買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 承壓容器殼體的 結構設計和工藝分析 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 學 生： 指導老師： 完成日期： 揚州大學廣陵學院買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 摘要 本文介紹了壓力燒結爐結構機理、性能及應用，著重從爐體結構、尤其是簡單的技術參數(shù)，提高壓力燒結爐的設計質(zhì)量。壓力燒結爐可以實現(xiàn)自動連接脫脂、真空燒結和加壓燒結工藝；具有氣氛調(diào)節(jié)功能、爐內(nèi)分壓控制，實現(xiàn)恒壓燒結；專用圓形脫脂密封爐膽有利于改善爐溫均勻性；定向氣流脫脂，強化脫脂效果；實現(xiàn)各種安全聯(lián)鎖，特別是超溫超壓多充保護。 同時介紹了自己從理 論知識走向?qū)嶋H工作的一些變化，特別是在實際工作中對數(shù)據(jù)的把握和對制作方法的學習都與書本知識相差很大。工作也讓自己更加熟練的使用 個最基本的繪圖軟件，同時在設計繪圖的過程中，更加能夠結合實際生產(chǎn)，避免錯誤設計和多余設計。 關鍵詞：壓力燒結爐；結構設計；計算方法；脫脂；保護；理論知識；實際工作。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 of to be to a a of of to to in of of on at AD in to he 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 目錄 摘要 . 2 . 3 第一章 緒論 . 6 第二章 壓力燒結爐的設計原理 . 7 2 1 工作原理及特點 . 7 計參數(shù) . 7 結構設計 . 10 爐體部分設計 . 11 爐門、夾箍 . 11 爐內(nèi)構件 . 12 爐體兩端密封 . 12 爐門鉸鏈 . 12 爐體支座 . 13 液壓缸的選用 . 13 操作系統(tǒng) . 13 設計計算 . 14 燒結爐體的制造 . 14 制造方案及要求 . 14 制造難點 . 14 第三章 實際裝配 . 16 際尺寸 . 16 裝配過程 . 16 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 第四章 結束語 . 17 第五章 參考文獻、附表 . 18 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 第一章 緒論 近年來，眾多廠家紛紛擴大再生產(chǎn)，各種規(guī)格的壓力燒結爐使用，其原因主要是通過壓力燒結爐燒結的原件得到了廣泛的應用，特別適用于科研、軍工等對難熔金屬如 鎳、 鉬基合金粉成型燒結。同時，對此類設備的要求也越來越高，這就要求在設計方面不斷改進，從明顯的節(jié)能效果、合理的結構、操作維護方便入手，不斷地手機用戶反饋意見，縮短設計周期，提高設計質(zhì)量。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 第二章 壓力燒結爐的設計原理 工作原理及特點 壓力燒結爐經(jīng)過抽真空后出入氬氣保護，通 過點擊口內(nèi)接石墨加熱器，通入 70V、 2000A 電流對爐內(nèi)進行加熱，使硬質(zhì)合金刀頭及各種金屬粉末燒結成型，少解釋爐內(nèi)溫度可達到 1000 1600 ，形成完全閉合燒結狀態(tài)。其特點是： （ 1）燒結過程中減少產(chǎn)品氯化幾率，爐溫均勻，恒溫區(qū)大，保證爐內(nèi)壓力恒定； （ 2）清楚吸附在金屬及金屬粉末中的雜質(zhì)； （ 3）使硬質(zhì)合金制品具有優(yōu)良的組織結構、強度、硬度、密度； （ 4）是先進的冶金燒結工藝和提高硬質(zhì)合金質(zhì)量的手段，能保證大批量生產(chǎn)過程中產(chǎn)品質(zhì)量恒定。 設計參數(shù) 承壓容器殼體的技術特性參數(shù)見表 1. 表 1 I 基本數(shù)據(jù) 容量 夾套 內(nèi)盤管 容器 夾套 內(nèi)盤管 設計壓力 0,1 器類別 工作壓力 6/料名稱 氬氣、氨氣、氫氣 水 水 設計溫度 200 80 80 物料特性 無毒、易爆 無毒、不易爆 無毒、不易爆 最高 / 最 低 工 作 溫度 150 50/5 50/5 重量 空重 7873 水 壓 試 驗 壓 力 中 不 銹鋼 氣 密 性 試 驗 壓 力 / 充滿水重 8933 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 氨 檢 漏 試 驗 壓 力 操作重量 全 容 積 m 作次數(shù) 10000 換 熱 面 積 用年限 (預計 ) 年 法規(guī) 計標準 力容器 主要受壓元件材料 火 )166I 設計數(shù)據(jù) 腐 蝕 裕 量 2 0 保溫 材料 焊接接頭系數(shù) 1 厚度 安全閥開啟壓力 / 油漆 部位及材料 爆破片爆破壓力 / / 標準 4711焊縫焊角尺寸等于較薄板厚度 ,管法蘭與接管焊接按相應法蘭標準 制造檢驗及驗收 標準 ,規(guī)范 力容器 0004料要求 鍛 件按 47008 承 壓 設 備 用碳素 鋼 和 合 金鋼 鍛 件 及47010壓設備用不銹鋼和耐熱鋼鍛件標準制造，檢驗和驗收。 材料無損檢測 爆破片爆破壓力 47015品焊接試板 47016 接 接 頭 無 損 檢 測 容器 類別 A、 B 涉嫌監(jiān)測長度為每條焊縫總廠的 100% 標準 A、 B 合格，透照質(zhì)量不應低于 類別 C D 100%磁粉檢測 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 標準 C D I 級合格 夾套 類別 A、 B 射線監(jiān)測長度不少于每條焊縫總廠的 20%，且不小于 250 標準 A、 B 合格，透照質(zhì)量不應低于 。 類別 C D 標準 C D 內(nèi)盤管 類別 B 射線監(jiān)測長度為每條焊縫總廠的 100% 標準 B 合格、透照質(zhì)量不應低于 類別 C D 100%滲透監(jiān)測 標準 C D I 級合格 熱處理 該設備爐門、快開法蘭與內(nèi)筒體、夾套筒體與接管組件組焊后驚醒消除應力熱處理，熱處理后不得在上述受壓元件上施焊。 管口及制作方位 見本圖 包裝及運輸 按 4711他要求 1、 內(nèi)筒制成后驚醒水壓試驗，合格后再焊夾套并驚醒夾套水壓試驗。夾套水壓試驗合格后再對夾套進行氨檢漏試驗，試驗方法按照 20584錄 A 中的 C 法。 2、 卡箍連接處的法蘭、爐門、卡箍的齒部或凸緣轉角處在加工完成后 應進行磁粉檢測，結果符合 I 級合格。 3、 定期檢查法蘭、爐門、卡箍齒部的磨損情況，并定期對齒部的轉角處進行磁粉檢測。 4、 卡箍連接系統(tǒng)的應設有安全聯(lián)鎖裝置并符合 0004種設備安全結束規(guī)范中 的規(guī)定。 5、 應將操作的總次數(shù)詳細記錄。 注： 1、安全閥的型號及規(guī)格由用戶單位根據(jù)工藝確定，因安全閥為用戶自行采購。用戶現(xiàn)場氣密性試驗時應將安全附件裝備齊全。 2、本設備最大允許工作壓力為 3、本設備中管口 A 夾套內(nèi)工作壓力為常壓，介質(zhì)為 5 50 的水。該腔體按制焊接常壓容器設計、制造，該腔體夾套焊接接頭系數(shù)去 焊條表 手工電弧焊焊條牌號 焊接接頭坡口形式及尺寸見本圖，其余按 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 材 料 6 20 30408507 427 302 16 507 427 / 20 427 427 / 427 427 / / 345R 之間焊絲鋼號： 結構設計 就如何確定合理的設計方案，選擇了一種參數(shù)的燒結爐為例，燒結爐主要結構示意圖見圖見圖1. 圖 1 規(guī)格： 爐體內(nèi)筒體內(nèi)徑： 900套筒體內(nèi)徑： 1132端設備法蘭密封面的間距為： 1184結爐爐體主要分為以下幾部分： （ 1） 爐體。由內(nèi)筒體、夾套筒體、路段凸齒法蘭及工藝管口組成。 （ 2） 爐門。由凸齒端蓋、水冷夾套蓋、冷卻盤管、工藝管口及支撐構件組成。 （ 3） 夾箍。由凸齒夾箍、連接塊 、感應塊、防滑塊等構件組成。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 （ 4） 爐內(nèi)構件。內(nèi)壁隔熱層、冷卻盤管、冷卻隔熱層、屏蔽板組成。 （ 5） 爐門鉸鏈。由軸承、軸、液壓缸以及連接件組成。 （ 6） 支座。主要以支撐板、墊板及液壓缸固定座組成。 以上六部分是燒結爐的結構布局，是燒結爐主要設計環(huán)節(jié)，其組成結構緊湊，空間利用率高。 在設計過程中遵守的標準規(guī)范： 50制壓力容器， 732力容器 分析設計標準及壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程 1999 版。 爐體部分設計 （ 1）為防止爐殼體壁溫升高，爐體外壁設 有夾套筒體，兩端爐體法蘭內(nèi)壁設有水夾套，通過循環(huán)冷卻水，降溫爐體壁溫度。爐體法蘭內(nèi)壁開槽，為防止冷卻水循環(huán)短路，開槽后內(nèi)焊接隔板，使循環(huán)水在槽內(nèi)均勻流動，確保爐體法蘭壁溫均勻。設計時先計算出爐體內(nèi)簡體及夾套筒體的名義厚度（內(nèi)筒名義厚度：當設計壓力不大于 7，名義厚度 =圓整后的名義厚度 +2 3設計壓力大于 7，名義厚度 =圓整后的名義厚度 +4 6，以確定爐體法蘭根部結構尺寸。 （ 2）爐體上嗲幾口，以往采用碳鋼接口，電極通過絕緣密封連接，當與電源連接時產(chǎn)生電磁感應渦流，不但耗電量大增， 而且時管口周圍溫度升高，在局部區(qū)域內(nèi)超出設計參數(shù)，造成不安全隱患。問解決這一問題，設計時應采用無鐵磁性材料，次管口的加強管及法蘭采用不銹鋼鍛件，材料為 0 （ 3）對于公稱直徑較大的抽真空口，應按設計條件對法蘭驚醒校核計算，對法蘭計算時往往會出現(xiàn)與條件不符，這時要及時反饋，修改抽真空口條件尺寸。 （ 4）爐體上攝制熱電偶口，檢測盒控制爐體內(nèi)的溫度；設置爐壁溫傳感器口，時刻檢測爐體壁溫的變化，將信號傳到控制器，將爐體壁溫控制在一定的范圍內(nèi)。通過信號轉換完成自動控制。爐體上攝制充放氣口、壓力變送器口， 控制爐體內(nèi)部的壓力。 （ 5）爐體上所有工藝管口的開孔補強計算應留不小于 25%的余量；電極口的連接尺寸應與所配電極尺寸保持一致，其外伸高度不得隨意更改。 爐門、夾箍 （ 1）爐門、夾箍及爐體法蘭對不同直徑的燒結爐，當設計壓力及溫度波動不大時，可用類比方法進行結構尺寸設計。 （ 2）爐門夾套蓋上加工冷卻水螺旋槽，同樣是為防止水循環(huán)短路，開槽后內(nèi)焊接隔板，使循環(huán)水在槽內(nèi)均勻流動，確保爐內(nèi)壁溫均勻。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 爐內(nèi)構件 （ 1）如圖 2 所示，在爐體內(nèi)筒體內(nèi)表面鋪設一層約 7的石墨纖維 碳氈，在其表面布置一組冷卻旁觀；在冷卻管表面再鋪設一層 10 25墨硬氈作為絕熱保溫層，最后鋪設一層 2到屏蔽隔熱的作用（以前在設計中是冷卻管直接接觸熱源，這種方法會使熱量被冷卻管吸收較多，起不到隔熱作用，同時造成爐內(nèi)熱量流失）。 圖 2 爐內(nèi)構件 （ 2）爐內(nèi)冷卻盤管所選用材料：當爐內(nèi)設計壓力不大于 7，爐內(nèi)盤管應采用紫銅管，因紫銅管導熱性能好，這里值得注意的是銅管標準只提供了最大溫度為 65 的許用應力值及 B 值，在設計時要留一定的余量；當爐內(nèi)設計壓力大于 7，爐內(nèi)盤管應 采用不銹鋼鋼管，因不銹鋼鋼管可承受較高的外壓。 爐體兩端密封 在設計時兩端密封采用了蛇形密封墊，因這種結構密封墊可同時承受內(nèi)外壓，對殼體內(nèi)抽真空時受密封面的壓緊力作用，完全達到密封效果；當殼體受內(nèi)壓時，由于兩端法蘭密封槽內(nèi)有通向殼體的圓孔，殼體內(nèi)壓力升高時，密封墊產(chǎn)生自密封效果，壓力越高，自密封效果越好。 爐門鉸鏈 （ 1）爐門鉸鏈的支撐：設備支座支撐爐門的質(zhì)量；設備夾套簡體承受一部分爐門的分力；夾套筒體內(nèi)部用支撐框架支撐夾套筒體。這三個部分通過爐門鉸鏈連接完成爐門的連接（圖 3） 。 （ 2）爐門鉸鏈為軸連接，上部采用單列球軸承，承受軸的徑向力（爐門的水平分力）；下部采買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 用圓柱滾子軸承，承受軸向力（爐門的重力）。 （ 3）爐門鉸鏈框架：當爐門質(zhì)量不大于 3000，框架所用鋼板厚度應為 8爐門質(zhì)量大于 3000，框架所用鋼板厚度應為 10 12要時還應在框架內(nèi)部增加筋板。 （ 4）爐門與鉸鏈連接用螺栓應進行強度校核。 圖 3 爐門鉸鏈 爐體支座 （ 1）考慮到受爐門鉸鏈及爐門打開時偏心載荷的作用力，爐體支座應采用厚度不小于 30板焊接。 （ 2）爐體支座 按臥式容器進行支座校核計算。 （ 3）在不影響工藝管口定位及操作的前提下，爐體支座腹板應采用整體的。當工藝管口與腹板相互干涉時，支座間應采用型鋼連接固定。 液壓缸的選用 （ 1）爐體上設置液壓系統(tǒng)，根據(jù)液壓系統(tǒng)提供的壓力及設備所需來設計選擇液壓缸。液壓缸在設備中所起的作用： 推動卡箍左右旋轉，以達到旋開及鎖緊的目的。 推動爐門鉸鏈，使爐門開啟和關閉。 推動爐門插銷，當爐門需要開啟時插銷拉開，卡箍可 轉動；當設備操作時，推銷推入，防止在操作過程中卡箍旋轉。 （ 2）推動爐門卡箍轉動的液壓缸應根據(jù)卡箍轉動角度及連接塊結構來選擇液壓缸型號及行程。 （ 3）推動爐門鉸鏈及爐門插銷的液壓缸應根據(jù)爐體上的連接件結構來選擇液壓缸型號及形成。 操作系統(tǒng) 設計過程中必須熟悉操作系統(tǒng)（這里簡要說明）：由水冷系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、真空泵組、電極組、買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 14 溫度和壓力及真空度檢測系統(tǒng)等組成。計算機系統(tǒng)設計中藥充分考慮各系統(tǒng)的安全聯(lián)鎖及工藝安全聯(lián)鎖。如在操作過程（高溫高壓）中，爐門不能因人為的隨意操作或操作失誤而開啟，完全由系統(tǒng)控制，只有當爐內(nèi)溫度和壓力降到安全開啟溫度及壓力時，系統(tǒng)才能允許開啟，達到安全防護的作用，實現(xiàn)機電一體化的全自動過程，這是設計中的關鍵問題。 設計計算 （ 1）對內(nèi)筒體、夾套筒體、開孔補強、凸齒法蘭、卡箍及爐門的計算； （ 2）臥式容器計算； （ 3）內(nèi)部盤管外壓計算； （ 4）按 制壓力容器 分析設計標準對爐體驚醒整體盈利分析。 首先通過對以上零部件按 50 初步設計，將爐體的總體裝配尺寸全部設計出來，這樣有利于應力縫隙直接校核計算，避免應力分析過程中詞 用邊定結構邊建立應力分析模型的繁瑣途徑，縮短設計周期，提高設計質(zhì)量。 其設計過程，條件輸入 設計計算 設計出完整的爐體結構 應力分析計算 結合計算結果修改設計圖 設計輸出。 燒結爐體的制造 制造方案及要求 （ 1）爐門平蓋、爐門水夾套、爐體法蘭先進行一次加工； （ 2）爐體法蘭與內(nèi)筒體組對焊接，組對各工藝管口，組焊后進行消除應力熱處理，熱處理之后二次加工爐體兩端法蘭密封面； （ 3）爐門平蓋與爐門水夾套以及內(nèi)件組對焊接，組焊后驚醒消除應力熱處理，熱處理之后二次加工平蓋端 密封面； （ 4）將爐門、卡箍與爐體組裝，對內(nèi)殼體進行水壓試驗； （ 5）組晗夾套筒體，當遇到工藝管口位置時允許對夾套筒體進行剖分組對，但要滿足規(guī)范要求； （ 6）對夾套筒體進行水壓試驗。 制造難點 （ 1）電極口要求三個布置在同一個截面上。電極口的軸向指向爐體中心，工藝性要求較為嚴格。以往采用電極口留量的方法進行二次加工，但在制造過程中加工量的調(diào)整很難控制，為解決這一問買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 題，在爐體內(nèi)壁上安裝工裝板，每塊工裝板固定在兩側，切寬度與電極口內(nèi)徑相同。并且對設備內(nèi)部驚醒熱處理，從里到外都消除 應力。（圖 4） 圖 4 電極口加工 （ 2）當先對內(nèi)殼體水壓試驗時，這時夾套筒體及支座不能與其組隊焊接，因此爐門和卡箍組裝困難，為解決這一問題采用工裝設施如下： 工裝支座。底板和基礎導軌固定，支座墊板與殼體上的支撐框架固定電焊，將爐體固定，裝入卡箍。 翻轉裝置。將爐門平蓋固定在翻轉裝置上，飯莊裝置可用絲杠前后調(diào)節(jié)，時其與爐體法蘭貼合。 加緊裝置 。在地平臺與卡箍之間的操作裝置，完成卡箍與爐門及爐體法蘭的加緊過程。 （ 3）爐門安裝后開關難題 因為爐門都是在筒體豎立時安裝的，而且當爐門的質(zhì)量大于 1000，當筒體放正，容易出現(xiàn)爐門下滑，無法蓋緊的情況。這就需要在安裝的時候注意將爐門的位置向上提高一定距離，使其下滑后正好達到規(guī)定的位置。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 16 第三章 實際裝配 際尺寸 長 1844 1867筒 900 產(chǎn)品主要由筒體、夾套筒體、快