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、 目的及适用范围2、 产品设计依据3、 灭火器设计压力和工作压力的计算4、 灭火器水压试验压力计算5、 灭火器筒体材料的选择6、 灭火器筒体壁厚的计算7、 筒体爆破压力的计算8、 筒体容积的计算9、 器头螺纹连接强度的校核计算10、 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》GB4066.2-2004《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1.04Mpa（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1.04MPa（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：式中：P —-20℃时灭火器内部平衡压力Mpa Ps —+20℃时灭火器内部平衡压力Mpa Pms — +55℃时灭火器内部平衡压力Mpa T — -20℃对应的绝对使用温度 -20+273=253KTs — +20℃对应的绝对使用温度 +20+273=293K Tms —+55℃对应的绝对使用温度 +55+273=328K 则：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℃中放置18h后内部平衡压力）为1.2Mpa，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1.4MPa4、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Pt为1.5倍的最大工作压力Pms或2.0MPa，取其中较大者 Pt=1.5×Pms式中：Pt—水压试验压力MPa Pms—最大工作压力MPa则 Pt=1.5×1.4=2.1MPa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2.1MPa。
5、灭火器筒体材料的选择根据GB5100-1994标准中第5.1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σs MPa抗拉强度σb MPa伸长率δs%HP295≥295≥440≥266、灭火器筒体壁厚的计算6.1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5.5.1条款规定的公式计算： 式中： S1—筒体设计壁厚mm Ph—筒体水压试验压力MPa Di—筒体内径mm σs—屈服应力或常温下材料屈服点MPa φ—焊缝系数 φ=0.96.1.2封头设计壁厚计算，按GB5100-94标准中第5.5.2条款规定的公式计算：式中：S2 —封头设计壁厚mmK—封头形状系数K，对于标准椭圆封头（Hi=0.25Di），K=16.1.3整体瓶体设计壁厚计算按GB5100-94标准中第5.5.3条款规定应符合。
a 当钢瓶内直径Di＜250mm时，不小于2mmb 当钢瓶内直径Di≥250mm时，不小于按下式计算的厚度式中：S—瓶体设计壁厚mm D0—钢瓶外直径mm6.1.4钢瓶筒体和封头的名义壁厚按GB5100-94标准中第5.5.4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6.2计算6.2.1 MFTZ/ABC35型灭火器筒体设计壁厚（即最小壁厚）计算 其中： Ph = 2.1MPaDi = 314mmσs = 295MPa φ=0.9 局部射线探伤纵焊缝系数 则: MFTZ/ABC35型灭火器筒体设计壁厚为1.62mm6.2.2MFTZ/ABC35型灭火器封头设计壁厚（即最小壁厚）计算 其中： K = 1 则：MFTZ/ABC35型灭火器封头设计壁厚为1.46mm6.2.3 MFTZ/ABC35型灭火器瓶体设计壁厚（即最小壁厚）计算其中：D0=320mm则：∴MFTZ/ABC35型灭火器瓶体设计壁厚应为2.28mm6.3 MFTZ/ABC35型灭火器瓶体名义壁厚的确定6.3.1根据GB5100-94第5.5.4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)钢板厚度mm允许偏差mm精度级别2.52.8~33.2~3.5A高精度±0.15±0.16±0.18B较高精度±0.17±0.18±0.20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0.05mm6.3.4钢瓶名义壁厚确定为表3表3(mm)参数mm型号筒体设计壁厚S1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1.621.462.280.050.18＞2.51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3.0mm，允许钢板偏差±0.18mm7、灭火器筒体爆破压力的计算7.1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： 式中： Pb—钢瓶实测爆破压力MPaσb—标准规定的抗拉强度MPa D0—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/Dσb 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，L≤2D0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7.2计算7.2.1MFTZ/ABC35型推车式干粉灭火器筒体在水压试验压力2.1MPa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Pb计算 其中：Sb= 2.28mm σb =440MPa D0=320mm则：∴MFTZ/ABC35型灭火器爆破压力实测值应大于等于6.3MPa7.2.3 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8.1MFTZ/ABC型灭火器筒体的理论容积的计算由GB4066.2-2004标准中规定ABC干粉灭火剂的松密度≥0.80g/ml，厂方公布值±0.1，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 式中：W—表示标准规定的充装量kg f—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∴MFTZ/ABC35型灭火器筒体理论容积为41.18±0.83L。
8.2 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： V1 V2 V3 h1 h2 h3 hMFTZ/ABC35型灭火器筒体实际参数选定为规格参数mmMFTZ/ABC35Di314h625h1=h372.5h24808.2.2MFTZ/ABC35型灭火器筒体实际容积计算公式 V实 = V1+V2+V3其中：V1 = V3—椭圆形封头容积 L V2 —圆柱形筒体容积L Di— 筒体内直径mm h2 — 圆柱形筒身高度mm h1— 封头内凸面高度mm，按GB5100-94第5.4.3条款规定h1≥0.2Di的要求,即：MFTZ/ABC35型灭火器筒体 h1≥0. 2Di=0. 2×314=62.8mm 取h1=72.5mm8.2.3 MFTZ/ABC35型灭火器筒体实际容积计算V实 =V1+V2+V3=2V1+V2V实 =2V1+V2 =2×3.74+37.17=44.65L即MFTZ/ABC35型灭火器筒体实际容积为44.65L。
9、筒体与器头连接螺纹强度计算9.1计算方法和公式筒体与器头连接的螺纹为M52×1.5（见图示、），该螺纹的连接由。