内浮顶罐的适用性分析及改造设计.pdf

第 3 1 卷第 0 2期 2 0 1 0年 O 2月 煤 矿 机 械 Co a l Mi ne Ma c h i n e r y Vo I ． 3 l NO ．0 2 F e b ． 2 01 0 内浮顶罐的适用性分析及改造设计 叶菁 t ． 王莺 1 ． 浙江省天正设计工程有 限公 司， 杭州 3 1 0 0 1 2 ； 2 ． 浙江水利水电专科学校 ， 杭州 3 1 0 0 1 8 摘 要通过分析， 内浮顶罐的浮顶结构不适用于需频繁更换物料的操作 ． 可将其改造 为固定 顶储 罐 ， 并利 用 氮 气保 护 来减 少罐 内介 质 的 蒸发 损耗 ， 以达到 使 用 内浮盘 的效果 。 同时 ． 提 出 了典 型的内浮顶罐改造为固定顶氮封罐的设计方案 关键 词 内浮顶罐 ； 频繁 更换 改造 氮封 中图分类号T K 4 1 3 ． 8 文献标志码 A文章编号1 0 0 30 7 9 4 2 0 1 0 0 20 、1 3 80 3 S e r v i c e a b l e An a l y s i s a n d Tr a n s f o r ma t i o n De s i g n o f P o n t o o n Ro o f Po t YE J i n g ， W ANG ri n g 1 ． Z h e j i a n g T i a n z h e n g D e s i g nE n g i n e e r i n g C o ． ， L t d ． ， H a n g z h o u 3 1 0 0 1 2 ， C h i n a ； 2 ． Z h o i a n g Wa t e r C o n s e r v a n c y a n d H y d r o p o w e r C o l l e g e ， Ha n g z h o u 3 1 0 0 1 8 ， C h i n a Abs t r a c t Th r o u g h a n a l y s i s ，a u t h o r t hi n k t ha t p o n t o o n r o o f s t r u c t u r e i s n o t s u i t a b l e f o r t h e o p e r a t i o n i n n e e d s t h e f r e q u e n t r e p l a c e me n t ma t e ri a 1 ． P o n t o o n r o o f p o t ma y b e t r a n s f o r me d i n t o f i x e d r o o f p o t u s i n g n i t r o g e n p r o t e c t i o n ， i t r e d u c e s t h e me d i u m o f p o t l o s s t h r o u g h b r e a t h i n g ， t o a c h i e v e u s i n g fl o a t p l a t e s e f f e c t ． T y p i c al d e s i g n p r o p o s a l als o b e p r o p o s e d ，i s a b o u t p o n t o o n r o o f p o t t r a n s f o rm t o fi x e d r o o f p o t us i n g n i t r o g e n p r o t e c t i o n ． Ke y wo r d s p o n t o o n r o o f p o t ； f r e q u e nt r e p l a c e me n t ；t r a n s f o rm a t i o n ；n i t r o g e n p r o t e c t i o n 力与水平方向夹角为 4 5 左右 ， 在这种情况下 ， 平衡 应力 ， 不仅是降低应力数值而且明显提高材料疲劳 同样大小的水平力所需要的接触反力增大 接触反 极限． 是非常重要的抗疲劳措施 。 力方向为接触面的法向方向 。同时 ， 该接触力作用 2 提高零件表面光洁度 、 减小微动摩擦范 围 在锁圈上后 ． 使其有向上撬动 的可能 ， 从而在轮辋 以减少微动磨损疲劳 基座和锁圈产生附加应力。该接触力还会使钢圈所 目前零件的最后工序为粗车． 因此在钢圈锁止环 受弯矩增大。 槽的圆角过渡区域分布有较明显的刀痕． 形成应力集 图 3锁 圈环 槽 结 构 2 微动磨损疲劳对裂纹形成的影响分析 当车轮 各构 件 之 间处在 工作 状 态 时 ， 因其 不 是 一 个整体 ．它们之间会发生相对的微小移动摩擦 ， 称之为微动磨损疲劳 微动磨损疲劳会使材料的疲 劳极 限大大 降低 。 锁 圈 的断 开式 结 构 设计 增 加 了结 构 间 的 微 动 摩擦 2改进 措施 1 增大接触面积 ， 消除线接触 ， 减小表面正压 力 对于锁止环槽区域 ． 应按如下原则进行结构设 计 保证锁圈与锁止槽仅在二者 的垂直面发生接 触 ． 锁止环槽的圆弧过渡只是起减少应力集中程度 的作用 ， 应保证其不与锁圈发生接触。合理设计过 渡曲线 ， 使应力集 中系数降低 。降低应力集 中处 的 中 在应力集中处材料的疲劳极限与非应力集中区域 相 比下降． 下降程度与应力集中系数成正相关。 在粗车工序后 ．用成形砂轮对零件进行磨削， 零件表面光洁度提高。该措施对于减小应力集中疲 劳同样有明显作用。 为降低接触体表面摩擦系数 ． 可在构件表面增 加 固体润 滑涂层 3 总结 锁 止环 槽 出现 裂纹 是矿 用 车 轮常 见 的故 障 ， 必 须对结构的细节进行精心的设计 ， 对各种不利因素 采取针对性的措施才能增加产 品的可靠性 ， 经过上 述改进后的车轮使用 良好。 参 考 文献 [ 1 ] 中国标准出版社第五编辑室钢铁及合金化学分析方法标准汇编 ， 第 2版[ M] ． 北京 中国标准 出版社 ， 2 0 0 9 ． [ 2 ] 沃特豪斯． 微动磨损与微动疲劳[ M] ． 成都 西南交通大学出版社 ， 1 9 9 9 ． [ 3 ] 周仲荣． 关于微动磨损与微动疲 劳的研究[ J ] ． 中国机械工程 ， 2 0 0 0 1 1 作者简 介黄昶 春 1 9 7 4 一 ， 广西桂平 人 ， 副研究 员 ， 2 0 0 1 年毕 业于吉林大学车辆 工程专业 ． 现从事车辆结构设计研 究， 电话 0 7 7 2 2 6 8 6 2 0 5 ， 电子信箱 h o e 1 9 9 9 s i n a ．c 0 n 1 ． 责任编辑 侯淑华 收稿 日期 2 0 0 9 0 9 一 l l 第3 1 卷 第0 2 期 内浮顶罐的适用性分堑壁堕 堡 二 二 董篁 ． 兰 O 弓 I 言 内浮顶罐是在固定顶罐的 内部加上一个 内浮 顶 的储罐 。 主要 由罐体 、 内浮盘 、 密封装置 、 导 向和 防转装置 、 静电导线 、 通气孔、 高低液位报警器等部 件组成 。与固定顶罐相比， 它具有减少罐内介质 的 蒸发损 耗及 着火 的危 险性 、 减 轻对 空气 的污 染及 对 罐底和罐壁的腐蚀 、 延长储罐的使用寿命 以及节约 喷淋用水等优点 美国石油学会认为， 设计完美 的 内 浮盘 是迄 今 为止 控制 固定 顶油 罐 蒸 发损 失 所 研 究 出来 的最好和投 资最少 的方法 。化学 品物料 多具 有易挥 发 、 易氧 化且污染 环境 的特 点 。因此 ， 近年来 储存易挥发的各种化学 品物料的储罐在设计方 案 中． 大 多采用 内浮顶罐 的型式 。但是 。 也正是 内浮 顶 罐 比固定 顶罐 多 出的 内浮盘及 其配 套 部件 。 导致 它 在使用过程中的局限性和操作复杂性。由于经营需 要 ， 仓储公司 特别是储存化学品物料的仓储单位 必须不定期地根据客户的要求频繁地更换物料 化 学 品物料 从原 料生 产企 业用 轮船运 至 仓储 码头 后 ， 通过管道输送到相应的化学品储罐 中． 然后被分成 更 小的容 积单 位运 送至 下级 生产 企业 。清 罐后 。 准 备盛装下 一批物 料 ． 周而 复始 。因此 ， 这就要 求仓储 公 司最大 限度地 挖掘 仓储 能力 ． 让 数量 有 限 的储 罐 尽可能满 足市场需 求 除合 理地根据 物料 的特性 来 选择 储罐 外 ． 内浮顶 罐 的适应 性也 成 了 困扰公 司 的 问题之 一 。 1适用性 分析 为保证物料不受污染 ， 内浮顶罐在放空储罐内 的 原有 物 料后 需 清罐 并 清 洗 或更 换 与 物 料相 适 应 的内浮盘密封带材料。根据仓储公司反馈的信息 ， 内浮 顶罐 在 使 用 一 段 时 间 后 发 现 存 在 以下 问 题 1 每 次清罐 时 ， 密封 带处 不 易清洗 干净 。 使 物 料受 污染 的可 能性 增 加 且 内浮 盘橡 胶 密 封 带容 易 老 化 ， 密封 性 能退化 ， 出现与 罐壁 间 隙增加 的 现象 ． 增 加 了化学 品介 质 的损 耗 和 罐 区 的不 安 全 因 素 2 内浮盘 易损 坏 ， 甚 至发 生沉 没 ； 3 物 料进 口采用 了 一 定 长度 的扩散 管 。 内浮盘 仍被 气 流撕 裂 虽然 仓 储 公 司对 内浮盘进 行 了改造 如 增加 内浮盘 上单 向 通 气孔 数 量 并 将 扩散 管 加 长 至罐 中心 ． 有 效 缓 解 了内浮盘被气流撕裂的问题 。 但都没能从根本上解 决内浮盘及密封带损坏的问题 原因在于 ①频繁地更换物料 ． 导致 内浮盘上 下 浮 动次 数 增 加 ．缩 短 了 内 浮盘 密 封带 的使 用 寿 命。虽然在换装物料时已经考虑 了密封橡胶带对物 料的耐腐蚀性 ， 但清罐 时对密封带 的清洗 ． 在一定 程度上对其也造成 了物理损害 ②物料出罐装车作 业时 ． 为满足装车容量 ， 油罐液位常降至允许高度 1 ． 8 m 以下 ． 甚至抽空 ． 使罐 内产生负压 ， 导致浮盘 立柱 常落至罐底 ， 与罐底相碰 ， 其支柱的反作用力 对浮船产生冲击， 击穿浮船表面， 造成浮船损坏； ③ 从码头到储罐 的管线较长。每次输送物料后 ， 一部 分物料残 留在管道中。 既腐蚀管道 ， 又污染下一次 输送的不同物料， 且造成物料浪费。因此， 仓储公司 借助 P I G技术 ． 对管道进行吹扫 P I G接收侧流程如 图 1 。 姑 去回收液罐 去回收液罐 。J ⋯～ 般雌 由于 P I G吹扫采用的是人工操作的方式 ， 不可 避免地会有部分气体进入罐内． 对内浮盘盘面造成 冲击。另外 ， 在排空储罐内物料时， 操作者可能会用 P I G对阀门与储罐之间的管道作进一步吹扫 ，以将 残余物料送回储罐 内。这也对内浮盘再次造成伤 害 。 鉴于内浮顶罐不适用于需频繁更换物料 、 经常 清罐操作． 在得到有关部门的批准后 ， 对 内浮顶罐 改 造为 固定罐 的设 计 ， 改造 方案如 下 见 图 2 图 2固定 罐 的设 计 1 ． 罐壁入孔2 ．内浮盘及 其密封装置3 ． 带芯人 孔及检修平 台 4 ． 罐体5 ． 量油 管 6 ． 高 液位报警 口 7 ． 雷达 液位计 口 8 ． 静 电导线 9 ． 同定罐顶l 0 ． 罐顶通气孔 1 根据工艺要求的储罐工作压力调整储罐的 设计压力 ．在满足现有储罐罐壁厚度的情况下 ． 核 算储罐最高充液高度 2 罐壁增加喷淋装置 ． 可基本消除储罐 的小 呼 吸损 失 3 拆除内浮盘及其密封装置 件 2 ， 件 8 ； 4 盲死罐壁静压液位计 口以及罐顶和罐壁 的 通气孔 件 l 0 ， 件 1 2 ， 件 1 3 5 去 除罐顶 雷达液位 计 的导 波管 件 7 ； 6 去除罐顶测量孔的导向管 。 改为环保 型的 测量孔 件 5 ； 7 罐顶中心附近增设 呼吸阀接 口． 大小及数 第 3 l 卷第 0 2期 2 O l 0年O 2月 煤 矿 机 械 Co a l Mi n e Ma c hi ne r y Vo 1 ． 3 l No ．O 2 Fe b ． 2 01 0 电主轴技术在 C A 6 1 4 0机床数控改造中的应用 蔡 苗苗 木 九江学院 电子工程学院 ， 江西 九江3 3 2 0 0 5 1 摘 要 分析 了机床数控化改造的现状 ， 在 C A 6 1 4 0车床数控化改造中引入了电主轴 ． 电机的 转子直接驱动车床主轴工作， 将横 向滚珠丝杆设置在导轨 中部 ． 加宽 了床面 ． 加 大了床 身导轨跨 距 ， 提 高 了主轴 的运转 平稳 和车床 的加 工精度 。 同时增加 了机床 的 刚性 ． 减 小 了振 动和 噪音 该技 术简便易行， 工期短， 具有明显了技术和经济效益。 关键词 电主 轴 ； C A 6 1 4 0 数控 改造 加 工精 度 中图分 类 号 T G 5 1 文献标 志码 A文章编 号 1 0 0 30 7 9 4 2 0 1 0 0 20 1 4 00 3 Ap p l i c a t i o n o f Te c h n o l o g y o f El e c t r i c S p i n d l e i n Nu me r i c a l Co n t r o l Re f o r m a t i o n wi t h CA6 1 4 0 CAIM i a o - mi a o E l e c t r o n i c s E n g i n e e r i n g I n s t i t u t e ， J i u j i a n g U n i v e r s i t y ，J i u j i a n g 3 3 2 0 0 5 ， C h i n a Ab s t r a c t T h e p r e s e n t s i t u a t i o n o f n u me ric a l - c o n t r o l r e f o r ma t i o n w a s a n aly z e d ， t h e e l e c t r i c s p i n d l e w a s i n t r o d u c e d i n n u me ric a l c o n t r o l r e f o rm a t i o n o f CA61 40 ．S h a f t o f t h e l a t h e wa s d r i v e n d i r e c t l y b y r o t o r o f t h e mo t o r ，t r a n s v e r s e b a l l s c r e w w a s s e t i n mi d d l e o f g u i d e wa y a n d w i d e n e d s u r f a c e o f t h e b e d ， i n c r e a s e d gu i d e wa y s p a n f o r t h e b e d ，i mp r o v e d s mo o t h o p e r a t i o n for t h e s h a f t a n d ma c h i n i n g a c c u r a c y for t h e l a t h e ．At t h e s a me t i me ，a d d e d ma c h i n e ri g i d i t y ，a n d r e d u c e d t h e v i b r a t i o n a n d n o i s e ．T h i s t e c h ni q u e i s v e r y e a s y t o be u s e d ，s h o r t c o mp l e t i o n p e r i o d a nd ha s t h e o b v i o us t e c hn i c a l a n d e c o no mi c b e n e fit s ． K e y wo r d s e l e c t r i c s pi nd l e ； CA61 4 0 ；nu me r i c a l -c o n t r o l r e f o rm a t i o n；ma c h i n i ng pr e c i s i o n 0引言 传统的机床主轴是通过皮带和齿轮等传动部 件获得来 自电机 的动力 ． 主轴和动力源电机是分离 的， 这样 的结构不仅体积庞大 、 传动路线长 、 结构复 * 2 0 0 7年江西 省高等学校教学研究省级立项课题 J X J G 一 0 7 1 7 9 杂 ， 而 且 系 统 刚性 差 ， 安 装 维 修 麻 烦 ， 存 在 很 多 弊 端 ，特别是 由于皮带的传动需要很大的轴 向力， 这 给主轴带来 了额外的负载 ． 极大地影响了主轴轴承 的寿命和运转速度。同时 ， 由于输送带的刚性差 ， 当 加工负载产生瞬时变化时 ． 会对主轴的瞬时速度产 量 根 据罐 的容 积 和物料 特性 确 定 ， 并按 工 艺 要求 设 定 呼吸 阀的开 启压力 8 罐顶增设氮封阀13， 并与呼吸阀联动 ， 当罐 内压力达到操作负压时 ， 氮气注入 9 罐顶增加压力表 口， 设测压装置； 1 0 根据罐内储存介质的特性 ， 必要 时 ， 罐顶 中心增 设 紧急泄放 装置 1 1 盲死原罐壁液位开关 口。由于允许充液高 度的增加 ． 根据新的设计最高液位另设液位开关 口 件 6 ； 1 2 完成 以上所有更改后 ． 按 国家规范要求重 新对储罐做水压试验 ． 试验合格后方可使用。 3结 语 内浮顶罐虽然具有减少罐 内介质 的蒸发损耗 及着火的危险性等特点 ． 但不适用于需频繁更换物 料 、 经常清罐操作的储罐。为保证 内浮顶罐的正常 使用 ．需花费大量 的时间和金钱对内浮盘进行检 修 对采用 P I G管道清洗技术的进 E l 管路 ， 操作前 需 制 定 更 严 格 的操 作 规 程 和 派 遣 有 经 验 的 工 人进 行操作 ， 将进罐的气量降至最低。这些都增加了内 浮顶罐 的使用成本。因此建议 对应用于频繁更换 物料的大型储罐应将 内浮顶罐改为固定罐 ， 采用氮 气保护 的方式来减少罐内介质 的蒸发损耗和火灾 危险。虽然一次性的投入较大 ， 但可一劳永逸， 赢得 了仓储 周期 、 节 约 了后续 成 本 。 参 考 文献 [ 1 ] 中国石油天然气集团公司． 立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范[ M] ． 北京 中国计划 出版社 ． 2 0 0 3 ． [ 2 ]徐英，杨一凡． 球罐 和大型储罐 [ M] ． 北京 化学工业出版社 ， 2 0 o 5． [ 3 ] 袁功 民。 内浮顶罐浮盘的技术改造[ J ] ， 油气贮运， 2 0 0 2 ， 2 1 6 ； 4 1 - 4 2 ． [ 4 ] 王东海． P I G清洗技术在反应堆退役管道中的应用研究 [ J ] ． 清洗 世界， 2 0 0 5 ， 2 1 6 7 - 1 0 ． [ 5 ] 黄双双． 液化产品储运管道清管器 清洗技术 [ J ] ． 港 口装卸， 2 0 0 5 二 作 者简 介 叶菁 1 9 7 7 一 ， 浙江杭州人 ， T程师 ， 现 主要从事化 _T 设备设计 的研究工作 ． 电子信箱 w y a l i C C 1 6 3 ．c o m． ～ l 40一 责任编辑 侯淑华 收稿 日期 2 0 0 9 - - 0 7 - 0 7