伍德密封強度計算（參照GB150算例C.3）,,,,,

序號,項目,符號,數(shù)據(jù)來源或計算公式,數(shù)值,單位

一,設計數(shù)據(jù),,,,

1,計算壓力,pc,設計給定,18,MPa

2,設計溫度,td,設計給定,250,℃

二,載荷計算,,,,

1,密封接觸圓直徑,Dc,設計給定,739,mm

2,密封面角度,α,設計給定,45,°

3,摩擦角,ρ,設計給定,4,°

4,比壓力,y,石棉銅絲墊查GB150表9-2,15.2,MPa

5,密封環(huán)斜邊長,c,設計給定,58.00,

6,線密封比壓,q1,cy/2,440.8,N/mm

7,內(nèi)壓引起的總軸向力,F,πDc2pc/4,7720621.801,N

8,預緊壓墊密封軸向分力,Fa,πDcq1sin(α+ρ)/cosρ,774242.0337,N

二,牽制環(huán)計算,,,,

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(1),結(jié)構(gòu)尺寸,,,,

1,內(nèi)徑,D1,設計給定,220,mm

2,螺栓孔中心距,Db,設計給定,510,mm

3,aa截面直徑,Da,設計給定,784,mm

4,外徑,D3,設計給定,824,mm

5,厚度,δ,設計給定,65,mm

6,厚度,h,設計給定,55,mm

7,螺栓孔直徑,dk,設計給定,27,mm

(2),應力計算,,,,

1,縱向截面彎曲應力,σm,3Fa(Da-Db)/[π(D3-D1-2dk)δ2],87.17827513,MPa

2,aa截面環(huán)向彎曲應力,σma,3Fa(Da-Db)/[πDah2],85.41934426,MPa

3,aa截面環(huán)向剪應力,τa,Fa/[πDah],5.715406246,MPa

4,aa截面環(huán)向當量應力,σoa,[σma2+3τa2]0.5,85.99105755,MPa

(3),應力校核,,,,

1,材料,,設計給定,16MnⅡ,

2,設計溫度下的許用應力,[σ]t,查GB150(t=100),137,MPa

3,0.9[σ]t,,0.9[σ]t,123.3,MPa

4,判斷1,,σm≤0.9[σ]t合格，否則不合格,合格,

5,判斷2,,τoa≤0.9[σ]t合格，否則不合格,合格,

三,四合環(huán)計算,,,,

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(1),結(jié)構(gòu)尺寸,,,,

1,aa截面直徑,Da,設計給定,780,mm

2,拉緊螺栓孔直徑,dk,設計給定,24,mm

3,拉緊螺栓數(shù)量,n,設計給定,8,

4,厚度,h1,設計給定,69,mm

(2),應力計算,,,,

1,aa截面環(huán)向剪應力,τa,（F+Fa)/[πDah1-πndk2/4],51.3664967,MPa

(3),應力校核,,,,

1,材料,,設計給定,16MnⅡ,

2,設計溫度下的許用應力,[σ]t,查GB150(t=150),137,MPa

3,0.9[σ]t,,0.9[σ]t,123.3,MPa

4,判斷,,τa≤0.9[σ]t合格，否則不合格,合格,

四,牽制螺栓計算,,,,

(1),結(jié)構(gòu)尺寸,,,,

1,牽制螺栓直徑,M,設計給定,24,mm

2,牽制螺栓數(shù)量,n,設計給定,16,

3,牽制螺栓最小直徑,dmin,M-1.1P,21.8,mm

(2),螺栓面積校核,,,,

1,螺栓材質(zhì),,,35CrMoA,

2,許用應力,[σ]b,查GB150,206,MPa

3,螺栓總需要面積(取預緊狀態(tài)),Am,Fa/[σ]b,3758.456474,mm2

4,實際采用螺栓總面積,A,nπdmin2/4,5972.041971,mm2

5,判斷,,Am≥A合格，否則不合格,合格,

五,頂蓋計算,,,,

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(1),結(jié)構(gòu)尺寸,,,,

1,直徑,D6,設計給定,698,mm

2,厚度,δ1,設計給定,200,mm

3,厚度,h2,設計給定,154,mm

4,距離,Zc,CAD圖紙查得,100,mm

5,距離,l,設計給定,217.7888886,mm

6,慣性矩,Ic,CAD圖紙查得,464390456.3,mm4

7,密封面長度,L,設計給定,29,mm

8,aa截面平均直徑,D5,D6-h2/tgα,543.8773168,mm

(2),應力計算,,,,

1,縱向截面彎矩,M,((Dc-2/3Dc)*F+(Dc-Db)*Fa)/6.28,331074511.1,N·mm

2,縱向截面抗彎截面系數(shù),Z,"Zc≥0.5δ:Ic/Zc,Zc＜0.5δ:Ic/(δ1-Zc)",4643904.563,mm3

3,縱向截面彎曲應力,σm,M/Z,71.29227282,MPa

4,aa截面彎曲應力,σma,6(F+Fa)L/(πD5l2sinα),25.81615889,MPa

5,aa截面剪應力,τa,(F+Fa)/(πD5lsinα),32.31306065,MPa

6,aa截面環(huán)向當量應力,σoa,[σma2+3τa2]0.5,61.63502028,MPa

(3),應力校核,,,,

1,材料,,設計給定,16MnⅢ,

2,設計溫度下的許用應力,[σ]t,查GB150(t=250),137,MPa

3,0.7[σ]t,,0.7[σ]t,95.9,MPa

4,判斷1,,σm≤0.7[σ]t合格，否則不合格,合格,

5,判斷2,,σoa≤0.7[σ]t合格，否則不合格,合格,

六,端部計算,,,,

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(1),結(jié)構(gòu)尺寸,,,,

1,端部外直徑,Do,設計給定,1124,mm

2,bb截面處直徑,D7,設計給定,880,mm

3,尺寸,h3,設計給定,48,mm

4,尺寸,l1,設計給定,115,mm

5,尺寸,l2,設計給定,128.5,mm

(2),應力計算,,,,

1,aa截面處厚度,S,(Do-D7)/2,122,mm

2,端部YY截面至直徑D7距離,So,Do≤1.45:(Do-D7)/4;Do＞1.45:（Do-D7)(2Do+D7)/[6(Do+D7)],61,mm

3,力臂,H,S0+0.5h3,85,mm

4,端部YY中性面直徑,Dn,D7+2So,1002,mm

5,端部aa截面拉應力,σa,4(F+Fa)/[π(Do2-D72)],22.13090743,MPa

6,端部F+Fa因起的彎矩,M,(F+Fa)H,722063426,N·mm

7,YY中性面單位長度彎矩,M1,M/(πDn),229497.5101,N·mm/mm

8,端部材料,,,20MnMoIV,

9,平均壁溫下材料泊松比,μ,查GB150,0.3,

10,平均壁溫下材料許用應力,[σ]t,查GB150(t=250),196,MPa

11,計算系數(shù),β,[12（1-μ)/(Dn2S2)]0.25,0.003273769,

12,數(shù)值,,β*l1,0.37648349,mm

13,數(shù)值,M3/M1,根據(jù)β*l1查GB150圖G11,0.8,

14,數(shù)值,M4/M1,根據(jù)β*l1查GB150圖G11,0.19,

15,單位長度彎矩,M3,(M3/M1)M1,183598.0081,N·mm/mm

16,單位長度彎矩,M4,(M4/M1)M1,43604.52691,N·mm/mm

17,計算系數(shù),C,l2/l1,1.117391304,

18,數(shù)值,10βMr/qr,根據(jù)β*l1和C查GB150圖G12,-0.2,

19,密封反力引起的徑向載荷,Qr,(F+Fa)/tg(α+ρ),7390940.997,N

20,YY中性面單位長度徑向載荷,qr,Qr/(πDn),2349.104656,N/mm

21,計算彎矩,Mr,(10βMr/qr)*qr/(10β),-14351.06944,N·mm/mm

22,,Mr+M3,Mr+M3,169246.9386,N·mm/mm

23,,Mr-M4,Mr-M4,-57955.59635,N·mm/mm

24,最大單位長度彎矩,Mmax,"max{(Mr+M3),(Mr-M4)}",169246.9386,N·mm/mm

25,端部aa截面彎曲應力,σma,6Mmax/S2,68.22639288,MPa

26,aa截面環(huán)向當量應力,σoa,σa+σma,90.35730031,MPa

27,bb截面彎曲應力,σmb,3(F+Fa)h3/(πD7l12),33.47425445,MPa

28,bb截面剪應力,τb,(F+Fa)/(πD7l1),26.73291154,MPa

29,bb截面環(huán)向當量應力,σob,[σmb2+3τb2]0.5,57.13555276,MPa

(3),應力校核,,,,

1,材料,,設計給定,20MnMoⅢ,

2,設計溫度下的許用應力,[σ]t,查GB150,196,MPa

3,0.9[σ]t,,0.9[σ]t,176.4,MPa

4,判斷1,,σoa≤0.9[σ]t合格，否則不合格,合格,

5,判斷2,,τob≤0.9[σ]t合格，否則不合格,合格,

七,密封環(huán)計算,,,,

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(1),結(jié)構(gòu)尺寸,,,,

1,外直徑,Do,設計給定,780,mm

2,寬度,a,設計給定,41,mm

3,高度,b,設計給定,60,mm

4,密封面長度,c,a/sinα,58.01,mm

5,計算面積,A1,π(Do-a)c,134600.27,mm2

6,計算面積,A2,π(Do-a)a,95138.86,mm2

7,計算面積,A3,πDoc,142067.94,mm2

(2),應力計算,,,,

1,法向反力,N1,(F+Fa)cosρ/sin(α+ρ),11232648.63,N

2,法向反力,N2,(F+Fa)[1-tanρ/tan(α+ρ)],7978301.755,N

3,法向反力,N3,(F+Fa)/tan(α+ρ),7390940.997,N

4,擠壓應力,σ1,N1/A1,83.45190284,MPa

5,擠壓應力,σ2,N2/A2,83.85954756,MPa

6,擠壓應力,σ3,N3/A3,52.02398801,MPa

(3),應力校核,,,,

1,材料,,設計給定,石棉銅絲軟墊片,

2,比壓力,[σ]bt,設計給定,98,MPa

3,最大擠壓應力,σmax,"max{σ1,σ2,σ3}",83.85954756,MPa

4,判斷,,[σ]bt＞σmax合格，否則不合格,合格,

八,均壓圈計算,,,,

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