压力容器封头制造及模具设计(2)

第2 3卷第 6期

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头及椭圆形封头则按相应的车薄厚度设计。4 .不锈钢封头一

般采用冷压，其回弹率取 0 . 2 ~

0 . 4。对于 D一DN￣>3 0&的封头，冷压时容易起包，可采用热压由于不锈钢封头一般

较薄，冷却较快，所以热压时应将模具预热到3 O 0~3 5 O℃再压制。对于有耐晶间腐蚀要求的封头，热压后应进行固溶处理和稳定化热处理。 5 .铝及铝台盒封头

纯铝封头可以采用冷压成形。对于大厚图6 薄壁封头的压制方法( a )第一致压延重叠热压 ( b)第二次匪延 ( c )第一次 ( d)第二次单个冷压

度的纯铝及铝镁合金封头，则必须采用热压。由于铝的导热性好，冷却较快，压制时模具必须预热到 2 5 0~3 O 0℃,同时要求拉环圈工作表面粗糙度月。值不得高于 3 . 2 pr o。

( 2 )扣天毛坯尺寸两次成形法

某些

封头壁厚较薄，单个加热时出炉后温度下降较快，因此须用冷压。而冷压比热压更容易

三、封头模具设计要点封头模具设计按下述步骤进行：①根据封头材质及工艺要求确定其冲压工艺。②计算坯料尺寸。⑧计算拉延力和压边力，并以此作依据选择压制设备。④按所选设备允许的相应模具结构设计模具。 1 .拉延力尸和压边力 0的计算P= P K (D一 D )a

产生缺陷，故只有采用加大毛坯尺寸两次成形 (加大的坯料比计算值大 1 0 ~1 5 ,且不大于 3 0 0 am)。第一次将两块毛坯重叠起 r来加热压成碟子形状，见图6 0,第二次单个玲压成带凸缘边的封头，如图6 d所示。由于凸缘部分加大了坯料余量，虽皱折较多但不影响封头质量，将凸缘切除即可得一较好的封头。 3 .厚壁封头 (D一DⅣ≤ 8 d)

0=Fq=[ D;一( D+2月。 )] q/ 4 式

中：为压边影响系数，无压边时： 1,有压边时P 1 . 2| K为封头形状影响系数，一般椭圆形和碟形封头K:1 . 1~1 . 2,球形封头 K=1 . 4~1 . 5|D为坯料外直径， 1 3 1 1 3 1} D为封头中直径， mmJ d为板料厚度， mm} 为材料的高温强度极限 i F为压边面积， 1 1 3 1 2 3 . 2 I 口为单位面积压边力，对于钢 q (0 . 0 1 1~ 0 . 0 1 6 5) (热压时取小值，冷压时取大值 ),对于冷压不锈钢 q= (0 . 3~0 . 4 5)× 9 . 8 N/ mm}D。为凹模内径， mI 1 2}月。为凹模 过渡边长， 1 1 3 1 1 1,当凹模采用圆角过渡时月等于过渡圊角半径，当凹投采用锥角过渡图7 厚壁封头毛坯边缘加工示意

这类封头由于冲压力较大，毛坯边缘较厚不易变形，特别是球形封头，成形过程中其边缘厚度急速变厚，因而底部严重拉薄， 甚至拉裂。所以，对厚壁封头，须将毛坯边缘车成斜面 (如图 7所示 )后再斜面朝下压制。设计这类封头模具拉环时，对带直边的球形封头按原厚度设计，对不带直边的球形封

时，月。:6。

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备裹 2热压封头收缩率 A ( )

L

0一

一

—

囊 5冷压封头厢弹率△

( )

【0. 2￣ 0. 4

}

l。 . ~ o . j。 . t~ o . s O . 1 6~ O . 2 5

取大值。( 2 )凸模上端直径 D . D .=D。+

( 2~ 3 ), D.比D t大 2~ 3mm是为了图8 凹模与凸模结构(a)强角过渡的凹模 (b)锥角过谴凹横 ( c)凸模

便于脱模。 ( 3 )凸模高度 H H=H l+ 2}

2 .凸横结构主要尺寸计算 (喝B)( 1 )凸模直径 D。

式中 -为凸模曲面高度，H l:h ( 1± ), ^为封头内曲面高度， 同前，H 2为凸模直边高度，为同一公称直径中最大壁厚的封头

①封头必须保证内径时 t D。:DN ( 1± ),式中 DN为封头内直径} 为热压时

直边高度加上最大壁厚时的修边

余量及脱模销高度、行程余量等 (一般行程余量取大于8 0 a m )。 r

表示封头收缩率，取正号，冷压时表示封头回弹率，取负号由于实际操作与理论相比较为复杂，一般直径越大 .壁厚越薄，其收缩率 (或回弹率 )越大，反之则较小。可凭经验按袭 2、旋 3选取。对薄壁封头取下限，厚壁封头取上限，其他材料可按理论公式( =a At )计算，但须进行修正或根据经验确定。当厚度大于6 0 am时，由于冲 r压结束时温度较高，因而收缩量较大，建议收缩率按 l ~1 . 4 计算。 ②当封头必须保证外径时 (一般指管封头 )t D。=D。一2 6—2,式中， 为单边

3 .凹横结构主要尺寸计算 (匪8 e) ( 1 )凹模直径 D。①当封头必须保证内径时t D.=Dt+2 6+2 z j②当封头必须保证外径时t D:DN ( 1± ),式中 DN为封头外径，其他符号同前。 ( 2 )凹模直边高度当采用通用凹

模座且为锥角过渡时，将凹模总高度减去锥孔高度即为直边高度。直边高度不宜太大一

般取f i:4 0￣7 0 mm。

( 3 )凹模过渡区

有圆角过渡和锥角

过渡两种结构形式，如图 8所示。一般推荐采用锥角过渡，因其压边效果较好。由于变形速度缓慢，压制力较小，应力亦相应较小，因而封头质量较角过渡为好。对于公

间隙，对于热压模： ( 5 ~l 4 ), 对于冷雎模= (1 o%~: 5% )0,薄壁封头取小值， J壁封头取犬世，球形封头一般

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称直径 D≤6 O 0的封头，为使模具加工方便，可采用圆角过渡。圆角半径月，冷压时R= ( 3~ 6 ) d,热压时 R= ( 2~ 3 )。

封头的生产，从坯料计算、模具设计、 压制工艺的确定以及实际操作，都须具有统一

的规范，以实现模具的标准化、系列化，

过渡锥的长度 6则应根据压边圈的尺寸及材

使其具有通用性和互换性，从而降低制造成本，提高产品质量。(张编 )

料

壁厚进行设计

四、结语

球

瓣

下

料

新

工、

艺, 、

司摘要罐罐

中国石油天然气第一建设公司(武汉 )工程师武小忙

—一

“

本文介龆了一种适用于拱顶储罐和球开 j储罐的简单下特法豉其计算公式

的简化过程和应用实例，工程实践证明，该= 5 -法适用￣ ' 2 0 9 m以上球罐及所有拱顶

叙词堕…查登！法茎茎 下……坌式

一 谣包蓬 t /球心截面圆周相交点的距离 (即过两交点的球瓣测量的水平弦长 ), mi i l

拱顶储罐和球形储罐被大量地应用于石油及化工等行业中，困该两种储罐使用条件和结口形式 (对接与搭接 )之差异，二者橘瓣板的下料分别采用简单下料法和精确下料

c——球瓣上两径线边缘与过点的

法通过当年的施工实践，本文向同行推荐一

—

—

球瓣上与各 C.弦长相对应的弧长

种适用于上述两种储罐的简单下料法。 1 .计算公式的简化文献[1]介绍的橘瓣弧及弦长计算公

m——球瓣测量各点的顺序数式 ( 1 )中Ⅳl i I I 3 C=¨ i n

0, 1。当Ⅳ .: 2时：D

式为：

C=Ds l n# t a n(】 8 9。/ N J)/ √】1 - S i n t a n (1 8 0。/ N r)( 1) = D

1+[ 1/ ( s l n

t a n 9 9。 )]

因球瓣及拱顶的分瓣一般都在 l O瓣以上，故式 ( 1 )可简化为：C.:Ds i n t a n(1 8 0。/ N})( 3 )

=( D/ 1 8 0。)a r c s i/ l (C/ D)( 2 )

式中 _ D——球罐或拱球内径， I I 3 I￣ t——

球壳上任意一点之球半径与极轴的夹角

从图 1可以看出，所谓弦长即为过点纬圆之外切多边形的边长。式 (3 ) …… 此处隐藏：1608字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……