~推车式干粉灭火器%设计计算书￥编写：日期：审核：日期：批准：日期：*目录1、]2、目的及适用范围3、产品设计依据4、灭火器设计压力和工作压力的计算5、灭火器水压试验压力计算6、灭火器筒体材料的选择7、灭火器筒体壁厚的计算8、筒体爆破压力的计算9、筒体容积的计算10、/11、器头螺纹连接强度的校核计算12、开启力计算?1、目的及适用范围MFTZ/ABC 型推车式干粉灭火器由筒体、器头、喷射系统、推车行走系统、开启机构等组成，利用氮气为驱动气体，将筒体内的ABC 干粉灭火剂以粉雾状喷出扑灭火焰，是一种高效能的灭火器，它主要适用于扑救易燃液体、可燃气体和电器设备的初起火灾，还能扑灭棉、麻织品、木竹等固体物质的初起火灾。
为确保灭火器性能符合产品质量标准，特对灭火器的设计压力、筒体强度、容积等主要技术参数进行计算。
本设计计算书适用于MFTZ/ABC35型推车式干粉灭火器。
[2、产品设依据GB8109-2005 《推车式灭火器》《干粉灭火剂 第2部分：ABC 干粉灭火剂》 GB5100-1994《钢质焊接气瓶》 《机械工程手册》⑸ 机械工业出版社 《物理化学》上海化工学院胡美等编3、灭火器设计压力和工作压力的计算根据GB8109-2005的规定，MFTZ/ABC35型推车式干粉灭火器使用温度范围为-20℃~+55℃，为确保在-20℃时的喷射性能，根据试验证明，当灭火器氮气压力为（表压）时，低温喷射性能符合GB8109-2005的要求。
为保证-20℃时灭火器内部压力为（表压），+20℃时应充装氮气压力和+55℃时灭火器内部平衡压力由《物理化学》中查理定律可计算为："msms s s T PT P T T ==式中：P —-20℃时灭火器内部平衡压力Mpa P s —+20℃时灭火器内部平衡压力MpaP ms — +55℃时灭火器内部平衡压力MpaT — -20℃对应的绝对使用温度-20+273=253K T s — +20℃对应的绝对使用温度 +20+273=293K T ms —+55℃对应的绝对使用温度+55+273=328K则：MPa T T P P s s 2.125329304.1≈⨯==⋅ 、MPa T T P P s s m s ms 34.12933282.1≈⨯=⋅=由计算结果和工作压力（P s ），设计压力（即最大工作压力P ms ）的定义，可确定推车干粉灭火器的工作压力（按额定充装和加压的灭火器在20℃中放置18h 后内部平衡压力）为，设计压力即最大工作压力（按额定充装和加压的灭火器在55℃环境中放置18h 后内部平衡压力）经试验证明为。
4、灭火器水压试验压力计算根据GB8109-2005第6.10.1.1条款规定：推车式灭火器的钢质焊接筒体的材料、设计、制造、检验规则和试验方法应符合GB5100的要求。
其中水压试验压力P t 为倍的最大工作压力Pms 或，取其中较大者P t =×P ms式中：P t —水压试验压力MPa P ms —最大工作压力MPa 则 P t =×=}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。
5、灭火器筒体材料的选择根据GB5100-1994标准中第条款的规定，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16、灭火器筒体壁厚的计算 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标准中第条款规定的公式计算：,hs i h P D P S -⋅⋅=3.121ϕσ式中： S 1—筒体设计壁厚mm P h —筒体水压试验压力MPa D i —筒体内径mmσs —屈服应力或常温下材料屈服点MPa φ—焊缝系数 φ=6.1.2封头设计壁厚计算，按GB5100-94标准中第条款规定的公式计算：,式中：S 2 —封头设计壁厚mmK —封头形状系数K ，对于标准椭圆封头（Hi=），K=16.1.3整体瓶体设计壁厚计算按GB5100-94标准中第条款规定应符合。
a 当钢瓶内直径D i ＜250mm 时，不小于2mm 。
b 当钢瓶内直径D i ≥250mm 时，不小于按下式计算的厚度1250+=D S 式中：S —瓶体设计壁厚mmhsih P K D P S -⋅⋅=3.122σD 0—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。
计算6.2.1 MFTZ/ABC35型灭火器筒体设计壁厚（即最小壁厚）计算hs ih P D P S -⋅⋅=3.121φσ其中： P h =D i = 314mm σs = 295MPaφ= 局部射线探伤纵焊缝系数[则: mm S 62.11.23.19.029523141.21≈-⨯⨯⨯=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h si h P KD P S -⋅⋅=3.122σ其中： K = 1 mm S 46.11.23.1295213141.22≈-⨯⨯⨯=则：MFTZ/ABC35型灭火器封头设计壁厚为1.46mm 。
6.2.3 MFTZ/ABC35型灭火器瓶体设计壁厚（即最小壁厚）计算…1250+=D S其中：D 0=320mm则：mm S 28.21250320=+=∴MFTZ/ABC35型灭火器瓶体设计壁厚应为。
MFTZ/ABC35型灭火器瓶体名义壁厚的确定6.3.1根据GB5100-94第条款规定，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)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)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 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P h 下，钢瓶的容积残余变形率不大于10%；、b 爆破压力实测值P b ，不小于按下式计算的结果：bbb b S D S P -⋅=02σ式中： P b —钢瓶实测爆破压力MPaσb —标准规定的抗拉强度MPa D 0—钢瓶外直径mmS b —瓶体实测最小壁厚mm ，此时拟S b =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：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 ≤2D 0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。
计算7.2.1MFTZ/ABC35型推车式干粉灭火器筒体在水压试验压力下，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P b 计算bbb b S D S P -⋅≥02σ其中：S b = σb =440MPaD 0=320mm。
则：MPa P b 3.628.232044028.22≈-⨯⨯≥∴MFTZ/ABC35型灭火器爆破压力实测值应大于等于。
7.2.3 MFTZ/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ABC 型灭火器筒体的理论容积的计算由标准中规定ABC 干粉灭火剂的松密度≥0.80g/ml ，厂方公布值±，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fWV =理 |式中：W —表示标准规定的充装量kgf —ABC 干粉灭火剂的松密度，f=0.85g/ml 则：MFTZ/ABC35型灭火器筒体理论容积为L V 83.018.4185.0%235±≈±=理 ∴MFTZ/ABC35型灭火器筒体理论容积为±0.83L 。
MFTZ/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：-V 1 V 2 V 3h 1 h 2 h 3hMFTZ/ABC35型灭火器筒体实际参数选定为MFTZ/ABC35D i314规@格参 数mm8.2.2MFTZ/ABC35型灭火器筒体实际容积计算公式 V 实 = V 1+V 2+V 3 其中：V 1 = V 3—椭圆形封头容积 L—1231)2(32h DV V i ⋅==πV 2 —圆柱形筒体容积L222)2(h D V i ⋅=π D i — 筒体内直径mm h 2 — 圆柱形筒身高度mmh 1— 封头内凸面高度mm ，按GB5100-94第5.4.3条款规定h 1≥的要求,即：MFTZ/ABC35型灭火器筒体 h 1≥0. 2D i =0. 2×314=62.8mm 取h 1=72.5mm 8.2.3 MFTZ/ABC35型灭火器筒体实际容积计算>V 实 =V 1+V 2+V 3=2V 1+V 2L h D V i 74.35.72)2314.0(32)2(322121=⨯=⋅=ππL h D V i 17.37480)2314.0()2(2222=⨯=⋅=ππ V 实 =2V 1+V 2 =2×+=44.65L即MFTZ/ABC35型灭火器筒体实际容积为。
9、筒体与器头连接螺纹强度计算 计算方法和公式筒体与器头连接的螺纹为M52×（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。
