预应力高压容器的设计.pdf

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第4.期(总第149期)
机械工程与自动化
2008年8月
MECHANICAL ENGINEERING& AUTOMATION
Auy
文章编号:1672-6413(2008)94-0186-(1
预应力高压容器的设计
窪玉明
太原矿山桃器(集团)公司设计院,山西太原030009)
摘要:应用预应力技术提高冷等静压机的安全性和使用寿命,达到和满足了工况对设备的要求
关键词:高容器;预应力;设计
中图分类号:TQ051.3.文献标识码
0引言
形的计算公式为:
在磁性材料的生产工艺中,普遍使用冷等静压机
T 172
来增加产品的密度,使烧结出的产品有更高的成品率
url E(r2
冷等静压机一般要达到15MPa~-300MPa的超高压式中:mn-高歧腔内半径变形量,m
压强。如此高的压强,对高压容器的使用安全是一个
高压腔内半径,m;
很大的考验
高压腔外半径,mn
1压力容器设计理论
E一一弹性模量,Pa
工程上对于圆筒形构件,当外径d2与内径d4之
比K≤1.1时,按薄壁圆筒计算;而当外径d2与内径
300
d1之比K>1.1时,则按厚壁圆筒计算。冷等静压机的
高压容器常常选用厚壁圆筒。根据第三强度论,受
压力作用的厚壁园筒的强度计算公式为
m=4ーd,=2Kか/(K2-1)≤[o
式中:a:一周向应力;
径向应力;
p一一國筒受的压力
o]一材料的许用应力
预应力的作用就是在高压容器外部产生一个与内
压相反的应力,以降低值,使高压容器满足第三强
度理论。在预应力作用下高压容器的强度计算公式为
图1采用钢丝缠绕法的预应力高压容器
nm=ーの-2K(1ーp2/(K2ー1)。…?(2)由式(3)可得出
武中:か1圆箇受的内压力;
か2=mnE(r2-1)/(
………い。(4)
圆筒受的外压力。
将a=8×10~4/2=4×14
F=2,06
高压容器的设计
12Pa,=0.3/2=0.15m,r2=0.5/2=0.25m代入式
从上述理论分析可知,高压容器的使用还カ很高,(4)中,得出か2=1.76X10Pa。将K=0.5/0.3
要使其满足第三强度理论就须利用预应力的方法。预
7,p1=300MPa代人式(2),得出
应力的方法有钢丝缠绕法和组合圆法。我们在设计4.07×10°P
个外径画500mm、内径300mm、内压30OMPa的
面材料的许用应力[dl=c/3,40Cr经调质oa
等静压设备时,在高压腔(材料为40Cr)外缠绕了2512.5×103Pa,[d=o/3=4.16×10°Pa
层2X8的扁钢丝(见图1)。经实测,高压腔缠绕钢丝
由此得出om<[],从设计计算上看该高压容器
后内径变小8X10~m,按受均匀外压力p2作用,其变
下转第188页)
收稿扫期:2007-11-13;修回日期:
作者简介:玉明(1963-),男,山西晋中人,工程师,本科。
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188
机槭工程与自动化
2008年第4期
路面鴷松,同时喷酒适量的沥青再生剂并补充混合料,设备使用数量、提高养护质量、节约沥青混合料、没
接着再次翻松摊平,然后用小型振动压路机压实路面,有废料清理造成的环境污染等特点。
最后清理现场。再生修补工艺过程见图1。
车队(钪创机或切割机
电动破碎机、料车、压路
寻投病害
寻投病害
综合养护车一台
机和小型轻卡)
切割机、电动破
切割挖开病
加热病害
综合养护车
碎机或铣创机
害,创病
的加热器
清理废料
翻松
添充新料
添加少曇泥合料
用综合养护车混合
料车
和再生剂
料箱的泥合料再
生产喷酒装
推平新料
翻松、挫平
压路机
压实
压
用综合养护车的
振劝压路机
清麑现场
请理垗场
图2传统修褂工艺
1修补1.2m×1,2m路面坑懵两种工艺对比
图阻1综合养护车修补工艺过程
项目
传统修补工艺综合养护车修补工艺
传统的路面修补工艺见图2。首先也是哥找病害,
修补闻
对于小的病害,处理为:切割开挖路面,然后清除废
料,再添充新料(大多冬季添充常湿料,其它季节添究断背很合科用
混合料)并摊平,压路机压实路面,清理现场
青再生剂用量
从图1、图2中可以看出,传统修补工艺和综合养
施工作业人数
护车修补工艺从过程来看没有根本的区别,但修补工
所需设备
切机、压路机、料车
综合养护车
艺中使用的机械和修补质量、修补费用却具有一定的
手持破碎机、运输车
差异。以修补一个1.2m×1.-2m的路面坑槽裂缝为
每年可修补时间热带全季、寒带8个月
全李
例,两种工艺对比见表
修补质量
易造成接缝处
热接缝无接缝
渗水、寿命短
产生、寿命长
从表1可以看出,采用综合养护车修补工艺具有
清除废沥青料
126
节省修补时间、减少作业人员、降低工作强度、减少
Application of Multi-functional Trucks in
Asphalted Road Maintenance
Sh
Abstract: This paper illustrated the application and present situation of multi-functional trucks in road maintenance, put forward the
ways and thin
for mechanization of asphalted road maintenance
Key words: trucks used for road maintenance; recycle asphalted road; application
ー+Mーャャーーーーーートmャー?ャー-トーーーートャーーーーーー?ーャャーーーートーャーーャーート?ーーャーー++ートャす?いw+…ー+…*ーー十ャー?
上接第186页)
性,使冷等静压机设计提升到一个新的水平。该机与国
满足第三强度理论,满足工况要求。
外同类设备相比,具有较高的性价比
3结论
经过两年的运行,证明高压容器用普通的材料经参考文献
过预应力处理,同样可以满足超高压下工作的强度要
沈鸿.机被工程手册(第一卷「M1.北京:机械工业出版
求。施加预应力后提高了高压容器设备的安全性、可靠
社,198
Design of Pre-stressed High-pressure Vessel
HUO Yu-ming
esign Institute of Taiyuan Min