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制冷系统中节温器设计

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制冷系统中节温器设计

陕西理工学院毕业设计论文第1页共38页论文(设计)题目制冷系统中节温器设计【摘要】汽车节温器是用来控制发动机循环水都范围和流通温度的,如果改变控制介质和控制温度就可以将节温器应用到更广阔的领域。本次论文现在将乙二醇取代原来的水介质,控制温度由发动机内的7080℃改为130135℃,设计新的节温器内部结构和温敏材料来满足所定工况。【关键词】乙二醇节温器石蜡感温体液流重度吸热系数热胀冷缩公称压力液体流量开启时间强度校核外文文献引用Expansioncharacteristiesandblendingpatternoftemperature-sensingparaffinusedintemperature-controllingvalveHEShi-quan,LIUXiao,ANXiao-yingCollegeofPetrochemicalTechnology,LanzhouUnivesityoftechnology,Lanzhou730050,ChinaAbstractTostudythebelendingpatternoftemperature-sensing,paraffin-typeconstant-temperaturues,themeltingpointandexpansionratioofmixedsampelsofeicosaneandoctadecanewithdifferentproportionweretested.Themeltingpointofmixtureswasmeasuredbydigitalinstrumentofmeltingpointandmicroscopicinstrumentofmeltingpoint,andexpansionratioofmixturesweretestedbyusingitsmeasurementdevice,Meantime,theblendingpatternoftheoptimizedtemperature-sensingparaffinwasalsoinvestigatedonthebasisofitsexpansioncharacteristics.Itwasfoundfrominvestigationresultsthattheparaffinwithidealexpansionratiowouldbeobtainedbymeansofmixingacompoundwithhigh-carbonalkaneasitsmajorcompositionandlow-carbonalkaneasitsminorportion,moresuitableforitsapplicationinparaffin-typeconstant-temperaturues.Keywordsconstant-temperaturue;paraffin;pattern;meltingpoint摘要为了研究石蜡式温度控制阀中的石蜡的调配规律,对十八烷烃与二十烷烃进行不同比例混合制得混合物,并对混合样品的熔点和膨胀率测试。对于熔点的测量采用了数字熔点仪和显微熔点仪,用膨胀率测定装置测量混合物膨胀率。根据温度膨胀特性的调陕西理工学院毕业设计论文第2页共38页配规律的对优化感温蜡研究。结果发现,以高温碳数烷烃为主加入少量低碳数烷烃调配的混合石蜡,具有更合适的应用领域在石蜡式温度控制阀。关键词恒温阀;石蜡;调配规律;熔点。陕西理工学院毕业设计论文第3页共38页陕西理工学院毕业设计论文第4页共38页Conclusion1morethan50%twentyalkanequalityscore,alongwiththeincreaseof20alkanequalityscore,mixedinflationtendstostableandlessthantwentyalkane.2Tothemaximuminflationrates,theexpansionofthemixturesofsmallelementallessinfluencethanmaximuminflationofthemixtureofbigimpact.3Theexpansionofthemixturesofperanceisallcomonentsoftheinfluenceofmeltingpointandinflantion,highmeltingpointandhighinflationlowmeltingofaddingnewlowinflationandthecomponents,easiertogettansationandinflation,infalantionmixtureofintervalconsistenteasiertoachievestablecharacteristics.结论1)二十烷烃质量分数大于50%,随着二十烷烃质量分数的增加,混合的膨胀率趋于稳定且小于二十烷烃。2)最大膨胀率的单质对混合物的膨胀性能影响更大。最大膨胀率小的单质对混合物的影响小于最大膨胀率大的单质对混合物的影响。3)混合物的膨胀性能受到各个组分的熔点和膨胀率的影响,高熔点和高膨胀率的单质中加入低熔点和低膨胀率的组分,更容易得到相变和膨胀区间一致的混合物,膨胀特性稳定较易实现。目录1循环冷却原理..62节温器开启原理..63整体设计3.1阀体壁厚...63.2法兰计算...73.2.1螺栓连接阀体组件73.2.2螺纹联接阀体组件74密封理论初步计算..74.1密封性计算...74.2不密封方向上力的计算...95螺栓强度的计算.105.1总计算载荷..105.2初加温时螺栓的总计算载荷..105.3高温时螺栓的总计算载荷..115.4螺栓强度校核..12陕西理工学院毕业设计论文第5页共38页6法兰强度计算..136.1常温时法兰的强度计算...136.2初加温时法兰的强度计算...166.3高温时法兰强度MPa.16.7阀盖厚度的计算..178支架的计算..188.1闸阀支架...188.1.1ΙΙ断面处的合成应力MPa..188.1.2ⅡⅡ断面的合成应力MPa208.1.3ⅢⅢ断面的弯曲应力MPa209填料装置的计算..219.1填料箱孔的直径与阀杆直径和填料宽带...219.2填料装置主要零件的强度校验...219.3填料与阀杆摩擦力的计算...239.4阀杆的稳定性校核...249.5阀杆螺母的计算...2410弹簧计算2510.1有效圈数.2610.2弹簧刚度P1.2710.3螺旋角α.2710.4弹簧展开长度.2710.5压并高度Hb.2710.6节距t...2710.7间距δ.2710.8最小工作载荷时的高度H1mm.2710.9最大工作载荷时的高度Hn2810.10材料直径d....2810.11对于工作弹簧的稳定性计算...2811密封性的计算2912感温体部分的设计3012.1最高设定压力阀芯的开口量X.3112.2感温体最大位移量y的计算.3212.3节温器阀口流速估算.3312.4感温体响应时间的计算.3312.4.1感温体中石蜡导热时间计算..............................................................................34陕西理工学院毕业设计论文第6页共38页12.4.2感温体外壁导热时间计算3512.4.3弹簧作用时间响应计算3612.5感温体石蜡的压强估算...3713设计整体评估..3714参考文献..3715致谢..38正文节温器是控制发动机内部冷却系统大小循环的温度控制阀门。1.首先我们得弄清汽车冷却系统的大小循环问题对于本次设计工况要求,正常情况下,当发动机冷车起动时,工作温度很低,为了使温度能较快上升,这时通过节温器控制(节温器的主阀门关闭),使冷却液由液压泵提供动力循环流入分水管,冷却液不流经散热器,此时为小循环,当冷却液的温度达到130度后,节温器阀门开启,冷却液开始流经散热器,冷却系统进入大循环。2.本次设计的石蜡节温器阀门开启的原理解释节温器属于汽车冷却系统的一部分,是控制冷却液流动路径的阀门。通常阀门的打开和关闭是根据冷却液温度高低决定,其控制冷却液流入散热器。蜡式节温器是根据石蜡受热融化膨胀力的作用控制阀门。当冷却液温度低于规定值时,节温器感温体内的石蜡呈固态,节温器阀在弹簧的作用下关闭冷却液向散热器的通道,冷却液经过旁通孔,水泵返回发动机,进行小循环。当冷却液温度达到规定值时,石蜡开始融化而逐渐变成液体,体积随之增大并压迫胶管和感温体产生向下的反推力使阀门打开。这时的冷却液经过节温器阀进入散热器,并由散热器经水泵流回发动机,进行大循环。3.节温器又可称作温度控制阀,本次设计中按照阀门设计理论并结合传热学知识进行整体设计。3.1阀体壁厚的计算(备注低压闸阀的阀体,通道两端是圆形的,而两腔是椭圆形的),实际设计中忽略细微部分外形带来的变化。阀体壁厚的计算除了考虑强度之外,还应考虑刚度,否则同样会出现压力变形而导致的破坏情况。但本次设计的给定公称压力是0.6MPa。因为压力很小,所以就不用进行刚度校核。对于低压阀门,一般采用薄壁阀体。阀体、阀盖、感温体是节温器的承压件和控压件,直接承受介质压力,所选用的材料必须在规定的介质温度和压力作用下达到力学性能及良好的冷、热加工工艺性。依据公称压力PN≤1.6MPa,介质工作温度≤200℃的低压中温阀门选用灰铸铁HT200。在GB/T1226-2005通用阀门.灰铸铁件技术条件规定了灰铸铁铁单铸试样的力学性能。设计中,灰铸铁制造的节温器可用近似算法,首先按照GB/T12233-2005通用阀门法兰连接铁质闸阀标准首先查出最小壁厚,然后按照第一强度理论计算式进行壁厚验算。按照第一强度理论脆性材料壁厚计算式陕西理工学院毕业设计论文第7页共38页tBP.DN/2[ςL]-PC1-1式中DN30mm,P设计压力P0.6MPa,tB考虑附加裕量后阀体壁厚(mm),[ςL]材料许用拉应力(MPa),设计时取30MPa,C考虑铸造偏差、工艺性和介质腐蚀等因素而取的附加裕量(mm),根据表81选取附加裕量C5mmtB-CP.DN/2[ςL]-P0.630/230-0.60.3解得tBC0.350.35.3mm设计查取的表8-1,来自阀门设计.入门与精通陆培文主编3.2阀体中法兰连接的计算从螺栓或螺纹联接的阀体组件,是承受机械负荷的。由于管道系统的温度变化,压力波动等原因产生的机械力都要作用到阀门上,设计中要充分考虑这些因素。3.2.1螺栓连接阀体组件,联接螺栓的总横截面积应符合式6KPNAg/Ab≤50.76Sa≤700012式中K阀门系数,查取K值表,K0.1,公称压力PN0.6MPa,Ag由垫片或其他密封件有效周边限定的面积,Agπ(D12-D22)/4,其中,D1垫片的空心环形最大直径24mm,空心垫片的最小直径14mm。解Ag298.5mm2,Ab螺栓总抗拉应力有效面积AbπRM42,计算中也可按照,推荐表螺栓面积表进行对比换算。在阀门设计.入门与精通书中,表810单个螺栓的有效横截面积,M1052.3mm2,计算M4有效面积时,可以采用10/452.3/x,解出x值,则为所求M4的有效面积,解得20.92mm2。则60.10.6298.5/20.925.14≤7000Sa螺栓在38℃时的许用拉应力(MPa),根据GB/T1932003,设计时选取118MPa50.76Sa50.761186852.6≤70003.2.2螺纹联接阀体组件,螺纹的剪切面积应符合式6KPNAg/As≤3300取AsAb,其中As是剪切面积20.92mm260.10.6298.5/20.925.14≤33004密封理论初步计算4.1密封性计算确保连接件的密封性,确定压紧垫片所需的力。确定螺栓的尺寸和数量,确定法兰尺寸。陕西理工学院毕业设计论文第8页共38页法兰连接的压紧力不能保持固定不变,由于垫片和螺栓上的应力松弛,其拉力随着时间在变化,不论在法兰连接拧紧后不久的最初工作阶段,就是在受热后,垫片上的应力都产生松弛。用无石棉垫片的法兰连接,其压紧力经过24h后即减少了30%,对此,通常是用重复拧紧的办法来消除压紧力的降低。本次设计在乙二醇介质工况下工作,工作温度范围130135℃,小于300℃,故在计算中只按照常温工况验算。对于垫片所需压紧力按下列数据进行计算采用橡胶垫片,选取垫片的宽度5mm,厚度3mm,为保证连接的密封性,垫片安装好以后需符合下式FYJLbqMFKφ41式中L依据中径算出周长,圆垫片Lπd3.14(3525)/294.2,b垫片宽5mm,Kφ取1.0qMF是为了保证密封的必须比压,此比压数值决定了垫片的材料,宽度和厚度qMFqYC/bδ(b/10)1/21/242其中qY预紧比压(MPa),对于无石棉垫片,qY20MPab垫片宽5mm,δ垫片厚度3mm,C变形系数,C10.1D/2001/2,其中D为垫片的平均直径(mm),对于变形很大的橡胶垫片,垫片的宽度和厚度和尺寸的影响可以忽略。解C1.039。解qMF201.039/﹙230.50.5﹚1/26.93MPa将qMF值代入41中,解FY94.256.931.053264.03NqMFqY对于软橡胶,qMF2.0MPa橡胶压缩高度应限制在20%40%范围内,以防过度压缩使得使用性能变坏。工作密封性(受介质作用时),垫片的反作用力(N)按FnLbqp其中qp工作条件下的密封比压,qpmp/bδ/101/2,qpm密封系数,无石棉垫片m4.5,p工作压力0.6MPa,δ垫片的宽度初选为3mm,qp4.50.6/(53/10)1/22.20MPa另外根据表85工作条件下垫片必须比压,推荐qp值可求陕西理工学院毕业设计论文第9页共38页垫片材料橡胶P≤3.0MPa1.6+1.8P1.61.80.62.86MPa4.2在不密封方向上产生FCPFO时,垫片反作用力减小(备注对橡胶垫片比压下的力计算)(1-η)(FCPFO);在工作条件下,为了保持Fn的必须值,要求压紧力(N)等于FpLbqp(1-η)(FCPFO)式中Fp待求L中径工作下的垫片周长19πmm,*外径24,内径14*b垫片宽度5mmqp工作条件下的必须比压2.68MPa,η法兰刚度系数,橡胶η0.95,FCP介质压力作用力,FCPACPP,其中ACP是介质压力作用面积(mm2),ACPπD2/4,则ACP3.14142153.86mm2,P是设计压力0.6MPa,FCPACPP153.860.692.3N由后面设计数据可知,FO是阀杆螺纹上的力为16.25N。此力只是介质静压力作用下力的大小,并没有计算弹簧预紧力和感温体中石蜡融化后对推杆的推力作用。FpLbqp(1-η)(FCPFO)193.1452.68﹢(1-0.95)92.3﹢16.25804.87N实际上,计算阀杆螺纹上的力FO远远大于作用在阀杆上的力在法兰封面为光滑式的垫片连接中,垫片在介质压力作用下可能被冲出,但垫片材料的强度和沿垫片两面作用的法兰与垫片之间的摩擦力能阻止这种冲出现象。为了防止垫片冲出应保持不平衡式π(D-d)δP≤2πbDqDf43式中,qD垫片上的比压(MPa)2.68MPa,与D相比较,可忽略左项内的b值,简化上式qD≥pδ/2bff摩擦系数,各种垫片与金属相摩擦时其摩擦系数值橡胶f0.6取f0.6,得qD≥pδ/1.2f其中δ为垫片在未压缩前的厚度则qD/p≥δ/b3/50.6,经计算qD/p约为4.5。在一般情况下,对于平垫片取比值δ/b1/51/10范围内,能保证垫片正常工作而不被冲出,对于厚的橡胶垫片,极易发生冲出现象,因此一般规定若使用这种垫片,应采用凹凸式或基槽式法兰密封面,针对于此修改设计变量δ为1mm。故前面数据相应修正必须密封比压qp3.82MPa陕西理工学院毕业设计论文第10页共38页5螺栓强度的计算5.1对于整体圆形法兰,在计算法兰前,必须确定螺栓的总计算载荷常温时FLZ取FYJXFG与FDFFG两者中较大值无介质压力时,整体圆形法兰盘所必须的预紧力(N)式中FYJ待求的预紧力DDP垫片的平均直径19mmBds有效宽度,bDJbDP2.5<6mm,则取bDSbDJ2.5mm查表88石棉橡胶板垫片系数mDP3.50预紧比压qYJ45.0MPa弹性模数EDP3103MPaFYJπDDPbDSqYJ3.14192.5456711.75N51有介质压力时,密封力N为FDF2πDDPbDSmDPP23.14192.53.50.6=626.43N式中FDF垫片上必须的密封力NmDP垫片系数,选取3.5,P设计压力(N),一般取公称压力PNP0.6MPa螺栓的工作载荷为FGFFZ1FDJ式中FG螺栓的工作载荷(N),待求量FFZ1关闭时,阀杆的总轴向力(N)此时计算时推杆和感温体连接在一起,作为刚体整体考虑,研究工作介质乙二醇作用给感温体上的力FFZ1PπD感2/40.63.14142/492.3N52测量反求,并选取D感14mmFDJ垫片处介质静压力(N),按下式计算FDJπDDP2P/43.141920.6/4170.0N53则FGFFZ1FDJ92.3170.0262.3N螺栓的外载荷系数X约为0.20.3,(备注对于很重要的螺栓连接,应通过实验和参考有关资料进行计算确定X值)选取X0.3FYJXFG6711.750.3262.36790.44NFDFFG626.43+262.3888.73N计算后选取两者中较大值6790.44N为总计算载荷5.2初加温时螺栓的总计算载荷初加温时是指介质温度刚刚上升到所要求的温度初加温时FLZ1FLZFt1陕西理工学院毕业设计论文第11页共38页式中Ft1初加温时螺栓温度变形力NFt1ΔtFL1α1L/[L/ALEL1δDP/ADPEDPL]54其中ΔtFL1初加温时,法兰与螺栓间的温度差(℃),按照设计数据进行比例计算,300/20130/X,故计算X8.7℃,则选取ΔtFL18.7℃L螺栓的长度(mm),钻孔螺栓长度2hδDPh法兰的厚度,取h5.4mmδDP垫片厚度,1mm则L2hδDP25.4+111.8mmAL螺栓总截面积,M420.92mm2ADP垫片面积(mm2),按照式ADPπDDPbDP3.14505785mm255α1螺栓材料的膨胀系数,根据螺栓温度tL1(130℃),查实用阀门设计手册第二版表38,其值为11.90mm/m℃EL1螺栓材料的弹性模量(MPa),取1.9MPaEDP垫片材料的弹性模量(MPa),取3103MPa根据螺栓温度tL1tF1-ΔtFL1,而法兰温度tF1取介质温度的3/4,即tF10.75t0.7513097.5℃tL197.5-8.788.8℃则Ft1ΔtFL1α1L/[L/ALEL1δDP/ADPEDPL]568.711.911.8/(11.8/20.901.9﹢1/7853103)1742.02N5.3高温时螺栓的总计算载荷稳定状态下135℃,温差相对减少,高温时螺栓的总计算载荷为FLZ11FLZFt1157式中Ft11高温时螺栓温度变形力NFt11ΔtFL11α11L/[L/ALEL11δDP/ADPEDPL]58其中ΔtFL11高温时,法兰与螺栓间的温度差(℃),按照设计数据进行比例计算,300/12135/X,故计算X5.4℃,则选取ΔtFL15.4℃α11螺栓材料的膨胀系数,根据螺栓温度tL11(130℃),查实用阀门设计手册第二版表38,其值为11.90mm/m℃螺栓温度tL11tF11-ΔtFL11,而法兰温度取介质温度的90%,即tF110.9t0.9135121.5℃陕西理工学院毕业设计论文第12页共38页tL11121.5-5.4116.1℃其余数据固定不变,参照初加温数据算则Ft11ΔtFL11α11L/[L/ALEL11δDP/ADPEDPL].595.411.95/(11.8/20.91.91/7853103)1081.25NFLZ11FLZFt116790.441081.257871.69N510(备注上述计算中FLZ1和FLZ11的算法是经过简化的,它没有考虑阀门在高温时的实际工作压力比公称压力要小的多,而且认为垫片受热膨胀不起重要作用,并且不计螺栓与法兰的线膨胀)5.4螺栓强度校核根据螺栓的总计算载荷必须验算螺栓的强度5.4.1常温时螺栓的拉应力ςL1FLZ/AL≤[ςL]1...511式中[ςL]1螺栓材料的许用拉应力(MPa),查实用阀门设计手册第2版表39,查取118MPa[FLZ]max6790.44N,AL是螺栓总截面积620.90mm2则ςL1FLZ/AL6790.44/620.9054.21MPa≤118MPa5.4.2初加温时螺栓拉应力(MPa)ςL2FLZ1/AL≤[ςL]2...512式中[ςL]2螺栓材料的许用拉应力(MPa),查实用阀门设计手册第2版表39,查取118MPaςL2FLZ1/AL8451.46/620.9067.39MPa≤118MPa5.4.3高温时螺栓拉应力(MPa)ςL3FLZ11/AL≤[ςL]3...513式中[ςL]3螺栓材料的许用拉应力(MPa),查实用阀门设计手册第2版表39,查取118MPaςL3FLZ11/AL7871.69/620.9052.30MPa≤118MPa(备注式中应力是依据工作温度查取的)5.4.5螺栓间距与螺栓直径关系螺栓直径与螺栓直径之比为LJπD1/ZdL...514式中D1螺栓孔中心圆直径35mmZ螺栓个数6dL螺栓直径4mm为保证密封和组装工艺,LJ应满足下列条件设计压力工作压力0.6MPa,PN≤2.5MPa,要求2.7<LJ<5陕西理工学院毕业设计论文第13页共38页则LJ3.1435/644.58在要求范围内6法兰强度计算我国法兰标准中推荐华脱斯计算法,这种算法能准确反映法兰受力的实际情况,并能够代替繁杂公式,可使计算速度加快,并准确性提高。6.1常温时法兰的强度计算6.1.1法兰颈的轴向弯曲应力MPa为ςW1μmz/λtm2DN...61式中μ应力校正系数,根据hJ/DN2tB查图818,其中法兰颈高度一般取hJ5(tm-tB)选取tm3mm,tB2mm,则hJ5mmmz作用在法兰上的总弯矩mzFNJL1FDJ-FNJL2FDL3FFZ1L4..62式中FNJ法兰内径面积上的介质静压力(N),按下式计算FNJπPDN2/41/43.140.6242271.30N...63FDJ垫片处的介质静压力,由前设计计算得FDJ170NFD垫片载荷,FDFLZ-FG6790.44-262.36528.14NL1,L2,L3,L4力臂的按下式计算L1D1-DN-tm/243-24-3/28mmL22D1-DN-DDP/4243-24-19/40mmL3D1-DDP/243-19/212mmL4D1-B/243-12/213.5mm尺寸B为密封橡胶环面两侧平行密封面的距离12mmmzFNJL1FNJ-FDJL2FDL3FFZ1L4271.308271.3-17006528.141292.313.581754.13N.mm应力校正系数μ,根据阀门设计.入门与精通,图818陕西理工学院毕业设计论文第14页共38页横坐标tm/tB3/21.5,hJ/DN2tB5/2421/20.145据表查取μ1.15λhe1/Th3/k..62式中h法兰厚度,选5.4mmT系数,根据法兰外径与内径比K1D/DN52/242.167查表811,当K12.167时,T1.45K系数,KUtB2tBDN1/2/1000V..63其中U系数,根据K值查表811,U2.94V法兰形状系数,根据tm/tB和h/tBDN1/2查图819查V0.228KUtB2tBDN1/2/1000V2.944(248)1/2/(10000.228)0.283按下式计算eε/tBDN1/2,解e0.12ε为法兰形状系数,根据tm/tB和hJ/DN2tB查图819查取ε0.825λhe1/Th3/k(5.40.12+1)/1.45﹢53/2.16059.01..64ςW1μmz/λtm2DN1.1581754.13/(59.01424)16.60MPa..65陕西理工学院毕业设计论文第15页共38页对于法兰材料可以初选HT200,根据实用阀门设计手册可以查得对于铸造阀门管件用法兰许用弯曲应力是80MPa所以校核可用。6.1.2法兰盘的颈向弯曲应力MPaςW21.33he1mz/λh2DN...661.335.40.12﹢181754.13/59.015.42243.69MPa≤80MPa6.1.3法兰盘的环弯曲应力MPaςW3Ymz/λh2DN-ZςW2...67式中Y,Z系数,根据法兰外径与内径比K1D/DN52/242.167查取表811,得Y2.67,Z1.55,其余参数数值同前ςW3Ymz/λh2DN-ZςW2...68{2.6781754.13/(59.015.4224)}-1.553.690.45MPa以上三个弯曲应力必须满足ςW1≤[ςWJ];ςW2≤[ςWP];ςW3≤[ςWP]...69式中[ςWJ]法兰颈的许用弯曲应力MPa,取1.5[ςL]1.53045MPa陕西理工学院毕业设计论文第16页共38页[ςWP]法兰盘的许用弯曲应力MPa,取1.25[ςL]1.253037.5MPa经验证满足条件。6.2初加温时法兰的强度计算6.2.1法兰颈的轴向弯曲应力MPa为ςW11mZ1/mZςW1...610式中mZ1初加温时作用在法兰上的总弯矩,按下式计算mz1FNJ1L1FNJt-FDJtL2FD1L3FFZ1L4...611其中FNJ1工作温度下法兰内径面积上的介质静压力(N),按下式计算FNJ1FNJPt/P...612其中Pt工作温度下介质的最大允许工作压力MPa,查实用阀门设计手册第2版表422表4173FDJt工作温度下垫片处介质静压力,按下式计算FDJtFDJPt/P...613其中FFZt工作温度下阀杆关闭时的总轴向力N按下式计算FFZtFFZ1FD1工作温度下垫片载荷N,按下式计算FD1FLZ1-FG1FGt工作温度下螺栓的工作载荷NFGtFFZtFDJt经过初步计算,mz1mz,故比例系数为1,情况同前。6.2.2法兰盘的颈向弯曲应力MPa,ςW21mZ1/mZςW2...6146.2.3法兰盘的环向弯曲应力MPa,ςW31mZ1/mZςW3...615以上三个弯曲应力必须满足ςW11≤[ςWJ1];ςW21≤[ςWP1];ςW31≤[ςWP1]...616式中[ςWP1]法兰颈向许用弯曲应力MPa,取ςst1F/1.25,ςst1F,为法兰材料在加热温度t1FF的屈服极限,查实用阀门设计手册第2版表39,30MPa,30/1.2524MPa,[ςWP1]法兰盘的许用弯曲应力MPa,ςst1F/1.5,30/1.520MPa,经过初步估算同样满足条件。6.3高温时法兰强度MPa,6.3.1法兰颈的轴向弯曲应力MPa,陕西理工学院毕业设计论文第17页共38页ςW111mZ11/mZςW1...617式中mZ11高温时作用在法兰上的总弯矩,按下式计算mz11FNJtL1FNJt-FDJtL2FD11L3FFZtL4...618其中FD11FLZ11-FGt6.3.2法兰盘的径向弯曲应力MPa,ςW211mZ11/mZςW2...6196.3.3法兰盘的环向弯曲应力MPa,ςW311mZ11/mZςW3...620以上三个弯曲应力必须满足ςW111≤[ςWJ11];ςW211≤[ςWP11];ςW311≤[ςWP11]...621式中[ςWJ11]法兰颈向许用弯曲应力MPa,取ςRt11F/0.9和ςst11F/1.35两者中的较小值,ςRt11F和ςst11F分别为法兰材料在温度tF11F下的蠕变极限和屈服极限,查实用阀门设计手册第2版表39,取30MPa,30/1.3522.22MPa,[ςWP11]法兰盘的许用弯曲应力MPa,取[ςWJ11]/1.2据表查取[ςWJ11]80MPa,则[ςWP11]80/1.266.67MPa,经过初步计算满足条件。因为本次设计节温器工作温度为130℃135℃<<300℃。故在计算时只按常温工况进行计算。在设计中为体现思维完整性,所以列出了其他情况的计算公式。7阀盖厚度的计算阀盖厚度的计算方法与它的形状有关。进行强度计算时,通常应校验ΙΙ断面的拉应力和ΙΙΙΙ断面的剪应力ΙΙ断面的拉应力MPa,ςLPDN/4tB-CFFZ1/{tB-CDNπ}≤[ςL]...71陕西理工学院毕业设计论文第18页共38页式中DN压紧面的内径24mm,tB-C0.3mm,FFZ1阀门关闭时阀杆的总轴向力92.3N[ςL]30MPa,ςL24/40.392.3/3.14240.316.08MPa≤30MPa,ΙΙΙΙ断面的剪应力MPa,ιPdr/4tB-CFLZ/πdr2...72式中dr填料函外径16mm,由前面设计数据知FLZ6790.44N[ι]材料许用剪应力MPa,HT200材料剪应力取15MPa,ιPdr/4tB-CFLZ/πdr20.616/40.36790.44/3.1416210.85MPa≤15MPa,由于阀盖上的法兰尺寸与阀体中法兰尺寸相同,当阀体中法兰强度验算足够时,阀盖法兰取与阀体中法兰同样的厚度就不必再进行验算。8支架的计算阀杆轴向力FFZ1作用来进行计算FFZ192.3N8.1闸阀支架支架受力情况比较复杂,可以把它当做超稳定的桁架,在其中间部分受到阀杆的轴向力FFZ192.3N作用来进行计算。8.1.1ΙΙ断面处的合成应力MPa,ς∑ΙςwΙςlΙςwΙN≤[ςL]...81式中ςwΙΙΙ断面处的合成应力MPa,按下式计算ςwΙMΙ/WΙy...82ςlΙ拉应力MPa,按下式计算ςlΙFFZ1/2AΙ...83ςwΙN扭力矩引起的弯曲应力MPa,按下式计算ςwΙNMⅢN/WIX...84其中MIΙΙ断面弯曲力矩N.mm按下式计算MIFFZ1L/8[1/1+0.5H/LΙⅢX/ΙⅡy]...85L框架两重心之间的距离40mm,LL12X2,X2为框架形心位置mm,根据断面形状系数按表813计算IⅢX和IⅡyⅢⅢ断面对X轴的惯性矩mm4陕西理工学

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