恒力彈簧支吊架的優(yōu)化設(shè)計

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1、萬方數(shù)據(jù)恒力彈簧支吊架的優(yōu)化設(shè)計張向慧(北方工業(yè)大學(xué)機電學(xué)院，北京100144)摘要：恒力彈簧支吊架是一種在限定位移內(nèi)對被支吊物施以恒定張力的裝置。用來支吊化工廠和電廠的氣、水、煙、風(fēng)管道系統(tǒng)；支吊熱電站的鍋爐本體和燃燒器；支吊電氣化鐵路的導(dǎo)電線和承力線等。恒力彈簧支吊架的基本原理是利用力矩平衡來獲得對載荷的恒定張力。本設(shè)計從優(yōu)化設(shè)計的角度出發(fā)，主要對恒力彈簧支吊架的彈簧進行了優(yōu)化，優(yōu)化后的恒力彈簧支吊架具有體積小、重量輕、恒定度高的優(yōu)點，因此節(jié)約了鋼材，降低了成本，具有不錯的市場潛力。關(guān)鍵詞：恒力彈簧支

2、吊架；優(yōu)化設(shè)計；彈簧設(shè)計中圖分類號：TH112．5文獻標(biāo)志碼：BOptimizationDesignofConstantForceSpringHangerZHANGXianghui(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，NorthChinaUniversityofTechnology，Beijing100144，China)Abstract：Constantforcespringhangerisadevicewhichputsinvariabletensi

3、ononthethingithangsinlimiteddisplace—ment．Itisusedforsuspendingthevapor，water，cigarette，windpipelinesysteminthechemicalplantandpowerplant，theboilerandburningdevicesinthethermalpowerstationandsuspendingtheconductivelineandthebear-strengthlineintheelectricr

4、ailway，etc．ThebasicprincipleofconstantforcespringhangeristOobtaininvariabletensionontheloadbyusingmomentbalance．Thisdesignstartwiththeoptimizationdesign，mainlyoptimizedthespringoftheconstantsupportspringhanger，theconstantforcespringhangerafteroptimization

5、hastheadvantagessuchassmallerinsize，relativelightqualityandhigherinvariable—degree，SOitcansavethesteel，reducecostsandhasgoodmarketpotential．Keywords：Constantforcespringhanger，Optimizationdesign，Springdesign在管道設(shè)計中，工程設(shè)計人員面臨的一個主要問題是當(dāng)管道運輸熱的或冷的流體時，隨著管壁金屬溫度的升高或

6、降低，管道在垂直或水平方向發(fā)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(chǎn)生過大的力和應(yīng)力，并且通過管道系統(tǒng)將此力或應(yīng)力傳遞到固定支架和相連的設(shè)備或轉(zhuǎn)動機泵上，對這些設(shè)備的安全構(gòu)成破壞，進而會造成污染、泄漏、爆炸等事故。在當(dāng)前的管道設(shè)計中，有許多設(shè)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(shè)置膨脹節(jié)或管道預(yù)拉伸等，其中使用彈簧支吊架是管道設(shè)計中經(jīng)常采用的方法之一。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

7、。可變彈簧支吊架的特性之一是當(dāng)管系在垂直方向發(fā)生位移后彈簧壓縮或伸長，支點受力發(fā)生變化，管系在支點處的載荷將重新分配給附近支點。可變彈簧支吊架荷載變化率允許大于6％，當(dāng)要求荷載變化率不大于6％時，應(yīng)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(nèi)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(fēng)管道系統(tǒng)；支吊熱電站的鍋爐本體和燃燒器；支吊電氣化鐵路的導(dǎo)電線和承力線等。當(dāng)載荷(即被支吊物)在溫度變化中產(chǎn)生數(shù)

8、十至數(shù)百毫米的熱脹冷縮位移時，恒力彈簧支吊架作相應(yīng)伸縮并施以恒定張力，以免產(chǎn)生附加載荷。因此，恒力彈簧支吊架起著支承重量、平衡介質(zhì)反力、免除附加應(yīng)力的作用，保證了系統(tǒng)正常運行。由于長期以來，認(rèn)為彈簧支吊架在工程上的作產(chǎn)率，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟效益。電子科技大學(xué)出版杜，2006．：參：考文獻作者簡介：張洪運(1967一)，男，工程碩士，主要從事儀器儀表[13陳瑞陽．機電一體化控制技術(shù)[M]．北京：高等教育出版．．．工程等方面的研究。