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標題: 壓力容器的密封螺栓之殘余預緊力的選擇 [打印本頁]
作者: very0717    時間: 2016-6-9 23:39
標題: 壓力容器的密封螺栓之殘余預緊力的選擇
我先說一下我的情況：2個45#鋼大板，各掏出一部分型腔，然后在結合面鋪上O型圈，然后再用螺栓鎖緊，型腔里再注入液壓油，5Mpa
" P- H- I5 i# [% L/ Z: W( Z6 R. Y
/ ?6 P( n# g6 t* A7 {
8 s% x- B0 U: b+ P4 @我在網上找到的資料：2 h- h4 z" B" R/ |8 R* P
為了保證連接的緊密性，以防止受載后結合面產生縫隙，應使殘余預緊力的值>09 N! ]6 i; b% {6 Q5 \; C2 e
而對于不同工況，選擇的殘余預緊力的值有所不同。& p4 _) n. l1 t! v$ L+ p2 Z
按下圖來選擇% E# b6 }1 `% O( {) E! P

- ~9 F5 f+ Y7 e4 m" ~3 f1 o* _
* v" e* o$ C; T那么我的問題是
' v' F: i3 c) v  H6 ~1. 圖片上所講的壓力容器的緊密聯接是不是也是用了類似于O型圈的密封元件，還是純機械的剛性密封？
3 n9 q7 b" [! A! h3 D" i) |2 ^2. 因為我的案子是用了O型圈，在理想狀態下，只要2塊大板的間隙保持不變，O型圈處就不會產生斜漏，那么此時殘余預緊力的值就可能是=0，但那是完全理想的狀態，我知道是不可能的。但可不可以，我的那個工況下取值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。）2 a1 @3 z0 ~: s. m

7 M* G( f7 c. J2 I, }
0 m7 ]) Z/ w% ~4 Q
; d1 X, ~* f& V9 ~
作者: oldpipe    時間: 2016-6-10 00:54
你可能沒有理解“受載后結合面產生縫隙”的意思。你的型腔里一旦有了壓力，就會有將那兩塊大板分開的趨勢。之所以沒有分開，是因為有螺栓拉力的存在。試想，沒有型腔壓力時，螺栓拉力的反作用力在哪里？當然在兩塊大板之間。現在有了型腔壓力，通過兩塊大板，將螺栓拉長，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——也就是那個殘余預緊力，就逐漸減小并最終消失，大板就分離了。如果，兩塊大板內有軸、套結構，O型圈用在圓周上，大板的分離使軸、套發生軸向移動，并不改變O型圈密封結構，對密封效果沒有不可忽視的影響（假定套的剛性足夠大，沒有被內部的壓力撐大到影響密封，大多數情況下，這個假定可以被接受。）。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，O型圈的工作條件不再滿足要求，泄露必然發生。對這個問題的討論是在彈性范疇內進行的，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際上必然發生的問題，當然得出的結論也就沒有了問題。
作者: zerowing    時間: 2016-6-10 01:02
對于徑向O圈的密封，即使有輕微的縫隙變化對密封的影響也不大。對于斷面密封來說，則必須保證這個密封面的相對靜止。: R, N6 c- }. V2 F1 f" f( C
至于預緊多少，則要平衡螺栓的伸長量和箱體受壓縮時的壓縮量，保證工作狀態下箱體在最大工作張力狀態時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定。因此來說，就你的情況，如果是端面密封，不可能說殘余預緊為0。那樣的設計沒有安全量，如果遇到松弛，松脫等現象，可能出大事故。
作者: oldpipe    時間: 2016-6-10 01:04
oldpipe 發表于 2016-6-10 00:544 l$ t+ [, B" z# L; F+ ^
你可能沒有理解“受載后結合面產生縫隙”的意思。你的型腔里一旦有了壓力，就會有將那兩塊大板分開的趨勢。 ...
. L! O4 [  h. S5 a8 R
至于F”的取值，沒有充分理由的話，還是應該尊重資料上推薦的算法或數值。這個F”應該是N多個螺栓的合力，5MPa并不是個特別巨大的壓力，如果你的型腔有個特別巨大的面積，也應該會有足夠的邊長，放得下N多個大小適當的螺栓。
$ U& M& f8 W* f, R; c
作者: 伯努利111    時間: 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型圈密封方式，o
  l4 G9 {# U6 v3 E9 u/ `型圈2到3個最好，個人意見
作者: 25攝氏度    時間: 2016-6-10 07:41
學習到了
作者: very0717    時間: 2016-6-10 12:00
伯努利111 發表于 2016-6-10 07:21
- \0 d/ a3 ?, D9 p* J" q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 ...

  k% L4 k8 f0 x  H- p5 u6 ]你們的螺紋預緊之后，計算的殘余預緊力是選值1.5~1.8F嗎？& N! b5 Z0 C& [1 ?: D2 ^3 o
作者: very0717    時間: 2016-6-10 12:15
zerowing 發表于 2016-6-10 01:02
+ m4 C- Z7 E, E; ?& y對于徑向O圈的密封，即使有輕微的縫隙變化對密封的影響也不大。對于斷面密封來說，則必須保證這個密封面的 ...
: f* h& w# f4 i' t" v
我說的殘余預緊力為0，那是極端理想的情況。
% M$ y$ ^9 ^2 i3 Y) p* B
& L' O$ a* m) B( N- M* u那么稍微放松一下，取值0.5F是否可以。) |( o, m+ x9 B" w
- ~% ?: o" }5 R. X6 t; r- m" F
因為我這個F值也很大的。; k2 n! L; Z( [4 Z
作者: very0717    時間: 2016-6-10 12:27
oldpipe 發表于 2016-6-10 01:04  k) F3 v, J7 e5 Q- `( b* b8 q2 s
至于F”的取值，沒有充分理由的話，還是應該尊重資料上推薦的算法或數值。這個F”應該是N多個螺栓的合力 ...
+ _+ O6 S7 s3 K/ A: ?( L3 \2 ?
目前的計算過程是這樣的7 V0 I: l' |' G0 L) s
0. 假定螺栓數量，螺栓規格，螺栓強度等級8 }+ Y$ H% V, f' E/ g
1. 計算出工作力
' _, h8 n2 S1 M- C/ d2. 選擇殘余預緊力=1.5倍的工作力8 w, t' u  P5 N+ H: o# ~3 c
3. 計算總力=工作力+殘余預緊力- i9 L3 k4 G# F+ S" ?8 E
4. 選擇許用應用安全系數S=1.52 g1 T6 \& j# K! A5 H5 {
5. 計算出螺栓小徑，滿足假設要求。
8 m6 T/ c$ r8 |6. 計算預緊力=總力-剛性系數*工作力，剛性系數=0.2+ K, V) [% {2 t/ f0 }
1 D5 V9 i4 i4 d* ~) h( a+ i( U5 U8 W

/ o3 Z1 G& C+ @) g! E4 `; j, S1 a我最后算出來的是M36，10.9級，預緊力將近30噸力，我該用什么辦法來達到啊？普通的扭力扳手能實現嗎？/ ^+ A0 }" ?( C/ l/ i3 |
. Q7 u4 O+ @5 A0 Z
作者: 伯努利111    時間: 2016-6-10 14:36
very0717 發表于 2016-6-10 12:00
; }- o& Z& g- G4 c+ t( W你們的螺紋預緊之后，計算的殘余預緊力是選值1.5~1.8F嗎？
% t0 P7 }% _# k3 ^/ m2 k
我們是螺紋組合，根據公式校核強度，樓主壓差這么小，應該不是問題，你o型圈盡量不要放在接合面，密封效果不好0 S# M2 w5 }2 n4 t& @
作者: 六月年華    時間: 2016-6-14 11:22
我看一本螺栓安裝規范上說，兩張板被螺栓壓緊在一起，受力使板有分開的趨向，即使到板剛剛分開的瞬間，螺栓的軸力增加量，相比安裝時的預緊力是很小的。所以，可不可以直接將螺栓擰到屈服狀態。當然，要先算下，螺栓可能承受的工作載荷及相應的安全系數。
作者: very0717    時間: 2016-7-2 16:17
oldpipe 發表于 2016-6-10 00:54' |. E  Q  a' \# `# |
你可能沒有理解“受載后結合面產生縫隙”的意思。你的型腔里一旦有了壓力，就會有將那兩塊大板分開的趨勢。 ...
# q' K4 J; R+ i5 m; g, u: L
是2個2300*900的大板子，端面密封，今天做試驗了，壓力只能達到1.8Mpa，漏油了。% _# M/ b" @9 u% g& @
作者: 燕妮兒    時間: 2023-10-13 08:19
伯努利111 發表于 2016-6-10 07:217 v! J3 R% U* R" b, a
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 ...

# F4 L6 X$ x6 v7 S有關于超高壓30MPa-300MPa，螺栓殘余預緊力取值方法嗎？. `4 L, y0 M3 p9 S, D" @




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