滅火器設(shè)計(jì)計(jì)算

1、推車式干粉滅火器%設(shè)計(jì)計(jì)算書編寫: 日期：審核： 日期：批準(zhǔn)：日期：1、J?.目的及適用范圍3、產(chǎn)品設(shè)計(jì)依據(jù)4、滅火器設(shè)計(jì)壓力和工作壓力的計(jì)算5、滅火器水壓試驗(yàn)壓力計(jì)算6、滅火器筒體材料的選擇7、滅火器筒體壁厚的計(jì)算8、筒體爆破壓力的計(jì)算9、簡(jiǎn)體容積的計(jì)算10、 Z.器頭螺紋連接強(qiáng)度的校核計(jì)算12、 開啟力計(jì)算1、目的及適用范圍MFTZ/ABC型推車式干粉滅火器由筒體、器頭、噴射系統(tǒng)、推車行走系統(tǒng)、開啟機(jī)構(gòu) 等組成，利用氮?dú)鉃轵?qū)動(dòng)氣體，將簡(jiǎn)體內(nèi)的ABC干粉滅火劑以粉霧狀噴出撲滅火焰，是 一種高效能的滅火器，它主要適用于撲救易燃液體、可燃?xì)怏w和電器設(shè)備的初起火災(zāi)， 還能撲滅棉、麻織品、木竹等固體

2、物質(zhì)的初起火災(zāi)。為確保滅火器性能符合產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo) 準(zhǔn)，特對(duì)滅火器的設(shè)計(jì)壓力、簡(jiǎn)體強(qiáng)度、容積等主要技術(shù)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。本設(shè)計(jì)計(jì)算書適用于MFTZ/ABC35型推車式干粉滅火器。I2、產(chǎn)品設(shè)依據(jù)GB8109-2005推車式滅火器干粉滅火劑 第2部分：ABC干粉滅火劑GB5100-1994鋼質(zhì)焊接氣瓶機(jī)械工程手冊(cè)（5）機(jī)械工業(yè)出版社物理化學(xué)上?；W(xué)院胡美等編3、滅火器設(shè)計(jì)壓力和工作壓力的計(jì)算根據(jù)GB8109-2005的規(guī)定，MFTZ/ABC35型推車式干粉滅火器使用溫度范圍為-20 +55（，為確保在-20。（2時(shí)的噴射性能，根據(jù)試驗(yàn)證明，當(dāng)滅火器氮?dú)鈮毫椋ū韷海r(shí), 低溫噴射性能符合GB8109-

3、2005的要求。為保證-20七時(shí)滅火器內(nèi)部壓力為（表壓）,+20C 時(shí)應(yīng)充裝氮?dú)鈮毫?55（時(shí)滅火器內(nèi)部平衡壓力由物理化學(xué)中查理定律可計(jì)算為：表1式中：P 一-2（TC時(shí)滅火器內(nèi)部平衡壓力MpaP,：一+20C時(shí)滅火器內(nèi)部平衡壓力Mpa %+55C時(shí)滅火器內(nèi)部平衡壓力Mpa-20+273=253K+20+273=293K+55+273=328KT 20（對(duì)應(yīng)的絕對(duì)使用溫度，+20C對(duì)應(yīng)的絕對(duì)使用溫度Tns 一十551對(duì)應(yīng)的絕對(duì)使用溫度nil n PT、1.04x293n貝ij: P = =x .2MPa T 253由計(jì)算結(jié)果和工作壓力（PJ,設(shè)計(jì)壓力（即最大工作壓力PC的定義，可確定推車 干

4、粉滅火器的工作壓力（按額定充裝和加壓的滅火器在20。（2中放置18h后內(nèi)部平衡壓力） 為，設(shè)計(jì)壓力即最大工作壓力（按額定充裝和加壓的滅火器在55七環(huán)境中放置18h后內(nèi) 部平衡壓力）經(jīng)試驗(yàn)證明為。4、滅火器水壓試驗(yàn)壓力計(jì)算根據(jù)GB8109-2005第6. 10. 1. 1條款規(guī)定：推車式滅火器的鋼質(zhì)焊接簡(jiǎn)體的材料、 設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)規(guī)則和試驗(yàn)方法應(yīng)符合GB5100的要求。其中水壓試驗(yàn)壓力匕為倍的最 大工作壓力Pms或，取其中較大者Pt=XPs式中：Pt水壓試驗(yàn)壓力MPaPn,一最大工作壓力MPa則Pt=X =由計(jì)算結(jié)果，可確定MFTZ/ABC35型推車式干粉滅火器水壓試驗(yàn)壓力為。5、滅火器簡(jiǎn)體材

5、料的選擇根據(jù)GB5100-1994標(biāo)準(zhǔn)中第條款的規(guī)定，考慮到材料的機(jī)械性能等條件，擬選定 HP295氣瓶鋼板，其機(jī)械性能按Q/BQB321-94-寶山鋼鐵（集團(tuán)）公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)焊接氣 瓶用熱軋鋼板及鋼帶如表1：牌號(hào)屈服點(diǎn)。s MPa抗拉強(qiáng)度。b MPa伸長(zhǎng)率6 s%HP295229524402266、滅火器簡(jiǎn)體壁厚的計(jì)算計(jì)算方法及計(jì)算公式MFTZ/ABC35型滅火器簡(jiǎn)體上下封頭采用沖壓成形工藝制造，筒體采用鋼板卷圓， 與封頭拼焊的工藝制造。由于筒身和封頭最小壁厚計(jì)算不一，所以兩者分別計(jì)算，整體 選定鋼板厚度應(yīng)滿足其中較大值。6.1.1筒體的設(shè)計(jì)壁厚(即最小壁厚)計(jì)算，按GB5100-94標(biāo)準(zhǔn)中第

6、條款規(guī)定的公式計(jì) 算：式中：Si一簡(jiǎn)體設(shè)計(jì)壁厚mmPh筒體水壓試驗(yàn)壓力MPaDi一筒體內(nèi)徑mm。,一屈服應(yīng)力或常溫下材料屈服點(diǎn)MPa小一焊縫系數(shù) MPaW360360490490容積變形率先1?201512W114208d鋼瓶破裂不產(chǎn)生碎片，爆破口不發(fā)生在封頭上（只有一條環(huán)焊縫，LW2灰的鋼瓶除外）, 縱焊縫及其熔合線上，環(huán)焊縫上（垂直于環(huán)焊縫除外）。e鋼瓶的爆破口為塑性斷口，即斷口上有明顯的剪切唇，但沒有明顯的金屬缺陷。 計(jì)算2. 1MFTZ/ABC35型推車式干粉滅火器筒體在水壓試驗(yàn)壓力下，鋼瓶的容積殘余變形率 不大于10%。2. 2MFTZ/ABC35型滅火器筒體爆破壓力的實(shí)測(cè)值P、計(jì)算

7、八 25. a.Pb-D-Sb其中：Sb二。b =440MPaDo=320mmh625hi%h24808. 2. 2MFTZ/ABC35型滅火器筒體實(shí)際容積計(jì)算公式V 賓=V.+V2+V3其中：% = %橢圓形封頭容積LV2 圓柱形筒體容積LDj一筒體內(nèi)直徑mmh2 圓柱形筒身高度mmh封頭內(nèi)凸面高度mm,按GB5100-94第5.4.3條款規(guī)定的要求，即: MFTZ/ABC35 型滅火器簡(jiǎn)體 hO. 2D;=0. 2X314=62. 8mm 取 h1=72. 5mm2. 3 MFTZ/ABC35型滅火器筒體實(shí)際容積計(jì)算實(shí)=V1+V2+V3=2Vl+V2匕*爭(zhēng)等）2x72匕=九必2 h, =

8、4(2211)2 X 480 = 37.17L，22實(shí)=2%+匕=2X+=44. 65L即MFTZ/ABC35型滅火器簡(jiǎn)體實(shí)際容積為。9、簡(jiǎn)體與器頭連接螺紋強(qiáng)度計(jì)算計(jì)算方法和公式簡(jiǎn)體與器頭連接的螺紋為M52X （見圖示、），該螺紋的連接由非標(biāo)準(zhǔn)螺紋零件構(gòu)成,屬于受軸向載荷的預(yù)緊聯(lián)接，因此除應(yīng)校核該螺紋聯(lián)接的抗拉強(qiáng)度外，還需校核螺紋牙 的剪切強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度，按機(jī)械工程手冊(cè)中有關(guān)螺紋強(qiáng)度計(jì)算的公式進(jìn)行。9.1.1螺紋連接抗拉強(qiáng)度計(jì)算公式1.37V%=勺口式中：。1. 一螺紋部分危險(xiǎn)剖面拉應(yīng)力N/mmP一螺紋部分的總拉力NP = (K0+K,) P= ( + ) P=2PK0一預(yù)緊系數(shù)，對(duì)有緊密性要

9、求的壓力容器，查機(jī)械工程手冊(cè)表12選取K0=o(一剛性系數(shù)，查機(jī)械工程手冊(cè)表11選人二 TOC o 1-5 h z P一最大壓力對(duì)簡(jiǎn)體連接螺紋的載荷N式中：A”一密封口受力處最大面積nun2d密封口直徑見圖示Pm最大壓力N/mmAn一螺紋零件受力部分最小剖面積 nun20 -螺紋零件的許用拉應(yīng)力N/mm21.2螺紋牙剪切強(qiáng)度計(jì)算公式外螺紋T =-一匚一 T K二血。z9時(shí),Kz =，校核時(shí)取 9. 1.3螺紋牙彎曲強(qiáng)度計(jì)算公式外螺紋外=KE1%八3P5 - h內(nèi) 螺紋 =；一 awK 冗 d b z式中：。.一螺紋牙的彎曲應(yīng)力N/mnfo.一螺紋牙的許用彎曲應(yīng)力N/mnfh一螺紋牙的公稱工作高

10、度查GB196-63普通螺紋尺寸h二t巴、Kz、4、b、z、d同9. 1.2款內(nèi)容相同設(shè)計(jì)選定的參數(shù)9.2. 1圖2筒體頸口螺紋M52X,采用冷軋無縫鋼管20:從YB231-70無縫鋼管中查 得。b=42kgf/nunJ-mm。s=25kgf/mm2=245N/mmJ 0圖3器頭螺紋M52X,選用材料為鉛黃銅HPb59-l,從YB460-71中查得o b=350N/mnf,。產(chǎn)145N/mnT9. 2. 2螺紋連接的各部位尺寸見圖示062M52X1.5夕/M。57M5245057.0169. 2. 3最大壓力的確定：簡(jiǎn)體和連接零件按GB8109-2005要求必須能經(jīng)受爆破試驗(yàn)，因此 爆破壓力即

11、為最大壓力，由第7條款可知：P|BX = Pb=簡(jiǎn)體頸口內(nèi)螺紋的連接，只需校核螺紋牙的剪切強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度，因?yàn)轭i口內(nèi)螺紋受力最 薄弱處（圖示2A處）未受到螺紋的拉力，只受到簡(jiǎn)體的內(nèi)壓力與簡(jiǎn)身部位受力相同，該 零件設(shè)計(jì)選用材料為冷軋無縫鋼管20二,抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度與簡(jiǎn)體材料基本相同，而最 薄弱處的厚度大于簡(jiǎn)體壁厚，直徑比簡(jiǎn)體直徑小好幾倍，所以抗拉強(qiáng)度足夠，可以免做 計(jì)算。9. 3. 2筒體頸口內(nèi)螺牙剪切強(qiáng)度校核9. 3. 2.1筒體頸口內(nèi)螺牙剪切強(qiáng)度的計(jì)算按款公式進(jìn)行.9. 3. 2. 2簡(jiǎn)體頸口內(nèi)螺牙剪切強(qiáng)度的計(jì)算一K ：加 d b z式中：P-2P=6.3乂 7”8 =6645 .1N4c

12、l。二 58mmKx=dzz52mmb=X=l. 305mmz=6圈貝 iJt = 20.8N/? /2 x 16645.10.56 xx58x 1.305 x 6 9.3.2.3螺紋許用剪切應(yīng)力t的計(jì)算，查機(jī)械工程手冊(cè)五卷，表“22t = - = =9SN /mnr2.5 2.5式中：。.，一螺紋材料屈服強(qiáng)度N/mm2, M 9. 2. 1條款內(nèi)容9. 3. 2. 4校核結(jié)果MFTZ/ABC35型滅火器頸口內(nèi)螺紋牙剪切強(qiáng)度t=mm2V t =98N/n強(qiáng)度足夠。9. 3. 3筒體頸口內(nèi)螺牙彎曲強(qiáng)度校核9. 3. 3.1筒體頸口內(nèi)螺牙彎曲強(qiáng)度的計(jì)算按款公式進(jìn)行9. 3. 3. 2筒體頸口內(nèi)螺牙

13、彎曲強(qiáng)度的計(jì)算3PzhKI 九 d b?工式中：P=2P=2X =h=X=O. 81195mmKz= d=52mm b=l. 305mm z=6圈niI 3x33290.2x0.81195，則 =；=S6.7N/mnr0.56xx52x1.305- x69. 3. 3. 3螺紋許用彎曲應(yīng)力的計(jì)算 查機(jī)械工程手冊(cè)（五卷）表6及22規(guī)定2=1 225N/而 n 2 TOC o 1-5 h z 式中：t 一許用拉應(yīng)力N/mm-。，一材料屈服極限N/mm2n安全系數(shù)，不控制預(yù)緊力時(shí)，查機(jī)械工程手冊(cè)五卷，表24n=29. 3. 3.4校核結(jié)果MFTZ/ABC35型滅火器頸口螺紋彎曲強(qiáng)度。,，W o .

14、=mm2,強(qiáng)度足夠。 器頭外螺紋連接強(qiáng)度計(jì)算9.4. 1器頭外螺紋要承受筒體內(nèi)壓力和密封的預(yù)緊力，其材料為鉛黃銅，其抗拉強(qiáng)度低 于簡(jiǎn)體頸口內(nèi)螺紋的材質(zhì)20=鋼，因此，必須對(duì)外螺紋的剪切、彎曲強(qiáng)度進(jìn)行校核，而器 頭螺紋連接后為整體受力，抗拉強(qiáng)度可免于校核。9. 4. 2器頭外螺牙剪切強(qiáng)度的校核9. 4. 2,1器頭外螺牙剪切強(qiáng)度t的計(jì)算按款公式進(jìn)行.9. 4. 2. 2滅火器器頭外螺紋剪切強(qiáng)度的計(jì)算其中：P產(chǎn)mmd產(chǎn)=52 X=50. 376mm b-=l. 305mm z=6圈33290.20.56 x 乃 x 50.376 x 1.305 x 69. 4. 2. 3器頭外螺紋許用剪切應(yīng)力t的

15、計(jì)算=58N / ninf9.4.2.4校核結(jié)果MFTZ/ABC35型滅火器器頭螺紋剪切強(qiáng)度t =48N/mm2V t =58N/mm2,強(qiáng)度足夠。9. 4.3器頭外螺紋牙彎曲強(qiáng)度校核9.4. 3. 1器頭外螺紋牙彎曲強(qiáng)度計(jì)算按款公式進(jìn)行.9.4. 3.2器頭外螺紋彎曲強(qiáng)度的計(jì)算3PZ -/?H K晨九db2y式中：P/N/mm2h0. 81195mmK=di=50. 376mmb=l. 305mmz=6圈nil3x33290.2x0.81195 則：t =；g89.5N/,0.56xx50.376x1.305 x69. 4. 3. 3器頭螺紋許用彎曲應(yīng)力?！钡挠?jì)算 查機(jī)械工程手冊(cè)五卷，表飛及

16、表22crw crjj = = 96.6N /mnrn 1.5式中：。i.許用拉應(yīng)力N/mnf。工一材料屈服極限N/mm2n安全系數(shù)，不控制預(yù)緊力時(shí)，查機(jī)械工程手冊(cè)五卷表24, n=3.4校核結(jié)果MFTZ/ABC35型滅火器器頭螺紋彎曲強(qiáng)度。尸mnfV 。 w=mm2,強(qiáng)度足夠。10、開啟力計(jì)算滅火器閥門采用內(nèi)漲式密封，開啟滅火器閥門必須克服滅火器開啟受力圖中所示A 點(diǎn)向上的密封力，而密封力F又等于滅火器內(nèi)靜壓力3與彈簧力艮之和，根據(jù) GB8109-2005第6. 10.5.4條款的規(guī)定，推車式滅火器在55七時(shí)，開啟機(jī)構(gòu)和噴射控制閥 的開啟力不應(yīng)大于300N。滅火器開啟受力圖滅火器開啟力計(jì)算公式根據(jù)杠桿原理F - (AB) =