封口技术范文

封口技术范文（精选7篇）

封口技术 第1篇

而且原胶泵驱动系统为机械齿轮与齿型带结合的方式, 皮带传动属于挠性传动, 该装置在传递动力过程中会出现皮带和带轮打滑及皮带伸缩现象, 降低了传动精度, 影响了热熔胶流量。加上年代的久远, 已使机械连接部分发生了老化, 变得极不稳定。同时滤棒封口胶的供给量不能根据滤棒工艺要求任意调整, 只能跟随机器的速度变化而变化, 满足不了生产特殊滤棒的要求。因此, 笔者对热胶泵独立驱动的改进技术与滤棒封口质量稳定性进行了工艺技术研究。

1改进技术方案

当前国内大部分生产厂家使用的该机型的热熔胶装置, 是由胶水箱、齿轮泵、喷嘴体和胶水管路组合而成, 当供胶装置接收到上胶信号时, 电磁离合器启动供胶齿轮泵, 并通过电磁阀, 移动用压缩空气进行控制的喷嘴体内的喷针, 打开了喷嘴, 把热熔胶涂抹到作直线移动的滤棒成型纸的封口位置。而胶水的供给量不能根据滤棒工艺要求任意调整, 所以, 笔者与该机型的技术人员在技术改造开松机、开松辊及甘油泵独立驱动的基础上, 单独对热溶胶泵的独立驱动进行了改进, 以此满足滤棒的工艺技术要求。

1.1电器配件型号与功能

①选用变频器或伺服控制器作为控制单元;在选型上, 我们首选了德国生产的伦茨交流伺服电机 (型号为EVS9322-ES) 和伺服驱动系统 (MCS06F41-RS0B0) 。②操作面板可作为修改速比和监控运行数据终端;在数据终端上, 采用的是德国伦茨操作面板 (EMZ9371BC) 和功能模块 (E82ZAFSC010) , 以及行星减速器、供胶泵齿形轮等部件。③从主机PLC取模拟量及启动信号, 保证速度的精确跟踪;④用变频器电机或伺服电机驱动胶泵, 实现了传动的高精度, 从而为滤棒封口胶带来了稳定的供给量。

1.2独立驱动控制原理 (图1) 。

2改进系统组成原理

2.1主机速度的模拟量控制信号, 直接作为热熔胶泵的速度基准信号, 这样做可消除取样延时和转换误差, 使取样直接、反应快捷, 完全响应主机的启、停和运行状况。

2.2采用伦茨伺服电机, 电机直配旋转变压器, 以便其同伦茨伺服驱动器获得最佳适配, 且使传递误差最小, 闭环效果好, 动、静态跟踪误差极小。

2.3采用伦茨9300ES系列伺服服驱动器, 通过旋转变压器进行闭环以提高速度精度、启停时的响应速度和宽的动态范围, 保证在运行的任何速度下均能与主机同步。采用伦茨制动单元满足对主机停机时机械刹车的响应。由于伦茨伺服控制器强大的功能和使用的灵活性, 通过对其功能的适当配置对参数的精确调整, 使系统达到最优状态, 足以胜任各辊运行的各项技术指标。

2.4采用伦茨系列专用操作面板作为人机界面, 完成对参数集的选择、电子齿轮箱速比的调整和记忆、主要运行参数的显示、运行历史记录等功能。实现不停机情况下直接输入电子齿轮分子调整各个电机速度。进行精确调整热熔胶泵电子齿轮比使之与主机速度紧密配合。

2.5安装热熔胶泵独立伺服驱动, 直接由主机信号控制热熔胶伺服系统, 保证胶泵供胶量与主机转速同步变化, 保证控制精度, 方便维护。做到了操作简单, 显示明了。

3改进系统结构原理

3.1结构改进原理:受控伺服电机由主机信号控制, 经轴伸、齿形轮等传动系统带动热熔胶泵随动主机稳定运行。为保证电机运行无振动, 加装安装联接件及配套固定板。其中压轮总成结构的调整尤为关键, 该结构中采用了进口优质轴承件, 达到压轮光滑, 摩擦力较小等特点。压轮调整时要求做到松紧适当。

3.2结构安装图 (图2) 。

3.3接线原理图 (图3) 。

4改进后滤棒封口质量稳定效果

4.1滤棒接缝胶的供给量可根据主电机速比任意给定, 且供胶稳定可靠。

4.2改造后的驱动系统独立对热溶胶泵传动系统进行直接控制, 与主机实现了真正意义上的软联接, 便于调整转速比, 大大降低了设备的维护成本。

4.3该系统通过模拟量与开松机主机速度相匹配, 启动与速度信号均来自主机控制器, 在操作面板上实现轻松调控。

4.4安装热熔胶泵独立伺服驱动, 直接由主机信号控制热熔胶伺服系统, 保证胶泵供胶量与主机转速同步变化, 保证控制精度, 方便维护。

5结论

封口盘井盖门自动开启的改造 第2篇

在井筒掘砌施工过程中, 井口管理是立井提升运输和井口防坠管理的重要环节。井盖门是井口管理的重要部位, 如井盖门管理不当极易发生提升运输事故和坠物事故。信号工肩负着井盖门管理的岗位安全职责, 保持清醒的头脑, 精力充沛, 思想集中, 及时必要的开、关好井盖门是其履行井口安全管理的关键。事实表明, 在以往的施工过程中, 由于信号工思想不集中或短暂脱岗或疲乏睡岗等个人不安全行为, 在绞车上行时没有及时打开井盖门, 吊桶保护伞猛烈撞击井盖门, 导致撞击事故甚至伤亡事故的发生。从源头上防范人的不安全行为, 除于加强教育和监督外, 我们设想从电气控制层面来解决人的不安全行为发生时的避免措施, 从电气控制上实现本质安全型控制。

2 改进思路与设计优化

基于创建本质安全型项目部的要求和防范信号工的不安全行为导致事故发生的可能性, 我们对原井盖门的电控进行了改造, 如图1所示。

在保留井盖门点动开、关功能的基础上, 增设井盖门起落到位开关, 实现准确定位, 不过放不超提;实现绞车上行时人工操作为主, 自动开起为辅的功能, 避免井盖门未及时打开而发生碰撞事故;设置自动开起的定时安全保护;实现井盖门开起手动与自动操作互为闭锁, 避免井盖门可能的重复开起, 拉断钢丝绳, 发生事故。井盖门电控优化设计原理图如图2所示。

3 工作原理说明

(1) 自动开起。当绞车上提吊桶等物件进入减速点位置时, 绞车深度指示器丝杆螺母触杆触闭减速继电器J1, J1常开点闭合 (随即又断开) , 时间继电器KT得电, 速闭延开点KT1闭合, 绞车测速回路正向继电器常开点ZJ1闭合, 反向继电器FJ1常闭点保持闭合, 中间继电器1ZJ得电常开点1ZJ1闭合, 接触器ZM得电闭合, 井盖门自动开起。

(2) 定位闭锁。当井盖门开起到位, 位置开关WK1、WK2闭合, 继电器3ZJ得电, 常闭点3ZJ1、3ZJ2、3ZJ3断开, ZM失电, 井盖门停止开起, 如此时再按ZQ, 手动开起不起作用, 实现了自动与手动闭锁。

(3) 定时保护。时间继点器KT延时断开时间将根据现场井盖门开起情况设定为5 s。当井盖门开起到位后, 如WK1或WK2失效, 3ZJ依然保持闭合时, KT线圈5 s延时后断开, 1ZJ断电, 1ZJ1常开点断开, ZM断电停止开起, 防止井盖门拉毁。

(4) 手动开起。信号工手动控制井盖门开起时, 2ZJ得电;常开点2ZJ1闭合, 接触器ZM得电, 井盖门开起。开起到位后, WK1、WK2闭合, 3ZJ得电, 常闭点3ZJ2断开, 2ZJ失电, ZM失电, 井盖门停止开起。

(5) 手动自动互锁。信号工手动开起井盖门到位后, 绞车上行至减速点 (约离井口50 m位置) , 虽然深度指示器触杆触动J1闭合, 但此时常闭点3ZJ1断开, 时间继电器KT不能得电动作, 实现了手动与自动功能闭锁。

4 使用情况

从袁店项目部现场使用情况来看, 非常有效。袁店项目部积极加强信号工的教育和监管, 在生产过程中没有发生信号工疏忽操作的情况, 但该项目部每天坚持试验自动开起功能, 未发生一起误动作, 实现了100%的有效开起。井盖门自动开起改造仅作为信号工精力不集中、疲劳等主因可能引发的个体不安全行为, 而导致绞车上行时, 未及时打开井盖门的安全补救措施, 是人工操作的后备操作功能。平常施工时, 必须优先立足于信号工的主动操作。

5 改造特点及意义

吊桶上行至减速点 (离井口约50 m) 自动开起, 克服了人为不安全行为, 从设计上满足了本质安全要求;实现了手动和自动的选择操作, 互为闭锁;具有单向自动开起功能, 即上行自开下行不动作;改造不但投入资金微薄, 而且现场使用安全可靠可行;从创建本质安全型企业和安全管理角度来讲, 具有现场推广意义。

溜煤眼封口装置项目设计及应用 第3篇

溜煤眼使用过程中的安全管理历来都是安全管理的重点和难点,在以往的溜煤眼日常管理中,溜煤眼开小眼后常用木板封口,但是木板容易挪至它用,需要重新固定板木或采用其它材料封口。木板挪用后带来安全隐患,容易造成人员摔伤或杂物进入溜煤眼造成堵塞,需要新的封口方法来解决。

1 工程概况

103上07轨顺避难硐室掘进施工作业,103上07轨顺左帮敷设轨道,右帮为综掘皮带机机架,掘进施工产生的煤矸石需要经溜煤眼进入煤流系统。由于运输条件限制,不具备安装溜子道条件。

根据现场条件需要在溜煤眼上口开小眼,用开门矿车将煤矸石运输至溜煤眼上口小眼处,煤矸石卸车后经溜煤眼进入煤流系统。

2 封口装置项目设计

2.1 采用的技术原理

通过对103上07轨顺避难硐室现场勘察,拟采用溜煤眼上口开小眼,然后用铁板框架装置封口,铁板与底架采用销轴连接,铁板上表面焊接两个把手圆环,开启铁板小门后,开门矿车卸下矸石,经溜煤眼进入煤流系统。底架采用“#型”布置,焊接成型,满足了防止杂物及大块矸石进入溜煤眼。(设计简图如下:图1)

该封口装置设计满足了《煤矿安全规程》第九十八条之规定“倾角在25°以上的小眼、人行道、上山和下山的上口,必须设有防止人员坠落的设施。”和第九十九条之规定“煤仓、溜煤(矸)眼必须有防止人员、物料坠入和煤、矸堵塞的设施。”

同时该装置操作简单,利用铁板自身重量重力自锁,使装置实现常闭,满足溜煤眼周围安全行人的要求。

2.2 设计原材料:简单易寻,加工方便,材料如下

2.2.1 一块8mm钢板作为盖板,尺寸长宽=700mm*350mm。

2.2.2 Φ10长度200mm钢筋2根,弯曲呈直角,焊接在铁板一边缘;Φ10长度200mm钢筋2根,弯曲呈U型,提手焊接在铁板另一边缘。

2.2.3 Φ12长度100mm钢管,与底架焊接成型。

3 封口装置使用效果

2012年4月,自我单位在103上07轨顺避难硐室掘进施工作业使用本装置以来,经过一个月的试用,使用效果好,操作简便,省时省力。既提高了劳动效率,又保证了施工过程中的安全管理。经生产技术科及相关部门验收合格后,在全矿推广使用。

4 项目经济效益、社会效益及项目推广应用

4.1 经济效益

4.1.1 提高工效,经过一个月的试用,掘进作业采用2掘1喷,比预计提前2天(4个小班,每班12人)完成掘进工作量,节约人工为N1=412=48(工),单月节约工资支出Y1=48130元/工=6240(元)。全年节约节约工资支出Y2=126240元/月=74880(元)。

4.1.2 全月共可以增加掘进进尺L=21.5=3m,单月效益:Y3=31100元/m=3300元,全年经济效益:Y4=3300元/月12月=39600元。

4.1.3 增加煤炭资源合理回收,每月计煤炭质量效益为Y5=3m15m2500元/T=22500元,全年经济效益:Y6=22500元/月12月=270000元。

4.2 社会效益

4.2.1 降低煤矸石运输难度,减少矸石过多影响正常掘进施工。

4.2.2 提高工作效率,增加月度单进,增加煤炭资源回收利用,同时提高工人劳动积极性。

4.3 项目推广应用

本装置加工、安装方便,现场使用效果也非常明显。确实解决了掘进施工煤矸石运输问题和溜煤眼溜矸后现场封口日常管理难点。本装置利用铁板的自身重量将小眼封口压实,实现重力自锁。铁板上焊接把手,容易掀开、合盖等操作,解决了封口物料易丢失或做其它用途的安全隐患。比较原来用铁丝网或板木覆盖小眼表层,物料过轻,存在容易移动铁网做其它用途的安全隐患,具有较高的推广价值。

摘要：本文介绍了鲍店煤矿溜煤眼开小眼排煤矸过程中的安全管理难题,详细介绍了封口装置项目设计,对溜煤眼安全管理和封口装置使用进行了有益探索和实践应用。

关键词：小眼,封口装置,重力自锁

参考文献

[1]王颖,杨德星.工程制图与计算机绘图[M].北京:航空航天大学出版社,2004,162-191.

[2]国家安全生产监督管理总局,国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程[S].煤炭工业出版社,2011,54-55.

[3]张建中.机械设计基础[M].北京:高等教育出版社,2007,65-90.

气动铅管封口机的设计 第4篇

我公司生产的铅延期体, 是由直径为φ10±0.3mmφ16mm和φ15±0.5mmφ19mm两种铅管, 装入特定的延期药剂后, 用海绵封堵后, 再用手动压力装置将铅管压扁, 封住药剂, 采用该种封口后的铅管, 口部成型不规则, 封口质量不理想, 每个端口都要重复压封2～3次, 操作者劳动强度较大。

针对上述问题, 为了提高铅管的封口质量, 提高工作效率, 降低劳动强度。提出了一种新的设计方案, 设计出了气动铅管封口机, 以满足生产的实际需要。

2原理结构设计

(1) 结构设计取任一规格的铅管, 用适当海绵堵住铅管口部, 并将铅管按照立挡板1和挡板2的导向, 送入到卡头5内, 触碰到卡头顶芯9后, 用脚踩动气动脚踏开关, 使气缸18向前推动加力杆13, 联动连接杆11及滑套销钉20, 向前推动滑套4, 使固定的卡头5的口部收紧, 使铅管口部变形收紧, 待卡头口部完全收紧后, 松开脚踏开关, 使气缸18的活塞回位, 联动加力杆13连接杆11滑套4, 使卡头5松开成自由状态后, 取出封好口的铅管, 完成一个铅管卡口工作过程, 循环往复。

1.立挡板2.挡板3.压盖4.滑套5.卡头6.滑套外支架7.卡头紧定螺母8.卡头顶芯紧定螺母9.卡头顶芯10.底座11.连接杆12.连接销子13.加力杆14.连接中销子15.机架16.气缸活动销17.气缸连接块18.气缸19.气缸尾销20.滑套销钉

(2) 气动原理设计根据要实现的动作, 设计出的气动线路平面布置图如图2。主气源自总阀门A处进入, 依次经过分水滤气器B、调压阀C、油雾器D, 进入二位五通换向阀E后, 分到气缸F两端, 并连接到二位三通脚踏换向阀上。实现给气时, 气缸处于收缩状态。

A.总阀门B.分水滤气器C.调压阀D.油雾器E.二位五通换向阀F.气缸G.二位三通脚踏式换向阀 (常断式)

(3) 卡头结构设计卡头是该设备的关键工具, 要求对上述两种规格的铅管都能适用, 其设计参数如下:

(1) 材料为65Mn弹簧钢。

(2) 热处理, 回火后硬度达到55～65HRC。

(3) 卡头瓣数为20瓣, 口部自由状态直径为20mm, 收紧后直径可达到10mm。

(4) 卡头口部必须有适当的倒角, 以便于铅管导入, 一般采用145°倒角。

(5) 卡头有效工作面的宽度为2～3mm。

(6) 为保证卡头具有良好的使用寿命和弹性, 卡头壁厚设计为2.5mm。壁厚太厚则回弹性能较差, 使用效果不佳。

3结语

封口技术 第5篇

目前我们已用滚压封口工艺投入到批量生产中, 如图1所示, 减振器质量有了很大提高, 一次合格率也有大幅度提高, 下面简单叙述滚压封口的工艺过程。

1、下压模2、滚轮3、翻边手柄4、工件5、转动主轴

如图1在工作时件1和件5共同作用, 使减振器各零部件在滚压时自动对心, 不产生错位而偏移, 件2有两个滚轮, 起到定位作用, 同时也防止件3因挤压而使减振器产生轴向窜动, 件5转动主轴带动减振器快速转动, 同时件3翻边手柄向减振器方向移动, 向贮油筒端口侧向施压, 将把高出导向器的工艺余量向减振器中心方向滚压, 从而完成一个滚压封口的工序。

我公司采用此新工艺后, 产品的质量有了很大提高, 它不仅提高了产品内部质量, 同时也提高产品的外观质量。综合起来与缝焊封口相比, 有如下优点:一、由于采用的是冷滚压工艺, 消除了油封的二次硫化, 保证了油封的质量, 提高产品寿命。二、由于两滚轮自动定心, 保证了产品封口后的同轴度及各零件间相对的位置得到有效的控制, 使得产品卡滞现象消除。三、从生产效率上来看, 滚压封口从上工件到完成封口, 所需要时间是12秒和缝焊封口耗时相, 但比螺纹连接封口提高很多。四、采用此种工艺, 节省了投资, 由于是冷滚压, 就不用对管材加热, 减小电的消耗, 降低了加工成本。设备上也不用冷却水, 减小了投资。五、密封件油封的结构也可以简化, 缝焊封口方式一般是采用全胶油封, 是四个密封唇口, 这样增加油封对活塞杆的摩擦力, 减少减振器的寿命。但此工艺所采用的油封板式油封, 此油封减少了两密封唇口, 这样, 大大减小了摩擦力, 从而也提高了产品的要求。我公司在采用此种工艺后, 对公司产品的质量有了一个质的飞跃, 在产品投入市场后, 得到广大客户的认可。现在, 我们公司70%的产品都是采用此工艺。

不管何种新工艺, 它都有使用条件, 只要我们掌握此新工艺的技术要求, 它就会为我们所用。在试验过程中我们体会到滚压封口工艺还应该注意以下几点。

(1) 减振器的贮油筒的翻边余量一般高出导向器3.5mm~4mm, 其翻边形状如图2。

6、油封7、导向器8、贮油筒

其原因是滚压完成后件8贮油筒紧紧压着件7导向器和件6油封, 如果翻边余量过小会压不到油封, 而引起漏油, 减振器就失效;如果翻边余量太长, 不利于件1上压模的顺利取出, 因此翻边余量不应太长, 也不宜太短。经过反复试验, 翻边余量3.5mm~4mm是滚压封口工艺较合理的尺寸。同时件1和件5对减振器的压力一般保持在1.2MPa~2MPa, 超过2MPa会使减振器损坏, 容易产生漏油;若低于1.2MPa, 对减振器的压力不够, 在滚压封口时, 翻边压不牢, 会使减振器松动而失效。为了提高翻边质量, 贮油筒的材料应选用精密钢管, 牌号20, 其延伸率大于12%。

(2) 导向器外径和贮油筒配合, 如果工作缸端面垂直度不良引起导向器安装倾斜, 若导向器与贮油筒的配合间隙过小, 会导致减振器卡死, 或手感发抖, 这样会导致减振器一次合格率的降低, 本公司对此进行大量的试验, 总结出贮油筒和导向器的配合间隙为0.25mm~0.35mm, 这样可消除因工作缸垂直度不好造成的导向器倾侧的不良影响。

(3) 油封和导向器油封槽配合, 我们更改贮油筒和导向器的配合间隙, 但还是有少量减振器有发抖和爬行产生, 进行大量的试验, 证明是由于油封和导向器以及工作缸的同轴度不良而产生的, 为消除这种影响, 后来将油封和导向器配合间隙定为0.05mm～0.1mm, 消除了抖动、爬行, 减小了导向器油封槽与工作缸的同轴度不良产生的影响。

封口技术 第6篇

带夹套的容器是石油、化工、医药及食品等多行业中常见的设备。夹套空间内或通入带压蒸汽, 加热罐内物料, 或通入冷却介质, 移走罐内产生的热量, 或通入保温介质, 起保温作用。夹套的主要结构型式有整体夹套、型钢夹套、半圆管夹套及蜂窝夹套。U型夹套是整体夹套中的一种, 如图1所示, 内筒体的圆筒部分和下封头都包有夹套, 形成U字形结构。由于它结构简单, 制造方便, 在工程实际中应用最广泛。当夹套内通入压力蒸汽时, 夹套即成为一典型的压力容器, 必须进行设计计算, 保证其安全运行。夹套的直筒部分一般按常规方法GB150中的内压容器进行设计, 而夹套与内筒的封闭部位 (常称封口锥或封口环) , 常常被许多工程技术人员所忽略, 为简化, 常常取与筒体相同的壁厚进行设计与制造, 事实上, 这是不安全的, 因为夹套封闭件与夹套筒体是两个结构不同的元件, 不论是在压力载荷下, 还是在夹套与内筒的对流传热温度载荷作用下, 两种结构所引起的应力值是不一样的, 尤其是不带折边的封口锥或封口环, 由于整体结构的几何突变而造成的封闭件应力峰值更大, 因此封闭件应单独进行强度计算, 本文仅就压力载荷作用下的带折边封口锥, 采用我国现行标准HG20569-94《机械搅拌设备》及GB150-98《钢制压力容器》对其强度进行计算和分析比较。

1 HG20569-94《机械搅拌设备》封口锥计算方法

U型夹套与内筒的连接部位一般有两处, 一个是夹套肩与筒体的连接处, 如图1中Ⅰ处, 另一个是夹套底与容器封头的连接处, 如图1中Ⅱ处。该标准对夹套与内筒的封闭件推荐了两种型式, 即封口锥和封口环两种, 结构示意如图1中说明。下面以封口锥为例展开讨论。

标准HG20569-94《机械搅拌设备》对封口锥的强度计算移植了原苏联国家标准《夹套容器强度计算规范》, 计算中考虑了下列影响因素:

1) 轴向力系数A:

undefined辅助系数:几何形状参数ε、ρ、λ、μ、χ及焊缝系数φR1、φR2。

3) 连接系数B:

undefined;X2;X3)

最后给出封口锥的许用内压力:

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强度条件, [p2]≥p2

或封口锥计算壁厚公式如下:

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考虑壁厚附加量, 封口锥最终的实际壁厚

S2≥S2R+C (3)

(1) 或 (2) 式的计算需采用逐次逼近法进行, S2的初始值一般可取夹套筒体壁厚。

式中:D1容器内径, mm;

D2夹套内径, mm;

d1夹套与容器封头连接圆直径, 如图1中Ⅱ处, mm;

S2封口锥实际壁厚, 初始值可取夹套筒体壁厚, mm;

S1内筒实际壁厚, mm;

C厚度附加量, mm (这里内筒表示Ca, 夹套表示Cb) ;

X1、X2、X3与辅助系数相关;

p1工作或试验条件下内筒的设计压力, MPa;

p2工作或试验条件下夹套内的设计压力, MPa;

[σ]1设计温度下内筒材料的许用应力, MPa;

[σ]2设计温度下夹套壳体材料的许用应力, MPa;

其它符号说明详见该标准。

2 GB150-98《钢制压力容器》封口锥计算方法

GB150-1998附录J中列举了四种夹套封闭件, 有圆环形、锥形、平环形及角钢形, 但该附录仅有结构型式选择, 没有强度计算内容。为与上文对应, 本文仅讨论封口锥结构的计算。

封口锥实际上是锥形封头的一部分, 因此可以应用该标准中的带折边或不带折边的锥形封头计算公式进行封口锥的强度计算, U型夹套上 (图1中Ⅰ、Ⅱ处) 封口锥结构实际只包括锥壳本身及带 (或不带) 折边锥壳大端两部分。本文仅考虑带折边锥壳的情况, 按该标准7.2受内压的锥壳厚度公式为:

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带折边锥壳大端厚度按下两式取大值:

undefined

其中:pc夹套内计算压力, MPa;

δ计算厚度, mm;

Dc锥壳段大端内直径 (此处即为夹套直筒内直径Di) , mm;

ϕ焊缝系数;

[σ]t设计温度下材料的许用应力;

α锥壳半顶角;

K, f系数, 与几何参数有关。

按 (4) 、 (5) 、 (6) 计算所得最大值, 考虑壁厚附加量后即可得出封口锥的实际壁厚, 圆整后得出其名义厚度。

3 实例分析与比较

本文以一立式夹套容器为例, 如图1中, D1=1 700mm, D2=1 800mm, 夹套内通蒸汽加热罐内物料, 蒸汽压力pw=0.5MPa, 蒸汽温度tw=143℃, 夹套的设计压力p2=0.55MPa, 内筒有物料蒸汽, 设计压力p1=0.55MPa, 设计温度t=150℃, 内筒材料为0Cr18Ni9, 腐蚀裕量为0mm, 夹套材料为Q235-B, 腐蚀裕量取2mm, 夹套底与容器封头连接圆直径d1=210mm。

内筒体内外均有压力, 按GB150中内压容器设计后, 按外压容器校核, 得其壁厚S1=16mm;夹套仅按内压容器设计, 其直筒部分按GB150进行, 得出其计算壁厚:

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考虑腐蚀裕量圆整后取其名义厚度S2=8mm, 该值可作为封口锥的试算初始值。

3.1 HG20569-94《机械搅拌设备》计算结果

根据已知条件及该标准的相关公式可得出如下结果 (见表1) 。

结果表明, 夹套封口锥取夹套筒体壁厚进行计算, 其许用应力值小于工作状态下夹套的设计压力, 即[p]2=0.12MPa

通过逐次逼近法最终计算出封口锥的实际壁厚为S2=14mm, 此时

[p2]=0.58MPa>p2强度合格且两者非常接近, 试算成功。

3.2 GB150-98《钢制压力容器》计算结果

夹套的计算压力取pc=0.55MPa, 半顶角α=45°, 查出K=0.9, f=0.659。

锥壳计算厚度为:

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锥壳大端计算厚度按下两式:

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最终取封口锥计算壁厚, 考虑壁厚附加量 (此处即腐蚀裕量) 后向上园整得锥壳或夹套封口锥的实际壁厚为10mm。

4 结 论

U型夹套容器在压力载荷作用下, 按HG20569-94《机械搅拌设备》及GB150-98《钢制压力容器》所得封口锥和锥壳厚度均大于夹套筒体壁厚, 且按HG20569-94所得结果更大, 用与夹套筒体相同的壁厚进行封口锥的设计与制造是不安全的, 封口锥必须进行强度计算。

参考文献

[1]HG/T20569-94, 机械搅拌设备[S].

[2]GB150-98, 钢制压力容器[S].

[3]郑津洋, 董其伍, 桑芝富主编.过程设备设计[M].北京:化学工业出版社, 2005.

封口技术 第7篇

随着激光切割技术的发展, 激光切割厚板已经广泛应用于船舶制造、重型机械、大型压力容器、大型桥梁、核工业和军工等领域, 中厚板激光切割技术的需求越来越多。但是, 由于激光功率的限制, 对于厚板增加, 激光切割速度必然下降明显, 尤其切割圆形图案, 当激光先后两次照射起点与终点的重合区, 狭窄的切缝导致累积的热量会使切割面出现侧向燃烧现象。图1为10 mm低碳钢内圆封口处过烧形貌, 图2为10 mm低碳钢圆封口处上方过烧形貌。

二、圆孔轨迹过烧机理

小圆孔切割区以及激光扫描路径, 如图3所示, 引入线在废料处, 穿孔过程中, 周围已经吸收热量, 切割过程中继续吸收热量, 热量过多, 因此容易导致小孔产生烧孔爆孔现象。另外在起点与终点重合点位置, 激光束两次经过该区域, 圆孔半径小, 周长短, 起点位尚未得到足够冷却, 激光束经过一周后又回到与起点重合的终点, 两次的热量相互叠加, 过多的热能导致封口处过烧、挂渣, 如图3所示。

三、实验设计

1.实验设备。激光切割系统采用IPG激光器, 功率2000 W, 光纤芯径50μm, 准直镜焦长为100 mm, 聚焦镜焦长为200 mm, 焦点处光斑直径为0.1 mm, 切割辅助气体为氧气, 实验中选用厚度为8、10 mm的低碳钢。

2.实验方法。在厚低碳钢的材料加工中, 为了抑制燃烧释放的热量在狭窄的缝内堆积, 试验中切割8 mm厚钢板的小圆孔直径分别为4 mm、5 mm、6 mm、7 mm共4种规格;切割10 mm厚钢板的小圆孔直径分别为7 mm、8 mm、10 mm共3种规格。影响切割的因素很多, 对于小圆孔的切割防止过烧, 只有减少热输入和热积累。虽然提高切割速度和降低切割功率可以减少热输入, 但是会导致切不透, 因此, 通过减少热积累的方法来解决过烧, 本文用实验改变脉冲频率、占空比来探讨影响小圆孔封口处切割过烧的规律。

四、实验结果与分析

1.占空比对切割小圆孔性能的影响。采用2000 W光纤激光器分别对8 mm和10 mm厚的碳钢板进行切割, 8 mm和10 mm板切割参数如表1和表2所示。为了体现占空比和脉冲频率对过烧的明显影响, 试验中其他参数不变。

根据实验结果可以发现, 当圆孔越小时, 占空比数值要小, 才能保证不出现明显封口过烧现象。但是随着小孔的变小, 即便优化切割参数, 我们依然发现小孔的烧蚀现象比大孔要明显, 如图4和图5所示。因为孔过小, 热量可扩散的传导空间很小, 热量过于集中从而引起过烧。根据观察, 对8 mm碳钢板, 切割2 mm以上小孔时, 切割效果较好, 1 mm小孔出现过烧;对于10 mm厚板, 当切割3 mm小孔时出现过烧, 3 mm以上小孔能够很好地控制切割质量。脉冲的占空比减小, 则激光峰值功率会增加。每一个脉冲照射时的能量会相应增加, 会使板厚方向的加工能力提高。另外, 由于一个脉冲内不出激光的时间也会延长, 有足够的时间来冷却厚板, 降低了过烧、熔损现象。

2.脉冲频率对切割小孔性能的影响。采用表3、表4中数据, 只改变脉冲频率, 发现小圆孔直径越小, 要求脉冲频率更低, 脉冲频率过高封口就会出现过烧现象, 如图6和图7所示。8 mm碳钢切割4 mm圆孔, 当脉冲频率降为15 Hz时, 封口处不出现烧蚀现象;10 mm碳钢切割6 mm小圆孔时, 当脉冲频率降为10Hz时, 封口处不出现烧蚀现象。这是因为脉冲频率的降低, 累积的热输入减少, 使得激光完成小周长切割的情况下在封口处能得到足够的冷却。

五、结论

对中厚碳钢小圆孔的封口处进行了切割工艺试验研究, 在降低占空比和脉冲频率的情况下得到了较好的切割质量及优化工艺参量。当光纤激光器功率为2000 W、光斑半径为0.1 mm, 切割速度为1080 mm/s、离焦量为2.5 mm, 占空比为60%时, 8 mm碳钢的4 mm小圆孔封口处烧蚀现象能得到很好控制;而切割速度为840 mm/min、离焦量为2.5 mm, 占空比为50%时, 10 mm碳钢的6 mm小圆孔封口处烧蚀现象也能得到最佳的切割效果。在激光切割中厚板的小孔时, 采用小占空比、低脉冲频率的工艺参量可以避免小圆孔封口处切割点区域温度过高, 防止过烧, 从而获得良好的切割质量。

参考文献

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