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轴向型内压波纹补偿器计算公式

轴向内压波纹补偿器(膨胀节)对支座作用力的计算:
膨胀节的内压推力:F=100·P·A     轴向弹力:Fx=Kx·(f·X)
横向弹力:Fy=Ky·Y        弯 矩:My=Fy·L
弯 矩:Mθ=Kθ·θ      合成弯矩:M=My+Mθ
式中:Kx:轴向刚度N/mm X:轴向实际位移量mm
Ky:横向刚度N/mm Y:横向实际位移量mm
Kθ:角向刚度N·m/度          θ :角向实际位移量度
P:工作压力MPa A:波纹管有效面积cm2(查样本)
L:轴向内压波纹补偿器(膨胀节)中点至支座的距离m
四、应用举例:
某碳钢管道,公称通径500mm,工作压力0.6MPa,介质温度300°C,环境最低温度-10°C,补偿器安装温度20°C,根据管道布局(如图),需安装一内压式波纹补偿器,用以补偿轴向位移X=32mm,横向位移Y=2.8mm,角向位移θ=1.8度,已知L=4m,补偿器疲劳破坏次数按15000次考虑,试计算支座A的受力。
 

解:(1)根据管道轴向位移X=32mm。
Y=2.8mm。
θ=1.8度。
由样本查得0.6TNY500×6F的轴向位移量X0=84mm,
横向位移量:Y0=14.4mm。角位移量:θ0=±8度。
轴向刚度:Kx=282N/mm。横向刚度:Ky=1528N/mm 。
角向刚度:Kθ=197N·m/度。用下面关系式来判断此补偿器是否满足题示要求:
将上述参数代入上式:
 
 
 
 
 
 
 
(2)对补偿器进行预变形量△X为:



因△X为正,所以出厂前要进行“预拉伸”13mm。

(3)支座A受力的计算:
内压推力:F=100·P·A=100×0.6×2445=14600(N)
轴向弹力:Fx=Kx·(f·X)=282×(1/2×32)=4512(N)
横向弹力:Fy=Ky·Y=1528×2.8=4278.4(N)
弯 矩:My=Fy·L=4278.4×4=17113.6(N·m)
Mθ=Kθ·θ =197×1.8=354.6(N·m)
合成弯矩:M=My+Mθ=17113.6+354.6=17468.2(N·m)

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