管式換熱器應用廣泛，在管式換熱器的各種型金屬耗量小、造價低、熱補償性能好、7承壓能力強等優點，適用于高溫、高壓等工況。U形管式換熱器的結構設計必須考慮材料、壓力、溫度、壁溫差、結垢情況、流體性質以及檢修與清理等因素綜合考慮來設計其結構形式。管板是U形管式換熱器的重要部件，特別是在大直徑和高壓力的場合下，管板的材料供應、加工工藝、生產周期往往成為整臺設備生產的決定因素。因此正確合理地確定管板的厚度對保證換熱器的安全運轉、節約材料、降低成本起著重要的作用。

管板設計規范分析目前各國換熱器設計規范各不相同，但是管板的強度計算公式大體基于以下幾種假設：以承受均布載荷的圓板公式為基礎加入適當的修正系數來考慮管板所具有的特性，這種計算方法帶有經驗性;)將管板視為在廣義彈性基礎上受均布載荷的鉆橫向為X軸外方向為Z軸。根據六點定位法則工件的六個自由度的限定分別是與工件A面接觸的圓盤平面限制了Y軸移動自由度XZ軸轉動自由度定位銷I別限制XZ軸移動自由度定位塊限定Y軸轉動自由度。

故工件六個自由度芫全限制工件的位置睢一確定。

夾具的平衡夾具夾持雙孔形工件按一定轉速隨主軸一起旋轉，因為工件裝夾在夾具上工件中心偏離主軸旋轉中心，存在一定偏重加工時將產生較大的離心力。工件中心與主軸中心偏離47mm，偏重1.1kg若以600r/min轉速旋轉，則產生的離心力為：通過計算，可看到偏心產生很大的離心力。這個離心力將通過軸承或軸作用到機械上，引起搌動產1生噪聲，孔圓板，管板中的最大彎矩取決于邊緣支撐情況、載荷大小、連接剛度、幾何尺寸等因素;(3)以換熱管保持一定剛度作為管板的固定支撐，管板即為在固定支撐下的平板;管板厚度取決于管板上非布管區的范圍按平板計算其強度。目前J此法適用于薄管板的強度計算。

本文采用中U形管式換熱器管板設計規范，即將管板當作彈性基礎上的圓平板，其具體分析和處理方法如下：在力學模型化時把非布管區作為環形板處理;管板邊緣的約束條件，應由體、法蘭封頭、螺拴、墊片系統的約束決定在連接部位應協調一致;不僅考慮管板彎曲作用還考慮了管板與法蘭沿其中心面內的拉伸作用;兼做法蘭的管板考慮了法蘭力矩對管板應力的影響;在設計準則中，由壓力Pt、Ps及法蘭力矩在管板中引起的應力為一次應力，限制在15倍許用應力以下;由體與管子的溫度膨脹差在管板中引起的應力為二次加速軸和軸承磨損造成工件精度降低縮短機床使用壽命。所以在工件的偏重所對應的位置上，設置配重塊，消除離心力造成的不平衡通過平衡實現了主軸、夾具、工件的平衡，消除了搌動，提高了零件加工精度和切削用量提高了車床主軸軸承的使用壽命。

夾具設計制造要點圓盤!280的制件，要保證兩端面的平面度和平行度相應結構的尺寸精度與其相對應工件要適應確保工件定位加工精度。

配重塊的位置、質量等通過平衡儀測量確定。

鉸刀采用硬質合金鉸刀。(編輯畢勝)加工工藝、工裝、夾具。

應力同一次應力之和限制在3倍許用應力以下。

按的a型連接方式對管板進行設計研究根據力學分析推導，型連接方式的管板厚度為：3管板的研究與優化設計管板的主要研究目標是分析在不同壓力條件下U形管式換熱器管板的厚度問題。設計條件如下：公稱直徑DN1000程壓力ps=1.0~6.0MPa，并以0.5MPa為進級檔，程溫度t=50C;管程壓力P，=1.0~6.0MPa并以0.5MPa為進級檔，管程溫度t=100C.通過用MATLAB程序計算出U形管式換熱器不同管、程壓力下的管板厚度值如下表所示。

DN1000時不同管、殼程壓力下的管板厚度值/mm根據上表數據作出DN1000時U形管式換熱器的管板厚度圄如圄2、圄3所示。

由以上厚度曲線變化趨勢圄可以得出如下結論：450mm范圍內變化;(2)厚度基本上是與pd(即|p，-ps|)成比例關系的這由知，增大管板厚度，可以提高承壓能力，但當管板兩側流體溫差很大時，管板內部沿厚度方向的熱應力大薄管板厚度，可以降低熱應力，但承壓能力降低。此外，在開車、停車時，由于厚管板的溫度變化慢，換熱管的溫度變化快，在換熱管和管板連接處會產生較大的熱應力。當迅速停車或進氣溫度突然變化時，熱應力往往會導致管板和換熱管在連接處發生破壞。因此，在滿足強度的前提下，應盡量減少管板厚度，即在確定換熱器設計參數時要采用小的壓力和壓差。

結論綜上所述采用中U形管式換熱器管板設計規范通過用MATLAB編程計算和繪圄，可以實現對U形管式換熱器管板的優化設計。