蒸压釜设计说明.doc

学号: 0804230108 蒸压釜设计说明 2010 ~ 2011 学年 2 学期学院: 材料学院专业班级: 无极 08- 1 姓名: 何日蒸压釜设计说明一. 设计要求:年生产 18 万吨加气混凝土砌块。根据设计的压力容器的耐压大小, 确定为一类容器。选用 2*21m 一类蒸压釜 8 条。二. 分析容器的工作条件,确定设计参数。(1)、蒸压釜图纸以容规国标 150 为准, 由机械部第四设计院设计。(2)、￠2× 21 米釜, 可容纳 2 万块标砖, 米3 加气块;￠2×31 米釜,可容纳 3 万块标砖, 39米3 加气块; (4) 、减速机采用涡轮涡杆, 不同于其它厂家的摆线针轮减速机, 三重安全保护①电子联锁装置②手动联锁装置( 手动丝杠)③手摇减速机。(5) 、蒸压釜 21 米釜: 14mm 与 16mm 的重量相差 2 吨; 蒸压釜 31 米釜: 14mm 与 16mm 的重量相差 3 吨; 三. 选择合适的规范和标准选用标准 1. 中华人民共和国国家标准——钢制压力容器( GB150-1998 ) 2.《压力容器安全技术监察规程》《钢制压力容器》 GB150-199 8 与 GB150-89 标准的主要变化(1) 、蒸压釜选用安钢 16MnR 容器专用板材,四周刨边打破口,采用中油一建焊接编制工艺,上海人民自动埋孤焊接设备,受压元件 100%X 光拍片探伤,确保焊接工艺。(2) 、釜圈、釜门采用 16Mn 二级锻打件,退火,热处理,釜门出厂前已保温。(3) 、安全阀 DN80 不同于其它厂家端口 DN50 ; 底板( 20mm )不同于其它厂家的 18mm ; 地脚螺栓( 24mm 地脚、过丝、含帽)不同于其它厂家 18mm 螺纹钢。四. 应力分析和强度计算 1 公式推导多支座卧式蒸压釜可简化为受均布载荷的外伸梁, 假设共有 2n -1 个支座, 见图 1。图中 L 为圆筒两封头切线之间长度;h 为封头内壁曲面深度;A 为边支座中心线到近端封头切线的距离;q 为单位长度上的载荷。 支座截面弯矩的计算为求出卧式容器的各项应力,首先求得各截面的剪力和弯矩, 多支座卧式容器属静不定结构, 需用三弯矩方程求解其剪力和弯矩。对于 n 支座,三弯矩方程一般性公式为[2] : (1) 在对多支座卧式容器进行结构设计时,为使其受力状况较好, 通常将支座设计成等距布置。即有 l1= l2= l3= ?= l2n-2=l ,其值为: (2) 故公式(1) 简化为(3) 在支座 n 左右,由于对称,故(4) 首先需要计算封头及其内装物料重量和作用于封头上的静载荷对封头切线与轴线交点的等效力矩: (5) 根据文[4] 有(6) 由公式(4) 、(5) 、(6) 组成连立方程如下: 由公式(4) 、(5) 、(6) 组成连立方程如下: (7) 令,, 则上述方程组可以写成: (8) 其中: 由此方程组可解得各支座截面弯矩 Mi(i=1,2, …, n) ,并由对称性得(i=1,2, …, n- 1) (9) 支座反力的计算图2 连续外伸梁分解图当求得各支座截面弯矩之后,把该连续梁分解为 2n-2 个静定梁,如图 2 所示。左右端为均布载荷外伸梁、中间为均布载荷简支梁,从而求得支座反力。封头及其内装物料重量为: 并由对称性得(i=1,2, …, n-1) 梁内剪力的计算根据剪支梁的剪力计算公式可求出梁内的剪力, 如下: (1 3) 求出 A 段以及 1~n-1 段的剪力,其它各段由对称性可得。 弯矩的计算首先根据剪支梁弯矩的计算公式即可求出梁内弯矩,然后采用数学方法求出弯矩的最大值。 梁内弯矩的计算(14) 求出 A 段以及 1~n-1 段的弯矩,其它各段由对称性可得。 最大弯矩的计算对方程组(14) 求一阶导数,以求最大弯矩所在点,如方程组( 15 )。把求得的 x 值代入原方程组(14) ,即可求得各段的最大弯矩。在求得多支座卧式容器各支座处支反力和弯矩后, 可作出其剪力图和弯矩图,本文不详细叙述。(1 5) 釜体应力计算和校核多支座卧式容器的应力计算可以按照齐克方法,依次求解σ1、σ2、σ3 ……σ 8及τ,并按[1] 进行应力校合。