第3章化工制图课件.ppt

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1、第3章 化工设备零件图绘制, 封头的绘制 法兰的绘制 接管的绘制 其他化工小零件的绘制,封头的绘制,主目录,半球形封头的绘制,半球形封头由半个球壳组成。对于直径较小、厚度较薄的半球形封头，可以采用整体热压成形加工技术，对于大直径的半球形封头则采用分瓣冲压后焊接组合的加工技术。半球形封头厚度的计算公式如下。,本节目录,其中 为封头内计算压力， 为材料允许最大应力， 为焊缝系数。 半球形封头结构较简单，受力较均匀。其绘图的关键尺寸只有两个：半球形封头的内直径D或半径R，封头的厚度S。,半球形封头的绘制,绘制垂直中心线,图3-1 中心线,半球形封头的绘制,在绘制结构线图层中，以中心线上某一点为圆心绘

2、制直径为400的半圆，作为半球形封头的内轮廓线。,图3-2 半圆线,半球形封头的绘制,利用偏移技术绘制半球形封头的外轮廓线，并利用直线将两轮廓线连接起来。,图3-3 内外轮廓线,半球形封头的绘制,利用填充功能，打上剖面线，并标上尺寸，最后完成绘制工作。,图3-4 半球形封头,椭圆形封头的绘制,椭圆形封头是化工设备中较常用的封头，一般用于换热器、反应器等设备上。椭圆形封头和球形相比多了直边段，对于较小的椭圆形封头，既可热压成形，也可铸造加工。椭圆形封头的厚度计算公式为,图3-5 标准椭圆封头,本节目录,椭圆形封头的关键尺寸为内轮廓线的长轴D、短轴2h（一般已知封头高度h）、直边高度h1及厚度S，

3、有了以上4个关键尺寸，就可以绘制任意形状的椭圆形封头。下面以绘制D=325,h=325/4,h1=25,S=7.5的标准形封头为例（见右图），说明封头的具体绘制过程（标准形椭圆封头是指h=D/4的椭圆封头）。,椭圆形封头的绘制,在中心线图层中绘制两条垂直的中心线,图3-6 椭圆封头中心线,椭圆形封头的绘制,绘制内侧半椭圆及直边,图3-7 椭圆封头内侧轮廓线,椭圆形封头的绘制,绘制外侧轮廓线及水平连线,图3-8 椭圆封头轮廓线,椭圆形封头的绘制,填充及标上尺寸,图3-9 标准椭圆封头,碟形封头的绘制,首先，我们来分析一下碟形封头的组成部分及关键尺寸。由图3-10可知，碟形封头由三部分组成： 以半

4、径为R的部分球面cc 以半径为r的过渡圆弧bc和bc 以h1为高度的直边ab和ab 常用碟形封头的主要数据关系如下： 而标准形封头的主要尺寸关系如下： 要想画出如图3-10所示的碟形封头，必须确定两个过渡圆弧的圆心及球壳大圆弧的圆心，如果能确定该三圆的圆心，则由上面提供的数据关系式，就能方便地绘出碟形封头。下面我们通过两封头的实际绘制过程来具体说明封头绘制的方法及技巧。第一个例子以常用碟形封头为例，已知D=1000，S=10，由数据关系式可知：,本节目录,碟形封头的绘制,确定两过渡圆弧的圆心 在AutoCAD模板中，画上两条任意正交的直线（在正交状态下绘制），长度均超过1200以上。 画垂直线

5、的左右偏移线，选定偏移距离为350，见图3-11，左右偏移线和水平线的交点就是过渡圆的圆心,1,1,2,3,图3-11 碟形封头定位图,碟形封头的绘制,绘制两过渡小圆 点击绘图工具中的绘圆工具，利用捕捉功能，捕捉水平线1和垂直线2的垂足作为圆心，点击，输入150作为半径，按回车键确定。 点击绘图工具中的绘圆工具，利用捕捉功能，捕捉水平线1和垂直线3的垂足作为圆心，点击，输入150作为半径（可不输入，因为系统已默认半径为150），按回车键确定，见图3-12）。,1,1,2,3,图3-12 碟形封头的过渡圆,碟形封头的绘制,绘制大圆 大圆的半径是已知的，如果能确定大圆的圆心位置，则就能绘制该大圆，

6、其实，不用确定大圆的圆心位置，也能绘制出大圆，因为根据碟形封头的特点，大圆和两个小圆是相切的，已知和两个物体相切，并知道半径的话，就可以绘制这个圆,1,1,2,3,图3-13 碟形封头大圆图,碟形封头的绘制,绘制直边 直边的绘制较容易，它利用过渡小圆和水平线1的交点作为第一点，利用相对坐标确定第二点，即可绘制两条直边。,图3-14 碟形封头绘直边图,碟形封头的绘制,删除多余线段,图3-15,碟形封头的绘制,利用偏移技术，绘制封头的外轮廓线，并利用直线将内外两轮廓线连接起来，然后利用填充命令进行填充。,图3-16 碟形封头填充图,碟形封头的绘制,标注尺寸,图3-17 碟形封头最后图,锥形封头的绘

7、制,锥形封头常用于立式容器的底部以便于物料的卸除，它一般直接于容器筒体焊接。封头可分为两种结构，不带折边的锥形封头（见图3-27）和带折的锥形封头（见图3-28）。不带折边的锥形封头与筒体连接处存在较大的边界应力，有时需要将连接处的筒体和封头加厚，具体情况请参考书后参考文献。,本节目录,锥形封头的绘制,不带折边锥形封头的厚度计算公式如下。 绘制不带折边锥形封头需要知道以下几个关键尺寸：封头大端内直径D、封头的小端内直径d、封头的厚度S及封头的半锥角，而封头的高度无需知道，因为由前面的数据就可以计算出封头的高度，在具体绘制过程中，可利用其他辅助线的办法，省去确定封头高度的计算。当然，也可以通过封

8、头高度的计算来绘制锥形封头，但一般不推荐使用该方法。在利用计算机绘图中，应尽量利用图形之间的相互关系及相对位置去绘制图形，不到万不得以，避免输入绝对坐标等需要计算的绘制方法。,本节目录,锥形封头的绘制,带折边锥形封头的厚度计算公式如下。 其中校正系数与半锥角及过渡圆半径和筒体内直径之比有关，大于1，具体数据参考有关文献。 绘制带折边锥形封头需要知道以下几个关键尺寸：封头大端内直径D、封头的小端内直径d、封头的厚度S、封头的半锥角，封头的过渡圆即折边部分小圆半径r及而封头的直边高度h1。,本节目录,锥形封头的绘制,下面以图3-28带有折边的锥形封头为例，说明锥形封头的绘制过程。,图3-27 不带

9、折边锥形封头,图3-28 带折边锥形封头,锥形封头的绘制,绘制两条互相垂直的中心线 利用相对坐标使水平线的长度等于400，垂直线由上下两部分组成，通过中点捕捉功能，两条垂直线的第一点均捕捉到水平线的中点，另外一点利用鼠标移动，估计大概和水平线一般左右的长度即可（处于正交状态下绘制，正交状态应根据需要及时切换)。,图3-29 锥形封头绘制过程图一,锥形封头的绘制,绘制左边内侧轮廓线 在绘制前，先作一点说明，根据几何关系，折边部分的小圆轮廓线和锥体部分的轮廓线是相切的，且折边部分圆弧的度数等于半锥角，在本例中为30，其圆心在水平中心线上，且过水平中心线的左端点（对左边的圆弧段而言）,图3-30 锥

10、形封头绘制过程图二,d,e,f,图3-31 锥形封头绘制过程图三,锥形封头的绘制,利用镜像工具绘制内侧轮廓线右边部分 首先删除两条辅助线，然后利用鼠标从右上向左下拉动，选中左边部分，点击镜像工具，再选择中心线为镜像线即可。,g,c,图3-32 锥形封头绘制过程图四,锥形封头的绘制,利用偏移技术，绘制外侧,图3-33,锥形封头的绘制,修补 由于在利用偏移技术时，外侧轮廓线没有完全封闭，故需要进行修补。,b,a,c,锥形封头的绘制,d,a,b,c,锥形封头的绘制,填充及表注尺寸 该工作前面已经过多次介绍，在本图也没有特别之处，故不再赘述。值得注意的是，由于我们在绘制过程中完全按照实际尺寸绘制，故在

11、标注时尺寸的默认值就是我们所需要的数据，可直接利用默认值，提高绘图速度，最后结果见图3-37。,图3-37 完成后的锥形封头,法兰的绘制,主目录,法兰连接,法兰是化工设备和管道连接常用的零件。法兰连接具有紧密性好、强度大及尺寸范围广等优点，但其装配与分拆较费时，制造成本较高。 法兰连接分为管法兰连接和容器法兰连接，两种连接形式的法兰均有标准可查。如压力容器的法兰标准：JB/T 470047072000；管路法兰的标准：GB 911291242000和HG 205922063597。 法兰根据需要有多种不同的形式，如压力容器的法兰可分为甲型平焊法兰、乙型平焊法兰、长颈对焊法兰。管法兰在原化工部的

12、标准中共有8种型号的管法兰和两种型号的法兰盖，具体情况见下表。,本节目录,法兰连接,表3-1 管法兰类型及类型代号,本节目录,容器法兰的绘制,图3-38所示为采用凹凸密封面的甲型平焊法兰，其中有些尺寸已标上具体数字，表明该类型的法兰，无论何种规格，在这方面的尺寸是不变的。而其他以字母表示的尺寸，需要根据具体的规格查表得到。有关倒角大小问题，虽在上面图上只表示了其中一个，其他两个没有表示，但我们会在具体绘制过程中加以说明，希望读者注意。 下面我们通过一个具体型号法兰的绘制过程，来说明该类法兰绘制的方法。首先查表得到某型号法兰的以下数据：DN=300，D3=340，D2=350，D1=380，D=

13、415，d=314，H=36，L=18，其中L是螺栓孔的直径。根据以上数据并结合图3-38中已经标注的尺寸，就确定了该法兰的绘制尺寸。,图3-38 甲型平焊法兰,本节目录,容器法兰的绘制,绘制法兰右边部分的基本轮廓线,图3-39 甲型平焊法兰绘制过程图一,容器法兰的绘制,利用偏移工具，绘制螺栓孔线及辅助线,图3-40 甲型平焊法兰绘制过程图二,容器法兰的绘制,绘制法兰右边内侧的部分,图3-41 甲型平焊法兰绘制过程图三,容器法兰的绘制,利用修剪及打断删除多余的边,图3-42 甲型平焊法兰绘制过程图四,容器法兰的绘制,补充一条水平线并填充,图3-43 甲型平焊法兰绘制过程图五,容器法兰的绘制,利

14、用镜像，完成左边部分 这里为了使显示清楚一些，我们对中间部分进行了打断。,图3-44 甲型平焊法兰绘制过程图六,容器法兰的绘制,标注尺寸，完成最后工作,图3-45 甲型平焊法兰图,管法兰的绘制,下面是一个板式平焊法兰的示意图，要绘制该法兰需知道以下几个关键尺寸：法兰的外径D，螺栓孔中心圆直径K，螺孔直径L，密封面外直径d，法兰内径B，法兰高度C，密封面平台和螺栓孔平台之间的距离f。下面通过一个具体大小的法兰绘制过程，来说明该种法兰的绘制方法。在绘制前，首先通过查表确定以下数据：B=110，d=142，K=170，D=210，L=18，C=18，f=3。,图3-46 板式平焊法兰图,本节目录,管

15、法兰的绘制,绘制法兰右边部分的基本轮廓线,图3-47 板式平焊法兰绘制过程图一,管法兰的绘制,绘制锣孔及其中心线,图3-48 板式平焊法兰绘制过程图二,管法兰的绘制,填充,图3-49 板式平焊法兰绘制过程图三,管法兰的绘制,利用镜像工具，绘制法兰左边,图3-50 板式平焊法兰绘制过程图四,管法兰的绘制,标注尺寸,图3-51 板式平焊法兰绘制过程图五,接管的绘制,主目录,接管绘制的基本原则,几乎所有的化工设备都有接管。接管按其用途分可分为物料的进口管、物料的出口管、排污管及不凝性气体排放管等。有些接管需伸进设备内部，目的是避免物料沿设备内壁流动，减少摩蚀及腐蚀；而有些接管则直接焊在设备的壁面上，

16、与设备的内壁面齐平。这些接管的大小、长度及空间位置必须在化工设备图上正确地表达出来。一般在化工设备装配图上，这些接管的大小及长度在明细栏里有详细说明，而接管上所焊接的法兰及其附属的螺栓、垫片等也在明细栏里有说明。对于接管上的法兰可采用简单的表示方法。在设备装图上需清晰表达的是接管的空间位置，一般需要两个视图。通常采用的是正视图和接管方位图，通过这两个视图一般情况下都可以明确表达接管的空间位置。,本节目录,筒体上接管的绘制,筒体上接管的绘制方法一般有以下四种情况：一是筒体全剖接管部分剖，二是接管伸进筒体，三是筒体全剖接管全剖，四是筒体不剖接管部分剖。分别参见图3-52图3-55。筒体上接管绘制的

17、关键还是在接管的空间位置及接管离筒体外壁的距离。只要接管的空间位置及离筒体外壁的距离准确地表达出来了，至于采用何种简略画法并不重要。除非有时候对接管在筒体上的焊接或法兰在接管上的焊接有特殊要求时，才必须采用相应的画法。,本节目录,筒体上接管的绘制,图3-52 筒体接管绘制之一,图3-53 筒体接管绘制之二,图3-54 筒体接管绘制之三,图3-55 筒体接管绘制之四,封头上接管的件绘制,封头上接管的绘制方法一般有以下四种情况：一是封头全剖接管不剖，二是封头全剖接管全剖，三是封头不剖接管部分剖，四是接管伸进封头，分别参见图3-56图3-59。封头上接管绘制的关键在于接管的空间位置及接管离封头外壁的

18、距离。只要接管的空间位置及离筒体外壁的距离准确地表达出来了，至于采用何种简略画法并不重要。除非有时候对接管在封头上的焊接或法兰在接管上的焊接有特殊的要求时，才必须采用相应的画法。,本节目录,封头上接管的件绘制,图3-56 筒体接管绘制之一,图3-57 筒体接管绘制之二,图3-58 筒体接管绘制之三,图3-59 筒体接管绘制之四,接管绘制方法实例,下面以筒体全剖接管部分剖为例说明筒体上接管的绘制方法。 确定接管中心线位置及离管壁距离（假设筒体已画好，见图3-60）,图3-60 筒体绘制过程图之一,图3-61 筒体绘制过程图之二,本节目录,接管绘制方法实例,绘制其他线条,图3-62 筒体绘制过程图

19、之三,接管绘制方法实例,修剪和打断,图3-63 筒体绘制过程图之四,接管绘制方法实例,填充表尺寸 注意在填充过程中，同时将焊缝也表示上。在表示焊缝前需先在筒体和接管外侧之间画一条连接线，尺寸主要标注接管中心线距基准水平线的距离，本例中为500；阶管外端面距筒体外壁的距离，本例中为100；有时也可以表上接管的直径和厚度，但也可不标；至于连接法兰的大小一般不标，但均需在明细栏中说明，具体见图3-64。,图3-64 筒体绘制过程图之五,接管绘制方法实例,管口方位图 接管的空间位置一般需要两个视图来表示，在其方位图中，可以采用简单画法，具体见图3-65，如果不是正好处在水平或垂直位置上，则需标明和水平

20、线的夹角或相互之间的角度。,图3-65 筒体绘制过程图之六,其他化工小零件的绘制,主目录,小零件绘制的基本原则,化工设备中有各式各样的小零件，这些小零件一般均有各种标准，如国家标准GB，原化工部标准HG，机械加工标准JB等。在这样标准中每一个小零件均有一个对应的标准号，并可以得到有关这个零件的所有详细尺寸，因此，在一般的化工设备图中，对这些小零件本身大小的详细尺寸一般可以不标，并常常可以采用简略画法。对这些小零件重点需要表达的是它们的空间位置、焊接形式以及本身的外观尺寸。而标上外观尺寸的目的主要是为了保证设计的设备在安装上有足够的尺寸，而不会互相矛盾。对于非标准的化工小零件，必须在参考有关标准

21、的基础上，进行设计计算，并需提供详细的零件图，该零件图不能采用简略画法，需详细表达该零件的实际尺寸，以便零件加工者明白其设计意图。,本节目录,人孔和手孔的绘制,人孔和手孔是为了检查压力容器在使用过程中是否产生变形、裂纹、腐蚀等问题以及装填物料或卸下催化剂等用途。在容器上开设人孔和和手孔有以下规定：,本节目录,人孔和手孔的绘制,人孔和手孔的基本结构由筒节、端盖、法兰、密封垫片、螺栓、螺母以及其他相关开启配件如把手、轴销等组成。人孔中采用的法兰也和我们在前面法兰介绍中的一样，可根据具体情况，采用不同的法兰。下面是几种常见的人孔和手孔图。,图3-66 回转盖人孔 1-筒节；2-螺栓；3-螺母；4-法

22、兰；5-把手；6-垫片；7-端盖；8-轴；9-销；10-垫卷；11-盖轴耳；12-法兰轴耳,人孔和手孔的绘制,图3-67 水平吊盖不锈钢人孔,图3-68 回转盖不锈钢人孔,人孔和手孔的绘制,图3-69板式平焊手孔,图3-70带颈平平焊手孔,图3-71带颈对焊手孔,人孔和手孔的绘制,下面以板式平焊手孔为例，说明手孔的绘制方法。分析图3-69的手孔，可知手孔由把手、法兰盖、垫片、法兰及筒节组成。要完全表达手孔的结构及其大小，必须对该5个部分的本身大小及其相互之间的关系表达清楚。而要表达这些内容就必须知道以下几个关键尺寸（以DN100的手孔为例，括号内为实际数据）。 把手的高度h1（66），长度l1

23、（100），直径d1（10）及其和法兰的关系（在法兰盖的直径线上）。 法兰盖外径D2（210），螺栓孔直径K2（170，采用M16螺栓），凸面直径B2（144），凸面高度f2(2)，法兰总高h2(18)。 垫片外径D3=B2（144），内径d3（110），厚度1（3）。 法兰外径D4（210），螺栓孔直径K4（170，采用M16螺栓），凸面直径B4（144），凸面高度f4(2)，法兰总高h4(18)，法兰内径d4（110） 筒节高度h5（160，包括焊接部分，本例中焊接部分取5），外径D5（108），厚度2（4）。 有了以上的数据，并结合各部件的相互关系，就可以进行手孔绘制了。在具体绘制过程中

24、，我们先绘制右边部分，然后通过镜像生成左边部分，最后标上尺寸，完成全部工作。,人孔和手孔的绘制,绘制把手右边部分 主要利用在正交绘图状态下的相对坐标、偏移及圆角技术进行绘制。,1,2,3,图3-72 手孔绘制过程图之一,图3-73 手孔绘制过程图之二,人孔和手孔的绘制,绘制法兰盖右边部分 主要利用在相对坐标进行直线绘制，其中需用到法兰盖本身的一些尺寸。,图3-74 手孔绘制过程图之三,人孔和手孔的绘制,绘制垫片右边部分 主要利用在相对坐标进行直线绘制，其中需用到垫片本身的一些尺寸。,图3-75 手孔绘制过程图之四,人孔和手孔的绘制,绘制法兰右边部分 主要利用在相对坐标进行直线绘制，其中需用到法

25、兰本身的一些尺寸，有关计算和法兰盖相仿部分不再说明）,图3-76 手孔绘制过程图之五,人孔和手孔的绘制,绘制筒节右边部分 主要利用相对坐标进行直线绘制，其中需用到筒节本身的一些尺寸及有关焊接的尺寸，同时利用捕捉功能绘制几条水平线。,图3-77 手孔绘制过程图之六,人孔和手孔的绘制,填充 填充过程中法兰盖、法兰及筒节的填充式样取ASNI31，比例为1，焊缝及垫片填充式样取ASNI37，其中焊缝比例取0.25，垫片比例取0.1，结果见图3-78。,图3-78 手孔绘制过程图之七,人孔和手孔的绘制,利用镜像生成左边部分,图3-79 手孔绘制过程图之八,人孔和手孔的绘制,标注尺寸完成全部绘制工作,图3

26、-80 手孔绘制过程图之九,支座的绘制,支座有各种形式，按照其固定的设备不同，可分为卧式容器支座和立式容器支座两种。而卧式容器支座常用的是鞍式支座，简称鞍座，见图3-81。鞍座的标准有JB/T471292。,图3-81 耳式支座,本节目录,支座的绘制,立式容器的支座可分为耳式支座、支撑式支座和裙式支座，分别见图3-82图3-84。前两种立式容器支座常在小型直立设备中使用，裙式支座常在大型塔设备中使用。,图3-82 B型耳式支座,支座的绘制,图3-83 支承式支座,支座的绘制,下面以A型耳式支座为例，说明支座的绘制方法。在绘制之前，先观察图3-84。,图3-84 A型耳式支座,结合图3-81，可

27、知A型耳式支座由两块筋板和一块支脚板组成。要想正确绘制该图，必须首先知道筋板和支脚板本身的大小及其相互关系。通过查表得到了某一A型耳式支座的具体尺寸：总高125，筋板一边高度119，另一边高度30，厚度4，下端长80，上端长30；两筋板外侧之间距离为80；支脚板厚度为6，长度为100，宽度为60，其中心由一直径为24的锣孔；两筋板在支脚板的长度中心线两侧，互相对称。有了以上数据及相互关系，就可以绘制图3-84了。我们主要采用直线绘制中的相对坐标及捕捉功能，并结合镜像工具来绘制。,支座的绘制,绘制正视图中的支脚板右边部分,1,2,3,4,5,6,7,图3-85 A型耳式支座绘制过程之一,支座的绘

28、制,绘制正视图中的右边筋板,8,9,10,11,12,图3-86 A型耳式支座绘制过程之二,支座的绘制,利用镜像生成正视图中的左边部分,图3-87 A型耳式支座绘制过程之三,支座的绘制,绘制俯视图中的右边部分,图3-88 A型耳式支座绘制过程之四,支座的绘制,利用镜像生成俯视图中的左边部分,图3-89 A型耳式支座绘制过程之五,支座的绘制,绘制侧视图并标上尺寸及填充,图3-84 A型耳式支座,练习,半球形封头的绘制 椭圆形封头的绘制 碟形封头的绘制 锥形封头的绘制,主目录,法兰连接 容器法兰的绘制 管法兰的绘制,主目录,接管绘制的基本原则 筒体上接管的绘制 封头上接管的件绘制 接管绘制方法实例,主目录,小零件绘制的基本原则 人孔和手孔的绘制 支座的绘制,主目录,第6章 塔设备绘制,第1章 AutoCAD软件概述,第2章 化工制图基本知识,第3章 化工设备零件图绘制,第4章 化工容器绘制,第5章 热交换设备系列绘制,第7章 管道布置图绘制,第8章 工艺流程图绘制,第9章 二次开发及AutoLISP,