金属补偿器计算大全

金属补偿器计算大全

补偿器按约束型式分类表

类型产品类型（代号）吸收位移形式

无约束型单式轴向型补偿器（DZ）

轴向

串式通用型补偿器（TCB）

外压轴向型补偿器（WZ）

矩型金属补偿器

复式自由型补偿器（FZ）横向、轴向、角向

约束型直管压力平衡型补偿器（ZP）轴向

旁通直管压力平衡型补偿器（PP）轴向

弯管压力平衡型补偿器（WP）横向、轴向、角向复式拉杆型补偿器（FL）横向

复式铰链型补偿器（FJ）横向

复式万向铰链型补偿器（FW）横向

单式铰链型补偿器（DJ）角向

单式万向铰链型补偿器（DW）角向

其它型式旋转补偿器角向

套筒补偿器轴向

球型补偿器角向

管道伸缩器轴向

煤粉管道补偿器系列横向、轴向、角向非金属补偿器横向、轴向、角向波纹管型式及代号

波纹管型式代号补偿器端部连接型式代号无加强U型U 焊接H 加强U型J 法兰 F

单式轴向型（DZ ）补偿器

代号标记示例

D Z U H 16 - 8

×

6

波数

公称通径

设计压力，1.6MPa 接管焊接连接

无加强U 型波纹管 单式轴向型

波纹管型式及代号

补偿器端部连接型式及代号

一、补偿量（x、y、ɑ）及刚度（Kx、Ky、Kɑ）的修正计算

1、样本上所列的补偿量x0、y O、ɑ0，系疲劳寿命N=1000次（寿命

安全系数为15），工作温度为20℃时，单独进行轴向、横向及角向补偿时

的相应补偿量。当疲劳寿命N≠1000次时，可查图1曲线，修正得到轴向、横向及角向补偿量x、y、ɑ

（当修正得到的ɑ＞ɑ0时，取ɑ=ɑ0）

例1：求N=3000次时，DZJH25-600×8，补偿器的x=?、y=?、ɑ=?

解：查样本得x0=46、y0=11.2 、ɑ0=±4

查图1，因产品代号中有J,故查带加强环的波纹管曲线，得f N=0.71,

那么，x=f N×x0=0.71×46=32. 7 y=f N×y0=0.71×11.=8 ɑ=f N×ɑ0=0.71×4=±2.8

2、样本上所列的Kx0、Ky0、Kɑ0，系工作温度t=20℃时的轴向刚

度、横向刚度及角向刚度。当t≠20℃时，可查图2曲线，修正得到温度

变更情况下的相应刚度

例2：求t=350℃时，DZJH25-600×8补偿器的Kx、Ky、Kɑ?

解：查样本得Kx0=2557、Ky0=7361、Kɑ0=2467，查图2曲线得f k=0.88

那么Kx=f k×Kx0=0.88×2557=2250 Ky=f k×Ky0=0.88×7361=6478

Kɑ=f k×Kɑx0=0.88×2467=2171

二、补偿量的选用范围

通用补偿器可以单独用作轴向补偿或横向补偿，这两种情况应分别满足X1≤X, Y1≤Y

通用补偿器不宜单独用作角向补偿，但可兼作角向补偿，即在轴向、横向、角向三种补偿中，允许同时存在任意两种或三种补偿。三种补偿量（X1Y1ɑ1）

的选取应符合下列关系式：

上列各式中X 、Y 、ɑ分别为某一疲劳寿命下单独进行轴向、横向及角向补偿时的相应补偿量

X 1、 Y 1、ɑ1为该疲劳寿命下同时存在的轴向、横向及角向补偿量的实际值。 例3：求代号为DZJH25-600×8的补偿器在t=350℃,N=3000次时，几种补偿方式下的补偿量

解：由例1得：X=32.7mm ，Y=8.0mm ，ɑ=±2.8(°) 当单独用作轴向补偿时，轴向补偿量X 1≤32.7mm 当单独用作横向补偿时，轴向补偿量Y 1≤8.0mm 当三种补偿都存在时，若ɑ1=±0.5(°)，Y 1=1.8 mm 那么X X Y Y X X ≤++

111αα

=32.7-32.7×1.8/8-32.7×0.5/2.8=19.5 mm 三、 预变形

为了减少管架受力，可对通用补偿器在安装前进行轴向预变形，预变形量△X 由下式确定：

)21(X D

D G S T T T T

X --=Δ

式中：

X ：轴向补偿量mm TS ：安装温度℃ TG ：最高使用温度℃ TD ：最低使用温度℃

当算得的△X 为正值时，表示预拉，△X 为负值时，表示预压，△X=0，不需预变形。

预变形与否，对补偿器的寿命几乎没有影响，允许在不预变形状态下使用通用补偿器。

四、 DZ 单式轴向型补偿器对于管架的作用力计算

上列式中：

K X ：轴向刚度N/ mm; X ：轴向补偿量实际值mm ， K Y ：横向刚度N/ mm; Y ：横向补偿量实际值mm K ɑ：角向刚度N/ mm; ɑ：角向补偿量实际值(°) P ：最高工作压力MPa; F ：有效面积cm2

f ：计算系数，当预变形时f=1/2，当不进行预变形时f=1， L:支架至补偿器中点的距离m

例4：某碳钢管道DN600，工作压力2.5 MPa ，介质温度TG=350℃，环境最低温度TD=-10℃，补偿器安装温度TS=20℃.根据管道布局，需装一单式轴向型补偿器，吸收轴向、横向及角向的管道位移。同时L=2.4 m ，补偿器寿命按3000次考虑。现从管道变形计算得X=21 mm 、Y=1.8 mm 、ɑ=1(°)，试计算管支座A 的受力（其他管架及收受力计算本题从略）。

解：对照例3计算结果，可选用DZJH25-600×8补偿器， 由例2求得KX=2250 N/ mm ，KY=6478 N/ mm, K ɑ=2171Nm/(°) 对补偿器进行轴向预变形，预变形量△X 为：

mm T T T T

X X D

D G S 8.821=--=〕〔△

因△X 为正，故应预拉 A 管架受力计算（热态时）：

N PA =100×2.5×3473=868250N, N XA =K X (X ×1/2)=2250×21×1/2=23625N N YA =K Y ×Y=6478×1.8=11660N M y A=N yA ×L=11660×2.4=27984Nm M ɑa=K ɑa ×ɑ=2171×1=2171 Nm

最终得：轴向力∑N X = N PA + N XA =891875N 横向力∑N Y = N YA =11660N 弯矩∑M= M yA +M ɑa=30155N ·m