 螺栓材料 许用 [σ ]b 应力 [σ ]t b 螺 螺栓直径 d B 栓 螺距P 螺纹小径di 螺杆直径d0 螺栓数量n=
[ σ ]
f
729133 N
2096257 N 4401024 N
[σ ] f
729133 N
L
r
3166776 N
LD = LA + 0.5δ1 =
M D = FD LD =
1.9E+08 N·mm 2.7E+07 N·mm
28398832 N·mm
=
δ
f
2
−
δ
2
cos
β
−
l
=
1
F
F
G
r
r
=
=
=
W
F
F
D
D
=
•
•
c t t
c
g g
Βιβλιοθήκη Baidu
β
1 1
=
=
L
G
=
0
0
.
.
5
5
(
(
D
b
−
D
G
L
Wa
[σ ]b
,
Wp [σ ]tb
21364 mm2
π
4
(min(di , d0 ))2 n
实际 ) πDb L= 螺距 n
25900 mm2 5388164 N > 75.59 mm 70 mm
35CrMoA
228 MPa W = 0.5( Am + Ab ) • [σ ]b = 206 MPa 最大 ) 6δ f Lmax＝2d B + 231.429 m + 0.5 30 mm 螺距 3.5 mm 26.211 mm 30 mm 48 个 最小螺栓间距Lmin
[σ ]f t＝
MPa
178
MPa 74.428717 73.962144 73.512784
[σ ]f t＝
法兰校核结果
MPa
178
max( 0.5(σ H + σ R ),0.5(σ H + σ T )) MPa 137.74872 136.48091 135.22271
校核合格 校核合格 校核合格
W
W
预紧情况下法兰的力矩
199065201 N·mm
FG = W =
β
5388164 N
[ [ [ [ [ [ σ σ [ σ [ σ
R R
LG = 0.5(Db − DG ) = 36.9449 mm M a = FF LG =
F
F
1
1
=
a r c s i n
a r c s i n
σ
σ
σ
σ
σ
σ
σ
i i
)
(查GB150表9-3)
螺栓直径和分布满足要求,法兰最小尺寸满足要求。 垫片最小有效密 b = A b [σ ] b = 11.7932 min 封宽度： 2πDb y
A m
mm
<
实际垫片有 效密封宽度b
1
=
(
F
+
F
p
)
/
[ σ
]
b
=
法兰受力计算 预紧情况下法兰的受力
垫片最小宽度满足预紧要求。 预紧情况下法兰的力臂
力臂
力矩 58.5 mm
FD = 0.785 D pc =
2 i
FG = Fp =
F
LG = 0.5(Db − DG ) = 36.9449 mm M G = FG LG = LT = 0.5(LA + δ1 + LG ) = 56.2225 mm M T = FT LT = FT = F − FD = 505116 N M 操作力矩： p = FD LD + FG LG + FT LT =
T= Z= 1.83485 5.30584 10.2859 11.3032
1.54545 mm
查图9-3 F1= 0.88049 查图9-4 V1= 0.36862 查图9-7 f = 1.28156
查表 Y= 9-5 U=
e=
F1 = h0
0.00592
d1 =
U h0δ 02 = V1
100
2205717 101 102
min( 1.5[σ ]f ,2.5[σ ]n )
t t
267
MPa 201.06873 198.99967 196.93264
[σ ]f ＝
t
(1.33 f ⋅ e +1)M0 δ
MPa
178
λδf2 Di
M 0Y − Zσ R = δ f2 D i
= MPa 32.427892 31.600469 30.796592
D
D
=
=
f f
i
i
f f
i
i
=
=
N
N
·
m m
m m
240592945 N·mm 240592945 N·mm
M0=MP或Ma×
[σ ]f t (二者中的大者)= [σ ] f
形状常数
h0 = Diδ0 = 148.62 mm
h = h0
0.2826 mm
K=
D0 δ1 = 1.21016 mm = Di δ0
)
)
=
=
8
8
[ [
σ
] ]
t t
f f
J
J
( ( D
p p
a a
=
=
f f
o
o
δ
δ
[ [ [ − σ σ
f
p
f
a
D
] ] ] = = t t
f f
f f
M
M
M
f f
i
i
L
D
D
) ) J +
r
r
a
f f
i
i
f f
i
i
a
=
=
=
=
=
J
D
F
F
D
F
p
r
r
F
+
f f
o
o
f
f
o
o
L
L
L
L
r
r
−
−
G
=
=
] ] ] ] ] ] ] b b ]
+
b b d b f
f
f
f
0
0
B
.
.
5
5
δ
δ
f
A
A
m m
a a
1 1
=
=
=
=
=
=
0 0
( 3 3 . . F
F
7 8 5 7 8 5
.
1 4 1 4
+
+
F
F
D
D
D
D
p p
) G
G G G
/ /
[ y b σ p
y b p
c c
] b
b
=
=
=
=
操作情况下法兰的受力
设计条件 计算压力pc 设计温度Tc 腐蚀裕量C 法兰材料 法兰外径Do 法兰内径Di
螺栓中心圆直径Db
垫片及螺栓计算 4.0 MPa 160 ℃ 2.0 mm 16Mn 1215 mm 1004 mm 1155 mm 22 mm 34 mm 42 mm 33 mm 178 MPa 178 MPa 实际螺栓面积 Ab = 垫 片 材料 缠绕垫 接触宽度ω=N 当b0≤6.4时 b=b0 当b0>6.4时 b0 b y m 25 mm 12.5 mm 8.9449 mm 69 MPa 3.00
3671891 N 2096257 N
外径Ddo×内径Ddi×厚度δg 1099 × 1049 × 4.5
垫片压紧力作 1081.11 mm 用中心圆直径DG
b = 2.53 b0
2 G
流体压力引起的总轴向力 F = 0.785D pc = 预紧状态最小垫片压紧力 Fa = 3.14DG by = 操作状态最小垫片压紧力 Fp = 6.28DG bmpc = 预紧状态螺栓载荷Wa = 3.14DG yb = 操作状态螺栓载荷W p = F + Fp = 需要螺栓面积 Am = max
假设法兰厚度δ f
许用值
应力计算 轴向应力σ H = 径向应力σ R = 切向应力 σ T = 综合应力
ψ = δ1e + 1 β = 4 / 3δ f e + 1 γ =ψ / T η = δ 3 / d1 f λ = γ +η
fM o = λδ 12 D i
1.5924454 1.5924454 1.5924454 1.7899272 1.7978265 1.8057258 0.8678871 0.8678871 0.8678871 0.4533672 0.4671047 0.481117 1.3212543 1.3349918 1.349004