各種連接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 在壓力容器設(shè)計(jì)中常常遇到半球形封頭與筒體的連接的結(jié)構(gòu)。厚度不太厚的情況下可以封頭和筒體等厚，但是在壓力較高，筒體和封頭都比較厚并且筒體和封頭厚度相差較多的時(shí)候，采用等厚度結(jié)構(gòu)顯然是不合理的。關(guān)于封頭比筒體薄的情況，GB150的附錄J和JB4732附錄H都推薦了幾種結(jié)構(gòu)尺寸（如GB150圖J1（d）、（e）、（f））。其中： 結(jié)構(gòu)1：圖J1（d）是筒體和封頭中徑對(duì)齊的結(jié)構(gòu)。 結(jié)構(gòu)2：圖J1（e）的結(jié)構(gòu)，筒體和封頭中徑有≤0.5（δn－δb）的偏離。 結(jié)構(gòu)3;圖J1（f）的結(jié)構(gòu)，筒體和封頭內(nèi)徑對(duì)齊。 這幾種結(jié)構(gòu)都是在筒體和封頭連接的切線處向封頭方向逐漸減薄形成錐形（單面或雙面的）過(guò)渡，而在制造時(shí)這是一段單獨(dú)的筒節(jié)—過(guò)渡段。所以封頭在底邊有所加強(qiáng)，封頭的等厚部分實(shí)際不是完整的半球而是一個(gè)球冠。這樣實(shí)際上就成了圓筒、過(guò)渡段和球冠的連接，例如結(jié)構(gòu)2，有的球冠的深度僅為球半徑的0.8。 結(jié)構(gòu)4：還有一種結(jié)構(gòu)，就是完整的半球形封頭與筒體連接，在連接處內(nèi)徑對(duì)齊，在筒體外側(cè)倒角過(guò)渡。這種情況是完整的半球形封頭與筒體連接，不用過(guò)渡段，而在筒體外側(cè)有1：3倒角過(guò)渡。 2、局部應(yīng)力分析 下面是一個(gè)用ANSYS分析的實(shí)際的例子： 計(jì)算壓力p=16.3MPa，設(shè)計(jì)溫度150°C。 封頭材料是16MnR，設(shè)計(jì)應(yīng)力強(qiáng)度Smh=150MPa，筒體材料為16Mn鍛件，設(shè)計(jì)應(yīng)力強(qiáng)度Smn=157MPa。 筒體內(nèi)直徑2400mm，筒體厚度148mm，封頭厚度96mm。各種結(jié)構(gòu)的封頭內(nèi)半徑略有不同。這個(gè)例子厚度的余量是比較大的，圓整后的有效厚筒體僅為142mm，封頭是70mm。所以應(yīng)力值都比較小。 分析所用單元是三角形6節(jié)點(diǎn)軸對(duì)稱單元。

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視頻作者：泰安力拓封頭制造有限公司

  球形封頭是由圓形板料沖壓而成的，圓板是簡(jiǎn)略的耦幾許與物理非線性為一體的力學(xué)分析模型。多年以來(lái)，對(duì)圓板各種力學(xué)性質(zhì)的研究一直受到廣泛的重視，由于圓板在工程結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用十分廣泛，尤其是各種回轉(zhuǎn)體構(gòu)件多由圓板加工。

  通過(guò)對(duì)圓形板料雙向彎曲受力和變形進(jìn)行分析，及實(shí)際工件成形試驗(yàn)分析，將為具體評(píng)估材料的可彎曲性、計(jì)算成形所需的力、規(guī)劃模具、預(yù)告彎曲或沖壓后的回彈以進(jìn)步產(chǎn)品的尺寸精度、確定成形后工件內(nèi)的殘余應(yīng)力，防止在成形過(guò)程中發(fā)生裂紋和缺陷以及預(yù)告和操控翹曲的發(fā)生提供理論分析依據(jù)，大幅度進(jìn)步產(chǎn)品質(zhì)量和出產(chǎn)效率，封頭的制造、查驗(yàn)與查驗(yàn)除應(yīng)符合本規(guī)范規(guī)矩外，還應(yīng)符合圖樣或訂貨技術(shù)協(xié)議需求；封頭制造單位應(yīng)建立健全符合國(guó)家壓力容器安全督查安排有關(guān)法規(guī)需求的質(zhì)量體系。以確保球形封頭質(zhì)量；封頭的拼焊應(yīng)由持有相應(yīng)資格的“鍋爐壓力容器焊工合格證書”的人員擔(dān)任；封頭的無(wú)損檢測(cè)應(yīng)由持有相應(yīng)品種和技術(shù)等級(jí)的“鍋爐壓力容器無(wú)損檢測(cè)人員”的人員擔(dān)任；對(duì)分析規(guī)劃的球形封頭進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)的人員，其技術(shù)等級(jí)不得低于II級(jí)。

   凡制造封頭的鋼板應(yīng)有以查驗(yàn)和的供認(rèn)符號(hào)；在制造過(guò)程中，如原有供認(rèn)符號(hào)被裁掉或鋼板分紅幾塊，應(yīng)于鋼板切割前結(jié)束符號(hào)的；供認(rèn)符號(hào)的表達(dá)方式由球形封頭制造單位規(guī)矩；關(guān)于有防腐需求的不銹鋼以及復(fù)合鋼板制球形封頭，不得在防腐蝕面選用硬印作為材料的供認(rèn)符號(hào)和焊工標(biāo)志；關(guān)于低溫壓力容器用球形封頭及需進(jìn)行疲憊分析規(guī)劃的球形封頭，不得選用硬印作為材料的供認(rèn)符號(hào)和焊工標(biāo)志

  球形封頭的使用上，油封是非常重要的選擇，因?yàn)?a target="_blank" href="/">球形封頭的使用離不開(kāi)油封，主要是確保軸承與潤(rùn)滑劑之間不會(huì)受到污染，所以選擇油封是比較重要的，因?yàn)橛椭跈C(jī)械進(jìn)行加工的時(shí)候，會(huì)隨著變得柔軟，而且還會(huì)伴有振動(dòng)的現(xiàn)象，那么油脂就會(huì)更加容易的被直接的甩入軸承中去，從而導(dǎo)致油脂被嚴(yán)重的損壞，發(fā)生這種情況的時(shí)候，在球形封頭上安裝油封就顯得尤為重要，這樣的話，不管是雜物還是空氣中的濕氣，都不會(huì)滲入到軸承的內(nèi)部，避免對(duì)軸承內(nèi)部造成損壞。在選擇油封的時(shí)候，記住不可以選用不能相容的油脂制造而成的油封，因?yàn)閮煞N完全不相容的油脂在進(jìn)行混合之后，這次情況下都會(huì)變得更加柔軟，會(huì)因?yàn)橛椭l(fā)生流失，而對(duì)球形封頭造成破壞，在選擇好油脂之后，必須先將舊的油脂清理干凈之后。

  球形封頭鍛件制造工藝流程包括冶煉鋼錠、鍛造、粗加工、化學(xué)成分和力學(xué)性能檢測(cè)、無(wú)損探傷和精加工至成品等，主要制造工藝如下所述。鋼錠冶煉拉深成形球形封頭所用鋼錠錠型為340t，一錠制造兩件球形封頭；回轉(zhuǎn)成形球形封頭所用鋼錠錠型為180t，一錠制造一件球形封頭。兩種方法采用的鋼錠均為電弧爐粗煉鋼水，鋼包爐精煉，真空澆注制得。通過(guò)這種雙真空處理的鋼錠可以有效去除鋼錠中的P、S及其他雜質(zhì)元素，鋼錠質(zhì)量及其熱加工性可以得到保證。但一般來(lái)說(shuō)，在鋼錠制造中，隨鋼錠錠型增大，鋼水量增加，制造過(guò)程中對(duì)夾雜物、偏析、疏松縮孔等缺陷的控制難度越大，不同等級(jí)的鋼錠存在不同的制造難度。鍛造拉深成形法。拉深成形法鍛造工藝過(guò)程，先經(jīng)鋼錠制坯并下料。然后通過(guò)鐓粗、拔長(zhǎng)、輾平得到板坯，通過(guò)拉深板坯得兩件球形封頭鍛件毛坯。鋼錠利用率59%，水口切除7%，冒口切除20%，總鍛造比14