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1、课程设计资料标签资料编号：目 球形储罐设计姓 名学号专业材料成型资料清指导教厕 成绩序号名称件数页数备注1设计说明书12设计图纸13工艺卡45单注意事项：1、存档内容请在相应位置填上件数、份数，保存在档案盒内。每盒放3-5名学生资料，每份按序号归档， 如果其中某项已装订于论文正本内，则不按以上顺序归档。各专业可依据实际情况适当调整保存内容。2、所有资料必须保存三年。课程设计论文（说明书）装订格式可参照毕业设计论文装订规范要求。3、资料由学院资料室统一编号。编号规则是：年度一资料类别代码学院代码学期代码一顺序号，顺 序号由四位数字组成（参照西安理工大学实践教学资料整理归档要求）。4、各院、系应在
2、课程设计结束后一个月内按照规范进行资料归档。5、特殊情况请在备注中注明，并把相关资料归档，应有当事人和负责人签名。课程与生产设计（焊）设计题目球形储罐设计专业材料成型及控制工程班级_学生指导教师2016年秋学期一、设计说明课程设计任务书11.1选材21.2球壳计算21.3球壳薄膜应力校核 31.4球壳许用外力 41.5球壳分瓣计算5二、支柱拉杆计算2.1计算数据92.2支柱载荷计算102.3支柱稳定性校核132.4拉杆计算14三、连接部位强度计算3.1销钉直径计算153.2耳板和翼板厚度计算153.3焊缝剪应力校核153.4支柱底板的直径和厚度计算163.5支柱与球壳连接处的应力验算163.6
3、支柱与球壳连接焊缝强度计算18四、附件设计4.1人孔结构194.2接管结构194.3梯子平台 194.4液面计20五、工厂制造及现场组装5.1工厂制造215.2 现场组装22六、焊接与检查6.1 钢材的可焊性236.2 焊接工艺的确定236.3 焊后热处理24七、检查7.1 支柱尺寸精度检查247.2 竣工检查247.3 气密性试验257.4 开罐检查25参考文献26生产设计与实践 课程设计任务书设计题目球形储罐设计二、主要设计参数内径 Dn=157m,体积 V=2000m3设计压力 P=0.69MPa; 工作压力 Pg=0.64MPa, 水压试验压力 Pgx=103 MPagx水压试验总重：
4、2200 吨，立柱数：12 根实际温度：20C自选参数：充装系数K= 095模拟使用地点（西安）三、设计内容1、选材 2、整体设计 3、焊材选择 4、焊接设备选择5、焊接工艺6、检验及质量标准四、提交内容1、设计说明书 2、主要焊缝焊接工选材1、选材 根据设计条件及GB12337-2014钢制压力容器表4球壳材料选取Q345Rt = 189Mpa+.2.1 刚板毗你准、便用状态及许用应山按表4的规定嚴4 娴梅呼舟应力ffijy打下皆诣宓dF的诈期顺古tKnMlJaMPa1001 -2003訪GB 713控轧，1E火0 10400Z45141514T14013!16364U0Z3514 8140
5、L331Z4315 fiO400S2S14B曲L27ILSQ3d5RGB 7LS拔轧. te札.as火A16510S45lti!JLSDLB91S3SOO3 2 &肿册1S31706()A 90315181L73Q37DKGB 7L：11E火io iti530aifo丨的L船A调一罰越貓仆ItS皿L盹L364052uJ40193L31S31B0lAMnBHGEi 352 J正火*EE火如回火104y31516118118Q16?115 3647029517-417J157-36 SO4GGLIBS17-&1701601503 .MuNll. ifcGE 3531正火iE吹抑叵我S16490冊m
6、iL-h：iLSI1732 IE164HOS1S17 E咖t7H3E504VD30517 41741731602、球壳计算2.1壳壁厚度球壳分带如图:球壳个带的计算压力分别为：P1=0.69 MPaP2=0.69+1000X9.8X(13.575-10.845)X10-6=0.717 MPaP3=0.69+1000X9.8X(13.575-4.846)X10-6=0.776 MPaP4=0.69+1000X9.8X(13.575-1.622)X10-6=0.807 MPaP5=0.69+1000X9.8X(13.575-0)X10-6=0.823 MPa球壳材料选取Q345R,os=345 M
7、Pa,20C下许用应力G t = 189Mpa ；取焊缝系数：=1.0。腐蚀余量C =1.0mm,（腐蚀性一般），钢板厚度负偏2差C1=0mm,故厚度附加量C=C1+C2=1mm球壳各带所需厚度:PD1_i-4Q t 申一 P10.69 x 157004 x 189 x 1 0.69+1 沁 15.342mm圆整后取16mm同理求得5=2PD2_i-4Q叩一 P20.717 x 157004 x 189 x 1 0.717+1 沁 15.904mm5=PD_i34Qq P 30.776 x 157004 x 189 x 1 0.776+1 沁 17.132 mm5=4PD4_i-4Q叩一P40
8、.807 x 157004 x 189 x 1 0.807+1 17.777mm5=5PD5_i-4Qq p 50.823 x 157004 x 189 x 1 0.823+1 沁 18.110 mm圆整后取16mm;圆整后取20mm;圆整后取20mm;圆整后取20mm;3、球壳薄膜应力校核根据下式，将球壳各带分别按操作和液压试验两种情况计算其最大应力，结果列于下表：PDQ =二 cp申345P R 2cph(3R h )H _cp32R h 丿cpPR2cp25(3R h )3 OR h )cp球壳各带应力计算MPa分带号12345分带有效厚度IO1515191919内压应力1 前.4416
9、9. 44135. 59135. 59135. 59操作条件液压应力08. 715. 418. S21. 3总应力F 1&9. 44r 178. 14F 150. 99r 154. 39F 156. 89内压应力2&9. &5269. 65212. 91212. 91212. 91液压条件滿压应力2. 117. 926. 329. 533. 1总应力272. 35287. 55239. 21242. 41246. 0128cp(3R)cp系数0125_0.1257850150000239球壳的许用应力值：操作条件下：o=189MPa。液压实验条件下：0.95X345X1=327.8 MPa。表
10、中各带计算应力均小于上述许用应力，条件得到满足。4、球壳许用外压力查GB150-1998钢制压力容器P33图6-5得：B=34P =许用外压力34=0.065Mpa许用临界压应力：a=、乜=01*20600785 = 29.8物ac m3液压实验条件的赤道带外球壳板压应力，在水压试验条件下赤道外球壳板的压应力o的最大值 出现在水充填至半球时，此时压应力为：式中下半球壳质量1m 二兀 D 2 8 p x 10-9 = 60447kg12cp n 1.下半球水的质量1m =兀 D3 p x 10-9 = 1012622kg3 12 12Qc c;符合使用条件5、球壳分瓣计算球壳结构形式主要分为足球
11、瓣式、桔瓣式和混合式3种（如图1.1）。（1）足球瓣式球罐球壳用均分法划分，每块球壳板尺寸相同，下料成型规格化，材料利用率高 且互换性好，组装焊接接头较短，焊接检验工作量小，但焊接接头布置复杂，施工组装困难，对 球壳板的制造精度要求高。（2）桔瓣式球壳像桔子瓣（或西瓜瓣），焊接接头布置简单，组装容易，球壳板制造简单，但材 料利用率低，对接焊缝总长度长，检验工作量大 。（3）混合式球罐的球壳组成是：赤道带和温带采用桔瓣式，极板采用足球瓣式。它集中了桔瓣 式和足球瓣式两种结构的优点，在国外已被广泛采用，从国外引进的球罐大量采用了该结构。 基于混合式排版带来的优势，本例采用混合式球瓣。极带瓣片与赤道
12、带瓣片计算按照混合式计算，计算过程如下: 符号说明 R-球罐半径mm足彩爲赤道带分瓣数；&0赤道带球心角& 1极中板球心角B 2极侧板球心角B 3极边板球心角球壳分瓣计算 极带瓣片与赤道带瓣片计算按照混合式计算，计算过程如下：符号说明N=24 R=7850a =15oB0=45o & ,=24o B2=8.5o B3=17o0131、 赤道板尺寸计算弧长L =兀rPo1803.14 x 7850 x 45=6162.5mm180RL 二 2R sin h 二 2x 7850 x sin 45 二 6008.13mm2二 2兀 x 7850 x cos（f）二 1897.73mm16 2耳二 2Rcos（加n（扌）二 22 7850x cos 22.5 x sin 7.5 -1893.27mm2 x 3.14 x 785024=2054mm
