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1、1998年1月PETRO2CHEMICALEQUIPMENTJan.1998制造技术标准椭圆形封头与旋压椭圆形封头的区别齐鲁石油化工公司胜利炼油厂设计院(淄博255434)助理工程师李健摘要运用薄膜理论分析了旋压椭圆形封头的本质及其应力分布,指出了它与标准椭圆形封头不等效的原因及替代关系。关键词标准椭圆形封头旋压椭圆形封头应力替代分类号TQ05013DifferencesBetweenStandardEllipticalHeadandSpinningHeadAssistantEngineerLiJian(ShengliRefineryDesignInstitute,QiluPetrochemi
2、calCorp.Zibo255434)AbstractOnthebaseofmembranetheory,theessenceofspinningheadanditsstressesdistri2butionareanalysed.Thereasonofnon2equalityandthereplacementrelationbetweenstandardellipticalheadandspinningellipticalheadarealsointroduced.KeyWords:standardellipticalhead,spinningellipticalhead,stress,re
3、placement1封头是压力容器中的重要部件之一,压轮控制封头折边部分的半径r0,封头经翻边力容器设计者和制造者常根据国家有关标准成型后即成为冷旋压封头。旋压技术无法制直接选用。在制造行业中,许多厂家均采用造出标准椭圆形封头,旋压封头只能是无折JBöT4729—94《旋压封头》中的椭圆形封头边球形封头(压鼓后不再翻边)或各种碟形来替代JBöT4737—95中的标准椭圆形封封头,冷旋椭圆形封头的实质是一种特定几头。特别是当标准椭圆形封头的模具加工较何参数的碟形封头,其形状及几何关系见图困难时更会采用这种替代方式。但笔者认为,2。a—a为球面部分,半径为R。a—b为折边这种替代不等效,而且也不妥
4、当。现对冲压区,折边曲率半径为r0,a为公切点,<0为球成型标准椭圆形封头与旋压成型椭圆形封头面角,r为赤道半径(即蝶形封头半径),h为的有关情况作一介绍。碟形封头高。1比较封头旋压技术未引进之前,国内所用封头以采用冲压技术制造居多。冲压成型的实质是封头的形状由所用的冲压模具决定,只要把所用模具即凸模的曲面成型部分按标准椭圆形封头形状加工,则所冲制的封头就是标准椭圆形封头,其形状(图1)受制于凸模成型曲面。旋压封头的制造工艺一般包括下料、压鼓和翻边3个步骤。压鼓就是用压鼓机将产品压成具有某一半径的球面。翻边就图1冲压成型的标准椭圆形封头是用翻边机形成封头的折边部分。由内成型第27卷第1期石油化
5、工设备Vol.27No.1·36·石油化工设备1998年第27卷周向应力分布图,二者均呈轴对称分布。在封头赤道上,有<=Pö2,m=2,则W=1ö2,a=Diö2,则R<=pDiö4S,RH=pDiö2S。式中,Di为封头内径,mm;S为封头壁厚,mm;p为封头承受的内压,MPa。图2冷旋压成型的椭圆形封头2应力分布211标准椭圆形封头冲压标准椭圆形封头和旋压椭圆形封头图3标准椭圆形封头应力分布都是回转体,只是母线不同。标准椭圆形封212旋压椭圆形封头头的母线是一椭圆,应满足式(1)及式由图2可知:(2):r=r0+(R-r0)sin<0(5)2222xöa+yöb=1(1)h=R-(R-r0
6、)cos<0(6)a=2b(2)碟形封头球面部分的第一及第二曲率半式(1)两边对x求导后整理得:2径均为R;折边部分的第一及第二曲率半径dybxdx=-a2y则分别为:r1=r0,r2=r0+(R-r0)sin<0öb21b2x2sin<。按旋转薄壳的无力矩理论,球面部分的所以y"=-2(1+22)ayay薄膜应力R<=RH=pRö2S。折边部分的薄膜23ö2根据微分曲率公式K=y"ö(1+y’)应力按式(7)及式(8)计算:可得椭球壳的第一及第二曲率半径分别为:(R-r0)sin<0pR<=r0+(7)(a4242)3ö2sin<2S1y+bxr1==44Kab(R-r0)sin<0RH=R
7、<1-(8)r0sin
