隔爆外殼的計(jì)算.doc

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1、隔爆外殼的計(jì)算隔爆外殼的壁厚大多是依據(jù)現(xiàn)有產(chǎn)品的數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇，但是也可以進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的理論計(jì)算，作為理論根據(jù)。隔爆外殼大多為長(zhǎng)方形或圓筒形。外殼的計(jì)算就是確定外殼的壁厚，法蘭的厚度以及選擇緊固螺釘?shù)拇笮『蛿?shù)量。一長(zhǎng)方體外殼殼壁厚度的計(jì)算在計(jì)算長(zhǎng)方體外殼壁厚時(shí)可以采用下面的公式：（1）式中δ壁厚的計(jì)算厚度cm；b矩形薄板短邊長(zhǎng)度cm；k安全系數(shù)；C應(yīng)力系數(shù)；見表1；p設(shè)計(jì)壓力，MPa；σT薄板材料的屈服極限，MPa。表1應(yīng)力系數(shù)Ca/b1.01.11.21.31.41.51.6∞C0.13740.16020.18120.19680

2、.21000.22080.22080.2208a為矩形薄板長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度cm分析式(1)和表1，可以得到薄板的邊長(zhǎng)比a/b與薄板的厚度δ的關(guān)系，如表2所示。表2薄板厚度δ和邊長(zhǎng)比a/b的關(guān)系a/b1.01.11.21.31.41.51.6∞δ0.0273a0.0268a0.0261a0.0251a0.0241a0.0231a0.0216a0.0216a按照表2數(shù)據(jù)，可以畫出長(zhǎng)方形薄板的邊長(zhǎng)比與厚度的關(guān)系曲線，如圖1所示。圖1長(zhǎng)方形薄板的邊長(zhǎng)比與厚度的關(guān)系曲線從圖1中可以看出，長(zhǎng)方形薄板的厚度δ隨邊長(zhǎng)比a/b的增加而呈非線性地減小。當(dāng)

3、邊長(zhǎng)比a/b=1.0，也就是說，在正方形時(shí)，薄板的厚度最大，δ=0.0237a；當(dāng)邊長(zhǎng)比a/b=1.5時(shí)，薄板的厚度δ=0.0231a，此時(shí)的厚度為正方形的85％。在長(zhǎng)方形隔爆外殼的設(shè)計(jì)中，通常認(rèn)為，長(zhǎng)方形外殼的大側(cè)面的長(zhǎng)邊a與短邊b之比約為3/2，是一種比較合理的結(jié)構(gòu)比例，而外殼的厚度（小側(cè)面，第三邊）應(yīng)該根據(jù)內(nèi)部安裝元器件的尺寸來確定。在計(jì)算外殼壁厚時(shí)，只要計(jì)算得大側(cè)面的厚度，就可以基本上確定其他殼壁的厚度了，當(dāng)然，也可以將所有的殼壁的厚度計(jì)算后得到一個(gè)合適的厚度。舉例說明：試計(jì)算外形尺寸為1000mm×750mm×350m

4、m鋼制結(jié)構(gòu)（Q235-A）外殼壁厚1計(jì)算底板（1000×750大側(cè)面）殼壁的厚度：查表1求C：a/b=1000/750=1.33，C=0.1990；另外，令p=1MPa、σT=240MPa，k=1.3，然后，將這些數(shù)值代入式(1)，計(jì)算得到δ1=2.46cm。2計(jì)算頂板（750×350小側(cè)面1）殼壁的壁厚：查表1求C：a/b=750/350=2.1429，C=0.2208；另外，令p=1MPa、σT=240MPa，k=1.3，然后，將這些數(shù)值代入式(1)，計(jì)算得到δ2=1.21cm。3計(jì)算側(cè)板（1000×350小側(cè)面2）殼壁的壁

5、厚：查表1求C：a/b=1000/350=2.8571，C=0.2208；另外，令p=1MPa、σT=240MPa，k=1.3，然后，將這些數(shù)值代入式(1)，計(jì)算得到δ3=1.21cm。從上述的理論計(jì)算可以看出，底板厚度應(yīng)該選取δ=25mm，頂板和側(cè)板的厚度應(yīng)該選取δ=13mm。但是，一個(gè)箱體具有不同的壁厚，顯然不能令人滿意。為改變這種情況，在底板上焊接加強(qiáng)筋，以減小底板的厚度。如采用合適的十字形加強(qiáng)筋的話，就把底板分成面積相等的4小塊，每一小塊的尺寸為500×375。這時(shí)，按式(1)計(jì)算出δ4=1.22cm。這個(gè)數(shù)值和頂板、側(cè)

6、板的厚度基本相同。根據(jù)上述的理論計(jì)算和實(shí)際的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，建議這個(gè)隔爆外殼壁厚的設(shè)計(jì)厚度選取δ=15mm上述計(jì)算經(jīng)過計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算和防爆的相關(guān)試驗(yàn)完全滿足要求。二圓筒形隔爆外殼壁厚的計(jì)算計(jì)算圓筒形隔爆外殼的壁厚時(shí)可以采用下列公式：（2）式中：δ圓筒形外殼的壁厚，cm；P設(shè)計(jì)壓力，MPa；Di圓筒形外殼的內(nèi)徑，cm；〔σ〕t設(shè)計(jì)溫度下圓筒形外殼材料的許用應(yīng)力，MPaφ焊縫系數(shù)，見表3表3焊縫系數(shù)焊縫種類探傷范圍100％無損探傷局部無損探傷不做無損探傷雙面對(duì)接焊1.00.90.7單面對(duì)接焊焊縫全長(zhǎng)有墊板0.90.80.65焊縫全長(zhǎng)無墊板

7、0.750.70.6現(xiàn)舉例如下：試計(jì)算內(nèi)徑為300mm的鋼質(zhì)結(jié)構(gòu)（Q235-A）圓筒形隔爆外殼的壁厚。設(shè)：設(shè)計(jì)壓力p=1MPa，鋼板采用單面對(duì)接焊，并且不做無損探傷檢查。查資料得Q235-A的許用應(yīng)力=111.8MPa。數(shù)據(jù)代入公式（2）中，得圓筒形隔爆外殼的壁厚δ=0.23cm。可以采用3mm。三圓筒形隔爆外殼端蓋壁厚的計(jì)算對(duì)于圓筒形隔爆外殼來說，它的端蓋大致可以歸納為三種形式：半球形封頭-圓筒-法蘭型、半橢圓截面形封頭-圓筒-法蘭型和平面型，如圖2所示。abc圖2圓筒形隔爆外殼端蓋結(jié)構(gòu)示意圖a半球形封頭-圓筒-法蘭型端蓋；b

8、半橢圓截面形封頭-圓筒-法蘭型端蓋；c平面型端蓋。對(duì)于半球形封頭-圓筒-法蘭型端蓋，圓筒部分的壁厚δ0可以按照下式計(jì)算：(3)封頭部分的壁厚可以按照下式計(jì)算：(4)這里需要指出的是，半球形封頭與圓筒之間的連接可以設(shè)置半徑為5-10mm的圓角，這樣可以有效地減少?gòu)?/p>