200升中开口钢桶课程设计说明书

1  内装物分析

1.1 一般建筑涂料的介绍

（1）成分：基料：丙烯酸共聚物；成分介体：水。

（2）颜色：白色或彩色。

（3）光泽：哑光；固含量：>48%；干燥时间：（温度250C，相对湿度75%）；表干：45分钟；实干：2小时；重涂时间：2小时—7天。

1.2  建筑涂料特性

性能：硬度高、粘结力强, 无毒、无刺激性气味、无放射性、绿色环保 , 耐水、耐气候性好 , 不泛碱、不龟裂、不起粉、不脱落, 兑水即用, 施工方便。涂料还应该具有良好耐腐蚀性、附着力、柔韧性，涂膜耐酸、耐碱、耐盐和耐油，经检测涂膜无毒素。
外墙涂料在建筑行业中应用十分广泛，其种类很多，有溶剂型外墙涂料、乳液型外墙涂料、复层外墙涂料、砂壁状外墙涂料等等。在此以乙-丙乳液外墙涂料桶的设计为例进行说明。

乙-丙乳液外墙涂料是以醋酸乙烯-丙烯酸共聚物乳液为主要成膜物质，掺入一定量的粗集料组成的一种厚质外墙涂料。乙-丙乳液外墙涂料为流体性化工产品，有轻微腐蚀性。

作为外墙涂料的包装,必须适应其产品特性,国家对其生产包装都有相应的标准，通常考虑其易于搬运及使用，容量及质量都不应该太大，在此设计其包装容器为200L标称容量的钢桶。

2  钢桶材料选择

2.1  板材选择

钢桶材料应具有以下特性：

①良好的可塑性和可焊性；

②足够的强度和适宜的硬度；

③良好的耐腐蚀性能。

一般常用材料是优质或普通低碳钢板、镀锌钢板或镀锡钢板。根据桶的大小、所装物的特性、加工工艺及价格因素来选择最合适的制桶料，以保证桶的质量，防止出现盛装物被污染、渗漏、破损等现象。
综合考虑经济因素，选用镀锡薄钢板板为原料来加工制桶。镀锡薄钢板也叫马口铁，是以低碳薄钢板为原板材，两面通过热浸

锡或电镀锡的方法，使薄钢板两面进行等厚或等差镀锡获得的。镀锡薄钢板具有原板材钢板的力学性能，同时又具有表面锡层的保护，克服了无锡薄钢板易生锈，不耐腐蚀的缺点，成型的镀锡薄钢板金属包装容器，表面光亮美观，也易于涂饰和印刷。镀锡薄钢板是制造金属包装容器应用最普遍，也是应用最多的金属板材，一般经过内喷涂后用来包装食品、药品及涂料类化工产品。

2.2 板材厚度选择

钢桶按材料厚度可分为重型桶、中型桶、次中型桶和轻型桶四类，本设计为中型开口桶。

表2-1 钢桶板材厚度（GB/T325-2000）

根据上表，可确定本次设计的200L中开口桶所用的镀锡薄钢板的厚度为1.2mm。

3  钢桶结构设计

3.1  外形尺寸设计

表3-1 钢桶的规格和容量（GB/T325-2000）

钢桶主要由桶身、桶底和桶盖三个部分组成，桶身和桶盖（底）是分别加工，再经封口而成钢桶。根据表3-1可得公称容量为200L的中开口桶的基本尺寸为：内径d=560mm，内高H=845mm，环筋高h4=14mm，环筋间距L=280mm，波纹高h5=3mm，桶顶深h=19mm，桶底深h1=19mm，注入口中心至卷边内侧的距离L1=415mm。

3.2  桶身结构设计

钢桶桶身有圆形桶和异形桶，其特点和作用各不相同。由于圆形桶制造容易，使用方便，故在应用上最普遍。

3.2.1  桶身制造

制造钢桶桶身的一般流程：

板料→剪板→磨边→卷圆→点焊→缝焊→翻边→滚波纹→胀环筋→桶身成型

原材料选用镀锡薄钢板，根据桶身设计尺寸剪切下料，将剪切好的桶身板料需缝焊的两长边的上、下平面磨削打薄，以保证缝焊质量；在卷圆机上将桶身板材卷成圆形，用点焊机将已卷圆的桶框按要求的搭边宽度搭合后点焊定位，再用缝焊机将桶身纵向两端搭接焊合，形成一条气密性的焊缝；在翻边机上将缝焊后的桶框两端边缘向外翻出，以便封口组合；在波纹机上将桶身进行滚压，使桶身获得波纹式加强筋；在胀筋机上通过位于桶身内可以张合的环形胀块将桶身胀出环形带，从而完成桶身的加工。

3.2.2  桶身坯料计算：

计算公式为：

L=[π(d+tb）+ls]+0.2

B=[h+lb]+0.1

式中：L：桶身坯件长度

B：桶身坯件宽度

tb：桶身板材厚度1.2mm

d： 桶身内径560mm

ls：桶身纵接缝搭接宽度20mm

lb：桶身口缘翻边用料宽度16.38mm

h：桶外高取845mm

代入数据经计算：L=1782.37mm，B=861.48 mm。

3.3  桶盖设计

中开口桶的桶顶只有一个注入孔。其注入孔（封闭器）的直径应大于70mm。，此钢桶设计为100mm，结构如图3-1所示。

图3-1 中开口钢桶

桶顶制造工艺流程如下：

板料→剪板→落料拉延→冲孔翻边→锁紧→打印标记→涂封缝胶

3.4  桶口件设计

钢桶顶上应根据开口类型设置桶口件，或称封闭件。目的是便于开启、方便启用，并保证内装物不泄露。各类型的钢桶由于开口不同，桶口件的封闭方式也不同。同一开口的钢桶所采用的桶口件种类型号也可不同，这要根据内装物的性能来确定。桶口件按结构类型分为四类。

表3-2桶口件结构类型

根据设计要求，此中开口桶采用压盖密封，压盖型封闭器由桶口和和压盖组成。其结构如图3-2所示。

图3-2 压盖和桶口

根据GB235-2000，压盖的尺寸如下图所示，即直径d=100.5±0.5mm，高度h=10.5±0.5mm，厚度s=0.8mm。

图3-3 压盖

桶盖制造工艺流程如下：

板料→剪板→落料拉深→卷线

其中，卷线工序是将桶盖周围凸起的边缘向下弯曲。

3.5  桶底设计

桶底制造工艺流程如下：

板料→剪板→落料拉深→涂封缝胶。

图3-4 桶底毛坯

首先根据桶底的设计尺寸确定排样方案，然后在剪切机上将原料切成桶底毛坯，再将毛坯送入冲床，利用模具同时完成落料和拉深两道工序而得到桶底。将封缝胶喷涂在桶底的卷边部位，即可送到封口机上进行封口组合。

3.6  三重卷边设计

钢桶制造工艺过程中需要把桶身、底盖卷合。此为最关键的一道工序—卷边工序。卷边好坏，直接影响钢桶品质的优劣。卷合部要有良好的强度和刚度，抗抗冲击能力和密封性能，以承受住成品灌装、存储、运输和搬运过程中发生碰撞、重压、跌落等恶劣条件时所受的外部作用力。为了增加钢桶的卷封性和抗冲击强度，现在通常使用七层卷边结构或三重卷边。三重卷边的密封性和抗冲击强度比二重卷边好，罐盖和罐身，罐底和罐身的连接根据要求均采用三重圆卷边。

图3-5 三重卷边

图3-6三重圆形卷边的组合尺寸

三重圆形卷边的组合尺寸设计公式如下：

式中L’：桶身板边缘尺寸，mm；

L：桶顶（底）凸缘尺寸，mm；

A: 三重圆形卷边厚度尺寸，mm；

B: 三重圆形卷边宽度尺寸，mm；

t：桶板材厚度，mm；

R：桶顶（底）转角半径，通常取（10-16）t，mm。

在近似计算条件下，A、B计算公式如下式所示：

A=B=7t+B

式中 b：修正系数，一般取0.25-0.5mm。

现取R=13t=131.2=15.6mm，b=0.4mm，则A=B=7t+B=71.2+0.4=8.8mm

代入L、L’的计算公式得 L=6.67mm，L’=16.38mm。

3.7波纹和环筋设计

图3-7 钢桶上的波纹和环筋

钢桶身上的的环筋和波纹既能提高钢桶的强度和刚度，又可以使钢桶容易滚动。钢桶桶身为加强其刚性，通常采用下列一种加强形式。

*具有两道环筋。

*桶身上下两端具有3-7道波纹

*具有两道环筋且环筋至桶顶、桶底之间各具3-7到波纹

*具有三道环筋

本设计采用第三种加强形式，具有两道环筋，根据GB/T325-2000,200L中开口桶环筋高h4=14mm，环筋间距L=280mm，环筋至桶顶、桶底之间各具7道波纹，每道波纹高h5=3mm。

图3-8  钢桶结构尺寸设计图

4  装潢设计

产品包装装潢既是产品的卖点，又是市场的亮点，新颖独特的包装往往最容易打动消费者的心。因此，企业不仅要生产合乎标准和品质上乘的产品，而且要有端庄美观的商标和包装，如此才能使其产品更具吸引力和竞争力。美观大方的包装造型、生动形象的图案和新颖别致的装潢可以衬托产品形象，提高产品的附加价值。装潢设计一般包含以下几个方面的内容：

1.  基本文字

包装牌号，品名和出产企业名称。一般安排在桶的主要展示面上，生产企业名称也可以编排在侧面或背面。牌名字体一般作规范化处理，有助于树立产品形象。品名文字可以加以装饰变化。

2.  资料文字

资料文字包括产品成分，容量，型号，规格等。编排部位多在包装的侧面，背面，也可以安排在正面，设计要采用印刷字体。 

3.  说明文字

说明产品用途、用法、保养、注意事项等。文字内容要简明扼要、字体应采用印刷体，一般不编排在包装的正面。

4.  图案设计

图案应美观大方，生动形象，不落俗套，尽可能独立创造，要特别注意消费者追求新颖、方便、实用、高贵的心理，使人耳目一新。

图4-1 效果图

5  技术要求

5.1  封闭件装配质量规定

封闭件配套齐全，装配后密封良好，并保证配合件的互换性；闭口钢桶封闭件装配后的高度应低于卷边沿口。

5.2  钢桶外观质量规定

钢桶圆整、无毛刺、机械损伤和卷边无铁舌；钢桶的凹瘪不多于2出，每处面积不大于桶身面积的0.7%；桶身直缝补焊不多于2出，焊疤表面平整，宽度不大于原焊缝的10%，环筋顶部不允许补焊；钢桶卷边允许整圈补焊，焊缝平整均匀；桶内干净、无锈、无渣及其他杂质；漆膜平整光滑，颜色均匀，无起皱和流淌等缺陷。

6  试验方法

6.1  结构尺寸

结构尺寸采用精度为0.5 m m的通用量具检测，应符合GB/T325-2000规定。

6.2  气密试验

闭口钢桶按照GB/T 17344进行试验，检查样桶有无渗漏。

6.3  液压试验

此试验仅限于小开口钢桶。将桶内注满水，把压力表与加压泵连接，并通过连通部件固定在注人口上，往桶内加压，达到试验压力后，保压，检查样桶有无渗漏。

6.4  跌落试验

按 GB /T 4857.5的规定进行，满足下列条件:

a)小开口钢桶内灌装98%的清水，选钢桶边缘最薄弱部位跌落，跌落后在钢桶最高部位钻孔;

b)中开口和全开口钢桶内盛装95 %、密度为1.2 g /cm3的沙子和木屑混合物，选钢桶边缘最薄弱部位跌落。

6.5  堆码试验

按GB /T 4857.3的规定进行，试验时间为24h ，经检查钢桶不应有可能降低其强度或引起堆码不稳定的任何变形和严重破损。

 参考文献