金属的补偿器计算大全

补偿器按约束型式分类表

波纹管型式及代号

代号标记示例

波纹管型式及代号

波纹管型式 代号

无加强U 形 U 加强U 形

J Q 形

O

法兰接管 波纹管拉杆组件

单式轴向型（DZ ）补偿器

隹-.

牛._[■ ------------------ 二£

圣-曲

DZ

2

(16kgf/ cm )

jruuunLnnnn

L

H

U

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

补偿器端部连接型式及代号

一、补偿量（x、y、a）及刚度（Kx、Ky、K a）的修正计算

1、样本上所列的补偿量x o、y o、a o，系疲劳寿命N=1000次（寿命安全系数为15），工作温度为20 C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工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、a

（当修正得到的a>a 0时，取a= ca）

例1:求N=3000 次时，DZJH25-600 X8,补偿器的x=?、y=?、a=? 解：查样本得

X0=46、y0=11.2、a0= ±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 X x0=0.71 X46=32. 7 y=f N X y°=0.71 X11.=8 a=f N Xa=0.71

X4= ±2.8

2、样本上所列的Kx0、Ky0、K a0，系工作温度t=20 C时的轴向刚度、横向刚度及角向刚度。当t工20 C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 C时，DZJH25-600 X8 补偿器的Kx、Ky、K a?

解：查样本得Kx0=2557、Ky0=7361、Ka0=2467，查图2 曲线得f k=0.88 那么Kx=f k XKx0=0.88 X2557=2250 Ky=f k XKy0=0.88 X7361=6478

K a=f k XK a x0=0.88 X2467=2171

二、补偿量的选用围

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X i< X, Y i W 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( X i Y i a i)

X x

的选取应符合下列关系式：X i —Y i —a i X

Y a

上列各式中X、Y、a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 i、Y i、a i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 X8的补偿器在t=350 C ,N=3000 次时，几种

补偿方式下的补偿量

解：由例i 得：X=32.7mm ，丫=8.0mm，a= ±2.8( °

当单独用作轴向补偿时，轴向补偿量X i <32.7mm

当单独用作横向补偿时，轴向补偿量Y i W8.0mm

当三种补偿都存在时，若a i= ±0.5(°)，Y i=i.8 mm

X X

那么X i —Yi —ai X =32.7-32.7 X i.8/8-32.7 X0.5/2.8=i9.5 mm

Y a

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：

△X X』T S互)

2 T G T D

式中：

X :轴向补偿量mm

TS:安装温度C

TG:最高使用温度C

TD :最低使用温度C

当算得的A 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。

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; 丫：横向补偿量实际值mm

K a:角向刚度N/ mm; a: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 C,环

境最低温度TD=-10 C,补偿器安装温度TS=20 C .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、a=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 X8补偿器，

由例2 求得KX=2250 N/ mm ，KY=6478 N/ mm, K a=2171Nm/( °

对补偿器进行轴向预变形，预变形量△ X为：

△ X X〔-主T D

〕8.8mm

2 T G T D

因△＜为正，故应预拉

A管架受力计算(热态时)：

N PA=100 X 2.5 X 3473=868250N, N XA=K X(X X 1/2)=2250 X 21 X 1/2=23625N

N YA=K Y X Y=6478 X1.8=11660N M y A=N yA XL=11660 X2.4=27984Nm M aa=K a a X(=2171 X1= 2171 Nm

最终得：轴向力刀N X= N PA+ N XA=891875N

横向力E N Y= N YA=11660N

弯矩X M= M yA +M a a=30155N m