金属补偿器计算(大全)

mm
mm X0 Y0
α0
N/m N/mm
mm
mm m
(°)
m
m
25 DZUH1-2400×
3 725 85 2.5 ±2 814 152374 11219
666
2400 49599
2760 ￠2420×16
26 DZUH13-2400×
4 800 114 4.5 ±2.6 611 64283 8415
435 45194 3786
414
2180 ￠1920×14
290 13391 2524
435
21 DZUH1-2000×3
3 725 87 2.3 ±1.8
2000 35066
22 DZUH1-2000×4
4 800 116 4.1 ±2.4
690 91235 6718
523
2360 ￠1920×14
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：
式中：
ΔX X ( 1 TS TD ) 2 TG T D
X ：轴向补偿量 mm
TS：安装温度℃
资料
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
778
2600 57808
2960 ￠2620×18
30 DZUH13-2600×
4 800 113 4.2 ±2.4 660 86821 11365
803
31 DZUH14-2800×
3 725 84 2.2 ±1.7 970 236256 17396
830
2800 66646
3160 ￠2820×18
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, Kɑ=2171Nm/(°)
对补偿器进行轴向预变形，预变形量△X 为：
△X X〔1 TS TD 〕 8.8mm 2 TG TD
1、 样本上所列的补偿量 x0、yO、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=?
序
产品代号
工作压力：0.1MPa 疲劳寿命：1000 次
公 波纹管 波 产 轴 横 角
轴
横
角 径向 接管端口尺 产品
资料
号
称 有效面 数 品 向 向 向
向
向
向 最大
寸
重量
通
积
n0 总 补 补
补
刚
刚
刚 外形
do×S
kg
径
F
长 偿偿 偿
度
度 度 Kao 尺寸
mm
DN
cm2
L 量量
量
Kxo
Kyo Nm/(°) B
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 fk=0.88
那么 Kx=fk×Kx0=0.88×2557=2250
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
资料
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
690
27 DZUH14-2500×
3 725 85 2.4 ±1.9 846 171081 12600
691
2500 53625
2860 ￠2520×16
28 DZUH13-2500×
4 800 113 4.3 ±2.5 634 72175 9448
714
29 DZUH14-2600×
3 725 85 2.3 ±1.8 880 205798 15153
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
各向补偿时
内压推力
NP=100·P·F
轴向补偿时
轴向弹力
NX=KX(f·x)
横向补偿时
横向弹力 弯矩
Ny=Ky·Y My=Ny·L
角向补偿时
弯矩
Mɑ=Kɑ·ɑ
上列式中：
DZ U H 16
代号标记示例
- 800 ×
6
波数 公称通径
设计压力，1.6MPa（16kgf/ cm2 ）
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
波纹管型式 无加强 U 形 加强 U 形
Ω形
代号 U J O
补偿器端部连接型式及代号
补偿器端部连接型式
代号
资料
焊接
H
法兰
F
一、 补偿量（x、y、ɑ）及刚度（Kx、Ky、Kɑ）的修正计算
Ky=fk×Ky0=0.88×7361=6478
Kɑ=fk×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≤
资料
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（X1 Y1 ɑ1）的
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 fN=0.71,
那么，x=fN×x0=0.71×46=32. 7 y=fN×y0=0.71×11.=8 ɑ=fN×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
10 DZUH1-1400×6
6 796 152 12 ±5.8
330 19254 1613
305
1680 ￠1420×14
220 5705 1075
324
11 DZUH1-1500×4
4 676 100 5.0 ±3.6
1500 20041
12 DZUH1-1500×6
6 796 150 11 ±5.4
1000 9458
2 DZUH1-1000×6
6 796 160 18 ±6
248 7762 650
186
1280 ￠1020×10
165 2300 433
201
3 DZUH1-1100×4
4 676 105 7.0 ±4
1100 11261
4 DZUH1-1100×6
6 796 158 16 ±6
L
mm
轴 向 补 偿 量 X0 mm
横 向 补 偿 量 Y0 mm
角 向 补 偿 量 α0 (°)
轴 向 刚 度 Kxo N/mm
横 向 刚 度 Kyo N/mm
角 向 刚 度 Kao Nm/(°)
径向最 大外形 尺寸 B
mm
接管端口尺寸 do×S mm
产品 重量 kg
1 DZUH1-1000×4
4 676 106 7.8 ±4
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 X1≤32.7mm
当单独用作横向补偿时，轴向补偿量 Y1≤8.0mm
当三种补偿都存在时，若ɑ1=±0.5(°)，Y1=1.8 mm
那么
X1
X Y
Y1
Xα α1
X
=32.7-32.7×1.8/8-32.7×0.5/2.8=19.5
KX：轴向刚度 N/ mm; X：轴向补偿量实际值 mm， KY：横向刚度 N/ mm; Y：横向补偿量实际值 mm Kɑ：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
最终得：轴向力∑NX= NPA+ NXA=891875N
横向力∑NY= NYA=11660N
弯矩∑M= MyA +Mɑa=30155N·m
单式轴向型（DZ）补偿器
工作压力：0.1MPa 疲劳寿命：1000 次
资料
序 号
wk.baidu.com
产品代号
公 称 通 径 DN mm
产
波纹管
品
有效面 波数 总
积 F n0 长
cm2
284
7 DZUH1-1300×4
4 676 103 5.9 ±4
1300 15337
8 DZUH1-1300×6
6 796 154 13 ±6
309 15714 1316
286
1580 ￠1320×14
206 4656 878
304
9 DZUH1-1400×4
4 676 101 5.4 ±3.9
1400 17610
32 DZUH13-2800×
4 800 112 3.9 ±2.2 705 99671 13047
858
33 DZUH14-3000×
3 725 84 2.0 ±1.6 1003 287898 21198
波纹管型式及代号
吸收位移形式
轴向
横向、轴向、角向 轴向 轴向
横向、轴向、角向 横向 横向 横向 角向 角向 角向 轴向 角向 轴向
横向、轴向、角向 横向、轴向、角向
波纹管型式 无加强 U 型
代号 U
补偿器端部连接型式 焊接
代号 H
资料
加强 U 型
J
法兰
F
资料
法兰 接管 波纹管 拉杆组件
单式轴向型（DZ）补偿器
268 9997 838
190
1380 ￠1120×10
179 2962 558
217
5 DZUH1-1200×4
4 676 104 6.4 ±4
1200 13220
6 DZUH1-1200×6
6 796 156 14 ±6
288 12635 1059
267
1480 ￠1220×14
192 3744 706
517 38490 5038
544
23 DZUH1-2200×3
3 725 86 2.8 ±2.1
2200 42019
24 DZUH1-2200×4
4 800 115 5.0 ±2.8
752 119206 8777
621
2560 ￠2220×16
564 50290 6583
642
单式轴向型（DZ）补偿器
364
15 DZUH1-1700×4
4 700 98 4.3 ±3.1
1700 25373
16 DZUH1-1700×6
6 820 146 10 ±4.7
393 33063 2770
376
1980 ￠1720×14
262 9796 1847
399
17 DZUH1-1800×4
4 700 97 4.1 ±3
1800 28275
18 DZUH1-1800×6
6 820 146 9.2 ±4.5
414 38813 3252
402
2080 ￠1820×14
276 11500 2168
424
19 DZUH1-1900×4
4 700 96 3.9 ±2.8
1900 31334
20 DZUH1-1900×6
6 820 145 8.7 ±4.2
因△X 为正，故应预拉
A 管架受力计算（热态时）：
NPA=100×2.5×3473=868250N,
NXA=KX(X×1/2)=2250×21×1/2=23625N
NYA=KY×Y=6478×1.8=11660N MyA=NyA×L=11660×2.4=27984Nm
Mɑa=Kɑa×ɑ=2171×1=2171 Nm
补偿器按约束型式分类表
类型 无 约 束 型
约 束 型
其 它 型 式
产品类型（代号） 单式轴向型补偿器（DZ） 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） 直管压力平衡型补偿器（ZP） 旁通直管压力平衡型补偿器（PP） 弯管压力平衡型补偿器（WP） 复式拉杆型补偿器（FL） 复式铰链型补偿器（FJ） 复式万向铰链型补偿器（FW） 单式铰链型补偿器（DJ） 单式万向铰链型补偿器（DW） 旋转补偿器 套筒补偿器 球型补偿器 管道伸缩器 煤粉管道补偿器系列 非金属补偿器
选取应符合下列关系式：
X1
X Y
Y1
Xα α1
X
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
X1、 Y1、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
351 23307 1953
325
1780 ￠1520×14
234 6906 1302
345
13 DZUH1-1600×4
4 676 99 4.7 ±3.4
1600 22629
14 DZUH1-1600×6
6 796 148 11 ±5
372 27893 2337
342
1880 ￠1620×14
248 8265 1558