恒力彈簧支吊架
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彈簧支吊架怎樣進行優化設計

2021-04-20 07:45:41

在管道設計中,工程設計人員面臨的一個主要問題是當管道運輸熱的或冷的流體時,隨著管壁金屬溫度的升高或降低,管道在垂直或水平方向發生位移,從而引起管道支點的變位,若該支點為剛性支架,將會妨礙管段的變位,或管段脫離支吊架,致使管道產生過大的力和應力,并且通過管道系統將此力或應力傳遞到固定支架和相連的設備或轉動機泵上,對這些設備的安全構成破壞,進而會造成污染、泄漏、爆炸等事故。

在當前的管道設計中,有許多設計方法可以有效地解決管道的熱位移。例如,增加彈簧支架,在管道上設置膨脹節或管道預拉伸等,其中使用彈簧支吊架是管道設計中經常采用的方法之一。

彈簧支吊架

彈簧支吊架目前主要分為2類:一種是可變彈簧支吊架,一種是恒力彈簧支吊架。向發生位移后彈簧壓縮或伸長,支點受力發生變化,管系在支點處的載荷將重新分配給附近支點??勺儚椈芍У跫芎奢d變化率允許大于6,當要求荷載變化率不大于6時,應選用恒力彈簧支吊架。恒力彈簧支吊架的特點是在管系有垂直位移時,其荷載不變,也即安裝荷載在理論上為零。恒力彈簧支吊架是一種在限定位移內對被支吊物施以恒定張力的裝置。它用來支吊化工廠和電廠的氣、水、煙、風管道系統;支吊熱電站的鍋爐本體和燃燒器;支吊電氣化鐵路的導電線和承力線等。當載荷(即被支吊物)在溫度變化中產生數十至數百毫米的熱脹冷縮位移時,恒力彈簧支吊架作相應伸縮并施以恒定張力,以免產生附加載荷。因此,恒力彈簧支吊架起著支承重量、平衡介質反力、免除附加應力的作用,保證了系統正常運行??勺儚椈芍У跫艿奶匦灾皇钱敼芟翟诖怪狈接捎陂L期以來,認為彈簧支吊架在工程上的作用不及其他專業,吊架彈簧的改進得不到重視和資金支持,影響了支吊架的技術進步,我國至今仍未有專業制造彈簧支吊架的廠家。

現在工程上所采用的支吊架產品大都是國內彈簧廠家生產出來的。加上機械行業標準只是在行業內推薦使用,彈簧支吊架大都是由彈簧廠家自行設計,因此市面上的彈簧支吊架無論從外形、尺寸以及主要部件的選用上,可謂琳瑯滿目,而且,在設計過程中,大都采用傳統的設計方法。譬如在彈簧的選用上,一般只是根據所需的剛度、強度及穩定性等條件,參考彈簧設計手冊選用一種滿足基本要求的彈簧即可,這樣的設計在很大程度上會造成鋼材的浪費和支吊架性能的降低,同時也為我們提供了對其進行優化設計的空間。鑒于上述情況,本設計從優化角度出發,探討了重量輕、體積小的高恒定度恒力支吊架主要結構尺寸的合理數值,指出了提高恒定度的措施。


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