過程設備課程設計---帶式運輸機傳動裝置設計

1、<p>　　40M3液氨儲罐設計</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　封面·····················

2、;····································

3、83;········1</p><p>　　目錄························

4、;····································

5、83;·····2</p><p>　　封皮···························

6、;····································

7、83;··3</p><p>　　任務說明·····························

8、83;·································4</p><p&

9、gt;　　封面···································

10、83;······························6</p><p>　　第一章、工藝設計·

11、;····································

12、83;··············7</p><p>　　1.壓力容器存儲量················

13、3;························7</p><p>　　2.壓力計算·······&#

14、183;····································

15、···8</p><p>　　第二章、機械設計 ····························&

16、#183;························8</p><p>　　1、結構設計·······

17、;····································

18、83;·············8</p><p>　?、?、筒體和封頭的設計·················

19、83;···················8</p><p>　?、?、接管與接管法蘭設計···········&#

20、183;·······················8</p><p>　?、?、人孔、補強、液面計及安全閥的設計······

21、·············11</p><p>　?、?、鞍座的設計··················&#

22、183;···················12</p><p>　?、?、焊接頭設計···········

23、3;·························14</p><p>　　第三章、強度計算校核 ·····&

24、#183;····································

25、;·····15</p><p>　　1、內壓圓筒校核··························

26、············16</p><p>　　2、 左封頭計算校核 ··················

27、3;·······················17</p><p>　　3、 右封頭計算校核 ·······&#

28、183;··································18</p>

29、<p>　　4、鞍座校核 ·································&

30、#183;·····19</p><p>　　5、各種接口補強校核 ························

31、3;···············20</p><p>　　6、 各種法蘭校核···············

32、3;····························21</p><p>　　參考資料···

33、83;····································&

34、#183;····················22</p><p>　　設計感想···········

35、····································

36、3;·············23</p><p>　　課 程 設 計 任 務 書</p><p>　　課 程 設 計 任 務 書</p><p>　　課 程 設 計 任 務 書</p><p><b>

37、　　工藝設計</b></p><p>　　1盛裝液氨的壓力容器設計存儲量</p><p>　　W=ΦV式中， 裝載系數Ф=0.85 壓力容器容積V=40m3</p><p>　　設計溫度下飽和液體密度ρ=562.8 kg/m3 </p><p>　　則 ：存儲量W=0.85×40 m3×562.8kg/m3

38、=1.91t。</p><p>　　工作溫度為 -20℃∽48℃ 則取設計溫度為50℃</p><p><b>　　2、設計壓力的計算</b></p><p>　　50℃液氨為2.0325MPa,此為絕對壓力,表壓力為:</p><p>　　P=1.1*P-0.101=2.16MPa</p><

39、p><b>　　3、設計溫度</b></p><p>　　工作溫度為45℃，設計溫度取45+5=50℃。</p><p>　　第二章．機 械 設 計</p><p><b>　　1、結構設計</b></p><p>　　、筒體和封頭的結構設計：</p><p><

40、b>　　筒體設計：</b></p><p>　　L/D=3∽6;取L/D=4 </p><p>　　L/4=v=40得D=2335mm</p><p>　　圓整得D=2400 mm </p><p>　　封頭的結構尺寸（封頭結構如下圖1）</p><p>　　由，得h=H-Di／4=6

41、40-600=40 mm</p><p>　　查標準JB/T4746-2002《鋼制壓力容器用封頭》中表B.1 EHA橢圓形封頭內表面積、容積，如下表2：</p><p><b>　　查得封頭尺寸為:</b></p><p>　　表1：EHA橢圓形封頭內表面積、容積</p><p>　　由2V +L/4=v=40 m3

42、 得L=8404mm </p><p>　　圓整得 L=8400mm 則L/D=3.5>3 符合要求.</p><p>　　則v計=v筒+2×v封= L/4+2×v封=41.98 M3</p><p>　　V =ФV=35.68m，L計=L+4H/3=9.25m</p><p>　　L／4=

43、 V (D=r) </p><p>　　則 r=2.22m h=2r=4.44 m</p><p>　　靜液壓：P=ρgh= P×5%> P 則P可以忽略.</p><p>　　筒體厚度 ： δ= PcDi/(2[σ]Ф-Pc)=15.888mm</p><p>　　取 C1=0.65 C

44、2=2 δn=δ+C1+C2=18.538mm</p><p>　　經圓整 δn取19mm</p><p>　　橢圓型封頭的厚度 ：δ= PcDi/(2[σ]Ф-0.5Pc)=15.836mm</p><p>　　取 C1=0.65 C2=2 δn=δ+C1+C2=18.486mm</p><p>　　經圓整 δ

45、n取19mm</p><p><b>　　水壓試驗：</b></p><p>　　P=2.5Pc[σ]/ [σ] 取[δ]≈[σ]</p><p>　　經校核 P (Di+δe)/2δe≤0.9δb 符合要求.</p><p>　　接管和接管法蘭的設計</p><p>　　法蘭工程

46、壓力取P=2.5Mpa</p><p>　　液氨儲罐應設置排污口，氣相平衡口，氣相口，出液口，進液口，人孔，液位計口，溫度計口，壓力表口，安全閥口，排空口。接管和法蘭布置如圖3所示，法蘭簡圖如圖所示：</p><p>　　查HG/T 20592-2009《鋼制管法蘭》中表8.2 3-1 PN10帶頸對焊鋼制管法蘭，選取各管口公稱直徑，查得各法蘭的尺寸。</p><p&g

47、t;　　查HG/T 20592-2009《鋼制管法蘭》中附錄D中表D-3,得各法蘭的質量。</p><p>　　查HG/T 20592-2009《鋼制管法蘭》中表3.2.2，法蘭的密封面均采用MFM（凹凸面密封）。</p><p>　　表2：接管和法蘭尺寸</p><p>　　（3） 墊片 查HG/T 20609-2009《鋼制管法蘭用金屬包覆墊片》，得：<

48、;/p><p><b>　　表3 墊片尺寸表</b></p><p>　　注：1：包覆金屬材料為純鋁板，標準為GB/T 3880，代號為L3。</p><p>　　2：填充材料為有機非石棉纖維橡膠板。 3：墊片厚度均為3mm。</p><p>　?。?） 螺栓（螺柱）的選擇</p><p>　　查H

49、G/T 20613-2009 《鋼制管法蘭用緊固件》中表5.0.7-9和附錄中表A.0.1,得螺柱的長度和平墊圈尺寸：</p><p><b>　　表4 螺栓及墊片</b></p><p><b>　　(5)人孔的選擇</b></p><p>　　根據HG/T 21518-2005《回轉蓋帶頸對焊法蘭人孔》，查表3-1，

50、選用凹凸面的法蘭，其明細尺寸見下表：</p><p>　　表5 人孔尺寸表 單位：mm</p><p><b>　　(6)開孔補強：</b></p><p>　　1 )強設計方法判別</p><p>　　按HG/T 21518-2005,選用回轉蓋帶頸對焊法蘭人孔。

51、</p><p>　　開孔直徑d=di+2c=500+2×1=502mm</p><p>　　d＜Di／2=2400／2=1200mm</p><p>　　故可以采用等面積法進行開孔補強計算。</p><p>　　接管材料選用16MnR號鋼，其許用應力[δ]t=170MnPa</p><p>　　根據GB15

52、0-1998中式8-1，</p><p>　　其中：殼體開孔處的計算厚度δ=18.538mm</p><p>　　接管的有效厚度δe=δn-c1-c2=19-0.65-2=17mm</p><p>　　強度削弱系數fr=1</p><p>　　所以開孔所需補強面積為</p><p>　　A=502×18.53

53、8=9306.08mm2</p><p><b>　　2)補強范圍</b></p><p>　　2.1有效寬度B的確定</p><p>　　按GB150中式8-7，得：</p><p>　　B1=2d=2×502=1004 mm</p><p>　　B2=d+2δ+2δn=502+2&#

54、215;19+2×19=576 mm</p><p>　　B=max（B1 ， B2）=1004 mm</p><p>　　2.2有效高度的確定</p><p><b>　　外側有效高度的確定</b></p><p>　　根據GB150中式8-8，得：</p><p>　　h1’=√dδ

55、=√502×19=97.7 mm</p><p>　　h1=min（h1’ ，h2”）=97.7 mm</p><p>　　3)側有效高度的確定</p><p>　　根據GB150-1998中式8-9，得：</p><p>　　h2’=√502×12=97.7 mm</p><p><b>

56、;　　h2=0</b></p><p><b>　　4)有效補強面積</b></p><p>　　根據GB150中式8-10 ~ 式8-13，分別計算如下：</p><p>　　Ae=A1+A2+A3</p><p>　　4.1筒體多余面積A1=(B-d)( δe-δ)-2δet(δe-δ)=(1004-5

57、02)(19-18.538)=231.9mm</p><p><b>　　4.2管的多余面積</b></p><p><b>　　接管厚度：</b></p><p><b>　　,δet=δt,故</b></p><p>　　=2×97.7×(19-2-3.

58、21)</p><p>　　=2694.57 mm2</p><p><b>　　焊縫金屬截面積</b></p><p><b>　　焊角取12.0mm</b></p><p><b>　　4.3補強面積</b></p><p>　　Ae=A1+A2+A

59、3=231.9+2694.57+144=3070.47 mm2</p><p>　　因為Ae＜A=9306.08mm2，所以開孔需另行補強</p><p>　　A4= A –Ae=6235.61 mm2</p><p>　　補強圈設計：根據DN500取補強圈外徑D’=900mm　。因為B>D’，所以在有效補強范圍。補強圈內徑d’=500+24=524mm<

60、;/p><p><b>　　補強圈厚度：</b></p><p>　　δ’=A4／(D’-d’)=16.6 mm</p><p>　　圓整取名義厚度為17mm</p><p>　　根據GB-150，JB/T4736-2002，補強圈焊接形式——D型， D1=d0+(6～12)。</p><p>　　表

61、6 補強圈補強及附件的選擇</p><p>　　(7)、人孔，液面計及安全閥的結構設計</p><p>　　人孔設計：根據HG/T21514～2005選用凹凸面（MFM）水平吊蓋帶頸對焊法蘭人孔；根據HG21524-95選擇，法蘭人孔的尺寸</p><p>　　表7 人孔法蘭相關數據表</p><p><b>　　液面計設計：&

62、lt;/b></p><p>　　采用透光式玻璃板式液面計；</p><p>　　使用壓力為PN=2.5Mpa，液面計采用普通型；</p><p>　　標準圖圖號：HG/T 21589——95</p><p><b>　　安全閥的設計：</b></p><p>　　閥體材料：可鍛鑄鐵；閥體公

63、稱壓力：4.0Mpa;封面材料：鑄鐵；采用法蘭連接</p><p>　　型號：A44Y-160</p><p>　　(8)、支座結構設計：</p><p><b>　　采用鞍式A型支座</b></p><p>　　鞍座的設計：由上面可得的液化石油氣的壓力容器設計存儲質量：</p><p><

64、b>　　——筒體質量： </b></p><p>　　——單個封頭的質量：查標準JB/T4746-2002《鋼制壓力容器用封頭》中表B.2 EHA橢圓形封頭質量，可知，</p><p><b>　　——充液質量：故</b></p><p>　　——附件質量：人孔質量為302kg，其他接管質量300，即</p>&

65、lt;p><b>　　綜上所述，</b></p><p>　　每個鞍座承受的重量為G=mg／2=272781N</p><p>　　由此查JB4712.1-2007容器支座，選取輕型，焊制為BI,包角為120，有墊板的鞍座。查JB4712.1-2007表6得鞍座結構尺寸如下表3：</p><p>　　表8：鞍式支座結構尺寸</p&g

66、t;<p><b>　　鞍座位置的確定:</b></p><p>　　因為當外伸長度A=0.207L時，雙支座跨距中間截面的最大彎矩和支座截面處的彎矩絕對值相等，從而使上述兩截面上保持等強度，考慮到支座截面處除彎矩以外的其他載荷，面且支座截面處應力較為復雜，故常取支座處圓筒的彎矩略小于跨距中間圓筒的彎矩，通常取尺寸A不超過0.2L值，為此中國現行標準JB 4731《鋼制臥式容器

67、》規(guī)定A≤0.2L=0.2（L+2h），A最大不超過0.25L.否則由于容器外伸端的作用將使支座截面處的應力過大。</p><p>　　由標準橢圓封頭，得h=H-Di／4=640-600=40 mm</p><p>　　故A≤0.2(L+2h)=0.2×(8500+2×40)=1716mm</p><p>　　鞍座的安裝位置如圖3所示：</

68、p><p>　　此外，由于封頭的抗彎剛度大于圓筒的抗變鋼度，故封頭對于圓筒的抗彎鋼度具有局部的加強作用。若支座靠近封頭，則可充分利用罐體封頭對支座處圓筒截面的加強作用。因此，JB 4731還規(guī)定當滿足A≤0.2L時，最好使A≤0.5R m（）,即 </p><p>　　Ra=Di／2+δn／2=1209.5mm</p><p>　　A≤0.5R a=0.5

69、15;1209.5=604.75，取A=605mm</p><p>　　綜上有A=605mm (A為封頭切線至封頭焊縫間距離，L為筒體和兩封頭的總長)</p><p>　　(9)、焊接接頭的設計</p><p>　　采用V型對接接頭和手工電弧焊</p><p>　　焊條類型：E5018 ——鐵粉低氫鉀型</p><p>

70、;<b>　　筒體和封頭的焊接：</b></p><p><b>　　接管與筒體的焊接：</b></p><p>　　材料選擇:根據材料的使用條件</p><p>　　碳素鋼和低合金鋼的選用；</p><p>　　溫度和腐蝕介質的情況；</p><p>　　選材時材料的供應類