卧式储罐的法兰设计

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1、HefeiUniversity《化工机械与设备》过程考核之二——常用零部件设计题目：卧式储罐法兰盘设计系别：化学材料与工程系班级：10化工（4）姓名：学号：队别：Team5队员：教师：胡日期：2012-12-127目录一、前言........................................2二、法兰机械设计................................3（一）、法兰设计..............................3（二）、垫片设计及选择........................4（三）、螺柱设计.....................

2、.........5三、法兰强度校核................................5四、明细表......................................6五、总结........................................7参考文献....................................77一、前言：法兰又叫法兰盘。法兰是一种盘状零件，在管道工程中最为常见，法兰都是成对使用的。在管道工程中，法兰主要用于管道的连接。在需要连接的管道，各种安装一片法兰盘，低压管道可以使用丝接法兰，4公斤以上压力的使用焊接法兰。两片法兰盘之间

3、加上密封点，然后用螺栓紧固。不同压力的法兰有不同的厚度和使用不同的螺栓。法兰连接主要优点是密封可靠、强度足够及应用广泛。缺点是不能快速拆卸、制造成本较高。法兰用途有暖通、电力、楼宇供水、压力容器配件、压力管道配件、石油、化工、造船、制药、冶金、机械、冲压弯头食品等行业。本次零部件设计将设计一个卧式储罐管道连接法兰盘。该法兰属于甲型板式平焊法兰，焊接接口，四螺柱连接，设计压力1.6MPa。实物图：法兰盘。二、法兰机械设计1、法兰设计：7垫片强制密封有两个条件：预紧密封条件和操作密封条件。法兰连接在形成预紧密封条件时，垫圈单位面积上的压紧力称为垫片的密封比压力，用y表示。垫片材料越硬，y越高。法

4、兰连接在形成操作密封条件时，垫圈单位面积上的压紧力与其内压力的比值，称为垫片系数，用m表示。m随垫片硬度增大而增大。平面法兰密封面具有结构简单，加工方便，且便于进行防腐衬里等的优点，由于这种密封面和垫片的接触面积较大，如预紧不当，垫片易被挤出密封面。也不宜压紧，密封性能较差，适用于压力不高的场合，一般使用在PN≤2.5MPa的压力下。凹凸面法兰密封面相配的两个法兰结合面是一个凹面和一个凸面。安装时易于对中，能有效地防止垫片被挤出密封面，密封效果优于平面密封。榫槽面法兰密封面相配的两个法兰结合面是一个榫面和一个槽面。密封面更窄。由于受槽面的阻挡，垫片不会被挤出压紧面，且少受介质的冲刷和腐蚀。安

5、装时易于对中，垫片受力均匀，密封可靠，适用于易燃、易爆和有毒介质的运用。只是由于垫片很窄，更换时较为困难。2、垫片设计与选择：应根据设计条件和使用介质，选定适当垫片种类、材质、并确定垫片尺寸（内径和外径），以此计算预紧和操作状态下压紧力，材质为GB/T3985石棉橡胶板垫圈。查《管法兰垫片紧固件选用手册》和，从经济性及加工的难易程度考虑，可选择整体法兰，密封面形式为平面。法兰类型标准号密封面形式公称压力/Mp公称通经接管外经所属体系板式平焊法兰GB/T9113.1-2004平面PNDN100米制系列欧洲体系3、螺柱设计：在选用适当螺柱材料基础上，根据垫片所需压紧力分别计算螺栓面积，取大者作计

6、算面积，实际螺柱面积应不小于计算面积。螺柱设计的关键是须确定一尽可能小螺柱中心圆直径，通过试算合适螺柱规格和数量进行。螺柱材质为用GB/T69935M9X25mm数量为4的螺柱。A，查《管法兰垫片紧固件选用手册》PN平面突面整体钢质管法兰（GB/T9113.1-2000）可知：7公称通经DN连接尺寸法兰外经D螺栓孔中心圆直径K螺栓孔径L螺栓数量n螺纹规格10013812694M9密封面法兰厚度C法兰颈dfNR1562131406B、计算螺栓长度查《管法兰垫片紧固件选用手册》可知：——紧固件（双头螺柱）长度（mm）——法兰厚度C=13mm——法兰厚度偏差△C=3mm——螺母最大厚度m=10mm

7、——紧固件倒角端长度——螺栓或螺柱安装时最小伸出长度——螺栓或螺柱的长度偏差——点片厚度，一般取计算可得：L=51mm三、法兰强度校核1、轴向应力：对整体法兰（除图9-1（c）、（g）外）：σH≤1.5［σ］ft与2.5［σ］nt小值。［σ］ft是法兰材料在设计温度下的许用应力，［σ］nt是壳体或接管材料在设计温度下的许用应力。对按整体法兰计算的任意法兰及图9-1（g）所示的整体法兰：σH≤1.5［σ］ft与