《液氨貯罐的機(jī)械設(shè)計(jì)》完美版.docx

1、沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)I沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)書課題： 液氨貯罐的機(jī)械設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容： 根據(jù)給定的工藝參數(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)液氨貯罐相關(guān)工藝參數(shù)：最高使用溫度： T=50公 稱 直 徑： DN=2800mm筒體長(zhǎng)度（不含封頭）：L0 =4500mm設(shè)計(jì)操作步驟：1. 筒體材料的選擇2. 罐的結(jié)構(gòu)及尺寸3. 罐的制造施工4. 零部件型號(hào)及位置、接口5. 相關(guān)校核計(jì)算設(shè)計(jì)人: XXX學(xué)號(hào)： 080801XXXX下達(dá)時(shí)間： 2011 年 11 月 25 日完成時(shí)間： 2011 年 12 月 26 日II沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)目錄前言.11設(shè)計(jì)方案 .21.1設(shè)計(jì)原則 .21.2材料的選擇 .21.3結(jié)構(gòu)的選擇

2、 .22設(shè)計(jì)參數(shù) .43設(shè)計(jì)計(jì)算 .53.1壁厚的計(jì)算 .53.1.1筒體壁厚 .53.1.2封頭壁厚 .53.2鞍座承載能力計(jì)算 .73.2.1罐體質(zhì)量 m1.73.2.2封頭質(zhì)量 m2.73.2.3液氨質(zhì)量3 .7m3.2.4附件質(zhì)量 m4.73.3人孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算 .84附件選擇 .114.1人孔選擇 .114.2接口管的選擇 .114.2.1液氨進(jìn)料管 .114.2.2液氨出料管 .114.2.3液面計(jì)接口管 .114.2.4安全閥接口管 .114.2.5放空閥接口管 .114.2.6排污管 .115參數(shù)校核 .125.1筒體軸向應(yīng)力校核 .125.1.1筒體軸向彎矩計(jì)算 .12III沈陽(yáng)

3、理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)5.1.2筒體軸向應(yīng)力計(jì)算 .125.2筒體和封頭切向應(yīng)力校核 .145.2.1筒體切向應(yīng)力計(jì)算 .145.2.2封頭切向應(yīng)力計(jì)算 .145.3筒體環(huán)向應(yīng)力校核 .145.3.1環(huán)向應(yīng)力計(jì)算 .145.3.2環(huán)向應(yīng)力校核 .155.4鞍座有效斷面平均壓力 .156設(shè)計(jì)匯總.177小 結(jié) .21參考文獻(xiàn) .22IV沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)前言本設(shè)計(jì)是針對(duì)化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 這門課程所安排的一次課程設(shè)計(jì)，是對(duì)這門課程的一次總結(jié)，要綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)并查閱相關(guān)書籍完成設(shè)計(jì)。液氨作為一種重要的化工原料，在工業(yè)上應(yīng)用廣泛。 主要用于生產(chǎn)硝酸、 尿素和其他化學(xué)肥料的原料，國(guó)防工業(yè)中制造火箭、導(dǎo)彈

4、的推進(jìn)劑，有機(jī)化工產(chǎn)品的氨化原料，冷凍劑等。為運(yùn)輸及儲(chǔ)存便利，通常將氣態(tài)的氨氣通過加壓或冷卻得到液態(tài)氨。采用鋼瓶或槽車灌裝，運(yùn)輸過程中應(yīng)避免受熱，嚴(yán)禁煙火。液氨具有腐蝕性，且容易揮發(fā)，故化學(xué)事故發(fā)生率較高。在工業(yè)生產(chǎn)中，為能夠進(jìn)行連續(xù)化操作，需要有儲(chǔ)存液氨的容器，因此，液氨貯罐的設(shè)計(jì)與制造不可或缺。本課程設(shè)計(jì)為設(shè)計(jì)一臺(tái)圓筒形臥式液氨貯罐。設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括，貯罐材料的選取，設(shè)計(jì)參數(shù)的確定，筒體和封頭壁厚的計(jì)算及相關(guān)校核，鞍座與一些附件的選取和安裝。1沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)1 設(shè)計(jì)方案1.1設(shè)計(jì)原則本次課程設(shè)計(jì)要求綜合運(yùn)用化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)，根據(jù)給定的工藝參數(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)化工廠中常見的貯存液氨的貯罐。

5、設(shè)計(jì)以“鋼制壓力容器”國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB150）為依據(jù)，以安全為前提，綜合考慮經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性、安全可靠性。各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)嚴(yán)格參照行業(yè)使用標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并考慮到結(jié)構(gòu)方面的要求，合理地進(jìn)行設(shè)計(jì)。1.2材料的選擇本次課程設(shè)計(jì)要求綜合運(yùn)用化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)，根據(jù)給定的工藝參數(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)化工廠中常見的貯存本貯罐選用16MnR 制作罐體和封頭。純液氨腐蝕性小，貯罐可選用一般鋼材，但由于壓力較大，故選16MnR 這種鋼種。 16MnR 表示平均含碳量為 0.16%的容器鋼，屬于低碳鋼，它的塑性好，焊接性和鍛造性良好，適宜制造化工容器等焊接件和設(shè)備封頭等沖壓件。1.3結(jié)構(gòu)的選擇1) 封頭形式的確定本液氨儲(chǔ)罐的封頭

6、選用橢圓形封頭。橢圓封頭是由曲率半徑連續(xù)變化而成的，所以，封頭上的應(yīng)力分布均勻變化。從鋼材用量考慮， 球形封頭用量最少， 比橢圓形封頭節(jié)約25.8，平板封頭的用量最多，是橢圓形封頭的4 倍多；從制造角度考慮，橢圓形封頭制造方便，平板封頭則因直徑和厚度較大，坯材的獲得、車削加工、焊接等方面都遇到不少困難，且封頭與筒體厚度相差懸殊，結(jié)構(gòu)也不合理。所以，從強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)和制造等方面綜合考慮，采用橢圓形封頭最為合理。2) 人孔的選擇人孔是安裝或檢修人員進(jìn)入塔器的唯一通道，一般每隔 510m 距離才設(shè)置一個(gè)人孔。根據(jù)儲(chǔ)罐是在常溫及最高工作壓力為1.6MPa 的條件下工作，人孔標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)按公稱壓力為 1.6MPa

7、 的等級(jí)選取，符合要求的有垂直吊蓋帶頸平焊法蘭人孔和水平吊蓋帶頸平焊法蘭人孔。本設(shè)計(jì)選用水平吊蓋人孔，人孔的公稱直徑選定為450mm，密封壓緊面采用 C 型。2沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)3) 法蘭形式的選擇法蘭與筒體、封頭或管段以角焊方式聯(lián)接的，稱為平焊法蘭。平焊法蘭制造簡(jiǎn)單，廣泛應(yīng)用，但剛性較差，緊用于壓力不高的場(chǎng)合；筒體、封頭或管段以對(duì)焊方式連接用的法蘭， 稱為對(duì)焊法蘭或帶頸法蘭， 對(duì)焊法蘭剛性好且對(duì)焊縫的強(qiáng)度高，適用于壓力、溫度較高的場(chǎng)合。本設(shè)計(jì)采用對(duì)焊法蘭。4) 鞍式支座的選擇支座用來支撐容器的重量、固定容器的位置并使容器在操作中保持穩(wěn)定。臥式圓筒形容器的支座分為鞍式支座、圈座、腿式支座三類

8、。 由于鞍式支座承壓能力較好且對(duì)筒體產(chǎn)生的局部應(yīng)力較小，故此設(shè)計(jì)中選用鞍式支座。鞍座分為 A 型（輕型）和 B 型（重型）兩類，每種形式的鞍座又分為固定式支座（F）和滑動(dòng)式支座（ S）兩種。由于本設(shè)計(jì)中貯罐體積較小，故采用A 型雙鞍座，一個(gè) S 型，另外一個(gè) F 型。3沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)2 設(shè)計(jì)參數(shù)1)2)設(shè)計(jì)溫度： T=50。設(shè)計(jì)壓力：根據(jù)化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊(cè)查得，液氨50時(shí)的飽和蒸汽壓為 2.033MPa（絕對(duì)壓強(qiáng)），密度為 0.562871g/cm3，設(shè)計(jì)壓力取最大操作壓力的 1.05-1.10倍，即： P=1.10（ 2.033-0.10133）=2.125MPa（表壓），故設(shè)計(jì)壓力

9、取為2.125MPa。液柱的靜壓力為 P3-6=0.0154609MPai=DNg=2.8 0.5628719.8101010MPam3，由文獻(xiàn) 4-P125可知，該貯罐為中壓儲(chǔ)存容器，即為第三類壓力容器。為保證設(shè)備密封性能良好，焊接結(jié)構(gòu)采用雙面焊或相當(dāng)于雙面的全焊透的對(duì)接接頭，且全部無損探傷， 故取焊接頭系數(shù) =1.0。6) 許用壓力： 由 DN=D 1=2800mm，假設(shè) 16MnR 鋼的厚度在 16 36mm 之間，根據(jù)文獻(xiàn) 2-P 168 查表得，常溫強(qiáng)度指標(biāo) b=490MPa，s=325MPa，設(shè)計(jì)溫度下的許用t應(yīng)力 =163MPa。4沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)3設(shè)計(jì)計(jì)算3.1壁厚的計(jì)算3

10、.1.1筒體壁厚筒體壁厚包括計(jì)算厚度、設(shè)計(jì)厚度和名義厚度，其中計(jì)算厚度pcDNt2pc即2.125280021631.018.371mm2.125設(shè)計(jì)厚度d 為計(jì)算厚度與腐蝕裕量之和，即pcDNd2tC2pc得2.1252800d =1631.02.0 20.371mm22.125設(shè)計(jì)厚度加鋼板負(fù)偏差向上圓整到鋼板的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格厚度，即筒體的名義厚度：n=d+C1+得n=20.371+0.8+=22mm即制作筒體的 16MnR 鋼板厚度取 n=22mm。其中，筒體有效厚度為： e=n-C1-C2所以為：（3-1）（3-2）（3-3）（3-4）e220.82.019.2 mm3.1.2封頭壁厚標(biāo)準(zhǔn)橢

11、圓封頭厚度近似等于筒體厚度，筒體和封頭可采用同樣厚度的鋼板制造。由文獻(xiàn) 2- P185 查得標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭的形狀系數(shù)K=1.00。封頭的設(shè)計(jì)厚度為：5沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)PcDNK（3-5）dtC220.5Pc即d =2.12528001.00=20.311mm1631.00.52.022.125利用公式（ 3-3）計(jì)算封頭的名義厚度，加入鋼板負(fù)偏差圓整，得n=20.311+0.8+=22mm即制作封頭的 16MnR 鋼板厚度取 n=22mm。其中，根據(jù)公式（ 3-4），封頭有效厚度為：e220.82.019.2 mm由此查得，根據(jù)文獻(xiàn) 2-P 176，標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭的直邊高度h0=50mm。故取

12、兩封頭切線之間的距離為L(zhǎng)=L 0+2h0+1/2DN=4500+100+1400=6000mm。3.1.3壓力試驗(yàn)水壓試驗(yàn)， 試驗(yàn)時(shí)容器頂部應(yīng)設(shè)排氣口， 充液時(shí)應(yīng)將容器內(nèi)的空氣排盡， 試驗(yàn)過程中，應(yīng)保持容器外表面的干燥。試驗(yàn)時(shí)壓力應(yīng)緩慢上升，達(dá)到規(guī)定試驗(yàn)壓力后，保壓時(shí)間一般不少于 30min 。然后將壓力降至規(guī)定試驗(yàn)壓力的 80%，并保持足夠長(zhǎng)的時(shí)間以便對(duì)所有焊接接頭和連接部位進(jìn)行檢查。如有滲漏，修補(bǔ)后重新試驗(yàn)。根據(jù)文獻(xiàn) 5-P 162 公式，管件應(yīng)力Pt DNe0.9 s（ 3-6）t2e其中 e=19.2mm； s =325 MPa；Pt =1.25P=1.25 2.125=2.656 M

13、Pa所以2.656(280019.2)194.994t219.2MPa水壓試驗(yàn)時(shí)的許用應(yīng)力為：0.9s=0.9 3251.0=292.5MPa6沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)可知，t0.9s，故水壓試驗(yàn)滿足強(qiáng)度要求。3.2 鞍座承載能力計(jì)算貯罐的總質(zhì)量為：m=m +m +m +m4（3-7）123式中， m1罐體質(zhì)量； m2封頭質(zhì)量； m3液氨質(zhì)量； m4附件質(zhì)量。3.2.1罐體質(zhì)量 m1由文獻(xiàn) 5-P 312 續(xù)表查得，DN=2800mm，n=22mm 時(shí)筒節(jié)鋼板質(zhì)量q1=1531kg/m，而m1= q1L0（3-8）于是m1=15314.5=6889.5 kg3.2.2封頭質(zhì)量 m2由文獻(xiàn) 5-P

14、312 續(xù)表查得， DN=2800mm，n=22mm，h0=50mm 條件下橢圓型封頭質(zhì)量 q2=1570 kg/m，按公式m2=2 q2(3-9)有m =21570=3140kg23.2.3 液氨質(zhì)量 m3由文獻(xiàn) 5-P312，P315 續(xù)表查得， DN=2800mm， n， 0條件下1m=22mm h =50mm高筒體的體積 V 13，橢圓型封頭的容積 V 23，故=6.154 m=3.18 mV=V封+V 筒 =2V2+L0 1（ 3-10）V于是V=23.18+4.5 6.154=34.053 m3由于液氨在 0時(shí)的密度為 64 kg/ m3，小于水的密度，充滿液氨質(zhì)量可按水計(jì)算，即

15、=1000 kg/ m3。所以，m3=V（3-11）可得m3=34.053 1000=34053 kg3.2.4附件質(zhì)量 m47沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)人孔約重 200 kg，其它管的總和按300 kg 計(jì)，故m4=200+300=500 kg所以，設(shè)備的總質(zhì)量為m=m1+m2+m3+m4=6889.5+3140+34053+500=44582.5 kg各鞍座的反力為F=mg/2=44.5825 9.81/2=218.677kN。由文獻(xiàn) 6-P 604， P606 查得，應(yīng)選用輕型（ A 型） 120包角帶墊板鞍座，鞍座寬度b=300mm，腹板厚 10mm，墊板寬 500mm，墊板厚 8mm。鞍座

16、標(biāo)記為：JB/T471292 鞍座 A2800 FJB/T471292 鞍座 A2800 S因?yàn)?0.2L0.5R，故取鞍座位置A=0.5R=0.51400=700mm3.3人孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算開孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)：壓力容器開孔補(bǔ)強(qiáng)常用的形式可分為補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)、厚壁管補(bǔ)強(qiáng)、整體鍛件補(bǔ)強(qiáng)三種。補(bǔ)強(qiáng)材料采用16MnR。人孔的筒節(jié)不是采用無縫鋼管，故不能直接選用補(bǔ)強(qiáng)圈標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)文獻(xiàn) 7-P 76 查得，接管公稱直徑為 di=450mm 時(shí)補(bǔ)強(qiáng)圈外徑 D2=760mm，內(nèi)徑 D1=450+212+14=488mm。1) 開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積 A內(nèi)壓容器的圓筒開孔后所需的補(bǔ)強(qiáng)面積為Ad2et (1fr )(3-12)其中 d

17、 開孔直徑，圓形孔取接管內(nèi)直徑加兩倍壁厚附加量；殼體開孔處的計(jì)算厚度；et 接管有效厚度；fr 強(qiáng)度削弱系數(shù)，等于設(shè)計(jì)溫度下接管材料與殼體材料許用應(yīng)力之比值。圓筒殼體開口處的計(jì)算厚度為：pDit（ 3-13）2p8沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)2. 16280018. 676mm216312. 16開孔直徑ddi2C4502(0.82)455.6mm ；由于接管材料與殼體材料都為16MnR，故 fr=1；將以上數(shù)據(jù)代入式 ( 3-12) ，得：開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積A455.618.6768508.7856 mm22) 有效寬度 BB12d2455. 6911. 2mmB2d2 n2 nt455. 63 2

18、22 2 12 523. 6mm取二者中較大值，得B=911.2mm。3) 有效高度 h( 1) 外側(cè)高度 h1h1d nt455.61273.94mmh1接管實(shí)際外伸高度274mm取二者中較小值 h1=73.94mm( 2) 內(nèi)側(cè)高度 h2h2d nt455.61273.94mmh2接管實(shí)際外內(nèi)伸高度0mm取二者中較小值h2=0mm。4) 補(bǔ)強(qiáng)面積 A e在有效補(bǔ)強(qiáng)范圍內(nèi)，可作補(bǔ)強(qiáng)的截面積為Ae A1 A2 A3(3-14)其中 A e 補(bǔ)強(qiáng)面積；A 1 殼體有效厚度減去計(jì)算厚度之外的多余面積；A 2 接管有效厚度減去計(jì)算厚度之外的多余面積；A 3 焊縫金屬截面積。分別計(jì)算 A1、A2、A3

19、：A1( Bd)( e)2 et ( e)(1fr )(3-15)9沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)故A1(911.2 455.6)(19.218.676)2 9.2(19.2 18.676)(1 1)238.7344mm2A22h1 (ett )2h2 ( etC2 ) f r(3-16)故A22 73.94 (9.23.039)1 0911.089mm2A3211212144mm22故按公式 (3-14)，補(bǔ)強(qiáng)面積 A e 為Ae238. 7344911. 089144=1293.8234mm2由于 AeA ，開孔需另加補(bǔ)強(qiáng)，其面積為：A4A Ae8508. 78561293. 8234227214.

20、 9622mm7215mm5) 補(bǔ)強(qiáng)圈厚度A4721525. 5256mmD2 D1760 488查標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)強(qiáng)圈厚度，取26mm，計(jì)算補(bǔ)強(qiáng)圈厚度滿足補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)的條件。10沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)4 附件選擇4.1人孔選擇如前文 1.3所述選擇水平吊蓋帶頸對(duì)焊法蘭人孔 （HG21524-95），公稱壓力 PN2.5、公稱直徑 DN450、 RF 型密封面、采用類 20R 材料、墊片采用外環(huán)材料為低碳鋼、 C 型纏繞墊。標(biāo)記為：人孔 RF（ WC-1220）450-2.5，總質(zhì)量為 256kg，其中 RF指突面封閉。4.2接口管的選擇4.2.1液氨進(jìn)料管采用 573.5mm無縫鋼管， L=500mm，管

21、的一端切成 45，伸入貯罐內(nèi)少許。配用具有突面密閉的平焊管法蘭，法蘭標(biāo)記為： HG20594 法蘭 SO502.5RF16MnR。 4.2.2 液氨出料管采用可拆的壓出管 253mm， L=2900mm，采用市場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)配件，將它用法蘭套在接口管 383.5mm內(nèi)，罐體的接口管法蘭 HG20594 法蘭 SO322.5RF16MnR。液氨壓出管的端部法蘭 HG20594 法蘭 SO32 2.5RF16MnR。這些小管都不補(bǔ)強(qiáng)，壓出管伸入貯罐 2.5m。4.2.3液面計(jì)接口管本貯罐采用玻璃管液面計(jì)BIW PN1.6， L=1000mm，HG21589 兩支；與液面計(jì)相配的接口管尺寸為183mm， L

22、=400mm 管法蘭為HG20592 法蘭SO152.5RF 16MnR。4.2.4安全閥接口管采用322.5mm無縫鋼管， L=200mm，法蘭為HG20592 法蘭 SO15 2.5RF16MnR。4.2.5放空閥接口管采用322.5mm無縫鋼管， L=200mm，法蘭為HG20592 法蘭 SO25 2.5RF16MnR。4.2.6排污管安裝在貯罐左端最底部，管子規(guī)格為573.5mm， L=200mm，管端焊有一與截止閥 J41W16 相配的管法蘭 HG25092 法蘭 SO50 2.5RF16MnR。11沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)5 參數(shù)校核5.1 筒體軸向應(yīng)力校核5.1.1筒體軸向彎矩計(jì)算

23、筒體中間處截面的彎矩為L(zhǎng) 12 Rm2hi2M 1FL24 A44hiL13L其中 Rm= DNn = 2800222 =1422mm22算得2(1422 27002 )218677600014700M 160002447006000160003=1.43 108Nmm支座處截面上的彎矩為1ARm2hi2L2ALM 2FA 14hi13L可得17001422 27002- 2186777001600027006000M 24700136000=-1.190 107 N mm5.1.2 筒體軸向應(yīng)力計(jì)算由 文 獻(xiàn) 8-P 11-99表 11.4-11查得 K12。 因 為M 1=K =1.0AR

24、m/2=660mm，故最大軸向應(yīng)力出現(xiàn)在跨中面，校核跨中面應(yīng)力：1) 由彎矩引起的軸向應(yīng)力（5-1）（5-2）M2，且12沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 圓筒截面處M 113.14Rm2 e最高點(diǎn)處：11.43108=-1.173MPa3.14 14222 19.2最低點(diǎn)處：211.173 MPa 鞍座截面處M 233.14K1 Rm2 e最高點(diǎn)處：3( 1.190 107 )=0.098MPa1.01422 219.23.14最低點(diǎn)處：4 3 =-0.098MPa2) 由設(shè)計(jì)壓力引起的軸向應(yīng)力PRm（ 5-3）（5-4）（5-5）p于是2 e2.1251422p =78.69MPa3) 軸向應(yīng)力組合與

25、校核 最大軸向拉應(yīng)力在筒體中間截面最低點(diǎn)處，于是2P2可得2 =78.69+1.173=79.863MPat許用軸向拉應(yīng)力為 =163MPat2故校核結(jié)果合格。（5-6）13沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 最大軸向壓應(yīng)力為充滿水時(shí)筒體中間截面最高點(diǎn)處應(yīng)力，于是111.173 MPa軸向許用應(yīng)力A0. 094e（5-7）Ri0. 09419. 2=0.0012891400根據(jù) A 值，由文獻(xiàn) 1-P152 查得 B=130MPa，取許用壓縮應(yīng)力ac 130MPa ，由于1ac ,故合格。5.2筒體和封頭切向應(yīng)力校核5.2.1筒體切向應(yīng)力計(jì)算K 3F（5-8）Rme由文獻(xiàn) 8-P11-100 查得， K 3

26、=0.880，K 4=0.401。于是= 0.880 218677 =7.048MPa1422 19.25.2.2封頭切向應(yīng)力計(jì)算hK 4F（5-9）Rme于是0.401218677h =19.2=3.212MPa1422計(jì)算 1.25th1.25tKPDN1.25 163 12.125 2800=48.80219.2219.2得 h1.25t，故合格。h5.3筒體環(huán)向應(yīng)力校核5.3.1環(huán)向應(yīng)力計(jì)算14沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)校核筒體環(huán)向應(yīng)力，應(yīng)假設(shè)墊片此時(shí)不起作用。1) 在鞍座處橫截面最低點(diǎn)處kK 5 F5（5-10）eb2式中 b2筒體有效寬度； k=0.1。由文獻(xiàn) 8- P11-101 查得

27、， K 5=0.7603，K 6 =0.0132。筒體有效寬度b2 b 1.56 Rm e（5-11）式中 b支座軸向?qū)挾?。于是b2 300+1.56 1422 19.2 =557.77mm 故，按式（ 5-10），5 =0.1 0.7603 218677 =-1.553MPa19.2557.772) 鞍座邊角處軸向應(yīng)力由于 L/R m=6000/1422=4.228，所以6F3K6 F（5-12）4b2e2 e2= -21867730.0132218677=-16.85MPa557.7719.2219.2245.3.2環(huán)向應(yīng)力校核綜上數(shù)據(jù)，5t163，MPa6 1.25t1.25163203

28、.75MPa，故合格。5.4鞍座有效斷面平均壓力支座承受的水平分力為：Fs K 9 F（5-13）由文獻(xiàn) 8- P11-103 查得， K 9=0.204。于是Fs =0.204218677=44610N15沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)鞍座有效斷面平均應(yīng)力為：9Fs（ 5-14）H sb0式中 Hs鞍座計(jì)算高度；b0鞍座腹板厚度。其中 Hs取鞍座實(shí)際高度Hs 和 Rm 3 中的最小值，Hs=250mm;Rm3=1422 3=474mm；故， Hs=250mm。腹板厚度02C1=10-0.8=9.2mmb =于是9 =44610 =19.40MPa222509.2由于 9sa163 =108.7MPa（式中sa 163 MPa，鞍座材料 16MnR 的33許用應(yīng)力），故合格。16沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)6設(shè)計(jì)匯總表 6-1 文中出現(xiàn)的符號(hào)所代表的參數(shù)符號(hào)代表參數(shù)A鞍座中心線與封頭切線間的距離b2筒體有效寬度C1厚度負(fù)偏差C2腐蝕裕量DN筒體直徑F支座反力h封頭直邊高H鞍座高度hi封頭曲面深度Hs鞍座設(shè)計(jì)高度K有效厚度封頭形狀系數(shù)L兩封頭切線間的距離L 0筒體長(zhǎng)度（不含封頭）m質(zhì)量M彎矩n設(shè)計(jì)年限P設(shè)計(jì)壓力P1液柱靜壓力Pc計(jì)算壓力Pt試驗(yàn)壓力R封頭內(nèi)徑Rm橢圓封頭外徑T溫度V體積計(jì)算厚度設(shè)計(jì)厚度d17沈陽(yáng)