课程设计辅导塔器PPT学习教案

1、会计学1 课程设计辅导塔器课程设计辅导塔器 4. 训练机械制图能力； 5. 培养分析问题和解决问题的能力。 第1页/共53页 接管、接管法兰） n6. 开孔补强计算 n7. 绘制1号装配图一张 n8. 编写设计说明书 第2页/共53页 n 第3页/共53页 塔内件结构 塔盘结构 在设计说明书中，绘制工艺结构草图， 标注形位尺寸。 塔顶、塔釜尺寸 各种接管的位置、方位 人孔数量、位置 裙座结构 塔总体结构 第4页/共53页 n（4）考虑安全监察、管理 属几类容器 第5页/共53页 与稳定性校核 n计算塔在多种载荷联合作用 下的组合轴向应力，并应满足 n相应的强度和稳定性条件。 否则须重新设定壁厚

2、，直至满 n足全部校核条件为止； n（6）筒体和裙座水压试验应力 校核 n（7）基础环设计 n（8）地脚螺栓计算 n 第6页/共53页 c t ic P DP S 2 筒体计算壁厚： 设计壁厚： 2 2 C p Dp S c t ic d 名义壁厚： 圆整量 2 12 CC p Dp S c t ic n 有效壁厚： )( 21 ccss ne 第7页/共53页 c t ic p Dp S 5.0 2 封头计算壁厚： （标准椭圆形封头） 设计壁厚： 5 . 0 2 2 C p Dp S c t ic d 名义壁厚： 5 .0 2 12 圆整量 CC p Dp S c t ic n 有效壁厚：

3、)( 21 ccss neh 第8页/共53页 小于6 mm； 第9页/共53页 3700 0 900 0 900 0 900 0 500 0 400 0 100 0 P 6 P 5 P4 P 3 P2 P 1 00 11 2 2 塔体及裙座机械计算简图 偏心载荷 风载荷 地震载荷 质量载荷 00 11 22 第10页/共53页 nmo5 操作时塔内物料质量， kg； nma 人孔、接管、法兰等附 件质量，kg； nmw 液压试验时，塔内充液 质量，kg； nme 偏心质量，kg。 第11页/共53页 钢 oio HDDm)( 4 22 1 式中： Ho 塔体圆筒总高度（已由工艺计算求得） m

4、 Di 、 Do分别为塔的内、外直径 m 钢 材料的密度 kg/m3 （2）封头质量m2 根据封头的公称直径DN和壁厚，查取相应标准。 （3）裙座质量m3 钢 sisos HDDm)( 4 22 3 式中： Hs裙座高度 m Di 、 Do分别为裙座的内、外直径 m mo1 = m1 + m2 + m3 第12页/共53页 人孔、法兰、接管与附属物质量 ma qNDm pio 2 2 4 塔板数 p N 1 25. 0 oa mm 第13页/共53页 保温材料质量 mo3 32 2 2 3 2)2( 4 ooosoo mHDDm 2 / 03 / 3 ）（封头保温层质量 ffo VVmm （查

5、封头标准）带保温层封头的容积 （查封头标准）不带保温层封头的容积 3/ 3 mV mV f f 3 2 / mkg保温层材料密度 m s 保温层厚度 第14页/共53页 平台、扶梯质量 mo4 FFpsosoo HqnqDBDm 2 1 )2()22( 4 22 4 qp 平台单位质量，150 kg/m2 ； B 平台宽， 取B = 900 mm ； n 平台数量，在每个人孔处安装一个平台； qF 笼式扶梯单位质量，40 kg/m； HF 扶梯高度，根据塔高确定。 第15页/共53页 操作时塔内物料质量 mo5 LfLoiLpLio VhDNhDm 22 5 44 hL 塔盘上清液层高度 m

6、（工艺设计确定） ho 塔釜深度 m （工艺设计确定） 充水质量 mw wfwoi VHDm 2 4 2 w 第16页/共53页 全塔操作质量 mo aoooooo mmmmmmm 54321 全塔最小质量 mmin aoooo mmmmmm 4321min 2 . 0 全塔最大质量 mmax waoooo mmmmmmm 4321max 第17页/共53页 将各段质量载荷列表 123456合计 mo1 mo2 mo3 mo4 mo5 ma mw mo mmax mmin 塔段长度 人孔、平台数 塔段号 质量 塔板数 第18页/共53页 地震载荷计算地震载荷计算 塔的自振周期计算 3 3 1

7、1033.90 ie o DES Hm HT 由课程设计P437表9-22查得： （设计地震烈度7级） 23.0 max 由表9-23查得 场地土的特征周期：Tg = 0.3 (类场地土，近震。) 地震影响系数 max 9.0 1 1 )( T Tg 结构综合影响系数Cz = 0.5 第19页/共53页 ii E ii E MM 25.1 计算：当H/D15，或 H20m 时，必须考虑高振型影响， 这时，地震弯矩按下式计算： 计算危险截面的地震弯矩 0-0（基底）截面： mm)N ( 25.1 mm)N ( 35 16 00 00 1 00 EE oZE MM gHmCM 第20页/共53页

8、1-1（裙座人孔）截面： mm)N ( 25.1 mm)N ( 41410 175 8 11 11 5 .35 .25 .3 5 .2 1 11 EE oZ E MM hhHH H gmC M 2-2（筒体与裙座连接处）截面： mm)N ( 25. 1 mm)N ( 41410 175 8 22 22 5 . 35 . 25 . 3 5 . 2 122 EE oZ E MM hhHH H gmC M 式中：h 计算截面距地面的高度，mm 第21页/共53页 风载荷计算风载荷计算 风力计算 风振系数 由（9-26）式计算各塔段的风振系数K2i，计算结果列于表中： 123456 计算截面距地面高度

9、 hit / m 脉动增大系数 (B类) 脉动影响系数i (B类) 振型系数 风压高度变化系数 fi (B类) 塔 段 号 项 目 i zii i f v K 1 2 第22页/共53页 水平风力计算 由式（9-25）计算各塔段的水平风力： (N) 10 6 021 eiiiii DlfqKKP 各段有关参数及计算结果列于表中 123456 体型系数 K1 取0.7 风振系数 K2i 基本风压值 风压高度变化系数 塔第i 段计算长度 有效直径 水平风力 塔段号 项 目 2 0 N/m / q i f mm/ i l /mm ei D N / i p 第23页/共53页 风弯矩计算 0-0截面

10、： (N.mm) ) 2 () 2 ( 2 6 543216 2 12 1 1 00 w l lllllp l lp l pM 1-1截面： mm)(N ) 2 () 2 ( 2 6 54326 3 23 2 2 11 w l llllp l lp l pM 2-2截面： (N.mm) ) 2 () 2 ( 2 6 5436 4 34 3 3 22 w l lllp l lp l pM 第24页/共53页 （4）各种载荷引起的轴向应力各种载荷引起的轴向应力 计算压力引起的轴向拉应力计算压力引起的轴向拉应力1 MPa)( 4 1 e ic S DP 操作质量引起的轴向压应力操作质量引起的轴向压应

11、力2 1-1截面截面： (MPa) 11 11 2 sm o A gm 0-0截面截面 ： (MPa) 0000 00 2 esis o sb o SD gm A gm Asm 裙座人孔处截面的截面积， mm2 由式（9-43a）计算 )2( mesmmesimsm ASSbSDA mmm SlA2 lm bmSm Dim Ses 2-2截面截面： (MPa) 22 22 2 ei o SD gm 第25页/共53页 最大弯矩引起的轴向应力最大弯矩引起的轴向应力3 最大弯矩取下式计算值中较大者： iiii E ii iiii MMM MM wmax wmax 25.0 计算结果列表： 截 面

12、0-01-12-2 mmN / max ii M 第26页/共53页 (MPa) 4 2 00 max 00 max 00 3 esis sb SD M Z M 各危险截面的3计算如下： ) 2 ( 4 2 m es immesimsm Z S DbSDZ 22 ) 2 () 2 (2 mim mesm bD lSZ (MPa) 11 max 11 3 sm Z M ）得由式（截面系数裙座人孔处截面的抗弯b sm Z439 , mm 3 lm bmSm Dim Ses (MPa) 4 2 22 max 22 max 22 3 ei SD M Z M 第27页/共53页 （5）筒体和裙座危险截面

13、的强度与稳定性校核）筒体和裙座危险截面的强度与稳定性校核 筒体的强度与稳定性校核筒体的强度与稳定性校核 强度校核 筒体危险截面2-2处的最大组合轴向拉应力 组拉 22 max (MPa) 22 3 22 21 22 max 组拉 K 22 max t 组拉 校验，是否满足强度条件： 第28页/共53页 稳定性校核 筒体危险截面2-2处的最大组合轴向压应力 组压 22 max (MPa) 22 3 22 2 22 max 组压 2-2 maxcr 组压 校验，是否满足稳定性条件： 许用轴向压应力： 取其中较小值 KB t K cr B 系数，MPa； 按GB150-1998钢制压力容器中的规定，

14、 ei SR A / 094. 0 由： 查相应的材料图得出 B = MPa K 载荷组合系数，取 K=1.2 第29页/共53页 裙座的稳定性校核裙座的稳定性校核 裙座危险截面0-0及1-1处的最大组合轴向压应力： (MPa) (MPa) 11 3 11 2 11 max 00 3 00 2 00 max 组压 组压 校验，是否满足稳定性条件： 11 max 00- max cr cr 组压 组压 许用轴向压应力： 取其中较小值 KB t K cr 第30页/共53页 （6）筒体和裙座水压试验应力校核）筒体和裙座水压试验应力校核 筒体水压试验应力校核筒体水压试验应力校核 由试验压力引起的环向

15、应力 (MPa) 2 P (MPa) 25.1 T T ei eii t S SD PP 液柱静压力 试验压力 校验，是否满足： 9.0 s 第31页/共53页 由试验压力引起的轴向应力1 (MPa) 4 1 ei iT S DP 水压试验时,重力引起的轴向应力2 (MPa) 22 max 22 2 eiS D gm 由弯矩引起的轴向应力3 (MPa) 4 3 .0 2 22 w 22 3 eii SD M 第32页/共53页 最大组合轴向拉应力校核 (MPa) 22 3 22 21 22 max 组拉 校验，是否满足强度条件： 9 . 0 2-2 max s K 组拉 最大组合轴向压应力校核

16、 (MPa) 22 3 22 2 22 max 组压 取其中较小值轴向许用压应力 9 . 0 : KB s K cr 2-2 maxcr 组压 校验，是否满足稳定性条件： 第33页/共53页 裙座水压试验应力校核裙座水压试验应力校核 水压试验时，重力引起的轴向应力2 (MPa) (MPa) 11 max11 2 00 max00 2 sm esis A gm SD gm Asm 裙座人孔处截面的截面积， mm2 由式（9-43a）计算 第34页/共53页 由弯矩引起的轴向应力3 (MPa) 4 3.0 2 00 w00 3 esis SD M (MPa) 3 .0 11 w11 3 sm Z

17、M mm 439 , 3 ）得由式（截面系数裙座人孔处截面的抗弯b sm Z 第35页/共53页 最大组合轴向压应力校核 (MPa) (MPa) 11 3 11 2 11 max 00 3 00 2 00 max 组压 组压 cr cr 11 max 00 max 压组 压组 校验，是否满足稳定性条件： 取其中较小值轴向许用压应力 9 .0 s cr K KB 第36页/共53页 Di.sSs Di.b Do.b Sb b （7）基础环设计）基础环设计 基础环尺寸基础环尺寸 取 Dob = Dis + (160400) （mm） Dib = Dis (160400) （mm） 第37页/共53

18、页 基础环的应力校核基础环的应力校核 bb b o b b A gm Z M A gm Z M max 00 w 00 max max 3 . 0 取其中较大值 Zb 基础环的抗弯截面系数，mm3 ob ibob b D DD Z 32 )( 44 Ab 基础环的面积，mm2 )( 4 22 ibobb DDA a b R max. 校验，是否满足强度条件： Ra 混凝土许用应力，MPa 若选用75号混凝土，则 Ra = 3.5 MPa 第38页/共53页 基础环厚度基础环厚度 (mm) 6 b s b M S 参见图9-67（b），按有筋板时，计算基础环的厚度Sb 基础环材料的许用应力，对低

19、碳钢取 =140MPa b b s M 计算力矩，Nmm/mm，取矩形板X、Y轴的弯矩Mx、My 中绝对值较大者，Mx、 My按表9-29 计算 圆整量CSS bnb )( 且 (Sb)n 12 mm 第39页/共53页 （8）地脚螺栓计算）地脚螺栓计算 地脚螺栓承受的最大拉应力 b o b E bb B A gm Z MM A gm Z M 00 w 00 min 00 w 25. 0 取其中较大值 当 时，塔设备自身稳定，但应设置一定数量的地脚 螺栓，以固定位置； 当 时，塔设备必须设置地脚螺栓。 0 B 0 B 第40页/共53页 地脚螺栓直径 )mm( 4 21 C n A d bt

20、bB 圆整后地脚螺栓的公称直径不得小于M24 d1 地脚螺栓的螺纹根部直径，mm； n 地脚螺栓个数，一般取4的倍数； C2 腐蚀裕度，一般取3mm； bt 地脚螺栓材料的许用应力，MPa 地脚螺栓材料一般选用Q235-A或16Mn， 对Q235-A， =147 MPa； 对16Mn， =170 MPa。 bt bt 第41页/共53页 在以上各项计算均满足强度条件及稳定性条件后， 将塔的机械设计结果列于表中。 第42页/共53页 塔 的 名 义 壁 厚 塔的载荷及其弯矩 质 量 载 荷 风 弯 矩 地 震 弯 矩 各种载荷引起的轴向应力 计算压力引起的轴向应力 操作质量引起的轴向应力 最大弯矩引起的轴向应力 最大组合轴向拉应力 最大组合轴向压应力 塔机械设计结果汇总表 第43页/共53页 强度及稳定性校核 强 度 校 核 稳 定 性 校 核 水压试验时的应力校核 筒 体 裙 座 基础环设计 基 础 环 尺 寸 基 础 环 的 应 力 校 核 地 脚 螺 栓 设 计 第44页/共53页 5. 标准化零部件选择（人孔、接管、接管法兰） 第45页/共53页 6. 开孔补强计算 等面积补强的设计方法 （1）计算有效补强范围