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轉(zhuǎn)爐煉鋼中，轉(zhuǎn)爐區(qū)域二次除塵系統(tǒng)利用除塵管道及除塵風(fēng)機(jī)對轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)操作過程中產(chǎn)生的各種金屬粉塵及灰塵進(jìn)行除塵，以減小現(xiàn)場環(huán)境污染。某煉鋼廠轉(zhuǎn)爐二次除塵區(qū)域的除塵管道尺寸較大，直徑在3500-4500 mm，管道使用已有15年以上，長期受高溫烘烤，且在除塵運(yùn)行過程中，管道內(nèi)部長期處于較大的負(fù)壓狀態(tài)，使得管道有的部位已經(jīng)有了一定量的變形。形狀的改變給更換管道補(bǔ)償器帶來一定困難，造成管道法蘭和補(bǔ)償器法蘭的部分連接螺栓孔錯開，無法安裝螺栓。
補(bǔ)償器法蘭端而較厚且法蘭中間有較厚的橡膠層，用氣焊氣割等方法重新在法蘭上開螺栓孔十分困難。為了節(jié)省更換補(bǔ)償器的檢修時間，保證除塵系統(tǒng)順利運(yùn)行，施工人員在補(bǔ)償器更換安裝過程中使用了簡易的法蘭連接件。本研究利用ANSYS軟件對連接件受力情況進(jìn)行有限元分析。在更換補(bǔ)償器過程中，管道法蘭與補(bǔ)償器法蘭連接螺栓孔錯開的部位使用多個簡易的連接件，對法蘭進(jìn)行連接固定。連接件由剛性結(jié)構(gòu)部分和壓緊螺栓2個部分組成，剛性結(jié)構(gòu)部分加工成凹陷的卡槽型，可以將配對的法蘭插到卡槽內(nèi)，剛性結(jié)構(gòu)的長側(cè)而加工有螺紋孔和螺栓配合。將連接件卡槽和法蘭配合的位置確定好之后，向連接件的內(nèi)部調(diào)節(jié)壓緊螺栓，通過剛性結(jié)構(gòu)部分的“短內(nèi)側(cè)而”與壓緊螺栓的共同作用，將兩連接法蘭緊密連接，調(diào)節(jié)壓緊螺栓，使其對法蘭產(chǎn)生一定的壓緊力，來保證兩連接法蘭結(jié)合的緊密程度符合除塵設(shè)備現(xiàn)場使用的要求。
法蘭的原連接螺栓為M12螺栓(4.8級)，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，其4.8級螺栓最大保證抗拉應(yīng)力為310 MPa。原連接螺栓安裝后，所受外載荷與螺栓軸線平行，即承受軸向外載荷聯(lián)接，法蘭接合而受螺栓作用力F'，螺栓受法蘭反向作用力F'，根據(jù)螺栓的強(qiáng)度校核公式來推算螺栓最大允許受力。
連接件安裝后，為了保證法蘭連接的可靠性和密封性，選擇與原連接螺栓最大允許受力相同的作用力20100 N，作用在連接件及法蘭上來進(jìn)行受力分析。安裝后，連接件的長側(cè)受到螺栓反作用的合力F，F(xiàn)主要作用在連接件螺紋的上部八處。連接件短側(cè)受到法蘭盤的反作用力合力Fz，F(xiàn)z均勻分布在短側(cè)的接觸面B處，F(xiàn)=20100 N。
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