CAD在化工中的应用

ｐａｇｅ １
椭圆形封头的绘制 ⑶绘制外侧轮廓线及水平连线 图３－８ 椭圆封头轮廓线 椭圆形封头的绘制 ⑷填充及标上尺寸 图３－９ 标准椭圆封头 本节目录 碟形封头的绘制 首先，我们来分析一下碟形封头的组成部分及关键尺寸。由图３－１０可知，碟形 封头由三部分组成： ⑴ 以半径为Ｒ的部分球面ｃｃ’ ⑵ 以半径为ｒ的过渡圆弧ｂｃ和ｂｃ ⑶ 以ｈ１为高度的直边ａｂ和ａｂ 常用碟形封头的主要数据关系如下： Ｒ＝Ｄ ２５ ｈ１ ＝ ４０ ５０ ｒ ＝ ０．１５ Ｄ Ｓ ≤８ １０ ≤ Ｓ ≤ １８ Ｓ ≥ ２０ ｈ ＝ ０．２２６ Ｄ 而标准形封头的主要尺寸关系如下： Ｒ ＝ ０．９ Ｄ ２５ ｈ１ ＝ ４０ ５０ ｒ ＝ ０．１７ Ｄ Ｓ ≤８ １０ ≤ Ｓ ≤ １８ Ｓ ≥ ２０ ｈ ＝ ０． ２４８８ Ｄ 要想画出如图３－１０所示的碟形封头，必须确定两个过渡圆弧的圆心及球壳大圆弧 的 圆心，如果能确定该三圆的圆心，则由上面提供的数据关系式，就能方便地绘出碟 形封头。下面我们通过两封头的实际绘制过程来具体说明封头绘制的方法及技巧。 第一个例子以常用碟形封头为例，已知Ｄ＝１０００，Ｓ＝１０，由数据关系式可知： Ｒ ＝１０００ ｒ ＝１５０， ｈ ＝ ２２６， ｈ１ ＝ ４０ ， 碟形封头的绘制 确定两过渡圆弧的圆心 ⑴ 在ＡｕｔｏＣＡＤ模板中，画上两条任意正交的直线（在正交状态下 绘制），长度 均超过１２００以上。 ⑵画垂直线的左右偏移线，选定偏移距离为３５０，见图３－１１，左右 偏移线和水平线的交点就是过渡圆的圆心 １ ２ １ ３ 图３－１１ 碟形封头定位图 碟形封头的绘制 绘制两过渡小圆 ⑴点击绘图工具中的绘圆工具，利用捕捉功能，捕捉水平线１和垂直线２ 的垂足 作为圆心，点击，输入１５０作为半径，按回车键确定。 ⑵点击绘图工具中的绘圆工具 ，利用捕捉功能，捕捉水平线１和垂直线３ 的垂足作为圆心，点击，输入１５０作为半径 （可不输入，因为系统已默认半径 为１５０），按回车键确定，见图３－１２）。 １ ２ １ ３ 图３－１２ 碟形封头的过渡圆 碟形封头的绘制 绘制大圆 大圆的半径是已知的，如果 能确定大圆的圆心位置，则就能 绘制该大圆，其实 ，不用确定大 圆的圆心位置，也能绘制出大圆， 因为根据碟形封头的特点，大圆 和 两个小圆是相切的，已知和两 个物体相切，并知道半径的话， 就可以绘制这个圆 １ ２ １ ３ 图３－１３ 碟形封头大圆图 碟形封头的绘制
ｐａｇｅ ２
绘制直边 直边的绘制较容易，它利用过渡小圆和水平线１的交点作为第一点，利 用相对坐 标确定第二点，即可绘制两条直边。 直边 直边 图３－１４ 碟形封头绘直边图 碟形封头的绘制 删除多余线段 图３－１５ 碟形封头的绘制 利用偏移技术，绘制封头的外轮廓线，并利用直线将内外两轮廓线连接起来， 然后利用填充命令进行填充。 图３－１６ 碟形封头填充图 碟形封头的绘制 标注尺寸 图３－１７ 碟形封头最后图 本节目录 锥形封头的绘制 锥形封头常用于立式容器的底部以便于物料的卸除，它一般直接于容 器筒体焊 接。封头可分为两种结构，不带折边的锥形封头（见图３－２７）和 带折的锥形封头（见 图３－２８）。不带折边的锥形封头与筒体连接处存在较 大的边界应力，有时需要将连接 处的筒体和封头加厚，具体情况请参考书 后参考文献。 本节目录 锥形封头的绘制 不带折边锥形封头的厚度计算公式如下。 Ｓ＝ １ ｔ ２［σ ］ ｃｏｓ α ｐｃ Ｄ 绘制不带折边锥形封头需要知道以下几个关键尺寸：封头大端内直 径Ｄ、封头的 小端内直径ｄ、封头的厚度Ｓ及封头的半锥角，而封头的高度 无需知道，因为由前面的 数据就可以计算出封头的高度，在具体绘制过 程中，可利用其他辅助线的办法，省去 确定封头高度的计算。当然，也 可以通过封头高度的计算来绘制锥形封头，但一般不 推荐使用该方法。 在利用计算机绘图中，应尽量利用图形之间的相互关系及相对位置 去绘 制图形，不到万不得以，避免输入绝对坐标等需要计算的绘制方法。 本节目录 锥形封头的绘制 带折边锥形封头的厚度计算公式如下。 ｆ ０ ｐｃ Ｄ Ｓ＝ ｔ ２［σ ］ 其中校正系数与半锥角及过渡圆半径和筒体内直径之比有关，大于１， 具体数据 参考有关文献。 绘制带折边锥形封头需要知道以下几个关键尺寸：封头大端内直径Ｄ 、 Ｄ 封头的小端内直径ｄ、封头的厚度Ｓ、封头的半锥角，封头的过渡圆即折 边部分 小圆半径ｒ及而封头的直边高度ｈ１。 锥形封头的绘制 图３－２７ 不带折边锥形封头 图３－２８ 带折边锥形封头 下面以图３－２８带有折边的锥形封头为例，说明锥形封头的绘制过程。 锥形封头的绘制 绘制两条互相垂直的中心线 利用相对坐标使水平线的长度等于４００，垂直线由上下两部分组成， 通过中点捕 捉功能，两条垂直线的第一点均捕捉到水平线的中点，另外 一点利用鼠标移动，估计 大概和水平线一般左右的长度即可（处于正交 状态下绘制，正交状态应根据需要及时 切换）。
ｐａｇｅ ４
法兰连接 表３－１ 管法兰类型及类型代号 法兰类型 板式平焊法兰 带颈平焊法兰 带颈对焊 法兰 整体法兰 承接焊法兰 螺纹法兰 对焊环松套法兰 平焊环送套法兰 法兰盖 衬里 法兰盖 法兰类型代号 ＰＬ ＳＯ ＷＮ ＩＦ ＳＷ Ｔｈ ＰＪ／ＳＥ ＰＪ／ＰＲ ＢＬ ＢＬ（Ｓ） ＨＧ标准号 ＨＧ ２０５ ９３ ＨＧ ２０５９４ ＨＧ ２０５９５ ＨＧ ２０５９６ ＨＧ ２０５９７ ＨＧ ２０５９８ ＨＧ ２０５９９ ＨＧ ２０６００ ＨＧ ２０６０１ ＨＧ ２０６０２ ＧＢ／Ｔ标准号 ＧＢ／Ｔ ９１１９ ＧＢ／Ｔ ９１１６ ＧＢ／Ｔ ９１１５ ＧＢ／Ｔ ９１１３ ＧＢ／Ｔ ９１１７ ＧＢ／ Ｔ ９１１４ ＧＢ／Ｔ ９１２２ ＧＢ／Ｔ ９１２１ ＧＢ／Ｔ ９１２３ 本节目录 容器法兰的绘制 图３－３８所示为采用凹凸密封面的甲型平焊法兰，其中有些尺寸已标上 具体数字 ，表明该类型的法兰，无论何种规格，在这方面的尺寸是不变的。 而其他以字母表示 的尺寸，需要根据具体的规格查表得到。有关倒角大小 问题，虽在上面图上只表示了 其中一个，其他两个没有表示，但我们会在 具体绘制过程中加以说明，希望读者注意 。 下面我们通过一个具体型号法兰的绘制过程，来说明该类法兰绘制的 方法。首先 查表得到某型号法兰的以下数据：ＤＮ＝３００，Ｄ３＝３４０，Ｄ２＝３５０， Ｄ１＝３８０，Ｄ＝４１５，ｄ＝３１ ４，Ｈ＝３６，Ｌ＝１８，其中Ｌ是螺栓孔的直径。根据以上 数据并结合图３－３８中已经标注的尺 寸，就确定了该法兰的绘制尺寸。 图３－３８ 甲型平焊法兰 容器法兰的绘制 ⑴绘制法兰右边部分的基本轮廓线 图３－３９ 甲型平焊法兰绘制过程图一 容器法兰的绘制 ⑵利用偏移工具，绘制螺栓孔线及辅助线 图３－４０ 甲型平焊法兰绘制过程图二 容器法兰的绘制 ⑶绘制法兰右边内侧的部分 Ｌ５ Ｌ４ Ｌ２ Ｌ３ Ｌ１ 图３－４１ 甲型平焊法兰绘制过程图三 容器法兰的绘制 ⑷利用修剪及打断删除多余的边 图３－４２ 甲型平焊法兰绘制过程图四 容器法兰的绘制 ⑸补充一条水平线并填充 图３－４３ 甲型平焊法兰绘制过程图五 容器法兰的绘制 ⑹利用镜像，完成左边部分 这里为了使显示清楚一些，我们对中间部分进行了打断。 图３－４４ 甲型平焊法兰绘制过程图六 容器法兰的绘制 ⑺标注尺寸，完成最后工作 图３－４５ 甲型平焊法兰图 本节目录 管法兰的绘制 下面是一个板式平焊法兰的示意图，要绘制该法兰需知道以下几个 关键尺寸： 法兰的外径Ｄ，螺栓孔中心圆直径Ｋ，螺孔直径Ｌ，密封面外 直径ｄ，法兰内径Ｂ，法兰 高度Ｃ，密封面平台和螺栓孔平台之间的距离ｆ。 下面通过一个具体大小的法兰绘制过 程，来说明该种法兰的绘制方法。 在绘制前，首先通过查表确定以下数据：Ｂ＝１１０， ｄ＝１４２，Ｋ＝１７０， Ｄ＝２１０，Ｌ＝１８，Ｃ＝１８，ｆ＝３。 图３－４６ 板式平焊法兰图 管法兰的绘制 ⑴绘制法兰右边部分的基本轮廓线
本文由ｔｓｈｕｉｌ贡献 ｐｐｔ文档可能在ＷＡＰ端浏览体验不佳。建议您优先选择ＴＸＴ，或下载源文件到本机 查看。 第３章 化工设备零件图绘制 封头的绘制 法兰的绘制 接管的绘制 其他化工小零件的绘制 主目录 封头的绘制 本节目录 半球形封头的绘制 半球形封头由半个球壳组成。对于直径较小、厚度较薄的半球形封 头，可以采 用整体热压成形加工技术，对于大直径的半球形封头则采用 分瓣冲压后焊接组合的加 工技术。半球形封头厚度的计算公式如下。 Ｓ＝ ４［σ ］ ｔ ｐｃ Ｄ ［ 其中 ｐｃ 为封头内计算压力，σ ］ ｔ为材料允许最大应力， 为焊缝系数。 半 球形封头结构较简单，受力较均匀。其绘图的关键尺寸只有两个： 半球形封头的内直 径Ｄ或半径Ｒ，封头的厚度Ｓ。 半球形封头的绘制 ⑴绘制垂直中心线 图３－１ 中心线 半球形封头的绘制 ⑵在绘制结构线图层中，以中心线上某一点为圆心绘制直径为４００的 半圆，作为 半球形封头的内轮廓线。 图３－２ 半圆线 半球形封头的绘制 ⑶利用偏移技术绘制半球形封头的外轮廓线，并利用直线将两轮廓 线连接起来 。 图３－３ 内外轮廓线 半球形封头的绘制 ⑷利用填充功能，打上剖面线，并标上尺寸，最后完成绘制工作。 图３－４ 半球形封头 本节目录 椭圆形封头的绘制 椭圆形封头是化工设备中较常用的封头，一般用于换热器、反应器 等设备上。 椭圆形封头和球形相比多了直边段，对于较小的椭圆形封头， 既可热压成形，也可铸 造加工。椭圆形封头的厚度计算公式为 Ｓ＝ ２［σ ］ ｔ ｐｃ Ｄ 椭圆形封头的关键尺寸为内轮 廓线的长轴Ｄ、短轴２ｈ（一般已知封 头高度ｈ）、 直边高度ｈ１及厚度Ｓ，有 了以上４个关键尺寸，就可以绘制任 意形状的椭圆形封头。 下面以绘制 Ｄ＝３２５，ｈ＝３２５／４，ｈ１＝２５，Ｓ＝７．５的标准形 封头为例（见右图），说明封头的 具体绘制过程（标准形椭圆封头是 指ｈ＝Ｄ／４的椭圆封头）。 图３－５ 标准椭圆封头 椭圆形封头的绘制 ⑴在中心线图层中绘制两条垂直的中心线 图３－６ 椭圆封头中心线 椭圆形封头的绘制 ⑵绘制内侧半椭圆及直边 图３－７ 椭圆封头内侧轮廓线
ｐａｇｅ ３Leabharlann 图３－２９ 锥形封头绘制过程图一 锥形封头的绘制 绘制左边内侧轮廓线 在绘制前，先作一点说明，根据几何关系，折边部分的小圆轮廓线和 锥体部分 的轮廓线是相切的，且折边部分圆弧的度数等于半锥角，在本例 中为３０°，其圆心在 水平中心线上，且过水平中心线的左端点（对左边的 圆弧段而言） ｄ ｅ ｂ ａ ｃ Ｏ１ Ｏ２ ａ Ｏ１ Ｏ２ ｆ 图３－３０ 锥形封头绘制过程图二 图３－３１ 锥形封头绘制过程图三 锥形封头的绘制 利用镜像工具绘制内侧轮廓线右边部分 首先删除两条辅助线，然后利用鼠标从右上向左下拉动，选中左边部 分，点击 镜像工具，再选择中心线为镜像线即可。 ｃ ｇ 图３－３２ 锥形封头绘制过程图四 锥形封头的绘制 利用偏移技术，绘制外侧 图３－３３ 锥形封头的绘制 修补 由于在利用偏移技术时，外侧轮廓线没有完全封闭，故需要进行修 补。 ａ ｂ ｃ 锥形封头的绘制 ｄ ｂ ａ ｃ 锥形封头的绘制 填充及表注尺寸 该工作前面已经过多次介绍，在本图也没有特别之处，故不再赘述。 值得注意 的是，由于我们在绘制过程中完全按照实际尺寸绘制，故在标注 时尺寸的默认值就是 我们所需要的数据，可直接利用默认值，提高绘图速 度，最后结果见图３－３７。 图３－３７ 完成后的锥形封头 主目录 法兰的绘制 本节目录 法兰连接 法兰是化工设备和管道连接常用的零件。法兰连接具有紧密性好、 强度大及尺 寸范围广等优点，但其装配与分拆较费时，制造成本较高。 法兰连接分为管法兰连接 和容器法兰连接，两种连接形式的法兰均 有标准可查。如压力容器的法兰标准：ＪＢ／ Ｔ ４７００￣４７０７—２０００；管路法 兰的标准：ＧＢ ９１１２￣９１２４—２０００和ＨＧ ２０５９２￣２０６３５—９７ 。 法兰根据需要有多种不同的形式，如压力容器的法兰可分为甲型平 焊法兰、乙型 平焊法兰、长颈对焊法兰。管法兰在原化工部的标准中共 有８种型号的管法兰和两种 型号的法兰盖，具体情况见下表。 本节目录