金属补偿器计算(大全)

文档

. 补偿器按约束型式分类表

类型 产品类型（代号） 吸收位移形式

无

约

束

型 单式轴向型补偿器（DZ）

轴 向 串式通用型补偿器（TCB）

外压轴向型补偿器（WZ）

矩型金属补偿器

复式自由型补偿器（FZ） 横向、轴向、角向

约

束

型 直管压力平衡型补偿器（ZP） 轴 向

旁通直管压力平衡型补偿器（PP） 轴 向

弯管压力平衡型补偿器（WP） 横向、轴向、角向

复式拉杆型补偿器（FL） 横 向

复式铰链型补偿器（FJ） 横 向

复式万向铰链型补偿器（FW） 横 向

单式铰链型补偿器（DJ） 角 向

单式万向铰链型补偿器（DW） 角 向

其

它

型

式 旋转补偿器 角 向

套筒补偿器 轴 向

球型补偿器 角 向

管道伸缩器 轴 向

煤粉管道补偿器系列 横向、轴向、角向

非金属补偿器 横向、轴向、角向

波纹管型式及代号

波纹管型式 代号 补偿器端部连接型式 代号

无加强U型 U 焊接 H 文档

. 加强U型 J 法兰 F 文档

. 单式轴向型（DZ）补偿器

代号标记示例

DZ U H 16 - 800 × 6

波数

公称通径

设计压力，1.6MPa（16kgf/2cm）

接管焊接连接 无加强U型波纹管 单式轴向型

波纹管型式及代号

波纹管型式 代号

无加强U形 U

加强U形 J

Ω形 O

补偿器端部连接型式及代号

补偿器端部连接型式 代号 法兰接管波纹管拉杆组件文档

. 焊接 H

法兰 F

一、 补偿量（x、y、ɑ）及刚度（Kx、Ky、Kɑ）的修正计算

1、 样本上所列的补偿量x0、yO、ɑ0，系疲劳寿命N=1000次（寿命安全系数为15），工作温度为20℃时，单独进行轴向、横向及角向补偿时的相应补偿量。当疲劳寿命N≠1000次时，可查图1曲线，修正得到轴向、横向及角向补偿量x、y、ɑ

（当修正得到的ɑ＞ɑ0时，取ɑ=ɑ0）

例1：求N=3000次时，DZJH25-600×8，补偿器的x=?、y=?、ɑ=?

解：查样本得x0=46、y0=11.2 、ɑ0=±4

查图1，因产品代号中有J,故查带加强环的波纹管曲线，得fN=0.71,

那么，x=fN×x0=0.71×46=32. 7 y=fN×y0=0.71×11.=8 ɑ=fN×ɑ0=0.71×4=±2.8

2、 样本上所列的Kx0、Ky0、Kɑ0，系工作温度t=20℃时的轴向刚度、横向刚度及角向刚度。当t≠20℃时，可查图2曲线，修正得到温度变更情况下的相应刚度

例2：求t=350℃时，DZJH25-600×8补偿器的Kx、Ky、Kɑ?

解：查样本得Kx0=2557、Ky0=7361、Kɑ0=2467，查图2曲线得fk=0.88

那么Kx=fk×Kx0=0.88×2557=2250 Ky=fk×Ky0=0.88×7361=6478

Kɑ=fk×Kɑx0=0.88×2467=2171

二、补偿量的选用范围

通用补偿器可以单独用作轴向补偿或横向补偿，这两种情况应分别满足X1≤文档

. X, Y1≤Y

通用补偿器不宜单独用作角向补偿，但可兼作角向补偿，即在轴向、横向、角向三种补偿中，允许同时存在任意两种或三种补偿。三种补偿量（X1 Y1 ɑ1）的选取应符合下列关系式：XXYYXX111αα

上列各式中X、Y、ɑ分别为某一疲劳寿命下单独进行轴向、横向及角向补偿时的相应补偿量

X1、 Y1、ɑ1为该疲劳寿命下同时存在的轴向、横向及角向补偿量的实际值。

例3：求代号为DZJH25-600×8的补偿器在t=350℃,N=3000次时，几种补偿方式下的补偿量

解：由例1得：X=32.7mm，Y=8.0mm，ɑ=±2.8(°)

当单独用作轴向补偿时，轴向补偿量X1≤32.7mm

当单独用作横向补偿时，轴向补偿量Y1≤8.0mm

当三种补偿都存在时，若ɑ1=±0.5(°)，Y1=1.8 mm

那么XXYYXX111αα=32.7-32.7×1.8/8-32.7×0.5/2.8=19.5 mm

三、 预变形

为了减少管架受力，可对通用补偿器在安装前进行轴向预变形，预变形量△X由下式确定：

)21(XDDGSTTTTXΔ

式中：

X ：轴向补偿量mm

TS：安装温度℃ 文档

. TG：最高使用温度℃

TD：最低使用温度℃

当算得的△X为正值时，表示预拉，△X为负值时，表示预压，△X=0，不需预变形。

预变形与否，对补偿器的寿命几乎没有影响，允许在不预变形状态下使用通用补偿器。

四、 DZ单式轴向型补偿器对于管架的作用力计算

各向补偿时 内压推力 NP=100·P·F

轴向补偿时 轴向弹力 NX=KX(f·x)

横向补偿时 横向弹力 Ny=Ky·Y

弯矩 My=Ny·L

角向补偿时 弯矩 Mɑ=Kɑ·ɑ

上列式中：

KX：轴向刚度N/ mm; X：轴向补偿量实际值mm，

KY：横向刚度N/ mm; Y：横向补偿量实际值mm

Kɑ：角向刚度N/ mm; ɑ：角向补偿量实际值(°)

P：最高工作压力MPa; F：有效面积cm2

f：计算系数，当预变形时f=1/2，当不进行预变形时f=1， L:支架至补偿器中点的距离m

例4：某碳钢管道DN600，工作压力2.5 MPa，介质温度TG=350℃，环境最低温度TD=-10℃，补偿器安装温度TS=20℃.根据管道布局，需装一单式轴向型补偿器，吸收轴向、横向及角向的管道位移。同时L=2.4 m，补偿器寿命按3000文档

. 次考虑。现从管道变形计算得X=21 mm、Y=1.8 mm、ɑ=1(°)，试计算管支座A的受力（其他管架及收受力计算本题从略）。

解：对照例3计算结果，可选用DZJH25-600×8补偿器，

由例2求得KX=2250 N/ mm，KY=6478 N/ mm, Kɑ=2171Nm/(°)

对补偿器进行轴向预变形，预变形量△X为：

mmTTTTXXDDGS8.821〕〔△

因△X为正，故应预拉

A管架受力计算（热态时）：

NPA=100×2.5×3473=868250N, NXA=KX(X×1/2)=2250×21×1/2=23625N

NYA=KY×Y=6478×1.8=11660N MyA=NyA×L=11660×2.4=27984Nm

Mɑa=Kɑa×ɑ=2171×1=2171 Nm

最终得：轴向力∑NX= NPA+ NXA=891875N

横向力∑NY= NYA=11660N

弯矩∑M= MyA +Mɑa=30155N·m

单式轴向型（DZ）补偿器

工作压力：0.1MPa 疲劳寿命：1000次 文档

. 序

号 产品代号 公

称

通

径

DN

mm 波纹管有效面积F

cm2 波数n0 产

品

总

长

L

mm 轴

向

补

偿

量X0

mm 横

向

补

偿

量

Y0

mm 角

向

补

偿

量

α0

(°) 轴

向

刚

度

Kxo

N/mm 横

向

刚

度

Kyo

N/mm 角

向

刚

度Kao

Nm/(°) 径向最大外形尺寸B

mm 接管端口尺寸

do×S

mm 产品重量kg

1 DZUH1-1000×4

1000 9458 4 676 106 7.8 ±4 248 7762 650

1280 ￠1020×10 186

2 DZUH1-1000×6 6 796 160 18 ±6 165 2300 433 201

3 DZUH1-1100×4

1100 11261 4 676 105 7.0 ±4 268 9997 838

1380 ￠1120×10 190

4 DZUH1-1100×6 6 796 158 16 ±6 179 2962 558 217

5 DZUH1-1200×4

1200 13220 4 676 104 6.4 ±4 288 12635 1059

1480 ￠1220×14 267

6 DZUH1-1200×6 6 796 156 14 ±6 192 3744 706 284

7 DZUH1-1300×4

1300 15337 4 676 103 5.9 ±4 309 15714 1316

1580 ￠1320×14 286

8 DZUH1-1300×6 6 796 154 13 ±6 206 4656 878 304

9 DZUH1-1400×4

1400 17610 4 676 101 5.4 ±3.9 330 19254 1613

1680 ￠1420×14 305

10 DZUH1-1400×6 6 796 152 12 ±5.8 220 5705 1075 324

11 DZUH1-1500×4

1500 20041 4 676 100 5.0 ±3.6 351 23307 1953

1780 ￠1520×14 325

12 DZUH1-1500×6 6 796 150 11 ±5.4 234 6906 1302 345

13 DZUH1-1600×4

1600 22629 4 676 99 4.7 ±3.4 372 27893 2337

1880 ￠1620×14 342

14 DZUH1-1600×6 6 796 148 11 ±5 248 8265 1558 364

15 DZUH1-1700×4

1700 25373 4 700 98 4.3 ±3.1 393 33063 2770

1980 ￠1720×14 376

16 DZUH1-1700×6 6 820 146 10 ±4.7 262 9796 1847 399

17 DZUH1-1800×4

1800 28275 4 700 97 4.1 ±3 414 38813 3252

2080 ￠1820×14 402

18 DZUH1-1800×6 6 820 146 9.2 ±4.5 276 11500 2168 424

19 DZUH1-1900×4

1900 31334 4 700 96 3.9 ±2.8 435 45194 3786

2180 ￠1920×14 414

20 DZUH1-1900×6 6 820 145 8.7 ±4.2 290 13391 2524 435

21 DZUH1-2000×3

2000 35066 3 725 87 2.3 ±1.8 690 91235 6718

2360 ￠1920×14 523

22 DZUH1-2000×4 4 800 116 4.1 ±2.4 517 38490 5038 544

23 DZUH1-2200×3

2200 42019 3 725 86 2.8 ±2.1 752 119206 8777

2560 ￠2220×16 621

24 DZUH1-2200×4 4 800 115 5.0 ±2.8 564 50290 6583 642