随着化工行业的技术进步,化工设备向着大型化和高质量化发展,大型的筒体也在化工制造业中的应用越来越普遍,但随之而来的却是筒体尺寸难以控制以及筒节组对焊接时的难以定位等问题。在化工容器制造中,如何高效高质量地进行B类焊缝的焊接,一直是个难点,而筒体的椭圆度对于焊接质量的控制有着重要的作用。筒体制造过程中的下料、卷制以及筒体的自重都容易使单个筒节产生一定的椭圆度,筒节截面不圆也会造成局部环缝错边,进而影响筒节组对及焊接质量。筒体焊接校圆工序以及校圆装置正是在这一背景下开展的。在过程设备制造中,组装过程的机械化是非常重要的。我国早期用于改善筒体椭圆度的方法基本上是人工使用夹具等进行粗略调节,方法落后且精度不高,调节效率很低而且浪费人力。据资料介绍,机械组装与手工器具组装相比,不仅可极大地改善劳动条件,而且可提高劳动生产率达50%以上。所以,研究制造一套高效率高质量的带有矫圆器的筒体环缝组装机械是很有必要的。在设备组装机械中,筒体校圆装置是一个不可或缺的装置并起着举足轻重的作用。本课题就是在该背景下进行展开和深化,以压力容器筒体自动组对焊接工作站为对象,主要进行工作站校圆装置的研制。焊接工作站允许的筒节直径为1000-4000mm、厚度为10-50mm。本论文首先在全面分析筒体椭圆度的定义及其相关标准的基础上,探讨了筒体椭圆度产生的原因。以钢制列管式固定管板换热器的筒体尺寸为例,利用有限元方法分析了自重对筒体椭圆度的影响,计算得出了不同厚度、不同直径筒体自重产生的椭圆度,找出了自重对筒体椭圆度的影响规律,为控制筒体椭圆度、提高筒体组对焊接质量提供参考。然后介绍并分析比较了国内外现有的压力容器筒体撑圆方式及装置。并在此基础上以钢制列管式固定管板换热器的筒体尺寸为例,利用ANSYS软件对撑圆装置的结构参数进行有限元分析,得到筒体内径、壁厚、支撑杆数等参数对筒体变形和应力的影响规律,以及内径、壁厚、支撑杆数改变时压头的受力情况,确定并设计了经济有效的撑圆结构形式。最后对与校圆装置配套的检测机构进行了分析和选型,并且确定了检测机构和校圆装置的连接方式。最终形成了校圆和检测为一体的校圆工艺,通过对现有矫圆工艺的改进和优化成功研制了一套新的压力容器筒体校圆装置,实现了对现有校圆装置的改进和优化,这一研究成果对筒体椭圆度的改善、提高筒体组队焊接质量有种非常重要的意义和价值。在本文的最后总结了该研究工作中的不足和缺陷,并且对本课题下一步需要改进的工作进行了一系列展望。