卧式油罐计算书

《机械设计基础》课程设计题目 所在院（系） 专业班级 学号 学生姓名 指导教师 完成时间 此页为任务书，请同学将任务书放入1设计总说明 错误！未定义书签。1.1 错误！未定义书签。1.2 2计算说明书 错误!未定义书签。2.1设计原始数据 错误！未定义书签。2.2油罐尺寸确定 错误！未定义书签。2.3油罐罐壁的设计计算 错误！未定义书签。2.3.1油罐罐壁钢板的尺寸和排板确定 错误！未定义书签。2.3.2罐壁各层钢板厚度的计算 错误！未定义书签。油罐罐底的设计计算 错误！未定义书签。罐顶的设计计算 错误！未定义书签。2.5.1计算载荷（设计压力）的确定 错误！未定义书签。2.5.2油罐罐顶的校核 参考文献 错误！未定义书签。附录 错误！未定义书签。iii1设计说明书2设计计算书2.1设计的基本参数设计压力P=0.1MPa设计温度T=200C介质汽油焊缝系数甲=1腐蚀裕量C2=2mm筒体内径Di1=2600mm筒体长度L=8400mm封头内径Di2=2600mm主体材料16MnR其设计温度下许用应力la1=170MP水压试验压力PT=0.125MPa钢板厚度负偏差C1=0.25mm2.2壳体壁厚计算2.2.1筒体壁厚计算由设计书中的公式(2-1)计算筒体壁厚父 PD2卜】部—P0.1x26002x170x1-0.1=0.764mm壁厚附加量C=C1+C2=2+0.25=2.25mm2D由于最小壁厚规定5 >3mm并且5 >n=5.2mmmin min1000所以5 +C=5.2+2.25=7.45mmmin圆整后，实选壁厚5=7.5mmn2.2.2封头壁厚计算由设计书中的公式(2-2)计算封头壁厚.PD一2卜］平三0.5P_ 0.1x2600—2x170x1-0.5x0.1=0.765mm由于最小壁厚规定5 >3mm并且5 2>气=5.2mmmin min1000壁厚附加量C=C1+C2+C3=0.25+2+2=4.25mm5.+C=5.2+4.25=9.45mm圆整后实选壁厚5=10mmn2.3鞍座的选择计算储罐的总重q=q1+q2+q3+q4式中：Q1___罐体重 Q2___封头重Q3 汽油重 Q4 附件重2.3.1罐体重Q1Dg=2600mm,5=10mm的筒节，每米设备重量q1=1050kg/m所以Q1=qL=1050x8.4=8820Kg2.3.2封头重Q2Dg=2600mm,5=10mm,直边高度h=40mm的标准椭圆形封头，其重量q2=850kg所以Q1=2q2=1700kg2.3.3汽油重Q3Q3=眦Y其中a一充料系数，取0.8V—储罐体积 V=V封+V筒=47.85+5.03=52.88m3Y一汽油在200C时的比重为840Kg/m3于是Q3=aVY=0.8x52.88x840=35535.36Kg

2.3.4附件重Q4两个人孔约重150kg，其接管重总和按300kg计，于是Q4=450kg所以设备总重Q=Q]+Q2+Q3+Q4=8820+1700+35535.36+450=45.66吨每个支座需承受约22.83吨重，负荷相当大，所以选公称直径为2600mm的重型鞍座。2.4鞍座作用下筒体应力计算2.4.1筒体轴向弯矩计算双支座支撑的的卧式容器壳视为双支点的外伸梁，在容器轴向存在两个最大弯矩，一个在鞍座处，一个在容器两支座间跨距中点处。跨距中点处的弯矩按下式计算：M]=F(QL—A) 一 ..，， FA支座处的弯矩按下式计算：M=一2C2式中R.---式中R.----筒体内半径，mA——支座中心线全封头切线的距离，m，选取A=1.8m4H1 4x650C2=1+玄\+3^T1。R2—H2)(3002—6502),C=——& = =0.0583 2LR 2x8400x1300C=(0.25+CR)=(0.25+0.058x1300)=02961 C23' Q0 .c2――系数C3——系数c1——系数所以M1=F(C1L—A)=223.734x(0.296x8.4—1.26)=274.39x103NmFAM2C2FAM2C2=—48.744x103Nm223.734x103x1.26(1.101-126+0.058x工-1.10'V8.4 1.26 )2.4.2筒体轴向应力计算在跨距中点处横截面上，由压力及弯矩所引起的轴向应力之和见下图:在跨距中点处横截面上，由压力及弯矩所引起的轴向应力之和见下图:作州于封柔上的催体压方-村.图作州于封柔上的催体压方-村.图3-2筒体轴向应力分析图1 u-1场布就荷一4项I口1，带TE2.4.2.1在横截面的最高点处：b_PRM1b_PRM1=可-兀R；5 2x7.75 3.14x1.32x7.752.9.2.2在横截面的最低点处：0.1x1300274.39=1.715MPa274.39竺+M1=°.1x130°+—— =15.059MPa274.3925 兀R25 2x7.75 3.14x1.32x7.75以上两式中：P以上两式中：P设计压力MPa5e2.4.2.3在支座处的轴向应力：容器壁厚，mm（不计附加壁厚）此应力取决于支承面上筒体的局部刚性。当在载荷作用下筒体不能保持圆形时，其横截面上部的一部分对承受轴向弯矩不起作用。当筒体有加强圈时，在筒体最高点处的轴向应力用下式计算:PR 2~7^25 5e2.4.2.3在支座处的轴向应力：容器壁厚，mm（不计附加壁厚）此应力取决于支承面上筒体的局部刚性。当在载荷作用下筒体不能保持圆形时，其横截面上部的一部分对承受轴向弯矩不起作用。当筒体有加强圈时，在筒体最高点处的轴向应力用下式计算:PR 2~7^25 K兀R25e1ie-48.7440.1x1300 — =19.465MPa2x7.75 0.107x3.14x1.32x7.75在筒体横截面的最低点处的轴向应力用下式计算:-48.744K12.4.5雄+_M^=。.旻300+ =_=-2.214MPa25 K?R.2& 2x7.75 0.192x3.14x1.32x7.75K2为参数，查《化工设备机械基础》表7-6得K]=0.107,K2=0.192筒体周向应力计算2.4.5.1周向弯矩计算因鞍座截面处无加强圈且A>0.5Rn，所以按《化工容器》中公式5-55：因鞍座截面处无加强圈M=K6FRn计算。

式中：K6——系数，由《化工容器》中图5-55查得：K6=0.055其它参数同上。则M=K6FRn=0.055x223.734x103x1310=16.12x103N.m2.4.5.2周向压缩应力计算因鞍座截面处无加强圈，且A>0.5Rn，所以按《化工容器》中公式5-57：Tmax=-K5F计算。式中：K5——系数，由《化工容器》中查得：鞍座包角0=120°时K5=0.760则Tmax=-K5F=-0.760x223.734x103=—170.04x103N而在鞍座轴边角处的周向压缩应力T值为：T=-F/4=-223.734x103/4=-55.93x103N2.4.5.3周向总应力的计算和校核该设计圆筒的鞍座界面上无加强圈，但在鞍座两侧的圆筒上有加强圈。而且鞍座上不设置衬垫板，则圆筒横截面最低处周向压缩应力按下式计算：_kK5F其中k---计及圆筒和鞍座是否相焊的系数，本设计中不相焊，k=1.0K5__系数，K5=0.760b----圆筒的有效长度，b=b+1.56：'RT=300+1.56、1310x7.75=457.7mm2 nekKF 1.0x0.76x223.734x103457.1x7.75所以b=-一l=- 457.1x7.755b62e鞍座边角处的周向总应力：因为84801310因为84801310=6.47>6b=—F—3KF=—223.734x103_3x0.0109x223.734x103=-4511MPa6=4b