Tête conique 丨 Têtes de récipients à pression 丨 Têtes de réservoir coniques

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Conception de structure de coquille de cône

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Jun 16, 2025

Les têtes coniques sont disponibles sous différentes formes, tailles et finalités

Lors de la conception de la structure d'une tête conique, la première étape consiste à déterminer l'angle de demi-sommet requis. En fonction de cet angle, on décide alors si la tête de cône doit comporter une bride. Les considérations de conception sont les suivantes:

- Pour un angle de demi-sommet (α) ≤ 30°, les grandes et petites extrémités de la tête conique peuvent utiliser des coquilles côniques dépliées.
- Pour 30° ≤ α ≤ 45°, la grande extrémité doit être pliée, tandis que la petite extrémité peut rester dépliée si les calculs de résistance sont satisfaisants.
- Pour 45° ≤ α ≤ 60°, les grandes et petites extrémités de la coquille conique doivent avoir des bords pliés.
- Pour α > 60°, les têtes plates sont généralement utilisées, ou une analyse de contrainte doit être effectuée pour déterminer la conception.

1. Coquille de cône eccentrique

Certains équipements, tels que les rebouillaires et les récepteurs de porcs, nécessitent des coquilles à cônes excentriques. Ce sont des structures spéciales en forme de cône utilisées pour connecter deux cylindres avec des axes parallèles mais de diamètres différents. Lors de la conception de ces coques pour équipements soumis à la pression interne, l'angle inclus entre la coque de cône excentrique et le cylindre ne doit pas dépasser 30°. En outre, la différence entre les axes des deux cylindres ne doit pas être supérieure à la moitié de la différence de leurs diamètres.

2. Calcul de la tête conique

En raison du changement géométrique de la connexion entre la tête conique et le cylindre, le rayon de courbure varie, entraînant une poussée latérale. Cela génère une tension de bord plus élevée, rendant le cône plus susceptible de flexion. Par conséquent, dans le processus de conception, il est crucial de calculer non seulement l'épaisseur de la tête conique, mais aussi de vérifier si la connexion entre la tête conique et le cylindre nécessite un renforcement.

3. Conception renforcée de coquille de cône

La connexion entre la coque cônique et le cylindre doit être évaluée pour déterminer si un renforcement est nécessaire. GB150 fournit un schéma de renforcement qui aide à évaluer si la connexion nécessite un renforcement supplémentaire. Les facteurs clés influant sur cette détermination comprennent l'angle de demi-sommet de la coque cônique, la pression interne et la contrainte admissible du matériau utilisé à la température de conception.

En pratique, des ajustements de l'angle de demi-sommet ou de la sélection du matériau peuvent être effectués pour répondre à des exigences spécifiques de conception. Si l'épaisseur de la coque de cône doit être augmentée pour le renforcement, une section renforcée doit être ajoutée à la jonction entre la coque de cône et le cylindre. L'épaisseur de ce renforcement doit correspondre à l'épaisseur de la section de renforcement du cylindre.

4. Calcul de la coquille conique SW6

Le logiciel SW6 simplifie le calcul de la conception de la tête conique en permettant à l'utilisateur de saisir des paramètres clés tels que la pression de conception, la température de conception, le diamètre du cylindre et la sélection du matériau. Ce logiciel aide à évaluer si la coquille cônique nécessite un renforcement et fournit l'épaisseur et la longueur nécessaires pour le renforcement.

Par exemple, dans une conception typique de cône de rebouillaire:
- La longueur requise de la section de renforcement de petite extrémité est de 39,23 mm, avec une épaisseur calculée de 2,70 mm.
- La longueur requise de la section de renfort cylindrique est de 36,71 mm, avec une épaisseur calculée de 2,70 mm.
- La longueur requise de la section de renfort de grande extrémité est de 84,39 mm, avec une épaisseur calculée de 3,10 mm.

5. Fabrication de tête conique

En raison de la structure unique de la tête conique, son processus de fabrication diffère des autres types de têtes. Pour les têtes coniques sans bords pliés, le laminage direct est généralement utilisé pour compléter le soudage et l'estampage. Pour les têtes coniques avec des bords pliés, un processus plus complexe est nécessaire. Typiquement, une plaque d'acier en forme de ventilateur est utilisée pour le blanchiment, qui est ensuite laminée en forme à l'aide d'une machine de laminage de plaques et soudée.

En tant que composant essentiel de pression des récipients, la conception structurelle et les calculs de vérification de la tête conique sont cruciaux. L'épaisseur de la coque cônique et la conception de la section de renforcement sont généralement déterminées par des calculs auxiliaires à l'aide d'outils tels que SW6.