基于CAD固定床加氢反应器冷氢箱支撑主梁焊接专用夹具设计

吴 莉 ，刘 国新
（中 国寰 球 工 程公 司 新疆 分公 司 ，新 疆 独 山 子 ８３３６９９）
摘 要 ： 某甲基叔 丁基 醚脱硫 装 置 中原料碳 四脱硫 醇 单 元 ３台关键 过程 设 备 均 为填料 塔 ，其 中 ２台 填 料塔 的 单层填 料 高度 均 大 于 ｌＯ ｍ，而且 填料 粒径 较 小 ，安 装 在填 料 层 下部 的 支承 件 需具 有足 够 的强度 并 满足结 构功 能 。介 绍 了碱液 再 生塔填料 支承件 的 结构 设 计 以及 栅 板和 丝 网的 强度 核 算 ， 可为 工程 实际 中此类设 计提 供参 考 。 关 键 词 ：填料塔 ；填料支承件 ；栅板 ；丝网 ；强度 ；设计 中图分 类号 ：ＴＱｏ５３．５；ＴＥ９６２ 文 献标 志码 ：Ｂ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００—７４６６．２０１６．０３．０１２
地处 于加工 位 置 ，定位 夹 紧可靠 ，保证 主梁 的焊接 加 工 质量 。同时此 夹具 应能够 满 足不 同尺寸 主梁 的焊 接要求 ，具有 良好 的通 用 性 。根 据 主 梁 的材 料 性 质 及 其形 状尺 寸特 征 ，考 虑结 构受 力特点 ，设计 不 同 的
收 稿 日期 ：２０１５—１１ ２８ 作 者 简 介 ：涂 闯 （１９８８一），男 ，河 南 南 阳人 ，在 读 硕 士 研 究 生 ，从 事 机械 没计 及 理 论 、计 算 机 辅 助 设 计 研 究 。
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ｐａｒｔ ｏｆ ｃｏｌｄ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｔａｎｋ ｕｓｅｄ ｉｎ ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ ｒｅａｃｔｏｒ，ａ ｓｐｅｃｉａｌ ｗｅｌｄｉｎｇ ｆｉｘｔｕｒｅ ｉｓ ＣＯ—ｄｅ—
Байду номын сангаас
ｓｉｇｎｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ｔｈｒｅｅ ｍａｐｐｉｎｇ Ｐｒｏ／Ｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＣＡＤ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ．Ｔｈｅ ｐｅｄｅｓｔａｌ，
为 此 ，笔 者 基 于 ＣＡＤ 技 术 和 Ｐｒｏ／Ｅ 软 件 设 计 了焊接 专用 夹具 ，以解 决 冷 氢箱 支 撑 主 梁 焊 后翘 曲 或扭 曲变形 的 问题［１ ６３。
ｌ 冷 氢 箱 支 撑 主 梁 焊 接 专 用 夹 具 设 计 目 的 及 准 则
１．１ 设 计 目的 设 计 的焊接 专用 夹具 能使 支撑 主梁迅 速而 准确
第 ４５卷 第 ３期 ２０１６年 ５月
石 油 化 工 设 备 ＰＥＴＲＯ—ＣＨＥＭ ＩＣＡＩ ＥＱＵＩＰＭ ＥＮＴ
文 章 编 号 ：１０００—７４６６（２０１６）０３—００５１—０４
Ｖ ｏ１．４５ Ｎ ｏ．３ Ｍ ａｙ ２０１６
甲基叔 丁基 醚脱 硫 装 置 中塔 填 料 支承 件 设 计
（Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｓｈｉｈｕａ Ｕ ｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｆｕｓｈｕｎ １１３００ｔ， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａ ｉｍ ｉｎｇ ａｔ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｗａｒｐｉｎｇ ｏｒ ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｗｅｌｄｉｎｇ ｏｆ ｍａｉｎ ｇｉｒｄｅｒ
第 ４５卷 第 ３期 ２０１６年 ５月
石 油 化 工 设 备
ＰＥＴＲ０一ＣＨＥＭ ＩＣＡＩ ＥＱＵＩＰＭ ＥＮＴ
文章 编 号 ： １０００—７４６６（２０１６）０３—００４８—０４
Ｖｏ１．４５ Ｎｏ．３ Ｍ ａｙ ２Ｏ１６
基 于 ＣＡＤ 固定 床 加 氢 反 应器 冷 氢 箱 支 撑 主梁 焊 接 专 用夹 具 设 计
ｂａｓｅ ｐｌａｔｅ，ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｅｌｅｍ ｅｎｔｓ， ｃｌａｍｐｉｎｇ ｅｌｅｍ ｅｎｔｓ ａｒｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ ａｎｄ ｔｈｅｎ ａｓｓｅｍｂｌｅｄ
ｔｏｇｅｔｈｅｒ． Ｔｈｅ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｄｅｓｉｇｎ ｗｅｌｄｉｎｇ ｆｉｘｔｕｒｅ，ｅｓｔａｂｌｉｓｈ ｗｅｌｄ—
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｓｐｅｃｉａｌ Ｗ ｅｌｄｉｎｇ Ｆｉｘｔｕｒｅ ｆｏｒ Ｍ ａｉｎ Ｇ ｉｒｄｅｒ ｏｆ Ｃｏｌｄ Ｈ ｙｄｒｏｇｅｎ Ｔａｎｋ Ｕｓｅｄ ｉｎ Ｈｙｄｒ０ｇｅｎａｔｉ０ｎ Ｒｅａｃｔｏｒ Ｂａｓｅｄ Ｏｉｌ ＣＡＤ ＴＵ Ｃｈｕａｎｇ，Ｗ ＡＮＧ Ｍａｏ－ｔｉｎｇ， ＷＡＮＧ Ｑｉ
涂 闻 ，王 茂 廷 ，王 琦
（辽 宁 石 油 化 工 大 学 ，辽 宁 抚 顺
摘 要 ：针 对 固定床加 氢 反 应 器 冷 氢 箱 支撑 主 梁焊 接 后 容 易产 生翘 曲或 者扭 曲 变 形 的 问题 ，基 于 ＣＡＤ 技 术 和 Ｐｒｏ／Ｅ 软 件 协 同设 计 了 一 套 专 用 焊 接 夹 具 。 分 别 设 计 了 专 用 夹 具 的 夹 具 底 座 、底 板 、 定位 元件 和 夹 紧元 件 ，然后进 行各 部件 的组 合装 配 。利 用计 算机仿 真技 术进行 焊接 夹具 设计 ，建立 焊接 产 品及其 夹具 的加 工制 造模 型 ，以检 验设 计 的 可靠性 。设 计 的 夹具 经 试 用可 以很 好 地 满足 实 际生产要 求。 关键 词 ：加氢反应器；冷氢箱；主梁；焊接夹具；计算机辅助设计 中图分 类号 ：ＴＱｏ５１．３；ＴＥ９６６ 文献 标志 码 ：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９，／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００—７４６６．２０１６．０３．０１１
ｉｎｇ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ ｉｔｓ ｆｉｘｔｕｒｅ ｍ ａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｍ ｏｄｅｌ， ａｎｄ ｔｈｅｎ ｖｅｒｉｆｙ ｔｈｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｗ ｅｌｄｉｎｇ
ｆｉｘｔｕｒｅ． Ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｆｉｘｔｕｒｅ ｃａｎ ｗｅｌｌ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｒｅｑｕｉｒｅｍ ｅｎｔｓ．
Ｋ ｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ ｒｅａｃｔｏｒ；ｃｏｌｄ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｔａｎｋ；ｍ ａｉｎ ｇｉｒｄｅｒ；ｗｅｌｄｉｎｇ ｆｉｘｔｕｒｅ；ｃｏｍｐｕｔｅｒ
ａｉｄｅｄ ｄｅｓｉｇｎ
固定 床加 氢反 应器 冷氢 箱支 撑 主梁 由 ２块平 行 布置 的不 锈钢 板焊 接 而成 ，其 构 件尺 寸大 、焊接部 位 多 且焊 接残余 应 力 难 以控 制 ，导致 焊 后 主 梁 易产 生 翘 曲或 者扭 曲变 形 。过 大 的变形 也使 得后 期装 配难 度加大 ，工件废品率高 。