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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，且在除塵運行過程中，管道內(nèi)部長期處于較大的負壓狀態(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償器帶來一定困難，造成管道法蘭和補償器法蘭的部分連接螺栓孔錯開，無法安裝螺栓。
補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)省更換補償器的檢修時間，保證除塵系統(tǒng)順利運行，施工人員在補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行有限元分析。在更換補償器過程中，管道法蘭與補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)，查機械設(shè)計手冊，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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