过程装备课程设计

目录

1设计任务书 (1)

2符号说明 (3)

3设计计算 (5)

3.1筒体计算 (5)

3.1.1筒体材料选择 (5)

3.1.2设计压力 (5)

3.1.3设计温度 (5)

3.1.4厚度及厚度附加量 (5)

3.1.5焊接接头系数 (6)

3.1.6许用应力 (6)

3.2封头设计 (6)

3.2.1封头材料选择 (6)

3.2.2设计厚度（K=1） (6)

3.3耐压校核 (7)

3.3.1耐压试验压力 (7)

3.4支座选择 (7)

3.4.1支座材料选择 (7)

3.4.2支座型式及安装位置 (7)

3.4.3鞍座包角及高度 (8)

3.4.4许用应力的确定 (8)

3.4.5支座附件尺寸的确定 (8)

3.5设计载荷 (8)

3.6载荷分析 (9)

3.6.1均布载荷q和支座反力F (9)

3.6.2竖向剪力Fq和力偶M (10)

3.7弯矩和剪力 (10)

3.7.1弯矩 (10)

3.7.2剪力 (11)

3.8圆筒应力计算及校核 (11)

3.8.1圆筒轴向应力及校核 (11)

3.8.2圆筒和封头切应力及校核 (13)

3.8.3支座截面处圆筒体的周向应力 (13)

3.8.4腹板水平拉应力及校核 (14)

4结论 (16)

5参考文献 (17)

1设计任务书

一、设计时间安排

从第17周（2015年12月14日）至第18周（2015年12月25日）。

二、设计内容安排

1.熟知相关的标准、规范及规定等相关资料；

2.设备的设计计算及强度、稳定性校核；

3.编写设计说明书一份；

4.绘制1号装配图一张。

三、设计条件

四、设计要求

1.学生要按照任务书要求，独立完成容器的设备设计；

2.计算单位一律采用国际单位；

3.计算过程及说明应清楚；

4.所有标准件均要写明标记或代号；

5.设计说明书目录要有序号、内容、页码；

6.设计说明书中与装配图中的数据一致。如果装配图中有修改，在说明

书中要注明变更；

7.书写工整，字迹清晰，层次分明；

8.设计说明书要有封面和封底，横向装订成册。

2符号说明

Pc-设计压力,Mp a ；

φ-焊接接头系数表查得0.85；

2C -腐蚀裕量，mm ；

1C -材料厚度负偏差，mm ；

C-厚度附加量，mm ；

n δ-圆筒名义厚度，mm ； e δ-圆筒有效厚度，mm ；

i D -圆筒内直径，mm ；

A-鞍座中心线到封头切线距离，mm ；

0D -圆筒外直径，mm ；

F-每个支座的反力，N ；

91K K --系数；

L-封头切线间距离，mm ；

1M -圆筒中间处的轴向弯矩，mm •N ；

2M -支座处圆筒的轴向弯矩，mm •N ； i R -圆筒内半径，mm ； i h -封头曲面深度，mm ；

K-系数，容器不焊接在支座上时，K=1；焊接时，K=0.1; m-容器总质量，Kg ；

P-设计压力，a MP ；

m δ-鞍座垫板名义厚度，mm ；

hn δ-封头名义厚度，mm ； he δ-封头有效厚度，mm ；

θ-鞍座包角，()︒；

[]t σ-设计温度下容器壳体材料的许用应力，Mp a ；

[]sn σ-鞍座材料的许用应力，Mp a ；

21σσ，-圆筒中间处横截面内最高、最低点处的轴向应力，Mp a ； 43σσ，-支座处圆筒横截面内最高、最低点处的轴向应力，Mp a ； 5σ-支座处圆筒横截面最低点处的周向应力，Mp a ； 6σ-无加强圈时鞍座边缘处的圆筒周向应力，Mp a ；

'6σ-无加强圈时鞍座垫板边缘处的圆筒周向应力，Mp a ；

9σ-鞍座腹板水平方向的平均拉力，Mp a ； τ-圆筒切向剪应力，Mp a ；

h τ-封头应力，Mp a ；

3设计计算

3.1筒体计算

3.1.1筒体材料选择

Q345R

3.1.2设计压力

P=1MPa=Pc

3.1.3设计温度

T=200℃

3.1.4厚度及厚度附加量

δ=[]Pc

PcDi t

-φσ2=（1×2000）/（2×183×0.85-1）=6.45mm δd=δ+C2=6.45+3=9.45mm

δn=δd+C1+ ∆=9.45+ ∆=10mm 由钢材标准规格δn=10mm δe=δn-C=10-3=7mm C=C1+C2=3mm

3.1.5焊接接头系数

φ=0.85

3.1.6许用应力

由表D-1查得Q345R 在T=200℃、厚度为3-16mm 时[σ]t =183MPa

3.2封头设计

3.2.1封头材料选择

Q345R 椭圆形封头

3.2.2设计厚度（K=1）

δ=[]Pc KPcD t

5.02i

-φσ=0.5

-0.8518322000

1⨯⨯⨯=6.44mm δd=δ+C2=6.44+3=9.44mm δn=δd+C1+ ∆=9.44+0+ ∆=10mm 由钢材标准规格δn=10mm