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發布時間:2020-12-31 06:51  
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球形封頭的應力分析結論

(1)在直徑和內壓相同的情況下,球殼內的應力僅是圓筒形殼體環向應力的一半,即球形殼體的厚度僅需圓筒容器厚度的一半。 但在實際應用中,考慮到封頭上開孔對強度的削弱,封頭與筒體對焊的方便,以及為降低由于筒體和封頭的曲率半徑不連續所產生的邊緣應力,半球形封頭常和筒體取相同的厚度。
(2)從受力分析來看,球形封頭的結構形式在直徑、壁厚和工作壓力相同的條件下球形封頭內所受的應力小,兩向薄膜應力相等,而且沿經線是均勻分布的。如果和壁厚相等的筒體連接,邊緣附近的應力與薄膜應力并無明顯不同,因此它被廣泛用于壓力較高、直徑較大的高壓容器和特殊需要的場合。
球形封頭的淬火方式主要有那些?
球形封頭一般主要以開口朝上的入水方式淬火。上封頭、底封頭等一般為厚度均勻、形狀規則的球冠形狀,并且球形表面為封閉結構。其淬火方式主要有以下幾種:
(1)專用料盤淬火方式。此類封頭淬火之前預先設計一個專用淬火料盤,料盤中間根據封頭尺寸設計一個合理大小直徑的透孔,淬火加熱以及入水時將封頭開口朝上坐于透孔上,透孔大小保證封頭底面不超出料盤底面,為保證熱均勻以及隨后淬火的冷卻效率,料盤的其它部位合理的開一定大小的透孔。淬火時,用天車平穩吊起料盤浸入水中;
(2)焊吊鉤淬火方式。淬火之前,先在封頭開口端每隔90°均勻焊接四個相同的吊鉤,淬火時用四個吊鉤同時將鍛件吊起,這樣可以在一定程度上防止封頭過度變形,能夠更加平穩的將封頭浸入水中[5],但是淬火時封頭內會有積水;
(3)專用料圈淬火方式。專用料圈淬火方式其實與料盤淬火方式類似,由于料盤的制造相對要復雜費工,可以將其簡化為料圈形式,省時且節約成本。根據封頭尺寸制作一較封頭開口端直徑小的料圈,淬火時用料圈從封頭底側套起,用單臂吊托住料圈將封頭浸入水中。
以上3種方式,均可使封頭外表面獲得較好的冷卻效果,但是封頭的內表面由于封頭的形狀,較容易存水,不能及時將水排走,使熱量部分儲存,使本來就冷卻較慢的內側的冷卻能力進一步降低,影響了內表面尤其是底面的冷卻效果。
1、球形封頭
球形封頭是以球殼的球冠部分所形成的封頭,有半球形封頭和無折邊球性封頭兩類。它在同樣容積下表面積小,相同承壓條件下需要的厚度薄,從節省材料和強度上看,是合理的。另外,球形封頭具有鍛打精良,表面光滑,耐酸耐堿耐高溫,外形美觀,質感性能強等特點。
2、橢圓封頭
橢圓封頭是由旋轉橢圓球面和圓筒形直段兩部分組成的封頭。它的力學性能僅次于半球封頭,但優于碟形封頭。由于橢圓封頭的深度介于半球形和碟形封頭之間,對沖壓設備及模具的要求、制造難度亦介于兩者之間,即比半球封頭容易,比碟形封頭困難。另外橢圓封頭因綜合性能較好,被廣泛用于中低壓容器。
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