推车式干粉灭火器设计计算书Word文件下载.doc

推车式干粉灭火器设计计算书Word文件下载.doc

《推车式干粉灭火器设计计算书Word文件下载.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《推车式干粉灭火器设计计算书Word文件下载.doc（37页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

其中水压试验压力Pt为1.5倍的最大工作压力Pms或2.0MPa，取其中较大者

Pt=1.5×

Pms

Pt—水压试验压力MPa

Pms—最大工作压力MPa

则Pt=1.5×

1.4=2.1MPa

由计算结果，可确定MFTZ/ABC35型推车式干粉灭火器水压试验压力为2.1MPa。

5、灭火器筒体材料的选择

根据GB5100-1994标准中第5.1条款的规定，考虑到材料的机械性能等条件，拟选定HP295气瓶钢板，其机械性能按Q/BQB321-94-宝山钢铁（集团）公司企业标准《焊接气瓶用热轧钢板及钢带》如表1：

表1

牌号

屈服点σsMPa

抗拉强度σbMPa

伸长率δs%

HP295

≥295

≥440

≥26

6、灭火器筒体壁厚的计算

6.1计算方法及计算公式

MFTZ/ABC35型灭火器筒体上下封头采用冲压成形工艺制造，筒体采用钢板卷圆，与封头拼焊的工艺制造。

由于筒身和封头最小壁厚计算不一，所以两者分别计算，整体选定钢板厚度应满足其中较大值。

6.1.1筒体的设计壁厚（即最小壁厚）计算，按GB5100-94标准中第5.5.1条款规定的公式计算：

S1—筒体设计壁厚mm

Ph—筒体水压试验压力MPa

Di—筒体内径mm

σs—屈服应力或常温下材料屈服点MPa

φ—焊缝系数φ=0.9

6.1.2封头设计壁厚计算，按GB5100-94标准中第5.5.2条款规定的公式计算：

S2—封头设计壁厚mm

K—封头形状系数K，对于标准椭圆封头（Hi=0.25Di），K=1

6.1.3整体瓶体设计壁厚计算按GB5100-94标准中第5.5.3条款规定应符合。

a当钢瓶内直径Di＜250mm时，不小于2mm。

b当钢瓶内直径Di≥250mm时，不小于按下式计算的厚度

S—瓶体设计壁厚mm

D0—钢瓶外直径mm

6.1.4钢瓶筒体和封头的名义壁厚按GB5100-94标准中第5.5.4条款规定应相等，确定瓶体的名义厚度时，应考虑腐蚀量、钢板厚度负偏差和工艺减薄量。

6.2计算

6.2.1MFTZ/ABC35型灭火器筒体设计壁厚（即最小壁厚）计算

其中：

Ph=2.1MPa

Di=314mm

σs=295MPa

φ=0.9局部射线探伤纵焊缝系数

则:

MFTZ/ABC35型灭火器筒体设计壁厚为1.62mm。

6.2.2MFTZ/ABC35型灭火器封头设计壁厚（即最小壁厚）计算

K=1

MFTZ/ABC35型灭火器封头设计壁厚为1.46mm。

6.2.3MFTZ/ABC35型灭火器瓶体设计壁厚（即最小壁厚）计算

D0=320mm

∴MFTZ/ABC35型灭火器瓶体设计壁厚应为2.28mm。

6.3MFTZ/ABC35型灭火器瓶体名义壁厚的确定

6.3.1根据GB5100-94第5.5.4条款规定，瓶体的名义壁厚确定时，应考虑腐蚀量、钢板厚度负偏差和工艺减薄量。

6.3.2钢板负偏差按GB708-65《轧制薄钢板厚度的允许偏差表》中查得有关厚度的允许偏差列于表2

表2（mm）

钢

板

厚

度

mm

允

许

偏

差

精

级

别

2.5

2.8~3

3.2~3.5

A高精度

±

0.15

0.16

0.18

B较高精度

0.17

0.20

设计选用B较高精度

6.3.3工艺减薄量 由于封头采用拉伸成型，考虑拉伸工艺减薄量≤5%可取0.05mm。

6.3.4钢瓶名义壁厚确定为表3

表3（mm）

参

数

型

号

筒体设计壁厚S1

封头设计壁厚S2

瓶体设计壁厚S

工艺减薄量

钢板负偏差

瓶体名义壁厚

MFTZ/ABC35型

1.62

1.46

2.28

0.05

＞2.51选定为3mm

根据计算值，考虑到钢板厚度负偏差，腐蚀量及封头拉伸的工艺减薄量，以及便于采购管理等因素，从而确定MFTZ/ABC35型瓶体的筒身和封头选用HP295气瓶钢板（普通轧制精度），厚度选定为3.0mm，允许钢板偏差±

0.18mm。

7、灭火器筒体爆破压力的计算

7.1计算方法及计算公式

推车式干粉筒体爆破压力计算按GB5100-94第5.2.3.6条款的规定：

钢瓶爆破试验结果应符合下列规定：

a在试验压力Ph下，钢瓶的容积残余变形率不大于10%；

b爆破压力实测值Pb，不小于按下式计算的结果：

Pb—钢瓶实测爆破压力MPa

σb—标准规定的抗拉强度MPa

D0—钢瓶外直径mm

Sb—瓶体实测最小壁厚mm，此时拟Sb=S代入

c钢瓶破裂时的容积变形率（钢瓶容积增加量与试验前瓶体实际容积比）不小于下表的规定：

瓶体长度与公称直径比L/D

σbMPa

≤360

＞360~490

＞490

容积变形率%

＞1

20

15

12

≤1

14

8

d钢瓶破裂不产生碎片，爆破口不发生在封头上（只有一条环焊缝，L≤2D0的钢瓶除外），纵焊缝及其熔合线上，环焊缝上（垂直于环焊缝除外）。

e钢瓶的爆破口为塑性断口，即断口上有明显的剪切唇，但没有明显的金属缺陷。

7.2计算

7.2.1MFTZ/ABC35型推车式干粉灭火器筒体在水压试验压力2.1MPa下，钢瓶的容积残余变形率不大于10%。

7.2.2MFTZ/ABC35型灭火器筒体爆破压力的实测值Pb计算

Sb=2.28mm

σb=440MPa

D0=320mm

∴MFTZ/ABC35型灭火器爆破压力实测值应大于等于6.3MPa。

7.2.3MFTZ/ABC35型灭火器筒体破裂时的容积变形率计算

MFTZ/ABC型推车干粉灭火器筒体长度与公称直径比L/D≥1，σb=440MPa，则：

MFTZ/ABC35型灭火器筒体破裂时的容积变形率不小于15%。

8、灭火器筒体容积的计算

8.1MFTZ/ABC型灭火器筒体的理论容积的计算

由GB4066.2-2004标准中规定ABC干粉灭火剂的松密度≥0.80g/ml，厂方公布值±

0.1，我公司设计选定的ABC干粉灭火剂的充装系数为0.85g/ml

灭火器筒体理论容积的计算公式

W—表示标准规定的充装量kg

f—ABC干粉灭火剂的松密度，f=0.85g/ml

MFTZ/ABC35型灭火器筒体理论容积为

∴MFTZ/ABC35型灭火器筒体理论容积为41.18±

0.83L。

8.2MFTZ/ABC35型灭火器筒体实际容积的计算

8.2.1初定筒体几何形状及尺寸如图示：

V1V2V3

h1h2h3

h

MFTZ/ABC35型灭火器筒体实际参数选定为

规

格

MFTZ/ABC35

Di

314

h

625

h1=h3

72.5

h2

480

8.2.2MFTZ/ABC35型灭火器筒体实际容积计算公式

V实=V1+V2+V3

V1=V3—椭圆形封头容积L

V2—圆柱形筒体容积L

Di—筒体内直径mm

h2—圆柱形筒身高度mm

h1—封头内凸面高度mm，按GB5100-94第5.4.3条款规定h1≥0.2Di的要求,即：

MFTZ/ABC35型灭火器筒体h1≥0.2Di=0.2×

314=62.8mm取h1=72.5mm

8.2.3MFTZ/ABC35型灭火器筒体实际容积计算

V实=V1+V2+V3=2V1+V2

V实=2V1+V2=2×

3.74+37.17=44.65L

即MFTZ/ABC35型灭火器筒体实际容积为44.65L。

9、筒体与器头连接螺纹强度计算

9.1计算方法和公式

筒体与器头连接的螺纹为M52×

1.5（见图示、），该螺纹的连接由非标准螺纹零件构成，属于受轴向载荷的预紧联接，因此除应校核该螺纹联接的抗拉强度外，还需校核螺纹牙的剪切强度和弯曲强度，按《机械工程手册》⑸中有关螺纹强度计算的公式进行。

9.1.1螺纹连接抗拉强度计算公式

σL—螺纹部分危险剖面拉应力N/mm2

PΣ—螺纹部分的总拉力N

PΣ=（K0+Kc）P=（1.8+0.2）P=2P

K0—预紧系数，对有紧密性要求的压力容器，查《机械工程手册》⑸表27.2~12选取K0=1.8。

Kc—刚性系数，查《机械工程手册》⑸表27.2~11选Kc=0.2

P—最大压力对筒体连接螺纹的载荷N

Am—密封口受力处最大面积mm2

d—密封口直径见图示2.3

Pmax—最大压力N/mm2

Am—螺纹零件受力部分最小剖面积mm2

［σ］L—螺纹零件的许用拉应力N/mm2

9.1.2螺纹牙剪切强度计算公式

外螺纹

内螺纹

τ—螺纹牙的剪切应力N/mm2

d1—螺纹内径mm

d—螺纹外径mm

PΣ—与9.1.1款内容相同N

b—螺纹牙根的宽度mm普通螺纹b=0.87tmm

t—螺距mm

z—旋合圈数

［τ］—螺纹牙的许用剪切应力N/mm2

Kz—考虑螺纹各圈载荷不均的系数，内螺纹为钢、外螺纹为铜，且d/t＞9时，Kz=0.56~0.75,校核时取0.56

9.1.3螺纹牙弯曲强度计算公式

σw—螺纹牙的弯曲应力N/mm2

［σ］w—螺纹牙的许用弯曲应力N/mm2

h—螺纹牙的公称工作高度

查GB196-63《普通螺纹尺寸》h=0.5413t

Pz、Kz、d1、b、z、d同9.1.2款内容相同

9.2设计选定的参数

9.2.1图2筒体颈口螺纹M52×

1.5，采用冷轧无缝钢管20#，从YB231-70《无缝钢管》中查得σb=42kgf/mm2=411.6N/mm2，σs=25kgf/mm2=245N/mm2。

图3器头螺纹M52×

1.5，选用材料为铅黄铜HPb59-1，从YB460-71中查得

σb=350N/mm2，σs=145N/mm2

9.2.2螺纹连接的各部位尺寸见图示

9.2.3最大压力的确定：

筒体和连接零件按GB8109-2005要求必须能经受爆破试验,因此爆破压力即为最大压力,由第7条款可知：

Pmax=Pb=6.3MPa

9.3筒体颈口内螺纹的连接,只需校核螺纹牙的剪切强度和弯曲强度,因为颈口内螺纹受力最薄弱处（图示2A处）未受到螺纹的拉力，只受到筒体的内压力与筒身部位受力相同，该零件设计选用材料为冷轧无缝钢管20#，抗拉强度和屈服强度与筒体材料基本相同，而最薄弱处的厚度大于筒体壁厚，直径比筒体直径小好几倍，所以抗拉强度足够，可以免做计算。

9.3.2筒体颈口内螺牙剪切强度校核

9.3.2.1筒体颈口内螺牙剪切强度的计算按9.1.2款公式进行.

9.3.2.2筒体颈口内螺牙剪切强度的计算

PΣ=2P

d0=58mm

Kz=0.56

d=52mm

b=0.87t×

1.5=1.305mm

z=6圈

则

9.3.2.3螺纹许用剪切应力［τ］的计算,查《机械工程手册》五卷，表27.2~22

式中：

σs—螺纹材料屈服强度N/mm2,见9.2.1条款内容

9.3.2.4校核结果

MFTZ/ABC35型灭火器颈口内螺纹牙剪切强度τ=20.8N/mm2＜［τ］=98N/mm2强度足够。

9.3.3筒体颈口内螺牙弯曲强度校核

9.3.3.1筒体颈口内螺牙弯曲强度的计算按9.1.3款公式进行

9.3.3.2筒体颈口内螺牙弯曲强度的计算

PΣ=2P=2×

16645.1=33290.2N

h=0.5413t=0.5413×

1.5=0.81195mm

b=0.87t=1.305mm

9.3.3.3螺纹许用弯曲应力的计算

查《机械工程手册》（五卷）表27.2~6及27.2~22规定

式中:

［τ］—许用拉应力N/mm2

σs—材料屈服极限N/mm2

n—安全系数，不控制预紧力时，查《机械工程手册》五卷，表27.2~24n=2

9.3.3.4校核结果

MFTZ/ABC35型灭火器颈口螺纹弯曲强度σw=86.7N/mm2＜［σ］w=122.5N/mm2，强度足够。

9.4器头外螺纹连接强度计算

9.4.1器头外螺纹要承受筒体内压力和密封的预紧力，其材料为铅黄铜，其抗拉强度低于筒体颈口内螺纹的材质20#钢，因此，必须对外螺纹的剪切、弯曲强度进行校核，而器头螺纹连接后为整体受力，抗拉强度可免于校核。

9.4.2器头外螺牙剪切强度的校核

9.4.2.1器头外螺牙剪切强度τ的计算按9.1.2款公式进行.

9.4.2.2灭火器器头外螺纹剪切强度的计算

Pz=33290.2N/mm2

d1=52-1.0825t=52-1.0825×

1.5=50.376mm

9.4.2.3器头外螺纹许用剪切应力τ的计算

9.4.2.4校核结果

MFTZ/ABC35型灭火器器头螺纹剪切强度τ=48N/mm2＜［τ］=58N/mm2，强度足够。

9.4.3器头外螺纹牙弯曲强度校核

9.4.3.1器头外螺纹牙弯曲强度计算按9.1.3款公式进行.

9.4.3.2器头外螺纹弯曲强度的计算

PΣ=33290.2N/mm2

h=0.5413t=0.81195mm

K=0.56

d1=52-1.0825t=50.376mm

9.4.3.3器头螺纹许用弯曲应力［σ］w的计算

查《机械工程手册》五卷，表27.2~6及表27.2~22

［σ］L—许用拉应力N/mm2

σs—材料屈服极限N/mm2

n—安全系数，不控制预紧力时，查《机械工程手册》五卷表27.2~24，n=1.5

9.4.3.4校核结果

MFTZ/ABC35型灭火器器头螺纹弯曲强度σw=89.5N/mm2＜［σ］w=96.6N/mm2，强度足够。

10、开启力计算

灭火器阀门采用内涨式密封，开启灭火器阀门必须克服灭火器开启受力图中所示A点向上的密封力，而密封力F又等于灭火器内静压力F1与弹簧力F2之和，根据GB8109-2005第6.10.5.4条款的规定，推车式灭火器在55℃时，开启机构和喷射控制阀的开启力不应大于300N。

7015

CBA

fF

灭火器开启受力图

10.1灭火器开启力计算公式

根据杠杆原理F·

（AB）=f·

（BC）

则：

f—灭火器开启力N

F—灭火器阀座密封力N

F=F1+F2

F1—灭火器阀芯所受的静压力N

F1=P·

A

P—灭火器设计压力P=1.4MPa

A—阀芯密封口截面积

d—阀芯密封口内径d=22mm

F2—阀门开启时弹簧工作载荷，F2=14.7kgf=144.06N

10.2灭火器开启力计算

则f≈145N＜300N

故灭火器操作机构设计符合标准的要求。

目录

1、编制依据及规范标准 4

1．1、编制依据 4

1.2、规范标准 4

2、主要技术标准及设计说明 4

2.1、主要技术标准 4

2.2、设计说明 4

2.2.1、桥面板 5

2.2.2、工字钢纵梁 5

2.2.3、工字钢横梁 5

2.2.4、贝雷梁 5

2.2.5、桩顶分配梁 5

2.2.6、基础 6

2.2.7、附属结构 6

3、荷载计算 6

3.1、活载计算 6

3.2、恒载计算 7

3.3、荷载组合 7

4、结构计算 7

4.1、桥面板计算 8

4.1.1、荷载计算 8

4.1.2、材料力学性能参数及指标 9

4.1.3、力学模型 9

4.1.3、承载力检算 9

4.2、工字钢纵梁计算 10

4.2.1、荷载计算 10

4.2.2、材料力学性能参数及指标 11

4.2.3、力学模型 11

4.2.4、承载力检算 11

4.3、工字钢横梁计算 13

4.3.1、荷载计算 13

4.3.2、材料力学性能参数及指标 13

4.3.3、力学模型 14

4.3.4、承载力检算 14

4.4、贝雷梁计算 15

4.4.1、荷载计算 15

4.4.2、材料力学性能参数及指标 16

4.4.3、力学模型 16

4.4.4、承载力检算 17

4.5、钢管桩顶分配梁计算 18

4.5.1、荷载计算 18

4.5.3、力学模型 19

4.5.4、承载力检算 19

4.6、钢管桩基础计算 19

4.6.1、荷载计算 19

4.6.2、桩长计算 20

4.7、桥台计算 20

4.7.1、基底承载力计算 21

附件：

栈桥计算书

1、编制依据及规范标准

1．1、编制依据

（1）、现行施工设计标准

（2）、现行施工安全技术标准

1.2、规范标准

（1）、公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004）

（2）、公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ024-85）

（3）、公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86）

2、主要技术标准及设计说明

2.1、主要技术标准

桥面宽度：

4.5m

设计荷载：

75t履带吊（负载10t）及公路—Ⅰ级汽车荷载

栈桥全长：

105m、51m

起止里程：

K18+980.5～K19+100、K19+320～K19+380，

2.2、设计说明

根据本工程特点和现场地形水文条件，考虑施工周期和地方资源，跨后横河及七工段直河施工便道采用下承式受力栈桥、路基相结合的结构形式，中间考虑Ⅸ通航要求。

栈桥起止里程K18+980.5～K19+100、K19+320～K19+380，设计全长分别96m、48m.采用跨径布置形式：

6×

12m+2×

10.5m、2×

10.5m.栈桥设计荷载主要考虑结构自重和75t履带吊（负载10t）及公路—Ⅰ级汽车荷载荷载。

现将各部分结构详述如下：

2.2.1、桥面板

栈桥桥面板材料为A3钢板，钢板厚度为6mm，钢板焊接在中心间距150mm的I12.6a工字钢纵梁上。

2.2.2、工字钢纵梁

桥面板下设置I12.6a工字钢纵梁，工字钢纵梁在车轮通过区域中心间距150mm，其余设置为300m顺桥向设置。

I12.6a工字钢纵梁搁置在中心间距1500mm的I32a工字钢横梁上。

I12.6a纵梁与桥面板及横梁均焊接牢固。

2.2.3、工字钢横梁

I12.6a工字钢纵梁下设置中心间距1500mm的I32a工字钢横梁，横向穿过贝雷纵梁的下弦杆。

I32a横梁通过U型卡与贝雷片下弦杆连接。

2.2.4、贝雷梁

栈桥两侧采用每侧1组三排单层不加强型贝雷