法蘭設計-螺栓法蘭連接結構

現行金屬墊片的設計以墊片系數或線密封比壓為依據,主要針對法蘭強度問題,而沒有定量泄漏和緊密性的概念,因此無法從理論上說明連接是否緊密。在金屬墊片變截面泄漏通道的泄漏率計算公式、接觸應力分布的解析算法以及連接結構變形協調分析的基礎上,建立連接系統的緊密性分析方法。實例分析表明:通過增加墊片應力(即提高螺栓載荷),可降低連接的泄漏率,但當墊片應力水平較高時,效果并不顯著。對于密封性要求高的連接,可以采用表面較光滑的墊片。以最大允許泄漏率為設計準則的設計方法與以強度為設計準則的規范設計方法相結合,有可能發展成為一種新的密封連接設計方法。

fpr（玻璃鋼）法蘭連接螺栓長度 磅級管徑管插入深度（ds）fpr法蘭厚度a105法蘭厚度螺栓個數fpr-a105螺栓fpr-fpr螺栓fpr-單向閥-fprfpr-蝶閥-fpr 150lb2＂4650.819.545/8＂×4.5＂5/8＂×5.75＂5/8＂×8.25＂5/8＂×7.5＂ 150lb3＂4650.823.545/8＂×4.75＂5/8＂×5.75＂5/8＂×8.75＂5/8＂×7.75＂ 150lb4＂4650.823.585/8＂×4.75＂5/8＂×5.75＂5/8＂×8.75＂5/8＂×8＂ 150lb6＂5760.45225.583/4＂×5.50＂3/4＂×6.75＂3/4＂×10.75＂3/4＂×9.25＂ 150lb8＂

螺栓法蘭結構以其構造簡單、可靠性性能優良的特點被廣泛應用于航空航天、核能等工業領域中。在連接面處,由于預緊力、摩擦力、拉壓受力分布不均使得螺栓連接的工作狀態相對復雜。本文首先介紹螺栓法蘭連接結構研究中發現的接觸、摩擦等工程現象和對該類問題的研究思路,然后對螺栓法蘭連接結構相關研究成果進行介紹,最后對該結構特性研究進行總結與展望。

文章編號:1007-967x(2005)03-0046-03 法蘭連接中的螺栓預緊力 葉紅,顏廷武,劉元勝 (沈陽石蠟化工有限公司,遼寧沈陽11014) 摘要:法蘭連接中螺栓的預緊力,要滿足法蘭接頭在操作時不發生泄露。敘述了螺栓從預緊狀 態到操作狀態過程中法蘭接頭的變化。預緊力應是考慮了內壓作用和墊片在升壓過程中 松弛的綜合結果。 關鍵詞:法蘭;螺栓;預緊力;計算 中圖分類號:th131.3文獻標識碼:a 1概述 由于生產操作上的需要及制造、安裝、檢修、運 輸的方便,各工業部門的容器或管道經常做成可拆 卸的。采用了可拆卸連接后,保證聯接口密封的可 靠性,成為決定工業生產能否正常運行的必要條件。 螺栓連接的法蘭接頭是一種應用極為廣泛的結 構,它屬于強制密封,依靠聯接件通過被聯接件強制 擠壓密封元

比較了兩種主要的螺栓———法蘭連接結構-主螺栓連接和抗剪螺栓連接在結構方面的特點;提出了一種新開發設計的d形抗剪螺栓結構;探討了高壓密封結構中d形抗剪螺栓的設計,并與普通拉伸螺栓、一般抗剪螺栓的設計進行了比較。結果表明d形抗剪螺栓連接結構裝拆迅速、連接安全、密封可靠,可應用于經常裝拆的高壓容器或管道的密封連接。

所建立的參數化三維有限元模型,充分考慮了法蘭螺栓聯接系統的應力集中、墊片材料非線性特性以及各元件的接觸非線性,研究了螺栓法蘭連接系統各元件之間的相互作用,分析了預緊力、密封介質內壓力等因素對墊片應力的影響。結果表明墊片應力在徑向隨著節點半徑的增大而增大,隨著預緊力的增大而增大,隨著內壓力的增大而減小,在周向螺栓附近的應力明顯大于其它處應力。當墊片最外側應力低于了密封所要求的最低應力時,螺栓法蘭連接系統發生泄露。

利用有限元軟件abaqus建立了螺栓法蘭連接系統的實體模型,采用熱結構耦合分析方法,研究了法蘭公稱直徑為100mm的螺栓法蘭系統的溫度場及其應力場,以及在預緊力和溫度梯度操作條件下螺栓等效應力、軸向應力、徑向應力和切向應力的變化關系.結果表明,溫度場對螺栓軸向兩端的應力影響較大,當內壁溫度為100℃時螺栓頭靠近法蘭一側的等效應力增加了250mpa,螺栓上靠近法蘭一側的螺紋的等效應力增加100mpa,而溫度場對螺栓遠離法蘭一側的螺紋的應力影響很小,說明設計時應重點考慮熱應力對靠近法蘭一側的螺紋與螺栓頭的影響.

法蘭連接中螺栓擰緊力矩的計算

對壓力管道法蘭連接中螺栓的受力、預緊力的計算方法進行了分析,研究了墊片的密封性能,包括基本密封特性、壓力-回彈特性、墊片的厚度和寬度效應。得出了法蘭連接時,連接點的泄漏與螺栓預緊力、密封面狀態、使用工況、墊片等有關的結論。

本文提出螺栓法蘭連接的緊密性概念,針對螺栓法蘭連接長時間在高溫條件下會失效的問題,對法蘭連接的三個主要部件作了失效分析,從理論上提出了相應的措施以降低因連接失效造成的損失。

根據螺栓法蘭連接系統的模糊性、連接系統的主要故障及其失效原因,建立以連接系統泄漏失效為頂事件的故障樹.依據模糊集理論,基于基本事件發生概率的三角模糊分布,對所建立的故障樹進行了模糊分析.采用fussel算法得到了頂事件的最小割集,求取了頂事件的模糊概率及不同置信水平下頂事件的隸屬函數;將模糊重要度中值分析法引入螺栓法蘭連接系統的故障樹分析中,獲得了頂事件最小λ截集水平下的各基本事件的模糊重要度,得到影響連接系統泄漏失效行為的重要因素,并給出相應的泄漏預防與控制策略.

筆者于2012年5月對株洲某公園的游樂設施進行定期檢驗中,發現"飛龜"旋轉臂法蘭處有一連接螺栓斷裂。經過向設備經營管理者了解,這并不是這個位置螺栓的第一次斷裂,設備總共才運營了一年多,已經發生過好幾次。雖然這次的設備缺陷沒有造成重大的傷亡事故。因為某個螺栓的斷裂影響到整個法蘭的

法蘭連接

法蘭連接.

法蘭連接

對金屬墊圈的密封性能進行了廣泛的試驗研究，測定了墊圈預緊密封比壓參數ｙ和墊圈系數ｍ值，并與ａｓｍｅ規范值進行了對比。采用ａｂ試驗方法，對墊圈的典型密封特性進行了研究。此外，通過對法蘭連接系統的整體分析，得出了從安裝狀態到操作條件下螺栓載荷的變化規律。在上述基礎上，討論了一種新的密封設計方法，并給出有關計算式。

螺栓法蘭系統作為一種方便的可拆卸連接,在現代化工、航空航天等領域應用非常廣泛。這種連接結構不僅要求各連接元件在預緊和操作情況下不發生強度破壞,同時還要求滿足一定的密封性能。本文將墊片螺栓法蘭作為一個整體,考慮到法蘭旋轉、內壓對墊片螺栓法蘭系統受力與變形的影響,按照極限載荷法確定螺栓與法蘭環的極限狀態,對螺栓按拉伸、拉伸與彎曲組合計算模糊可靠度,對法蘭環軸向按彎曲、徑向及軸向按彎曲與薄膜應力組合計算其模糊可靠度。算例表明,本文提出的螺栓法蘭可靠度計算方法是可行的

法蘭連接形式 法蘭密封結構為平法蘭或法蘭開槽用矩形或圓形斷面密封。密封槽應開在迎著氣流方向（如圖1～圖4中箭頭所示）的法蘭平面上。 圖1固定法蘭與固定法蘭連接圖2活套法蘭與活套法蘭連接 圖3固定法蘭與活套法蘭連接圖4兩活套法蘭用鉤形螺栓連接 頁碼，1/1法蘭連接形式 2012/12/20機械設計手冊（新編軟件版）2008\tmp\p9-48.mht

6.法蘭連接解析

法蘭連接 (2)

在城網線路建設中,鋼管桿得到了廣泛的應用。通過對鋼管桿法蘭連接所采用各級螺栓的設計比較,提出可以放心應用8．8級高強螺栓。總結了高強螺栓在應用時的注意事項。