M200B气瓶的三维造型设计毕业论文.pdf

本科毕业设计说明书（论文）第1页共37页1引言1.1气瓶的概念及应用气瓶是指在正常环境下(4060)可重复充气使用的，公称工作压0MPa30MPa(表压)，公称容积为04L1000L的盛装永久气体、液化气体或溶解气体等的移动式压力容器1。按公称压力和公称容积分类具体如下：（1）2000年版的气瓶安全监察规程中，对于盛装永久气体的气瓶，公称工作压力是指在基准温度时（一般为20）所盛装气体的限定充装压力；对于盛装液化气体的气瓶，是指温度为60时，瓶内气体压力的上限制。公称工作压力8MPa30MPa为高压气瓶，公称工作压力1.0MPa5MPa为低压气瓶。（2）气瓶的公称工作压力、最高充装压力、水压试验压力等之间的关系：以公称工作压力为15MPa的气瓶为例，水压试验压力是公称工作压力的1.5倍，为22.5MPa，而最高充装压力，是指在基准温度时(一般为20)公称工作压力为15MPa所盛装气体的限定充装压力，也是公称工作压力加上温升（最高为60）压力之和，最高充装压力应是水压试验压力的0.8倍，为18MPa。（3）气瓶安全监察规程中规定:气瓶的公称容积为0.4L3000L。其中等于、小于12L为小容积；12L100L为中容积；大于100L为大容积1。1.2气瓶国内外研究现状目前国内有许多厂家的钢瓶、塑料内胆或铝内胆缠绕气瓶的性能稳定,工艺成熟,市场较好纯钢质气瓶是由无缝钢管经热压拉拔后成型,满足其使用性能和制造工艺要求,气瓶重量难以降低,壁厚误差较大,其重量与容积比一般大于1.25Kg/L。铝内胆或塑料内胆加玻璃纤维“茧式”缠绕的复合材料气瓶价格高,工艺复杂,所使用的设备昂贵,而且用于密封的聚合物材料易于老化并逐渐失去弹性及密封性,从而降低气瓶的使用性能,其重与容积比一般为0.3Kg/L0.7Kg/L2。自上世纪后半叶以来,复合材料气瓶在西方国家得到飞快的发展。以CNG气瓶的研制和开发方面为例,美国的Lincol公司、SCI公司、和Hydospin公司都走在世界前列。改革开放后的中国自然也应当有所作为,国内许多公司企业、科研院以及高等院校也纷纷加入到这个行列中来,经过数年努力,他们都拿出了自己的产品或研究成果3。国际和国外先进气瓶附件标准包含了其先进的技术和管理水平,也反映了工业renrendoc.com本科毕业设计说明书（论文）第2页共37页发达国家的整体生产力水平。特别是大部分国际和国外先进标准(如ANSI、UL、EN、ISO)是在近期制定和修改的,反映了国际上先进的学技术、管理和整体生产力水平。通过整理、分析和消化,结合我国的实际情况,有效地采用国际和国外先进标准,可以为提高标准的实用性和科学性提供依据,从而使我国的气瓶附件生产水平大大地迈进一步4。1.3本文的设计内容气瓶作为一种移动式压力容器，在社会生产和社会生活中与人有着密切联系，气瓶检验环节在特种设备安全监察管理的设计、制造、安装、使用、检验、修理、改造七个环节中又是一个既重要又特殊的中间环节。由于气瓶安全管理的特殊性，气瓶的面广量大，气瓶检验机构为了满足社会外需和特种设备安全监察工作内需两方面的诉求，实际已经基本形成了市场化趋势。目前，气瓶检验机构只有很少一部分属于专职检验机构（国家特种设备检验机构），大部分均是行业检验机构或隶属于充装单位的社会检验机构。全国约有气瓶检验机构2350多家（其中：无缝气瓶检验单位1075家、乙炔气瓶检验单位274家、液化气瓶检验单位771家、焊接气瓶检验单位230家），是目前承压类和机电类法定特种设备检验机构总数（共1059家）的2.2倍。本文的具体工作如下：（1）气瓶材料采用316L和1Cr18Ni9Ti；(2)气瓶的内表面粗糙度，机加工应达到1.6m,机械抛光应达到0.1m，最后经电抛光处理；（3）气瓶为双层，外瓶直径52mm，内瓶直径45mm，瓶身总高152mm；（4）利用通用CAD软件完成零件造型、装配及工程图生成；renrendoc.com本科毕业设计说明书（论文）第3页共37页2气瓶的总体设计本章在对气瓶现有的结构、原理进行详细分析的基础上设计了双层气瓶的整体结构。2.1气瓶工作原理设计的气瓶装配图如图2.1，装配爆炸图如图2.2。如图2.2所示，气瓶主要由内外层瓶底、瓶身、瓶盖，VCR接头、通气阀、清洗阀、垫片、通气管等零部件组成。图2.1M200B气瓶结构图工作过程如下：气体通过通气阀控制从一侧通气管进入，通气阀里侧有通孔和垫片，用来控制气体通道的开合。VCR接头控制气体的密封效果，该型号气瓶装载的是有毒的气体，所以密封工作一定要做好。另一侧通气阀和通气管则用来导出气体。中间的清洗阀则是用来清洗气瓶的，清洗液从通道进入，清洗阀起液体通道的开合作用，清洗完之后，液体仍然从这个通道吸出。renrendoc.com本科毕业设计说明书（论文）第4页共37页图2.2M200B气瓶装配爆炸图2.2气瓶总体结构方案分析气瓶是一种密封要求比较高的容器，它的各个部件的选择不是凭空想象的，每个部件的确定都有其一定的科学规律，在实际生产中，有些有经验的师傅会根据经验总结出自己的加工方法。虽然不一定形成理论基础，但是那也是长期生产实践的总结，也是科学方法的归纳。下面就详细的介绍下各个部件结构特征。2.2.1VCR接头的设计阀的结构图如图2.3所示。图2.3VCR接头结构图renrendoc.com