灭火器设计计算（总15页）--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小-推车式干粉灭火器设计计算书编写： 审核： 批准： 日期： 日期： 日期： 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、目录目的及适用范围产品设计依据 灭火器设计压力和工作压力的计算 灭火器水压试验压力计算 灭火器筒体材料的选择 灭火器筒体壁厚的计算 筒体爆破压力的计算 筒体容积的计算 器头螺纹连接强度的校核计算 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°C~+55°C，为确保在-20C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°C时灭火器内部压力为（表 压），+20 C时应充装氮气压力和+55 C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式中：P —-20C时灭火器内部平衡压力MpaPs —+20C时灭火器内部平衡压力MpaPms — +55C时灭火器内部平衡压力MpaT — -20 C对应的绝对使用温度-20+273=253KTs — +20 C对应的绝对使用温度 +20+273=293KT —+55C对应的绝对使用温度 +55+273=328Kms则：p - P-Ts1.04 x 293沁 1.2 MPaP - T 1.2 x 328P — ms =- 沁 1.34MPams T 293s由计算结果和工作压力（Ps），设计压力（即最大工作压力Pms）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°C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55C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Pt为倍的最大工作 压力 Pms 或，取其中较大者P+=xPt ms式中：Pt—水压试验压力MPaPms—最大工作压力MPams贝 V Pt= X =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1牌号屈服点s MPa抗拉强度bMPa伸长率6 s%HP295±295±440±266、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：P - DS = h i i 呷 s — P1.3 h式中：S]—筒体设计壁厚mmPh—筒体水压试验压力MPahDj—筒体内径mm。
s—屈服应力或常温下材料屈服点MPa©—焊缝系数© =封头设计壁厚计算，按GB5100-94标准中第条款规定的公式计算:■i1.3式中： 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=）, K=1 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DjV250mm时，不小于2mm b当钢瓶内直径Dj±250mm时，不小于按下式计算的厚度DS = O +1250式中：S—瓶体设计壁厚mmD0—钢瓶外直径mm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h -2d s—1.3—i -PMFTZ/ABC35 型灭火器筒体设计壁厚（即最小壁厚）计算则：S二12.1 x 3142 x 295 x 0.913q 1.62mm-2.1其中：Ph =D = 314mmio = 295MPas©=局部射线探伤纵焊缝系数hMFTZ/ABC35 型灭火器筒体设计壁厚为型灭火器封头设计壁厚（即最小壁厚）计算P - D - KS — h i 2 2bs — P1.3 h其中： K = 12.1 x 314 x 12 x 2951.3—2.1q 1.46mm贝V： MFTZ/ABC35型灭火器封头设计壁厚为。
MFTZ/ABC35 型灭火器瓶体设计壁厚（即最小壁厚）计算250其中： D0=320mm320贝y： S — +1 — 2.28mm250•••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)~32A高精度土土土B较咼精度土土土设计选用B较高精度工艺减薄量 由于封头采用拉伸成型，考虑拉伸工艺减薄量＜5%可取钢瓶名义壁厚确定为表3表 3(mm)\参数型 、、m号 \筒体设计 壁厚S]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＞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，允许钢板偏差±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：P = b bb D - S0b式中：Pb—钢瓶实测爆破压力MPa。
b—标准规定的抗拉强度MPaD0—钢瓶外直径mmSb—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°b MPa<360>360~490>490容积变形率％>1201512<114208d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，LW2D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%型灭火器筒体爆破压力的实测值Pb计算2S p b bD - S0 b其中：Sb=°b =440MPaD0=320mm2 x 2.28 x 440 则：P > 沁 6.3MPab 320 - 2.28•••MFTZ/ABC35型灭火器爆破压力实测值应大于等于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,b=440MPa，贝V：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三ml，厂方公布值土，我公司设计选定的ABC干粉灭火剂的充装系数为ml灭火器筒体理论容积的计算公式$ =占式中：W—表示标准规定的充装量kgf—ABC干粉灭火剂的松密度，f=ml则：MFTZ/ABC35型灭火器筒体理论容积为V 二 35±2% 沁 41.18 + 0.83L理 0.85• MFTZ/ABC35型灭火器筒体理论容积为土MFTZ/ABC35型灭火器筒体实际容积的计算初定筒体几何形状及尺寸如图示:MFTZ/ABC35 型灭火器筒体实际参数选定为去规格 参数mm ""■格、MFTZ/ABC35D.i314h625h1=h3h2480型灭火器筒体实际容积计算公式V = V1+V2+V3实 1 2 3 其中：V1 = V3—椭圆形封头容积L2DV 二 V — —n (—i)2 - h 1332 iV2 —圆柱形筒体容积 LDV — n (—i)2 ・h2 2 2Di— 筒体内直径 mmh2 —圆柱形筒身高度mmh1—封头内凸面高度mm,按GB5100-94第条款规定的要求，即:MFTZ/ABC35 型灭火器筒体 h】三0. 2Di=0. 2X314=取 h1=MFTZ/ABC35 型灭火器筒体实际容积计算V =V1+V2+V3=2V1+V2实 1 2 3 1 22 D 2 0.314V — —n (—)2 • h — —n ( )2 x 72.5 — 3.74L1 3 2 i 3 2D 0.314V —n (—)2 • h —n ( )2 x 480 — 37.17L2 2 2 2V =2V +V =2X +=实 1 2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M52X（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。