容器零部件设计

压力容器零部件设计(一)压力容器零部件设计压力容器是一种存储、运输和加工液体、气体或固体的设备。

压力容器不仅需要能够耐受压力、温度等因素的影响，还需要具备高度的安全保障。

零部件是构成压力容器的基础，好的压力容器零部件设计可保障压力容器的安全、寿命和性能。

缺陷分析压力容器零部件设计需要避免以下缺陷：1. 结构强度不足：压力容器工作环境的压力、温度等因素对容器本身的材质和结构有很高的要求。

设计时若结构强度不足会导致容器的爆炸等严重后果。

2. 材料选择不当：材料的选择不当可能导致零件在高压、高温等复杂环境下出现失效，进而对容器的整体安全性造成影响。

3. 缺乏必要的松弛缝：由于容器的变形，需要把材料和结构上的缺陷转化为必要的松弛缝，以避免材料和结构的锁死和破裂，也避免了过多的应力集中。

关键设计指标压力容器零部件设计需要符合以下关键设计指标：1. 固定力：压力容器需要通过零部件的固定力将所有部件固定在一起。

2. 尺寸和形状：零部件的尺寸和形状要和容器本身的尺寸和形状相匹配，保证不会出现空隙或者松动的情况。

3. 材质选取：针对不同的工作环境，压力容器零部件的选择需要合理，确保零部件的耐久性能、超压时的性能以及高温环境下的性能等都能满足要求。

4. 强度和稳定性：设计时需要遵循国家标准，零部件的强度和稳定性能够贯穿整个容器的运作寿命。

设计原则对于压力容器零部件设计，有以下几个原则：1. 材料要优先选择纯度高、强度和韧性较好的材料。

2. 控制整体重量，减小材料成本。

3. 尽可能地减少零部件数量，从而减少加工成本和组装成本。

4. 优先考虑贴近整个容器的结构，避免孤立的点，整体性较强可以提高体积利用率。

5. 通过分阶段设计来避免未来的改进成本和时间成本。

压力容器是关系到人们生命和财产安全的装备，所以对于设计要求非常高，本文阐述压力容器零部件设计的缺陷分析、关键设计指标和原则，以期为日益重要的压力容器行业提供帮助。

目录1概述 (3)2设计计算 (5)2.1主要技术参数的确定 (5)2.2釜式换热器的结构设计 (5)2.2.1总体结构设计 (5)2.2.2换热器管程设计 (7)2.2.3 换热器壳程设计 (8)2.3元件的强度设计 (9)2.3.1 筒体 (9)2.3.2开孔补强设计计算 (11)3标准零部件的选用及主要零部件的设计 (15)3.1法兰的选用 (15)3.1.1容器法兰的选用 .... (15)3.1.2 管法兰的选取 (16)3.2封头 (17)3.3管板 (18)3.4堰板 (19)4鞍座的设计 (19)4.1 鞍座的选取 (19)4.2鞍座位置的设置 (19)4.2.1鞍座位置的相关标准的要求 (19)4.2.2设备总长的确定 (20)4.2.3 A值的确定 (20)4.3力的计算 (20)4.3.1重量产生的反力 (20)4.3.2地震产生的力 (21)433风载产生的力 (24)434热膨胀产生的力 (26)4.4总合力计算 (27)4.5应力校核 (29)4.5.1轴向应力 (30)4.5.2切向应力 (31)4.5.3周向应力 (31)4.6结论 (32)5三维实体造型设计 (32)5.1软件介绍 (32)5.2主要零部件的造型设计 (32)5.2.1 管箱封头的设计 (32)5.2.2鞍座的设计 (34)5.2.3螺母的设计 (35)5.3装配体的设计 (35)5.4工程图的生成 (38)设计总结 (41)注释 (43)参考文献 (44)谢辞 (45)附件 (46)1 概述换热器是一种实现物料之间热量传递的节能设备, 是在化工、石油、石油化工、冶金等领域普遍应用的一种工艺设备，在炼油、化工装置中换热器占总设备数量的40流右，占总投资的30%-45%近年来随着节能技术的发展，应用领域不断扩大，利用换热器进行高温和低温热能回收带来了显著的经济效益。

目前在换热设备中，使用量最大的是管壳式换热器。

汽车零部件物流容器、工位器具的设计作者：刘长润严超兵来源：《科学与财富》2017年第33期摘要：专业化的设计是规范管理物流容器和工位器具必然趋势，合理的设计物流容器和工位器具能大幅度提高物流效率和生产节拍，保护汽车零部件在物流操作过程中的质量要求，高效的空间利用，降低物流成本，因而物流容器和工位器具的合理设计十分重要。

关键词：汽车零部件；物流容器；工位器具；三维汽车零部件物流被国际物流界公认为是最复杂、最具有专业性的领域。

汽车产业链各个环节中零部件需求的增长带动了零部件物流业的高速发展。

高效率、低成本的设计理念逐渐用于物流领域，制造业生产质量管理的规范化、标准化设计要求越来越高。

物流容器和工位器具根据用途可分为通用器具、专用器具、标准器具三大类。

其基本要求如下：1）考虑物流管理中零部件的储存、质量的保护、安全、高效、空间利用等要求；2）考虑搬运的方便性和作业的快捷性对其结构强度的要求；3）考虑对所放物品的的品质要求、环保要求、成本要求及其使用寿命要求；4）满足先进先出的物流原则；5）物流容器和工位器具的结构、尺寸必须规范化，种类尽可能减少，尽可能采用通用器具。

通用容器和标准容器我们这里不作重点介绍，主要讲解专用容器和总装车间线边工位器具的设计，也就是我们常说的非标器具的设计。

这里谈谈个人的设计理念和心得。

1、汽车零部件物流容器的设计零部件物流容器的设计要求设计人员有一定的机械设计基础，丰富的三维设计理念，详尽的二维标准作图能力。

设计时能灵活掌握翻转机构的旋转、定位件的固定、弹簧锁及其空气撑杆的使用及材料的选择，设计时综合考虑容器成本。

1.1汽车零部件容器品种零部件主要包括门框、门内外板、机罩内外板、行李箱内外板、顶盖外板、侧围、翼子板。

1.2汽车零部件容器设计的基本理论：1）汽车零件内板设计理念：考虑零件不是外观件，零件可以堆叠放置，零件内板通常采用悬挂放置结构（覆盖容器：门内板容器、机罩内板容器、门框容器、尾门内板容器等），考虑零部件通用性，容器后部采用网格结构，悬臂后端为挂钩形式，根据零件的形状大小，两悬臂可以自由组合放置，实现非标容器的通用化的设计理念，尽可能的减少容器外框尺寸，实现各非标容器的相互堆垛，获得最大空间仓储运载能力和集体储存仓储能力。

第一章教案容器零部件化工机械与设备教学目标：1. 了解容器零部件的基本概念和作用。

2. 熟悉常见容器零部件的名称、特点和应用。

3. 掌握容器零部件的选材和设计原则。

教学内容：1. 容器零部件的定义和分类。

2. 容器零部件的作用及其在化工机械与设备中的应用。

3. 常见容器零部件的名称、特点和应用。

4. 容器零部件的选材和设计原则。

教学过程：一、导入（5分钟）1. 引导学生回顾化工机械与设备的基本概念。

2. 提问：“什么是容器零部件？它在化工机械与设备中有什么作用？”二、新课内容讲解（15分钟）1. 讲解容器零部件的定义和分类。

2. 讲解容器零部件的作用及其在化工机械与设备中的应用。

3. 介绍常见容器零部件的名称、特点和应用。

4. 讲解容器零部件的选材和设计原则。

三、案例分析（15分钟）1. 提供几个容器零部件的案例，让学生分析其选材和设计原则。

2. 学生分组讨论，汇报分析结果。

四、课堂小结（5分钟）1. 回顾本节课的主要内容。

2. 强调容器零部件在化工机械与设备中的重要性。

五、课后作业（课后自主完成）1. 复习本节课的内容，整理笔记。

2. 完成课后练习题，巩固所学知识。

教学评价：1. 课后作业完成情况。

2. 课堂参与度和表现。

3. 案例分析的深度和准确性。

第二章教案容器零部件化工机械与设备教学目标：1. 了解容器密封件的基本概念和作用。

2. 熟悉常见容器密封件的名称、特点和应用。

3. 掌握容器密封件的选材和设计原则。

教学内容：1. 容器密封件的定义和分类。

2. 容器密封件的作用及其在化工机械与设备中的应用。

3. 常见容器密封件的名称、特点和应用。

4. 容器密封件的选材和设计原则。

教学过程：六、导入（5分钟）1. 回顾上一章的内容，引导学生了解容器零部件在化工机械与设备中的重要性。

2. 提问：“什么是容器密封件？它在化工机械与设备中有什么作用？”七、新课内容讲解（15分钟）1. 讲解容器密封件的定义和分类。

压⼒容器零部件设计压⼒容器零部件设计⼀、压⼒容器的封头设计平板形封头带折边锥形封头⽆折边锥形封头锥形封头⽆折边球形封头头带折边球形（碟形）封半椭球（椭圆形）封头半球形封头凸形封头封头椭圆形封头的最⼩厚度标准椭圆形封头：δe≥0.15%Di ⾮标准椭圆形封头：δe≥0.30%Di内压碟形封头e i e t W C t i C MR P P R MP δφδσφσδ5.0][2][5.0][2+=-=最⼤允许⼯作压⼒：壁厚：碟形封头的最⼩厚度标准碟形封头：δe≥0.15%Di ⾮标准碟形封头：δe≥0.30%Di（1）受内压(凹⾯受压)球冠形端封头封头的计算厚度按式(7-6)计算：式中：Q ——系数，由GB150图7—5查取。

（2）受外压(凸⾯受压)球冠形端封头封头的计算厚度按下列两种⽅法确定，取其较⼤值：a) 按球形封头计算公式确定的外压球壳厚度；b) 按式(7-6)计算得到的厚度。

（3）两侧受压的球冠形中间封头（3.1）当不能保证在任何情况下封头两侧的压⼒都同时作⽤时，封头计算厚度应分别按下列两种情况计算，取较⼤值：（3.2）当能够保证在任何情况下封头两侧的压⼒同时作⽤时，可以按封头两侧的压⼒差进⾏计算：在任何情况下，与球冠形封头连接的圆筒厚度应不⼩于封头厚度。

否则，应在封头与圆筒间设置加强段过渡连接。

圆筒加强段的厚度应与封头等厚；端封头⼀侧或中间封头两侧的加强段长度L 均应不⼩于2c t i c p D P -=φσδ][2Q δ0.5DiGB/T25198-2010压⼒容器封头⼏点变化⼆、法兰设计螺栓法兰连接结构及密封设计垫⽚选择原则①要有全⾯的观念，综合考虑温度、压⼒、介质、压紧⾯形式等⽅⾯要求，其中温度和压⼒是影响密封的主要因素，也是选择垫⽚的主要依据。

②在保证密封的前提下，尽量选⽤结构简单、价格便宜、便于安装和更换的垫⽚。

螺栓是法兰密封连接中的重要元件，对其基本要求是强度要⾼、韧性要好。