压力容器封头制造及模具设计

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第2 3卷第 6期

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制造技术 一

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压力容器封头制造及模具设计

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湖南省长沙化工机械厂工程师昊●囊

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丁税柳、 。乙摘要笔者根据工厂多年的生产经验，对封击制连过程中的毛坯直径计算、冲压工艺以及摸县设计等进行了概括和总结。

饲叙堡 毛坯尺寸冲压工艺坚压力容器常用的封头形式有椭圆形封头、碟形封头，球形封头、无折边球形封 头、平底封头夹套越头和锥形越头等，见一

里.

封头坯料展开直径的计算

囝 1~ 3。此外，过渡锥体和波形胀膨节 (图 4和网 5)也是常见的两种特殊结构形式，其制造方法与封头相似。压力容器封头制造有诸多工序，其中下科和冲压是关键。真正的应变值 )。在这种应力状态下可以预

确定毛坯直径有两种基本方法，①夸封头毛坯的表面积等于给定封头按厚度中线算出的表面积，即等面积法。@夸封头毛坯的体积等于给定封头金属的体积。这两种确定这对应采取理论与实践相结合，校核与检测

料，此塔可以使用两三个检修期而不必担心出问题。实践证明了这种预测的正确性，该塔经过l 9 8 9年的包覆修理以后，又进行了一 些类似的修理，一直使用至今而没有停止运行，节省了大量的投资。3 .结语

相结台，安垒性与经济性相结合的办法来进行综合判断。只有如此才能得出切合实际的结论。参考文献

I 劳动部锅炉监察局 .在用压力容器检验和缺陷处理参考意见.劳人锅局 (1 9 8 7)4 3号文，附件二.

从以上的测定与处理可看出，对化工厂

大型设备腐蚀缺陷的分析与处理，应持慎重态度。对其缺陷处理“是要通过检验判定其能否安全可靠地运行到下一个周期，而不是使其恢复到现行 (或原来的 )设计制造标准”,“应掌握合于使用的水平”[ 1 )。其次，对于不同情况的腐蚀状况应采取不同处

2 华东化工学院等 .压力容器设计.湖北科学技术出版社， 1 9 8 5 .

3 GB1 5 0 -8 9钢制压力容器 (二 ).北京 l学苑出版

社， 1 9 8 9 .4 Da l l y J W . Ex p e r i me nt a l S t r e e An a l y s i s . Mc Gr a w- Hi l l B o o k Co . Ne w Yo r k, 1 9 7 8.

理的方法。对于单纯的均匀腐蚀与减薄，用其剩余壁厚进行强度校核足可以判定其能否继续使用但若对既有均匀腐蚀又有局部斑坑腐蚀的情况，仪用相对面积较小的深坑腐

5 清华大学等.实验应力分析 .北京 t机械工业出版社， 1 9 8 (} .

8 吉林工业大学等 .惠变片电测技术 .北京 t机械工业出版社， l 9 7 8 . (熊编 )

蚀剩余厚度来进行校核，就可能出现偏差。

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毛坯展开J寸的方法都是可行的，且所得结果很相似。但因等面积法计算上更易于接近实体，故本文所述展开公式全部是以此法为原则 (D=2( S/ 1 r )‘ )推导得出的， 推导过程从略。需要说明的是，本文所述公

度，工件易产生“荷叶边”,从简影墒=成彤质量和模具寿命，特别是薄壁封头和冷压封头，更要谨慎选取。—般情况建议按表 1取

C值。属于下列情况之者取小值：①壁厚较大，②冷压|③坯料放入模具可准确对中。冷压时甚至取值可小于表中值。反之， c值则取表 1中大值。袭1 修边余■c位的选取 ( mm )

式及附图均忽略了壁厚，把各封头看作是只具有几何形状的，以中性层为参数的理想曲面。实际应用时，应根据图样尺寸转化为中性层的尺寸来进行计算。下述诸公式中符号意义，除见相应图示外，其中， D为坯料展 开外直径，d,为坯料展开内直径， D( )为封头中性层直径， d为板料厚度， h (^。、h:、 为封头有效直边高度， C (C。、C )为修边余量。

公称直径 DⅣ l< 3∞ j 3 o:器 . J 1 2 0 0 o 0 o￣ l> 2 O 0 0I

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修边余量C I 1 0 l 1 0~2 0 l l 5~2 5 2 o~

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1 .标准椭圈形封头 (圈 l a)

修边余量 c的选取原则：c取得过小，出于压制时的对中误差，以及压边力不均匀，

标准椭圆形封头的长短轴之比为 2 t 1 (即图 1 a中口：D/ 4, b=D/ 2)。坯牡隰开直径为；D,=[1 . 3 8 0 2D+ 4 D(^+C)]“

使坯料偏心，从而造成封头高度小于图样尺寸}修边系量取得过大，则增加了拉伸深

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图 l常用的几种封头形式 ( a)捕圆形封头 ( b)碟形封头 ( c)平底封头 ( d)豫彤封头 ( e )无折边球形封头

由曲率半径公式及椭圆方程可导出 (推 导略 )标准椭圆形封头上各点的曲率半径月l

球形封头的凸模，这样可减少模具的种类，

降低制造费用。如，用内径 DⅣ=5 0 0的椭圆形封头凸模近似代替半径R: 5 0 . 0的无折边球形封头凸模。2 .磉形封头 (圈 1 b)

R= (D一3 x )“/ D

根据封头顶点的坐标 ( 0, D/ 2),可得出封头顶点之曲率半径月】页=D,即标准椭圆形封头顶点之曲率半径等于封头直径因此，可用椭圆形封头的凸模近似代替无折边

坯料展开直径：

D = 2[ D ( 旦+^+ c )+ 2 R

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对于标准碟形封头，有 R=0 . 9 D, r= 0 . 1 7 D,由 C O SⅡ= (0 . 5 D—r)/( R—r) =0 . 4 5 2 0 5 5,得出=6 3 . 1 2 4 4。,所以，标准碟形封头坯料展开直径可简化为：D=2[0 . 3 5 0 2 D+D (h+ C )],

3 .平底封头 (圈 1 c) 坯料展开直径：D=[D+ 2 . 28 3 2 D r一 0 . 5 6 6 4 r+4 D (h+ C )] ,

图3

夹套封头( b)圆底夹套

4 .球形封头 (圈 1 d)

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a)平底盅套封头

坯料展开直径：D=2[0 . 5 D+ D (h+ C )]‘,。

+2. 2 8 3 2 D- r一0 . 5 6 6 4 r] /

坯料展开内径。d,=[d一 4 d(^+C)~2. 2 8 3 2 d r—

5 .无折边球形封头 (图 1 e) 坯料展开直径。D=2√丽 +2 C式中； h=R一√瓦西 j C为修边系

o . 5 6 6 4 r]

须注意的是，夹套封头在压制过程中的变形较为复杂，因此，当夹套壁厚较大时应适当加大修边余量，而且要试冲压后再确定其坯料直径。8 .过渡锥体 (图 4 a)

量，取为 C> 2 b,,且 C> 1 5 mm。6 .锥形封头 (圈 2 )

坯料展开直径：D,=2( 2 R一2(R一r )s i na+D×(^+ C)+一 ( 0 5D￣ rco s a - r ).———

过渡锥体一般都较长 (即高度圩较大 ),

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不能整体压制 ( H较小时除外 )。通常是，首先下扇形板料，再卷制成与过渡锥锥角相

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+0. O 1 7{ 5 r(D一2 r)a] ,

等的锥台 (见圈4 b),之后用成形模压制成形。过渡锥体的坯料为一扇形板料，如图 4 c所示。在确定坯料尺寸之前需要定出坯科锥台大头与小头的芈径 (或直径 ),其方法如下：

①首先计算出 MR。,由于。与 2之间的这一段锥体未包括 r …… 此处隐藏：2946字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……