壓力容器的密封螺栓之殘余預(yù)緊力的選擇

very0717

我先說(shuō)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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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
6 d! f9 W0 `! p6 V5 f' G8 m而對(duì)于不同工況，選擇的殘余預(yù)緊力的值有所不同。
# F0 e  z4 @  |9 \按下圖來(lái)選擇
1 o" z, d' {& n4 z* u! o

, i3 K+ v# J% a8 ~1 P: \$ L那么我的問(wèn)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？
2. 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(lái)取值的話，我的螺栓太巨大了。）

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oldpipe

你可能沒(méi)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(kāi)的趨勢(shì)。之所以沒(méi)有分開(kāi)，是因?yàn)橛新菟ɡ�力的存在。試想，沒(méi)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(guò)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(méi)有不可忽視的影響（假定套的剛性足夠大，沒(méi)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(wèn)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(wèn)題，當(dāng)然得出的結(jié)論也就沒(méi)有了問(wèn)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(lái)說(shuō)，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(lái)說(shuō)，就你的情況，如果是端面密封，不可能說(shuō)殘余預(yù)緊為0。那樣的設(shè)計(jì)沒(méi)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
' p- ~$ }* g0 O/ D. w6 V你可能沒(méi)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(kāi)的趨勢(shì)。 ...

' C5 S: }: U+ I0 N* w至于F”的取值，沒(méi)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?font class="jammer">: Y+ R% n+ z$ |$ \* f: ]3 ?

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
型圈2到3個(gè)最好，個(gè)人意見(jiàn)

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 ...

1 W' V1 b- r0 ?1 o5 y! F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？

very0717

zerowing 發(fā)表于 2016-6-10 01:02
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(lái)說(shuō)，則必須保證這個(gè)密封面的 ...

! l4 x8 {: \2 n* a7 C我說(shuō)的殘余預(yù)緊力為0，那是極端理想的情況。

4 O* E7 x1 H& j  U那么稍微放松一下，取值0.5F是否可以。
$ X% K1 V/ c' R* A! R
5 M0 z0 P) g* e5 {$ f因?yàn)槲疫@個(gè)F值也很大的。

very0717

oldpipe 發(fā)表于 2016-6-10 01:04
9 F! W$ i4 u. Y# \& ~至于F”的取值，沒(méi)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(guò)程是這樣的
& e4 v8 C2 p! M; m3 w# \0. 假定螺栓數(shù)量，螺栓規(guī)格，螺栓強(qiáng)度等級(jí)
0 e- S0 _: Z' }) n) n4 r! w1. 計(jì)算出工作力
  ^# [# f5 D% ]7 l2. 選擇殘余預(yù)緊力=1.5倍的工作力
8 Q! k1 `& E1 K5 s. x3. 計(jì)算總力=工作力+殘余預(yù)緊力
4. 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。
( ]- _7 s! S; d( |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

! K$ |/ l9 X% k" t3 z' S
我最后算出來(lái)的是M36，10.9級(jí)，預(yù)緊力將近30噸力，我該用什么辦法來(lái)達(dá)到�。科胀ǖ呐ちΠ馐帜軐�(shí)現(xiàn)嗎？
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伯努利111

very0717 發(fā)表于 2016-6-10 12:00
% {. H8 m$ R7 E3 L# x) L7 I) t. ~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(wèn)題，你o型圈盡量不要放在接合面，密封效果不好