恒力弹簧支吊架原理和选用原则:在热力管道设计中,当管道支撑点处有较大垂直位移时,如果该点产生托空或者过大推力,使支架失去其承载功能,该荷载转移将造成管道一次应力增加或者相邻支架超载,或将使管道产生较大的二次应力,对管道和支吊架都不利。这时,管道支撑点处需要采用弹簧支吊架。另外,在与敏感机械设备相连接的管道处,也常常采用弹簧支吊架,以减少对设备的作用力和力矩,保证机械设备本身。
弹簧支吊架的间距不超过管道刚度和强度允许值下,满足管道膨胀柔性要求。要准确计算弹簧支吊架对管道产生的一次应力和二次应力,这样才能保证弹簧支吊架选型得当,布置合理。因此,正确设计热力管道弹簧支吊架,对于改善管系振动、适应管系变形等有着重要的作用与意义。
弹簧支座严格控制支吊架间距,支架间距尤其是水平管道的承重支架间距不得超过管道的允许跨距(即管道的间距),以控制其挠度、弯曲应力和剪切应力不超限。一般连续敷设的管道允许跨距(L)应按三跨连续梁承受均布荷载时的刚度条件计算,按强度条件校验,取两者中的小值。
弹簧支吊架的作用:一般用于管道在垂直方向有热位移的场所,引起管道支点的位置变化,若该点为刚性支吊架,将会妨碍管段的位置变化,或使管段脱离支吊架,致使管道产生过大的应力和力矩。并可能对管道自身、设备或者相邻管道造成不良影响。如果采用弹簧支吊架则不会产生这种现象。
弹簧支吊架的热态凋零,是指按每个支吊点处在管道自重产生的垂直位移为零的条件来分配支吊架荷重。按吊零分配荷重的优点是管系的自重应力分布比较均匀,且这样的计算机程序开发比较方便。
合理设置和正确选择弹簧支吊架,可增加管系柔性,满足管系及设备受力要求。不过,需要强调的是,由于弹簧支吊架的刚度远低于刚性支吊架,如果设置太多,则会造成管系不稳,产生斜偏和振动。总之,只有准确计算出管系各个支撑点的受力情况,并且清楚的了解弹簧支吊架各个方面的综合性能,才能选择出经济合理的弹簧支吊架,确保管系运行可靠,受力状态恒定。
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