壓力容器的密封螺栓之殘余預(yù)緊力的選擇

very0717

我先說一下我的情況：2個(gè)45#鋼大板,，各掏出一部分型腔,，然后在結(jié)合面鋪上O型圈,，然后再用螺栓鎖緊,，型腔里再注入液壓油,，5Mpa
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% z3 m, |; P' P5 d' p5 D# o* n我在網(wǎng)上找到的資料：
為了保證連接的緊密性,，以防止受載后結(jié)合面產(chǎn)生縫隙,，應(yīng)使殘余預(yù)緊力的值>0
5 P8 |. {1 w8 P8 F7 L. C而對(duì)于不同工況,，選擇的殘余預(yù)緊力的值有所不同。
按下圖來選擇


. K3 [$ X/ X/ k( d1 r0 z7 ^! K那么我的問題是
1. 圖片上所講的壓力容器的緊密聯(lián)接是不是也是用了類似于O型圈的密封元件,，還是純機(jī)械的剛性密封,？
9 `% O8 V2 ~, s- j1 [2 L2. 因?yàn)槲业陌缸邮怯昧薕型圈，在理想狀態(tài)下,，只要2塊大板的間隙保持不變,，O型圈處就不會(huì)產(chǎn)生斜漏，那么此時(shí)殘余預(yù)緊力的值就可能是=0,，但那是完全理想的狀態(tài),，我知道是不可能的。但可不可以,，我的那個(gè)工況下取值0.5F左右呢,？  （否則的話，按1.5F來取值的話,，我的螺栓太巨大了,。）


* @1 l( A/ P( _7 s1 D

oldpipe

你可能沒有理解“受載后結(jié)合面產(chǎn)生縫隙”的意思,。你的型腔里一旦有了壓力，就會(huì)有將那兩塊大板分開的趨勢(shì),。之所以沒有分開,，是因?yàn)橛新菟ɡ�力的存在。試��,，沒有型腔壓力時(shí),，螺栓拉力的反作用力在哪里？當(dāng)然在兩塊大板之間�,，F(xiàn)在有了型腔壓力,，通過兩塊大板，將螺栓拉長(zhǎng),，直到螺栓與螺母工作面之間的距離大于兩塊板的厚度和,，兩塊大板之間的作用力——也就是那個(gè)殘余預(yù)緊力，就逐漸減小并最終消失,，大板就分離了,。如果，兩塊大板內(nèi)有軸、套結(jié)構(gòu),，O型圈用在圓周上,，大板的分離使軸、套發(fā)生軸向移動(dòng),，并不改變O型圈密封結(jié)構(gòu),，對(duì)密封效果沒有不可忽視的影響（假定套的剛性足夠大，沒有被內(nèi)部的壓力撐大到影響密封,，大多數(shù)情況下,，這個(gè)假定可以被接受。）,。但似乎你把O型圈用在了端面上,，壓力使兩塊大板分離到一定量時(shí)，O型圈的工作條件不再滿足要求,，泄露必然發(fā)生,。對(duì)這個(gè)問題的討論是在彈性范疇內(nèi)進(jìn)行的，而你似乎假定你的大板和螺栓都是理想的剛性體,，而且兩個(gè)大板都不存在由于材料和工藝因素造成的平面度誤差,，所以你首先排除了實(shí)際上必然發(fā)生的問題，當(dāng)然得出的結(jié)論也就沒有了問題,。

zerowing

對(duì)于徑向O圈的密封,，即使有輕微的縫隙變化對(duì)密封的影響也不大。對(duì)于斷面密封來說,，則必須保證這個(gè)密封面的相對(duì)靜止,。
至于預(yù)緊多少，則要平衡螺栓的伸長(zhǎng)量和箱體受壓縮時(shí)的壓縮量,，保證工作狀態(tài)下箱體在最大工作張力狀態(tài)時(shí)仍保持一定的壓縮量,，最小不得低于0壓縮量。已此保證密封面的穩(wěn)定,。因此來說,，就你的情況，如果是端面密封,，不可能說殘余預(yù)緊為0,。那樣的設(shè)計(jì)沒有安全量，如果遇到松弛,，松脫等現(xiàn)象,，可能出大事故。

oldpipe

oldpipe 發(fā)表于 2016-6-10 00:54
- e) e+ z: S, |6 }' \* Z你可能沒有理解“受載后結(jié)合面產(chǎn)生縫隙”的意思,。你的型腔里一旦有了壓力,，就會(huì)有將那兩塊大板分開的趨勢(shì),。 ...

) m# K4 C+ y0 }# f" B# K$ L至于F”的取值，沒有充分理由的話,，還是應(yīng)該尊重資料上推薦的算法或數(shù)值,。這個(gè)F”應(yīng)該是N多個(gè)螺栓的合力，5MPa并不是個(gè)特別巨大的壓力,，如果你的型腔有個(gè)特別巨大的面積，也應(yīng)該會(huì)有足夠的邊長(zhǎng),，放得下N多個(gè)大小適當(dāng)?shù)穆菟ā?br /> ; }9 q, H2 R; Q" Y  L4 r# N+ z

伯努利111

我這邊儀器耐壓差50Mpa,，通常采用嵌入式，螺紋和O型圈密封,。如果零件不是很巨大可以采用,，螺紋＋o型圈密封方式，o
0 ?" n  u1 d6 ]! m+ ?型圈2到3個(gè)最好,，個(gè)人意見

25攝氏度

學(xué)習(xí)到了

very0717

伯努利111 發(fā)表于 2016-6-10 07:21
我這邊儀器耐壓差50Mpa,，通常采用嵌入式，螺紋和O型圈密封,。如果零件不是很巨大可以采用,，螺紋＋o型圈密封 ...

你們的螺紋預(yù)緊之后，計(jì)算的殘余預(yù)緊力是選值1.5~1.8F嗎,？
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very0717

zerowing 發(fā)表于 2016-6-10 01:02
+ d* o7 e# ^3 t, u對(duì)于徑向O圈的密封,，即使有輕微的縫隙變化對(duì)密封的影響也不大。對(duì)于斷面密封來說,，則必須保證這個(gè)密封面的 ...

" \- J6 P% {% c1 k% o  M+ l- f我說的殘余預(yù)緊力為0,，那是極端理想的情況。
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那么稍微放松一下,，取值0.5F是否可以,。
) Z  `0 H$ {5 J& a/ ^# ?9 ^
2 U5 s, u" g; Q( o* f' h3 u因?yàn)槲疫@個(gè)F值也很大的。
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very0717

oldpipe 發(fā)表于 2016-6-10 01:04
至于F”的取值,，沒有充分理由的話，還是應(yīng)該尊重資料上推薦的算法或數(shù)值,。這個(gè)F”應(yīng)該是N多個(gè)螺栓的合力 ...

目前的計(jì)算過程是這樣的
* Y. X2 j" S4 v" A0. 假定螺栓數(shù)量,，螺栓規(guī)格，螺栓強(qiáng)度等級(jí)
9 `# @7 m: H3 i1 V( _1. 計(jì)算出工作力
5 h0 g# P) F5 Z6 d8 ^, t5 {* q# x2. 選擇殘余預(yù)緊力=1.5倍的工作力
& y1 o6 J5 f. Z5 p3. 計(jì)算總力=工作力+殘余預(yù)緊力
* I2 p. k6 F9 R/ p/ X9 d0 W4. 選擇許用應(yīng)用安全系數(shù)S=1.5
5. 計(jì)算出螺栓小徑,，滿足假設(shè)要求,。
6. 計(jì)算預(yù)緊力=總力-剛性系數(shù)*工作力,，剛性系數(shù)=0.2
( X- P/ y) N) j# `
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我最后算出來的是M36，10.9級(jí),，預(yù)緊力將近30噸力,，我該用什么辦法來達(dá)到啊,？普通的扭力扳手能實(shí)現(xiàn)嗎,？
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伯努利111

very0717 發(fā)表于 2016-6-10 12:00
$ g& B% }# [9 ], T5 N5 I2 A. V你們的螺紋預(yù)緊之后，計(jì)算的殘余預(yù)緊力是選值1.5~1.8F嗎,？

我們是螺紋組合,，根據(jù)公式校核強(qiáng)度，樓主壓差這么小,，應(yīng)該不是問題,，你o型圈盡量不要放在接合面，密封效果不好
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