球形封頭在生活中廣泛應(yīng)用于石油化工、食品、制藥等行業(yè)的壓力容器設(shè)備,為我們帶來了很大的便利,封頭是壓力容器的端蓋,主要起承壓、密封的作用。
球形封頭根據(jù)壓機(jī)立柱間距、壓模尺寸和鋼板尺寸等選取拼焊的板寬和塊數(shù),封頭使用位置有兩種,一種是將其做成罐形壓力容器的上下底,另一種是管道到頭,不用再向前延伸,使用封頭通過焊接的形式將其密封住。
半球形封頭連接處的彎矩為零,剪力很小,所以這里的邊界應(yīng)力不考慮。為什么筒體和球形封頭在連接處的自由變形不同,而又沒有彎趣應(yīng)力產(chǎn)生呢?這是因?yàn)?,?dāng)簡體受到封頭約束向里彎曲,封頭受到簡體牽制向外彎曲時,它們的橫截面都要發(fā)生轉(zhuǎn)動,如果筒體與封頭的壁厚相同,則連接處筒體向里彎越所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角。與半球形封頭向外彎曲所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角咖。恰好相等(不是相等)。于是在它們的連接點(diǎn)處,彎矩反而等予零。當(dāng)然,在緊靠連接點(diǎn)處盼一個小范圍內(nèi),無論是簡體上或者是封頭上都作用有附加彎矩,但是它們的數(shù)值都很小,可以不予考慮。而當(dāng)采用半球形封頭時,封頭與筒體連接處的邊界應(yīng)力可不考慮。
此外,較大的周邊壓縮使封頭邊緣變厚,增大了拉伸阻力,易使封頭拉薄,嚴(yán)重時甚至拉斷。從節(jié)約材料的角度來看,不必要的增大毛坯直徑,在封頭邊緣加工時也只能切掉,浪費(fèi)了材料,增加了制造成本。雖然有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中對封頭曲面高度及直邊高度的加工誤差要求較松,但這會給工程設(shè)計(jì)及安裝帶來不便,尤其當(dāng)涉及到軸向定位尺寸時。因此,在有可能的情況下,應(yīng)盡量減小分工圖的毛坯直徑。從前面的推導(dǎo)和比較可知,經(jīng)驗(yàn)公式所得的封頭展開圓直徑偏大,而且有的誤差較大,由此決定的封頭毛坯直徑必定造成不必要的浪費(fèi),因此有必要重新考慮橢圓封頭展開圓直徑的計(jì)算。