-
6
设计计算（摘自
NB/T47003
）
固体料仓的校核计算按以下步骤进行：
a
根据地震或风载的需要，选定若干计算截面（包括所有危险
截面）。
b
根据
JB/T 4735
的相应章节，
按设计压力及物料的特性初定仓壳圆筒及仓壳
锥体各
计算截面的有效厚度
δe
。
c
按<
/p>
6.1
～
6.18
条的规定依次进行校核计算，计算结果应满足各相应要求，否
则需要
< br>
重新设定有效厚度，直至满足全部校核条件为止。
固体料仓的外压校核计算
按
GB
150
的相应章节进行。
6.1
符号说明
A
——
特性纵坐标值，
mm
；
B
——
系数，按
GB
150
确定，
MPa
；
C
——
壁厚附加量，
C =C 1+C
2
，
mm
；
C 1
——
钢板的厚度负偏差，按相应材料标准选取，
mm
；
C 2
——
腐蚀裕量和磨蚀裕量，
mm
；
腐蚀裕量对于碳钢和低合金钢，取不小于
1 mm
；对于不锈钢，当介质的腐蚀
性极微时，取为
0
；对于铝及铝合金，取不小于
1
mm
；对于裙座壳取不小于
2
mm
；对于地脚螺栓取不小于
3
mm
；
磨蚀裕量对于碳素钢和低合金
钢、铝及铝合金一般取不小于
1mm
，对于高合
金钢一般取不小于
0.5mm
。
D i
——
仓壳圆筒内直径，
mm
；
D o
——
仓壳圆筒
外直径，
mm
；
E t
——
材料设计温度下的弹性模量，
MPa
；
F f
——
物料与仓壳圆筒间的摩
擦力，
N
；
F k1
——
集中质量
m k
引起的基本震型水平地震力，
N
；
F V
——
集中质量
m k
引起的垂直地震力，
N
；
F Vi
——
集中质量
i
引起的垂直地震力，
N
；
F V
0?0——
料仓底截面处垂直地震力，
N
；
F V I ?I
——
料仓任意计算截面处垂直地震力，仅在最大弯矩为地震弯
矩参与
组合时计入此项，
N
；
g
——
重力加速度，取
g
=9.81m/s2
；
H
——
料仓总高度，
mm
；
H o
——
仓
壳圆筒高度，
mm
；
H c
——
仓壳锥体高度，
mm
；
H i
——
料仓顶部至第
i
段底截面的距离，
mm
；
h
——
计算截面距地面高度
（见图
3
），
mm
；
h c
——
物料自然堆积上锥角高度（见图
7
），
mm
；
h i
——
料仓第
i
段集中质量距地面的高度（
见图
3
），
mm
；
h k
——
任意计算截面
I
－
I
以上集中质量
m k
距地面的高度（
见图
3
），
mm
；
，
mm
；
h W
——
料仓计算截面以上的储料高度（
见图
7
）
I
?I
M E
——
任意计算截面
I
－
I
处的基本振型地震弯矩，
N·
mm
；
0?0M E —
—
底部截面
0
－
0
处的地震弯矩，
N·
mm
；
M e
——
由偏心质量引起的弯矩，
N·
mm
；
I ?I
——
任意计算截面
I
－
I
处的风力弯矩，
N·
mm
；
M w
0?0
——
底部截面
0
－
0
处的风力弯矩，
N·
mm
；
M w
M I
?I
max
——
M
0?0
max
——
m c
——
m min
——
m t
——
m o
——
m 05
——
p
——
p o
——
p I
?I
h
——
p I ?I v
——
p a ?a
h
——
p
a ?a
n
——
p a ?a v
——
p II ?II
n
——
p
II ?II v ——
q o
——
q w
——
R eL
——
[R ]t
——
任意计算截面
I
－
I
处的最大弯矩，
N·
mm
；
底部截面
0
－
0
处的最大弯矩，
N·
mm
；
仓壳锥体质量与仓壳锥体部分所储物料质量之和，
kg
；
料仓最小质量，
kg
；
单位面积的仓壳顶质量与附加质量之和，
kg
；
料仓操作质量，
kg
；
料仓储料
质量，
kg
；
设计压力，
MPa
；
设计外压力，
MPa
；
物料在仓壳圆筒计算截面
I
－
I
处产生的水平压力，
MPa
；
物料在仓壳圆筒计
算截面
I
－
I
处产生的垂直压力，
MPa
；
物料对仓壳锥体计算截面
a
－
a
处产生的水平压力，
MPa
；
物料对仓壳锥体
计算截面
a
－
a
处产生的法向压力，
MPa
；
物料对仓壳锥体计算截面
a
－
a
处产生
的垂直压力，
MPa
；
物料对仓壳锥体大端
II
－
II
处产生的法向压力，
MPa
；
物料在仓壳锥体大端
II
－
II
处产生的垂直压力，
MPa
；
基本风压值，见
GB
50009
，或按当地气象部门资料，但均不应小于
300
N/m2
；
基本雪压值，
N/m2
。对我国主要地区，
q w
可从
GB 50009
中
选取。当表
中查不到时，可向当地气象部门咨询或取
q w
=300 N/m2
。当料仓露天建在山区
时，应将上述雪压
值乘以系数
1.2
。
常温下材料屈服点，
MPa
；
设计温度下材料的许用应力，
MPa
；
T 1
——
料仓基本自振周期，
s
；
W e
——
地震载荷，
N
；
W s
——
雪载
荷，
N
；
ρ——
物料堆积密度，
kg/m3
；
δe ——
仓壳圆筒或仓壳锥体的有效壁厚，
mm
；
δei
——
各计算截面设定的仓壳圆筒或仓壳锥体的有效壁厚，
mm
；
δt
——
仓
壳顶的有效壁厚，
mm
；
（
°
）；
θ——
仓壳锥体的半顶角，
φ——
焊接接头系数；
μ——
物料与料仓壳体间的摩擦系数；
σf
——
物料与料仓壳体间摩擦产生的应力，
MPa
；
σz
——
组合轴向应力，
MPa
；
σθ——
σ∑——
ψ——
ψ’——
周向应力，
MPa
；
组合应力，
MPa
；
松散物料内摩擦角的最小值，（<
/p>
°
）；
松散物
料与壳体壁面的摩擦角，
（
°
）。
6.3
料仓质量计算
料仓的操作质量按式（
7
）计算：
m o =m o 1+m o 2+m o 3+m
o
4+m o 5+m a +m e ………………………
（
7
）
式中：
m
o
——
料仓的操作质量，
kg
；
m o 1
——
仓壳（包括支座）质量，
kg
；
m o 2
——
内件质量，
kg
；
m o 3
——
保温、防护材料质量，
kg
；
m o 4
——
平台、扶梯质量，
kg
；
m
o 5
——
操作时料仓内物料质量，
kg
；
m a
——
人孔、接管、法兰及仓壳顶安装的附件质量，
kg
；
m e
——
偏心质
量，
kg
。
料仓的最小质量按式（
8
）计算：
m min
=m o 1+m o 2+m
o 3+m o 4+m a +m e …..……
………………
（
8
）
< br>
6.4
自振周期
6.4.1
直径、厚度相等的料仓的基本自振周期
直径、厚度相等的料仓其基本自振周期应按式（
9
）计算：<
/p>
6.4.2
度
1/2
n
h i 3n H i 3H i 3
×10?3 …..…
……………
（
10
）
< br>
T 1=114. 8∑m i ((∑?∑t
H i =1E i I i i =2E i ?1I i ?1i
=1
n
式中：
E i t
、
E i t ?1——
第
i
段、第
i-1
段仓壳材料在设计温度下的弹性模
量，
< br>MPa
；
m i
——
第
i
段的操作质量，
kg
；
I i
、
I i-1
——
第
i
段、第
i-1
段仓壳截面惯性矩，
mm 4
。
仓壳圆筒段：
I i =
π(D
i +δei 3δei
8
22
πD ie δei D if
..
..................................................
........
（
11
）
仓壳锥体段：
I i =
4(D
ie +D if
………………………………………..
（
12
）
式中：
D ie
——
锥壳大端内直径，
mm
；
D if
——
锥壳小端内直径，
mm
；
6.5
地震载荷
6.5.1
水平地震力
任意高度
h k
（见图
3
）的集中质量
m k
引
起的基本振型水平地震力按式
（
13
）
计算：
F k 1=α1ηk 1m k g ………………
………………………..
（
13
）
式中：
F k
1
——
集中质量
m k
引起的基本振型水平地震力，
N
；
m k
——
距地面
h k
处的集中质量，
kg
；
α1——
对应于料仓基本自振周期
T 1
的地
震影响系数
α
值；
α——
地震影响系数，查图（
4
），曲线部分按图中公式计算。
αmax ——
对应于设防烈度的地
震影响系数最大值，见表
18
；
表
18
对应于设防烈度的地震影响系
数最大值
αmax
设防烈度
设计基本地震加速度
地震影响系数最大值
αmax
0.1g g g g g 0.16
0.24
0.32
ηk 1——
基本振型参与系数；
目录
目录
Ⅰ
题目、作者、
摘要
Ⅲ
第一章
绪
论
1
1.1
颚式破碎机发展现状与趋势
1
1.2
复摆型颚式破碎机的发展机遇
2
1.3
机架及动颚研究的目的和意义
3
1.4
本文研究的主要内容
3
第二章
Inventor
软件
4
2.1 Inventor
软件简介
4
2.2
Inventor
软件的特点
4
第三章
破碎机结构特点及主要参数计算
5
3.1
复摆颚式破碎机的结构及工作原理
5
3.1.1
复摆颚式破碎机的结构组成
5
3.1.2
复摆颚式破碎机的工作原理
6
3.2
颚式破碎机的机构简化及运动特点
6
3.2.1
颚式破碎机的机构简化
6
3.2.2
颚式破碎机的运动特点
7
3.2.3
复摆颚式破碎机的优缺点
7
3.3
主要结构参数计算
[9]
8
3.4
性能参数计算
[10]
12
3.4.1
功率计算
12
3.4.2
生产率计算
13
3.5
破碎力大小的计算
13
3.5.1
破碎力的性质
13
3.5.2
最大破碎力及其作用点的位置
14
3.5.3
机构尺寸参数对破碎机性能的影响
14
第四章
颚式破碎机机架结构设计
15
4.1
机架结构型式
[12]
15
4.2
机架前壁结构设计
[13]
17
4.3
机架侧壁结构设计
[14]
18
4.4
机架后壁结构设计
[15]
20
结
论
21
参考文献
22
致
谢
23
题
目：<
/p>
PEF750x1060
复式破碎机机架设计
作
者：罗家敏
摘
要
: <
/p>
研究主要内容包括：分析复摆颚式破碎机的工作原理及其结构尺寸对破碎机性
能的影响，计算确定
PE750×1060
复摆颚式
破碎机的设计参数；在分析破碎机机架
结构的基础上
,
阐述设计机架结构的原则和方法。本文采用先进的
Autodesk
Inventor2009
软件对复摆颚式破碎机的机架进行设
计，在满足强度和刚度的前提
下，力求减轻机重。这对目前颚式破碎机的研究和开发具有
重要的意义，可以加快
新型的高效节能的破碎机的开发的步伐。复摆颚式破碎机作为一种
传统的破碎设
备，一直被广泛应用于矿山、交通工程、建筑材料、硅酸盐和陶瓷等工业部
门的粗
碎。复摆颚式破碎机机架研究的出发点就是满足受力要求及其生产能力的情况下，
力求减轻机重，从而节能降耗。
关键词：复摆颚式破碎机，机架，动颚，结构设计
第一章
绪
论
1.1
颚式破碎机发展现状与趋势
<
/p>
什么叫破碎？破碎就是利用外力把大颗粒物料变成小颗粒物料的过程。破碎
所使用的机械设备称之为破碎机械。磨碎
(
或粉碎是指
利用外力将小颗粒物料变成
粉体物料的过程，简称粉磨。粉磨所使用的机械设备称之为粉
磨机械。破碎和粉磨
联合起来简称破磨。物料破磨的目的是增加物料的比表面积，制备混
凝土骨料与人
造砂，使矿石中有用成分解离，以及为原料下一步加工做准备等。
随着当代社会经济的迅速发展，各种金属、非金属矿等物料的社会需求
量和
生产规模日益扩大，需要破磨的物料量迅速增加。
90
年代以来，全世界每年经破
磨的物料量达到
10
亿吨以上。尤其是在金融危机的背景下，我国积极拉动内需，
到处兴起搞基础设施建设的浪潮，如：贵阳至广州的高速铁路，夏蓉高速公路，
水城至
盘县的高等级公路等等，这些设施建设中无一不用到破碎物料的设备，鄂
式破碎机在诸多
的破碎设备中作为一级（粗碎和中碎），占据着举足轻重的位
置，可见破碎和粉磨工程在
国民经济中发挥着巨大的作用。
颚式破碎机在工矿企业中被广
泛使用，长期以来得到了不断的改进和创新。比
如优化结构与改善动颚运动轨迹；改进破
碎腔型，以增大破碎比，提高破碎效率，
减少磨损，降低能耗，现已普遍应用高深破碎腔
和较小啮角；改进动额悬挂方式和
衬板的支承方式，改善破碎机性能；颚板采用新的耐磨
材料，降低磨损消耗；提高
自动化水平
(
可自动调节、过载保护、自动润滑等。同时也出现了一些新的机型；
如复摆型颚式破碎
机，动颚顶部的水平摆幅约为下部的
1.5
倍，而垂直摆幅稍小
于
下部，就整个动颚而言，垂直摆幅为水平摆幅的
2~3
倍，由于动颚上部的水平摆幅
大于下部，保证了颚腔上部的强烈粉碎作
用，大块物料在上部容易破碎，整个颚板
破碎作用均匀，有利于生产能力的提高。同时，
动颚向定颚靠拢，在挤压物料过程
中，顶部各点还顺着定颚向下运动，又使物料能更好的
夹持在颚腔内，并促使物料
尽快的排出，在相同条件下，这类破碎机的生产能力较简摆型
颚式破碎机高
20%~30%
。北京矿冶研究院总院研制的
PEWA90120
新型外动颗低矮破碎机，与传统
颚式破碎机相比，它的动颚与静颚位置正好相反，动颚的往返运动为破碎机提供了
可靠的进料保障，并促进排料，所以其生产能力比传统颚式破碎机提高
20%
以上，
节能
15%~30%
，系统节能
1
倍以上，喂料高度比传统机型低
25%
~3
0%
，节省安装
空
间，而且可获得传统颚式破碎机不能获得的理想动颚运动特性
;
还有筛分颚式破碎
机，把筛分和破碎结合为一体，不仅可简化
工艺流程，且能及时将已达粒度要求的
物料从破碎腔中排出，减轻了破碎机的堵塞和过粉
碎，提高了生产能力，降低了能
耗。在大型化方面国内外已经开始生产
< br>1500mm×2100mm
规格的颚式破碎机
[2]<
/p>
。
上述提出的各种新型颗式破碎机我国
均有产品或样机，只是在质量与性能方面
与国外相比还存在很大差距。如我国
PE750×1000
型颚式破碎机与美国
HR<
/p>
公司的
800×ll00
型颚式破碎机<
/p>
(
规格略大于我国相比，机重分别为
28
000kg
和
18000kg
。
HR
公司的产品重量轻得多，反映了其设计与制造工艺综合水平比我国
高得多。从
前机架轴承和动鄂轴承的尺寸
(
外圆×内孔×厚度也可看出差距，我国
PE750×I00
型颚式破碎机的机架与动颚轴承尺寸均为
620mm×380mm×194mm，而美国
HR
公司
800×ll00
型颚式破碎机的机架与动颚轴承尺寸分别为
460mm×260mm×l8
0mm
和
460mm×280mm×146mm。国外生产的轴
承比我国的小得多，而且寿命也长。此外在
耐磨材料、热处理工艺及自动化程度上与国外
相比也都存在着不小的差距
[3]
。
1.2
复摆型颚式破碎机的发展机遇
颚式破碎机按运动形式分为简摆式和复摆。目前，国内颚式破碎机类型很多，
但得到广泛使用的还是传统复摆颚式破碎机。传统的颚式破碎机由于具有结构简
单、工作可靠、制造容易、维修方便、价格低廉、适用性强等优点，所以在工业上
得
到了广泛应用。
随着能源的短缺和加工成本的增加，现代破碎
设备正面临着一
些正待研究解决的重要问题，这就要求研制开发出高生产率、低能耗的新
型机械设
备，来提高粉碎过程的能源效率、粉碎效率和生产能力，以降低粉碎过程的单位
能
耗和生产成本。使其在较大的给矿粒度下能达到大的破碎比，以实现多碎少磨，降
低能耗，并能实现对任何强度物料的选择性破碎。
复摆颚式破碎机研究的出发点就是提高生产能力、节能降耗，它在粉末冶金中
可
获得广泛的应用，尤其是在破碎物料时，与简摆式破碎机相比在节约能源、提高
生产效率
方面具有很大的优势。
1.3
机架研究的目的和意义
颚式破碎机是目前广泛应用的破碎设备
,
主要
用于粗碎。在各行各业
,
破碎机
破碎各
种不同硬度、不同性质的物料。破碎机机架是由前壁、侧壁和后壁以及轴承
座组成一个空
间框架结构。设计目的在于适应生产规模要求，提高产品的耐用度、
减轻机重。破碎机机
架是整个破碎机零部件的安装基础。它在工作中承受很大的冲
击载荷
,
它的机重占整机很大比例
(
对铸
造机架为
50%
左右
,
对焊接机架为
30%
左
右
,
而且加工制造工作量也较大。机架的强度和刚度
,
对整机性能和主要零件寿
命均有很大影响。这个特性又是借助机构优化设计
所得到的。因此
,
研究机架设计
很有意义。
1.4
本文研究的主要内容
本文主要研究以下几个方面的内容
:
1
、根据生产要求对
PE750×1
060
复摆型颚式破碎机机架部分进行设计、计算、校
核。
2
、分析复摆颚式破碎机的工作原理及
其结构尺寸对破碎机性能的影响，计算确定
PE750×1060
复摆颚式破碎机的设计参数，在分析破碎机机架结构的基础上
,
阐述
设计机架结构的原则和方法。
3
、机架结构设计
根据受力情况
,
在满足强度和刚度要求的条件下
,
力求减轻机重。同时考虑工
艺和外观。
4
、加强筋的位置和方向必须适应受力的要求
,
例如侧壁加强筋布置的方向和轴承
座下加强筋的位置。
5
、
由于机
架在工作时抖动很大，矿料对其的冲击力也非常强，因此，在设计时应
做相应的平衡处理
。因为铸钢是一种高能耗的工艺过程，从节约能源的角度，在能
满足受力的情况下应大力
发展焊接机架。颚式破碎机采用焊接机架是发展方向。
第二章
Inventor
软件
2.1
Inventor
软件简介
Autodesk Inventor
软件是美国
Autodesk
公司于
1999
< br>年底推出的三维可视化
实体模拟软件，它包含三维建模、信息管理、协同工作和技
术支持等各种特征。使
用
Autodesk Inventor
可以创建三维模型和二维制造工程图、可以创建自适应的特
征、
零件和子部件，还可以管理上个零件和大型部件，它的“连接到网络”工具可
以使工作组
人员协同工作，方便数据共享和同事之间设计理念的沟通。
Inventor
ηk 1=
∑m h
i
i =1i =1n ∑m h i 3i n 1.
5i ……….…………………………….
（
14
）
T g
——
各类场地土的特征周期，见表
19
。
表
19
场地土的特征周期
T g
η1——
直线下降段下降斜率的调整
系数，按式（
16
）计算：
η1=0. 02+(0. 05?ζ …………………………………..
（
16
）
8
η2 ——
阻尼调整系数，按式（<
/p>
17
）计算：
η2=1+0. 05?ζ…………………………………..
（
17
）
0. 06+1. 7ζ
6.5.2
垂直地震力
设防烈度为
8
度或
9
度区的料仓应考虑
上下两个方向垂直地震力的作用，如图
5
所示。
实际上
Inventor
软
件做模具是很好用的，因为
Inventor
的强项就是结构设
计。
它自身的关联设计功能非常强大，方法也很多。模具结构做起来很轻松的，装配也<
/p>
很容易，参数化控制，更灵活，方便，易学，带有国标的零件库和标准型材库
，
衍生功能好，可以传递参数，可以用一张草图控
制整个设计。
P 2=K 1K 22q 0f 2l 2D
02×10?6…………………………………
（
25
）
P i =K 1K 2i q 0f i
l
i D 0i ×10?6……………..……………………
（
26
）
式中：
P 1, P 2,……, P i
——
料仓各计算段的水平风力，
N
；
D 01, D 02, ……,
D 0i ——
料仓各计算段的外径，
mm
；
f i
——
风压高度变化数系，按表
20
选取：
H
it
——
料仓第
i
段顶截面距地面的高度
, m
；
K
1
——
体型系数，取
K
1=0.7
；
K 21, K 22
, ……, K 2i ——
料仓各计算段的风振系数，当料仓高度
H ≤20m
时，取
K 2i =1
.70
，当
H
＞
20m
时，按式（
27
）计算：
K 2i =1+ξi νi Φzi
f i ……….……………………………
（
27
）
ξi ——
脉动增大系数，按表
21
选取；
v
i
——
第
i
段脉动影响系数，按表
22
选取；
Φzi
——
第
i
段振型系数，根据
h it / H
由表
23
选取；
l i
——
第
i
计算段长度（见图
6
）
, mm
；
表
20
风压高度变化系数
f i
距地面高度
H it
地面粗糙度类别
10 1.38
注
1
：
A
类地面粗糙度系指近海海面及海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；
B
类系指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和
城市郊区；
C
类系指有密集建筑群的城市市区；
D
类系指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。
注
2
：中间值可采用线性内插法求取。
表
21
脉动增大系数
ξi q 1T 12(NS 2/m 2
ξi
q 1T 12(NS 2/m 2 ξi q 1T
12(NS 2/m 2 ξi
以
q
1 =0.32q 0
。
注
1
：
计算
q 1T
12
时，对
B
类可直接代入基本风压，即
1 =q 0
，对
A
类以
q 1 =1.38q
0
，对
C
类以
q 1 =0.62q
0
，对
D
类
注
2
：
中间值可采用线性内插法求取。
表
22
脉动影响系数
νi
地面粗糙度类别
A
B
C
D H it
，
m
注：
中间值可采用线性内插法求取。
表
23
振型系数
Φzi
相对高度
h it / H
振
型
序
号
－
0.09
－
0.30
q
－
0.53
－
0.68
－
0.71
－
0.59
－
0.32
注：
中间值可采用线性内插法求取。
6.6.2
风弯矩
料仓任意计算截面
I
－
I
处的风弯矩按式（
28
）计算：
I ?I
=M w P i l i l l +P i +1(l i +i +1 +P i +2(l i +l
i
+1+i +2 +L ………………
（
28
）
222
l P 1l 1l +P 2(l 1+2 +P
3(l 1+l 2+3 +L ……..…………………
（
2
9
）
222
料仓底截
面为
0
－
0
< br>处的风弯矩按式（
29
）计算：
0?0M w =
6.7 M e =m e ge ……………………………………………
（
30
）
式中
e
——
偏心质量重心至料仓中心线的距离，
mm
。
6.8
最大弯矩
料仓任意计算截面
I
－
I
处的最大弯矩按式（
31
）计算：
M
I ?I max
I ?I
??
M w +M e
=
?
I
?
I
I ?I
??
M E +0. 25M W +M e
取其中较大值
….…………………<
/p>
（
31
）
料仓底部截面
0
－
0
处的最大弯矩按式（
32
）计算：<
/p>
M
0?0
max
0?0
??
M w +M e
=
?
0?0
0?0
??
M E +0. 25M W +M e
取其中较大值
….…………………<
/p>
（
32
）
6.9
物料对仓壳圆筒的作用力
6.9.1
特性纵坐标系数
特性纵坐标系数
A
，其值按式（
33
）计算：
A
=
D i
4tg ψ′tg
2(45?
2
?
h c
………………………………
……
（
33
）
3
h c =
D i
tg ψ…
……………………………………………
（
34
< br>）
6
6.9.2
物料对仓壳圆筒的垂直压应力
物料对仓壳圆筒任意截面
I
－
I
处产生的垂直方向压应力
p v
，见
图
7
，其值按
式（
35
）计算：
p v
I ?I
h
?
?
h
=ρg
?
h w (w +1
?1+c
?
×10?9 ……………………………
（
35
）
A 3
?
?
6.9.3
物料对仓壳圆筒产生的水平压应力
物料对仓壳圆筒任意计算截面
I
－
I
处产生的水平压应力
p h
，按式（
36
）计
算：
I ?I p h =
ρgD i
?
h w
?
2
?
?9
1(1 ×10 ……………………………
（
< br>36
）
?
+
?
4tg
ψ′
?
A
?
?
图
7
仓壳圆筒受力简图
6.9.4
物料与仓壳圆筒间的摩擦力
在计算截面
I
－
I
以上，产生于仓壳圆筒表面的摩
擦力按式（
37
）计算：
F
式中：
F f
6.10
雪载荷
I ?I
——
I
?I
f
=
πD i 2ρgh w 2
4(h
w +A
×10?9 …………………………………
（
37
）
I
－
I
截面上仓壳圆筒表面的摩擦力，
N
。
仓壳顶的雪载荷
W s
按式（
38
）计算：
W
s =
6.11
仓壳圆筒应力计算
πD o 2q w
4
×10?6 …………….………………………
（
38
）
6.11.1
仓壳圆筒轴向应力计算
、式（
40
）、式（
41
）
及式（
42
）仓壳圆筒任意计算截面
I
－
I
处的轴向应力
< br>分别按式（
39
）
计算：
设计压力产生的轴向应力：
σz I
1?I =
pD i
…….………
……………………………
（
39
）
I ?I
4δei
I
?I
式中：
σei
——
设计压力在计算截面
I
－
I
处产生的轴向应力，
MPa
；
δei
——
仓壳圆筒计算截面
I
－
I
处的有效厚度，
mm
。
物料与仓壳圆筒间摩擦力产生的轴向应力：
?I σz I 2=
F f I
?I
πD i δI ?I
ei
………………….……………………
（
40
）
I ?I
式中：
σz 2——
摩擦力在计算截面
I
－
I
处产生的轴向应力，
MPa
。
最大弯矩在仓壳圆筒内产生轴向应力：
σ
I ?I z
3
I ?I
32D o M max = ……………………………………
（
41
）
44
π(D o ?D i
?
I
式中：
σz I 3——
最大弯矩在计算截面
I
－
I
处产生的轴向应力，
MPa
。
由计算截面
I
－
I
以上料仓壳体重及垂直地震力产生的轴向应力：
?
I
σz I
4=
m up
I
?I
g +F V I ?I +W
s
πD i δI ?I
ei
……………..………..………
（
42
）
I ?I
式中：
σz 4——
壳体空重及垂直地震力在计算截面
I
－
I
处产生的轴向应力，
MPa
。
m up
I ?I
——
计算截面
I
－
I
以上的料仓壳体及附件质量，
kg
，
按式（
43
）计算：
I ?I ?I I ?I I ?I I ?I I ?I m up =m 1I
up +m 2+m +m +m up
aup ………..……………
（
43
）
3up 4up
式中：
m 1up
——
计算截面
I
－
I
以上的料仓壳体质量，
kg
；
I ?I
m 2up
——
计算截面
I
－
I
以上的料仓内件质量，
kg
；
I ?I m 3up
——
计算截
面
I
－
I
以上的保温、防护材料的质量，
kg
；
I ?I m 4up
——
平台扶梯质量，
kg
；
I ?I m aup
——
计算截面
I
－
I
以上的人孔、接管、法兰及仓壳
顶安装的附件
质量，
kg
。
I ?I
6.11.2
仓壳圆筒周向应力
I ?I
设计压力
p
和物料的水平压应力
p h
在计算截面
I
－
I
处仓壳圆筒中产生的周
向应力按式（
44
）计算：
σθ
I
?I
I ?I
(p +p h D i = ……………………….……………
（
44
）
I ?I
2δei
式中：
σθI ?I ——
由设计压力
p
和物料的水平压应力
p h
在计算截面
I
－
I
处
产生周向应力，
MPa
。
6.11.3
应力组合
6.11.3.1
组合拉应力
组合轴向应力按式（
45
）计算：
?I ?I ?I
…………..….
.……………
（
45
）
σz I ?I =σz I 1?I ?σz I 2+σz I
3?σz I 4
式中：
σz
I ?I
——
组合轴向应力，
MPa
。
组合拉应力按式（
46
）计算：
I
?I
σzL =(σz I ?I 2+(σθI ?I
2+σz I ?I σθI ?I ………….………………
（
46
）
I
?I
式中：
σzL
——
组合拉应力，
MPa
。
6.11.3.2
组合压应力
组合压应力按式（
47
）计算：
I
?I ?I ?I ?I
…………….………………
（
47
）
σzA =σz I 1?I ?σz I 2?σz I 3?σz I
4
I ?I
式中：
σzA ——
组合压应力，
MPa
。
6.11.4
应力校核
仓壳圆筒任意计算截面
I
－
I
处的组合拉应力与组合压应力分
别按式（
48
）及
式（
49
）校核：
I
?I
组合拉应力：
σzL <[σ]φ …………….……..……………………
t
（
48
）
组合压应力：
I
?I
σzA <[σ]er
…………….……………………………
（
49
）
[σ]er =
??
K o B
t
取其中较小值
………………….
（
50
）
?
K o [R ]
[σ]er
——
仓壳圆筒材料的许用轴向压应力，
MPa
，按式（
50
）确定：
式中：
K o
——
载荷组合系数，取
K o
=1.2
。
6.12
仓壳锥体应力
6.12.1
仓壳锥体任意截面上的应力计算
6.12.1.1
仓壳锥体特性纵坐标系数
仓壳锥体特性纵坐标系数
A z
，其
值按式（
51
）计算：
A z =
a ?a D zi
4tg ψ′tg 2(45?
2
?
h zc
…………………………………
（
51
）
3
a ?a D zi
h zc =tg ψ …..…………………..…………………
（
52
）
6
式中：
A z
——
仓壳锥体特性纵坐标值，
mm
；
a ?a
——
仓壳锥体计算截面
α
－
α
处的内直径，
mm
；
D zi
h zc
——
物料在仓壳锥体计算截面
α
－
α<
/p>
处的锥角高，
mm
。
6.12.1.2
物料对仓壳锥体的垂直压应力
物料对仓壳锥体任意截面
a
－
a
处产生的垂直方向压应力
p v
，见
图
8
，其值
按式（
53
）计算：
p v
a ?a
?
h h
?
=ρg
?
h w (w +1
?1+zc
?
×10?9 …………………………
（
53
）
3
?
A z
?
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