《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)反應(yīng)釜課程設(shè)計(jì)

1、反應(yīng)釜設(shè)計(jì)的有關(guān)內(nèi)容一、設(shè)計(jì)條件及設(shè)計(jì)內(nèi)容分析由設(shè)計(jì)條件單可知，設(shè)計(jì)的反應(yīng)釜體積為1.5、操作體積為1.2；攪拌裝置配制的電機(jī)功率為3.0、攪拌軸的轉(zhuǎn)速為85、攪拌槳的形式為框式；加熱的方式為用夾套內(nèi)的水進(jìn)行電加熱；裝置上設(shè)有7個(gè)工藝接管、2個(gè)視鏡、4個(gè)耳式支座、8個(gè)電加熱器套管、1個(gè)固體物料進(jìn)口、2個(gè)測(cè)控接管。反應(yīng)釜設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要有：（1）釜體的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；（2）夾套的的強(qiáng)度、剛度計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；（3）設(shè)計(jì)釜體的法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)、選擇接管、管法蘭；（4）人孔的選型及補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算；（5）支座選型及驗(yàn)算；（6）視鏡的選型；（7）焊縫的結(jié)構(gòu)與尺寸設(shè)計(jì)；（8）電機(jī)、減速器的選型；（9）

2、攪拌軸及框式攪拌槳的尺寸設(shè)計(jì)；（10）選擇聯(lián)軸器；（11）設(shè)計(jì)機(jī)架結(jié)構(gòu)及尺寸；（12）設(shè)計(jì)底蓋結(jié)構(gòu)及尺寸；（13）選擇軸封形式；（14）繪總裝配圖及攪拌軸零件圖等。 第一章 反應(yīng)釜釜體的設(shè)計(jì)1.1 釜體 、的確定1.1.1 釜體的確定將釜體視為筒體，取l/d=1.0由v=(/4)，l=1.0則，圓整由314頁表16-1查得釜體的1.1.2釜體pn的確定因操作壓力0.48，故：0.61.2 釜體筒體壁厚的設(shè)計(jì)1.2.1設(shè)計(jì)參數(shù)的確定設(shè)計(jì)壓力：（1.051.1），取1.1=1.10.48=0.528mpa；液體靜壓：； =5，可以忽略；計(jì)算壓力： = = 0.528；設(shè)計(jì)溫度： 65 ；焊縫系數(shù)：

3、 1.0（雙面對(duì)接焊，100%無損探傷）；許用應(yīng)力：根據(jù)材料0cr18ni10ti、設(shè)計(jì)溫度65，由文獻(xiàn)1286頁表14- 4知137；鋼板負(fù)偏差：0.25（gb6654-96）；腐蝕裕量：1.0（雙面腐蝕）。1.2.2 筒體壁厚的設(shè)計(jì)由公式 得：+1.25+1.0=3.567mm圓整 剛度校核：不銹鋼的考慮筒體的加工壁厚不小于5mm，故筒體的壁厚取1.3 釜體封頭的設(shè)計(jì)1.3.1 封頭的選型 由文獻(xiàn)316頁表16-3選釜體的封頭選標(biāo)準(zhǔn)橢球型，代號(hào)eha、標(biāo)準(zhǔn)jb/t47462002。1.3.2 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定 1.1=0.528； = = 1.10.48； 1.0（整板沖壓）；0.25（gb

4、6654-96）；1.0。1.3.3 封頭的壁厚的設(shè)計(jì) 由公式得 = 3.565圓整得根據(jù)規(guī)定，取封頭壁厚與筒體壁厚一致1.3.4封頭的直邊尺寸、體積及重量的確定根據(jù)，由文獻(xiàn)1318頁表16- 5知：直邊高度： 25體 積： 0.2545深 度： 325內(nèi)表面積a： 1.6552 質(zhì) 量m: 63.5kg1.4 筒體長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)1.4.1筒體長(zhǎng)度h的設(shè)計(jì) ， = 1101.82圓整得: h =1100 1.4.2釜體長(zhǎng)徑比的復(fù)核 = ；滿足要求1.5 外壓筒體壁厚的設(shè)計(jì)1.5.1設(shè)計(jì)外壓的確定 由設(shè)計(jì)條件單可知，夾套內(nèi)介質(zhì)的壓力為常壓，取設(shè)計(jì)外壓=0.1。 1.5.2試差法設(shè)計(jì)筒體的壁厚設(shè)筒體的

5、壁厚5，則：=5-1.25 = 3.75，=1210， 由得：=1.171210= 25430.11筒體的計(jì)算長(zhǎng)度= =1100 + (325-25) + 25 = 1225= 25430.11 ；該筒體為短圓筒。圓筒的臨界壓力為： =5.605kgf/cm2對(duì)于圓筒m=3 =5.605/3=0.187 kgf/cm2故 ；所以假設(shè)5滿足穩(wěn)定性要求。故筒體的壁厚5。1.5.3 圖算法設(shè)計(jì)筒體的壁厚設(shè)筒體的壁厚5，則：=5-1.25 = 3.75，=1210，。 在文獻(xiàn)1305頁中圖15- 4中的坐標(biāo)上找到1.012的值，由該點(diǎn)做水平線與對(duì)應(yīng)的線相交，沿此點(diǎn)再做豎直線與橫坐標(biāo)相交，交點(diǎn)的對(duì)應(yīng)值為

6、：0.ooo28。由文獻(xiàn)1307頁中圖15- 7中選取，在水平坐標(biāo)中找到=2.810-4點(diǎn)，由該點(diǎn)做豎直線與對(duì)應(yīng)的材料溫度線相交，沿此點(diǎn)再做水平線與右方的縱坐標(biāo)相交，得到系數(shù)的值為：33mpa、=1.900105。 根據(jù)=得： =0.102（）因?yàn)?.1 0.102，所以假設(shè)5合理，取封頭的壁厚5。1.6 外壓封頭壁厚的設(shè)計(jì)1.6.1 設(shè)計(jì)外壓的確定 封頭的設(shè)計(jì)外壓與筒體相同，即設(shè)計(jì)外壓=0.1。1.6.2 封頭壁厚的計(jì)算設(shè)封頭的壁厚=5，則: = 5-1.25 = 3.75（），對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)橢球形封頭=0.9，0.91200=1080（）， =1080/3.75 = 288計(jì)算系數(shù)：= 4.34

7、010-4由文獻(xiàn)1中圖15- 7中選取，在水平坐標(biāo)中找到=4.34010-4點(diǎn)，由該點(diǎn)做豎直線與對(duì)應(yīng)的材料溫度線相交，沿此點(diǎn)再做水平線與右方的縱坐標(biāo)相交，得到系數(shù)的值為值為：53、=1.900105根據(jù)=得： =0.184（）因?yàn)?.1 0.184，所以假設(shè)5偏大，考慮到與筒體的焊接，取封頭的壁厚與筒體一致，故取5。由在文獻(xiàn)1318中表16-5 釜體封頭的結(jié)構(gòu)如圖1-1，封頭質(zhì)量：63.5（）圖1-1 釜體封頭的結(jié)構(gòu)與尺寸表1-1 釜體封頭的尺寸第二章 反應(yīng)釜夾套的設(shè)計(jì)2.1 夾套的、的確定2.1.1夾套的確定 由夾套的筒體內(nèi)徑與釜體筒體內(nèi)徑之間的關(guān)系可知：1200+100=1300（） 考慮

8、到1300一般不在取值范圍，故取=1400mm2.1.2 夾套的確定由設(shè)備設(shè)計(jì)條件單知，夾套內(nèi)介質(zhì)的工作壓力為常壓，取0.252.2 夾套筒體的設(shè)計(jì) 2.2.1 夾套筒體壁厚的設(shè)計(jì)因?yàn)闉槌?.3，所以需要根據(jù)剛度條件設(shè)計(jì)筒體的最小壁厚。 14003800，取min2 /1000且不小于3 另加， min3+2=5（），圓整=5。對(duì)于碳鋼制造的筒體壁厚取6。 2.2.2 夾套筒體長(zhǎng)度的初步設(shè)計(jì) h筒=0.83598m=835.98mm 圓整后 h筒=836mm2.3 夾套封頭的設(shè)計(jì) 2.3.1 封頭的選型夾套的下封頭選標(biāo)準(zhǔn)橢球型，內(nèi)徑與筒體相同（1400）。代號(hào)eha，標(biāo)準(zhǔn)jb/t474620

9、02。夾套的上封頭選帶折邊錐形封頭，且半錐角。 2.3.2 橢球形封頭壁厚的設(shè)計(jì)因?yàn)闉槌?.3，所以需要根據(jù)剛度條件設(shè)計(jì)封頭的最小壁厚。 14003800，取min2/1000且不小于3 另加， min3+2=5（），圓整=5。對(duì)于碳鋼制造的封頭壁厚取6。 2.3.3橢球形封頭結(jié)構(gòu)尺寸的確定由文獻(xiàn)1318頁表165。見表2-1表2-1 封頭尺寸直邊高度深 度容 積質(zhì) 量253750.3977102.9封頭的下部結(jié)構(gòu)如圖2-1。由設(shè)備設(shè)計(jì)條件單知：下料口的100，封頭下部結(jié)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)尺寸180。 2.3.4帶折邊錐形封頭壁厚的設(shè)計(jì)考慮到封頭的大端與夾套筒體對(duì)焊，小端與釜體筒體角焊，因此取封頭

10、的壁厚與夾套筒體的壁厚一致，即6。結(jié)構(gòu)及尺寸如圖2-2。 圖 2-1 下封頭的結(jié)構(gòu) 圖 2-2 上封頭的結(jié)構(gòu) 2.3.5 封頭結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)公稱直徑dn/mm總深度h/mm內(nèi)表面積a/m2容積v/m312004002.55680.8602.3.6 帶折邊錐形封頭壁厚的設(shè)計(jì) 由于封頭過渡部分與錐體部分受力情況不同，分兩部分計(jì)算 過渡部分： k=0.68 f=0.554 ，選型為cha。 錐體部分： 故：mm 圓整 2.4 傳熱面積的校核 =1200mm釜體下封頭的內(nèi)表面積 = 1.6552=1200mm筒體（1高）的內(nèi)表面積= 4.772夾套包圍筒體的表面積= = 4.770.836=3.9878（

11、2）+=1.6552 + 3.9878=5.6429 由于釜內(nèi)進(jìn)行的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，產(chǎn)生的熱量不僅能夠維持反應(yīng)的不斷進(jìn)行，且會(huì)引起釜內(nèi)溫度升高。為防止釜內(nèi)溫度過高，在釜體的上方設(shè)置了冷凝器進(jìn)行換熱，因此不需要進(jìn)行傳熱面積的校核。如果釜內(nèi)進(jìn)行的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，則需進(jìn)行傳熱面積的校核，即：將+ = 5.6429 2與工藝需要的傳熱面積進(jìn)行比較。若+，則不需要在釜內(nèi)另設(shè)置蛇管；反之則需要蛇管。第三章 反應(yīng)釜釜體及夾套的壓力試驗(yàn)3.1釜體的水壓試驗(yàn)3.1.1水壓試驗(yàn)壓力的確定 水壓試驗(yàn)的壓力：且不小于(+0.1) ，查.0 ，（+0.1）= 0.55 ， 取=0.663.1.2液壓試驗(yàn)的強(qiáng)度校核 由

12、得： 0.9 =0.92031.0=182.7（）由105.93 0.9 =182.7 故液壓強(qiáng)度足夠3.1.3壓力表的量程、水溫及水中濃度的要求 壓力表的最大量程：p表=2=20.66=1.32 或1.5pt p表4pt 即0.99mpa p表2.64 水溫15 水中濃度253.1.4水壓試驗(yàn)的操作過程操作過程：在保持釜體表面干燥的條件下，首先用水將釜體內(nèi)的空氣排空，再將水的壓力緩慢升至0.66，保壓不低于30，然后將壓力緩慢降至0.528，保壓足夠長(zhǎng)時(shí)間，檢查所有焊縫和連接部位有無泄露和明顯的殘留變形。若質(zhì)量合格，緩慢降壓將釜體內(nèi)的水排凈，用壓縮空氣吹干釜體。若質(zhì)量不合格，修補(bǔ)后重新試壓直

13、至合格為止。水壓試驗(yàn)合格后再做氣壓試驗(yàn)。3.2釜體的氣壓試驗(yàn)3.2.1氣壓試驗(yàn)壓力的確定 氣壓試驗(yàn)的壓力： =1.151.10.481.0=0.6072（）取=0.613.2.2氣壓試驗(yàn)的強(qiáng)度校核 由得： = 97.46（） 97.460.8 =0.82351.0=159.8（） 氣壓強(qiáng)度足夠3.2.3氣壓試驗(yàn)的操作過程做氣壓試驗(yàn)時(shí)，將壓縮空氣的壓力緩慢將升至0.05，保持5min并進(jìn)行初檢。合格后繼續(xù)升壓至0.305，其后按每級(jí)的0.061級(jí)差，逐級(jí)升至試驗(yàn)壓力0.61，保持10，然后再降至0.531，保壓足夠長(zhǎng)時(shí)間同時(shí)進(jìn)行檢查，如有泄露，修補(bǔ)后再按上述規(guī)定重新進(jìn)行試驗(yàn)。釜體試壓合格后，再焊

14、上夾套進(jìn)行壓力試驗(yàn)。3.3夾套的液壓試驗(yàn)3.3.1液壓試驗(yàn)壓力的確定 液壓試驗(yàn)的壓力：且不小于(+0.1) ，查=1.0 =1.251.10.11.0=0.1375，(+0.1)= 0.21(+0.1)， 取=0.213.3.2液壓試驗(yàn)的強(qiáng)度校核 由 得： = 33.71（） 33.71 0.9 =0.92351.0=211.5（） 液壓強(qiáng)度足夠3.3.3壓力表的量程、水溫的要求 壓力表的量程：p表= 2=20.21=0.42或1.5pt p表4pt 即 0.315mpa p表0.84mpa水溫5。3.3.4液壓試驗(yàn)的操作過程 在保持夾套表面干燥的條件下，首先用水將夾套內(nèi)的空氣排空，再將水的壓

15、力緩慢升至0.21，保壓不低于30min，然后將壓力緩慢降至0.168，保壓足夠長(zhǎng)時(shí)間，檢查所有焊縫和連接部位有無泄露和明顯的殘留變形。若質(zhì)量合格，緩慢降壓將夾套內(nèi)的水排凈，用壓縮空氣吹干。若質(zhì)量不合格，修補(bǔ)后重新試壓直至合格為止。 第四章 反應(yīng)釜附件的選型及尺寸設(shè)計(jì)4.1釜體法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：法蘭的設(shè)計(jì)、密封面形式的選型、墊片設(shè)計(jì)、螺栓和螺母的設(shè)計(jì)。4.1.1法蘭的設(shè)計(jì) (1)根據(jù)1200mm、0.6，由文獻(xiàn)1327頁表16-9確定法蘭的類型為甲型平焊法蘭。標(biāo)記：法蘭ff1200-0.6 jb/t4701材料：0cr18ni10ti（2）法蘭的結(jié)構(gòu)和主要尺寸如圖41 如表41圖

16、41 甲型平焊法蘭表 41 法蘭結(jié)構(gòu)尺寸公稱直徑dn/ 法蘭/螺栓規(guī)格數(shù)量1200133012901255124112385823m20484.1.2密封面形式的選型根據(jù)0.61.6、介質(zhì)溫度55和介質(zhì)的性質(zhì)，由文獻(xiàn)1331頁表1614 知密封面形式為光滑面。4.1.3墊片的設(shè)計(jì) 由文獻(xiàn)【1】表331頁16-14得墊片選用耐油橡膠石棉墊片，材料為耐油橡膠石棉板（gb/t539），結(jié)構(gòu)及尺寸見圖42 和。尺寸見表4-2 圖4-2 墊片的結(jié)構(gòu)表4-2 墊片的尺寸4.1.4螺栓、螺母和墊圈的尺寸規(guī)格 本設(shè)計(jì)選用六角頭螺栓（c級(jí)、gb/t5780-2000）、型六角螺母（c級(jí)、gb/t41-2000）

17、 平墊圈（100hv、gb/t95-2002）螺栓長(zhǎng)度的計(jì)算： 螺栓的長(zhǎng)度由法蘭的厚度（）、墊片的厚度（）、螺母的厚度（）、墊圈厚度（）、螺栓伸出長(zhǎng)度確定。 其中=60、=2、=30、=34、螺栓伸出長(zhǎng)度取=0.327.7 螺栓的長(zhǎng)度為： =169（）取170 螺栓標(biāo)記： gb/t5780-2000 螺母標(biāo)記： gb/t41-2000 墊圈標(biāo)記： gb/t95-2002 24-100hv （5）法蘭、墊片、螺栓、螺母、墊圈的材料 根據(jù)甲型平焊法蘭、工作溫度=130的條件，由文獻(xiàn)3附錄8法蘭、墊片、螺栓、螺母材料匹配表進(jìn)行選材，結(jié)果如表42所示。表43 法蘭、墊片、螺栓、螺母的材料法 蘭墊 片螺

18、 栓螺 母墊 圈0cr18ni10ti耐油橡膠石棉3520100hv 4.2工藝接管的設(shè)計(jì)由文獻(xiàn)【2】附錄六查無縫鋼管（1） 水進(jìn)口接管采用452.5無縫鋼管，罐內(nèi)的接管與夾套內(nèi)表面磨平。配用突面板式平焊管法蘭：hg20592 法蘭 pl25-0.1 rf 20。（2） n2（氣）進(jìn)口采用323.0無縫鋼管，接管與封頭內(nèi)表面磨平。配用突面板式平焊管法蘭：hg20592 法蘭 pl25-0.6 rf 0cr18ni10ti。（3）溫度計(jì)接口采用452.5無縫鋼管，伸入釜體內(nèi)一定長(zhǎng)度。配用突面板式平焊管法蘭：hg20592 法蘭 pl65-0.6 rf 0cr18ni10ti。（4）工藝物料進(jìn)口采

19、用452.5無縫鋼管，管的一端切成，伸入罐內(nèi)一定長(zhǎng)度。配用的突面板式平焊管法蘭：hg20592 法蘭 pl50-0.6 rf 0cr18ni10ti。（5）放料口采用763.0無縫鋼管，接管與封頭內(nèi)表面磨平。配用突面板式平焊管法蘭：hg20592 法蘭 pl80-0.6 rf 0cr18ni10ti。與其配套的是手動(dòng)下展式鑄不銹鋼放料閥，標(biāo)記：放料閥6-100 hg5-11-81-3.（6）水出口采用452.5無縫鋼管，接管與封頭內(nèi)表面磨平。配用突面板式平焊管法蘭：hg20592 法蘭 pl25-0.1 rf 20。（1） 安全閥接口采用323.0無縫鋼管，接管與封頭內(nèi)表面磨平。配用突面板式平

20、焊管法蘭：hg20592 法蘭 pl25-0.6 rf 0cr18ni10ti。（2） 冷凝器接口采用無縫鋼管，接管與封頭內(nèi)表面磨平。配用突面板式平焊管法蘭：hg20592 法蘭 pl80-0.6 rf 0cr18ni10ti。（9）加熱器套管采用無縫鋼管，罐內(nèi)的接管與下封頭內(nèi)表面磨平磨平。配用突面板式平焊管法蘭：hg20592 法蘭 pl65-0.1 rf 20。 固體物料 采用2198.0無縫鋼管，罐內(nèi)的接管與下封頭內(nèi)表面磨平磨平。配用突面板式平焊管法蘭：hg20592 法蘭 pl200-0.1 rf 20。（11）視鏡采用無縫鋼管，接管與封頭內(nèi)表面磨平。配用突面板式平焊管法蘭：hg205

21、92 法蘭 pl80-0.6 rf 0cr18ni10ti。 4.3管法蘭尺寸的設(shè)計(jì)工藝接管配用的突面板式平焊管法蘭的結(jié)構(gòu)如圖。由文獻(xiàn)【3】表12-149得并根據(jù)、和接管的，由板式平焊管法蘭標(biāo)準(zhǔn)（hg20592）確定法蘭的尺寸。管法蘭的尺寸見表4-3。圖43 板式平焊管法蘭表4-4 板式平焊管法蘭的尺寸（hg20592）接管名稱公稱直徑接管外徑連 接 尺 寸法蘭厚度密封面法蘭內(nèi)徑坡口寬度 厚度安全閥接口、n2接口253210075114101458233工藝物料進(jìn)口5057140110144121688259水進(jìn)口5057140110144121688259溫度計(jì)接口2002193202801

22、8816222542222冷凝器接口、放料口10010821017018416181442110水出口5057140110144121688259加熱器套管808919015018416161242884.4墊片尺寸及材質(zhì)工藝接管配用的突面板式平焊管法蘭的墊片尺寸、材質(zhì)文獻(xiàn)【3】1251頁表12-261查如表6-5所示。4.4.1 墊片的結(jié)構(gòu)圖4-4 管道法蘭用軟墊片4.4.2 密封面形式及墊片尺寸表4-5 密封面形式及墊片尺寸接管名稱密封面型式墊片尺寸()墊片材質(zhì)外徑內(nèi)徑厚度安全閥接口、n2接口rf71342耐油石棉橡膠板工藝物料進(jìn)口rf107612耐油石棉橡膠板水進(jìn)口rf107612耐油石

23、棉橡膠板溫度計(jì)接口rf2732202耐油石棉橡膠板冷凝器接口、放料口rf1621152耐油石棉橡膠板水出口rf107612耐油石棉橡膠板加熱器套管rf142892耐油石棉橡膠板4.5固體物料進(jìn)口的設(shè)計(jì) 由于釜體的內(nèi)徑，因此不需要在釜體的封頭上設(shè)置人孔，本設(shè)計(jì)選用板式平焊法蘭物料孔。由文獻(xiàn)【3】1208頁表12-149和1212表12-151查文獻(xiàn)【4】附錄九 得其結(jié)構(gòu)如圖4-5、尺寸見表4-6、材料見表4-7。 圖6-8 帶蓋平焊法蘭進(jìn)料口結(jié)構(gòu)1-接管；2-螺母；3-螺栓；4-法蘭；5-墊片；6-法蘭蓋；7-手柄； 表4-6帶蓋平焊法蘭進(jìn)料口的尺寸公稱壓力（）密封面形式公稱直徑螺栓規(guī)格數(shù)量0.

24、6突面2002738390350201219084261820表4-7 物料進(jìn)口0.6200的明細(xì)表件號(hào)名稱數(shù)量材料1接管10cr18ni10ti2螺母8253螺栓8354法蘭11cr18ni9ti5墊片1耐油石棉橡膠板6法蘭蓋11cr18ni9ti7手柄2q235-a4. 6視鏡的選型由于釜內(nèi)介質(zhì)壓力較低（0.5）且考慮，本設(shè)計(jì)選用兩個(gè)=80的帶頸視鏡。其結(jié)構(gòu)見圖4-6。 由文獻(xiàn)【5】 4-159頁表4-5-7確定視鏡的規(guī)定標(biāo)記、標(biāo)準(zhǔn)圖號(hào)、視鏡的尺寸及材料。標(biāo) 記：視鏡0.6，80標(biāo)準(zhǔn)圖號(hào)：hg502-1986-8。圖4-6 視鏡的結(jié)構(gòu)型式表4-7 視鏡的尺寸視鏡玻璃雙頭螺柱數(shù)量直徑長(zhǎng)度12

25、522519028288013314081334表4-8 視鏡的材料件號(hào)名稱數(shù)量材料件號(hào)名稱數(shù)量材料1視鏡玻璃1硼硅玻璃(sj-6)4壓緊環(huán)1q235-a2襯 墊2石棉橡膠板5雙頭螺柱8q235-a3接 緣11cr18ni9ti6螺母16q235-a4.7支座的選型及設(shè)計(jì)4.7.1支座的選型及尺寸的初步設(shè)計(jì)： 由于設(shè)備外部設(shè)置有80的保溫層，文獻(xiàn) 342頁表16-23所以選耳式b型支座，支座數(shù)量為4個(gè) 反應(yīng)釜總質(zhì)量的估算：+式中：釜體的質(zhì)量（）；夾套的質(zhì)量（）；攪拌裝置的質(zhì)量（）附件的質(zhì)量（）；保溫層的的質(zhì)量（） 物料總質(zhì)量的估算：式中：釜體介質(zhì)的質(zhì)量（）；夾套內(nèi)導(dǎo)熱油的質(zhì)量（） 反應(yīng)釜的總質(zhì)

26、量估算為1800，物料的質(zhì)量為2000（以水裝滿釜體計(jì)算），夾套的質(zhì)量 和水1500裝置的總質(zhì)量： =5300（） 每個(gè)支座承受的重量約為：53009.81/226（） 根據(jù)由文獻(xiàn)1表16-23初選b型耳式支座，支座號(hào)為3。標(biāo)記： jb/t4725-92 耳座b3 材料：q235-af系列參數(shù)尺寸如表616。表616 b型耳式支座的尺寸底板筋板墊板地腳螺栓支座重量規(guī)格2001601051050205125825020083030248.34.7.2支座載荷的校核計(jì)算耳式支座實(shí)際承受的載荷按下式近似計(jì)算：式中d=1533.2，9.81，=5300，=4，=0，將已知值代入得 因?yàn)閝=30kn，所

27、以選用的耳式支座滿足要求。第五章 攪拌裝置的選型與尺寸設(shè)計(jì)5.1攪拌軸直徑的初步計(jì)算5.11攪拌軸直徑的設(shè)計(jì) 電機(jī)的功率3.0 ，攪拌軸的轉(zhuǎn)速85，文獻(xiàn)1235表11-1取用材料為1cr18ni9ti ， 40，剪切彈性模量8.1104，許用單位扭轉(zhuǎn)角1/m。 由得：=（） 利用截面法得： =（）由 得：=攪拌軸為實(shí)心軸，則：= 34.80mm 取40mm（2）攪拌軸剛度的校核 由得： =0.932（） 因?yàn)樽畲髥挝慌まD(zhuǎn)角max0.932 1 所以圓軸的剛度足夠?？紤]到攪拌軸與聯(lián)軸器配合，40可能需要進(jìn)一步調(diào)整。5.1.2攪拌抽臨界轉(zhuǎn)速校核計(jì)算由于反應(yīng)釜的攪拌軸轉(zhuǎn)速=85200，故不作臨界轉(zhuǎn)速

28、校核計(jì)算。5.2聯(lián)軸器的型式及尺寸的設(shè)計(jì) 由于選用擺線針齒行星減速機(jī)，所以聯(lián)軸器的型式選用立式夾殼聯(lián)軸節(jié)（d型）。標(biāo)記為：40 hg 2157095，結(jié)構(gòu)如圖5-1。由文獻(xiàn)【6】656頁表4-2-7分別確定聯(lián)軸節(jié)的尺寸和零件及材料，尺寸如表5-1，零件及材料如表5-2。由于聯(lián)軸節(jié)軸孔直徑=40，因此攪拌軸的直徑調(diào)整至50。5-1 立式夾殼聯(lián)軸節(jié)1-夾殼；2-懸吊環(huán)；3-墊圈；4-螺母；5-螺栓 表5-1 夾殼聯(lián)軸節(jié)的尺寸軸孔直徑50螺栓數(shù)量規(guī)格118483576162207156m12804558516120.60.4表5-2 夾殼聯(lián)軸節(jié)的零件及材料件號(hào)名 稱材 料件 號(hào)名 稱材 料1左、右夾

29、殼zg-1cr18ni9ti(gb2100)4螺 母0cr18ni9ti(gb/t 6170)2吊 環(huán)0cr18ni9ti(gb4385)5螺 栓a2-70(gb/t 5782)3墊 圈a-140(gb/t97.2)5.3攪拌槳尺寸的設(shè)計(jì)框式攪拌槳的結(jié)構(gòu)如圖5-2所示。由【3】839頁表10-6和10-7確定不銹鋼框式攪拌槳的尺寸見表5-3、零件明細(xì)表見表5-4。圖5-2框式攪拌槳的結(jié)構(gòu)1-槳葉；2-橫梁；3-筋板；4-連接螺栓；5-螺母；6-穿軸螺栓；7-螺母表5-3 框式攪拌槳的尺寸（hg/t212391）螺栓螺孔螺栓螺孔數(shù)量數(shù)量70050m12216重量 140511045-10.45不

30、大于0.06 表5-4 零件明細(xì)表件號(hào)名稱數(shù)量材料件號(hào)名稱數(shù)量材料1槳葉1q235b5帶口銷135鋼2螺栓4鋼4.8級(jí)6開口銷2低碳鋼絲3螺母4鋼4級(jí)7筋板2q235b扁鋼4 墊圈4性能等級(jí)100hv5.4攪拌軸的結(jié)構(gòu)及尺寸的設(shè)計(jì)5.4.1攪拌軸長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)攪拌軸的長(zhǎng)度近似由釜外長(zhǎng)度、釜內(nèi)未浸入液體的長(zhǎng)度、浸入液體的長(zhǎng)度 三部分構(gòu)成。即：=+其中=（機(jī)架高；減速機(jī)輸出軸長(zhǎng)度）=500-79=421（）=+（釜體筒體的長(zhǎng)度；封頭深度；液體的裝填高度）液體裝填高度的確定：釜體筒體的裝填高度式中操作容積（）；釜體封頭容積（）；筒體的內(nèi)徑（）=0.836（）液體的總裝填高度=836+25+300 =11

31、61（）=1100+2*（25+300）-1161 =589（）浸入液體攪拌軸的長(zhǎng)度的確定： 攪拌槳的攪拌效果和攪拌效率與其在釜體的位置和液柱高度有關(guān)。攪拌槳浸入液體內(nèi)的最佳深度為：（見文獻(xiàn)4215） 當(dāng)時(shí)為最佳裝填高度；當(dāng)時(shí)，需要設(shè)置兩層攪拌槳。 由于=1161=1400，本設(shè)計(jì)選用一個(gè)攪拌槳。攪拌槳浸入液體內(nèi)的最佳深度為：s=2hi/3=2*1161/3=774（）故浸入液體的長(zhǎng)度：=774（）攪拌軸攪拌軸的長(zhǎng)度為：=421+589+774=1784（）取=1784（）5.4.2攪拌軸的結(jié)構(gòu)由于攪拌軸的長(zhǎng)度較大，考慮加工的方便，將攪拌軸設(shè)計(jì)成兩部分。與減速機(jī)相聯(lián)的攪拌軸軸長(zhǎng)為：=+式中攪拌

32、軸深入釜內(nèi)的長(zhǎng)度，時(shí)取350=750-69+350=1031（）取 =1031攪拌軸下部分的軸長(zhǎng)為：=1784-1031=753（）攪拌軸上、下兩部分的結(jié)構(gòu)及尺寸見附圖2、3。5.5 攪拌軸的結(jié)構(gòu)及尺寸的設(shè)計(jì)5.5.1 攪拌軸長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)攪拌軸的長(zhǎng)度l近似由釜外長(zhǎng)度l1、釜內(nèi)未浸入液體的長(zhǎng)度l2、浸入液體的長(zhǎng)度l3 三部分構(gòu)成。即：= l1+ l2+ l3其中l(wèi)1=h-m (h:機(jī)架高；m:減速機(jī)輸出軸長(zhǎng)度) l1=500-50=450mm l2=ht+hf-hi (ht:釜體筒高;hf:封頭深度;hi:液體的裝填高度) 液體裝料高度hi的確定： 釜體筒體的裝填高度式中vc操作容積(m3)；vf

33、釜體封頭容積(m3)；di筒體的內(nèi)徑(m)h1=0.63346m液體的總裝填高度hi=h1+h1+h2=836+25+325=1186mm l2=845+2(25+325)-958.46=615.82mm 浸入液體攪拌軸的長(zhǎng)度l3的確定： 攪拌槳的攪拌效果和攪拌效率與其在釜體的位置和液柱高度有關(guān)。攪拌槳浸入液體內(nèi)的最佳深度為：（見文獻(xiàn)4215） 當(dāng)di=hi時(shí)為最佳裝填高度；當(dāng)dihi時(shí)，需要設(shè)置兩層攪拌槳。 由于hi=1186mmdi=1200mm，本設(shè)計(jì)使用一個(gè)攪拌槳 攪拌槳浸入液體內(nèi)的最佳深度為：s=2hi/3=21186/3=790.67mm 故浸入液體的長(zhǎng)度l3=320mm 攪拌軸的

34、長(zhǎng)度l為：l=450+615.82+791=1856.82mm 圓整 取l=1290mm5.5.2 攪拌軸的結(jié)構(gòu)由于攪拌軸的長(zhǎng)度較大，考慮加工的方便，將攪拌軸設(shè)計(jì)成兩部分。與減速機(jī)相聯(lián)的攪拌軸軸長(zhǎng)為：l/=h-m+l4 (l4:攪拌軸深入釜內(nèi)的長(zhǎng)度，d=50mm時(shí)取350mm文獻(xiàn)4表3-5-23)l/=500-50+350=800mm 取l/=806mm攪拌軸下部分的軸長(zhǎng)為l/=l-l/=1856.82-800=1056.82mm 第六章 傳動(dòng)裝置的選型和尺寸計(jì)算6.1電動(dòng)機(jī)的選型由于反應(yīng)釜里的物料具有易燃性和一定的腐蝕性，故選用隔爆型三相異步電機(jī)（防爆標(biāo)志）。根據(jù)電機(jī)的功率3.0、轉(zhuǎn)速150

35、0，由文獻(xiàn) 16-52頁表16-1-28選用的電機(jī)型號(hào)為：y100。6.2減速器的選型6.2.1 減速器的選型根據(jù)電機(jī)的功率3.0、攪拌軸的轉(zhuǎn)速85、傳動(dòng)比為1500/ 8517.65選用直聯(lián)擺線針輪減速機(jī)（jb/t2982-1994），標(biāo)記zld2.24a23。由文獻(xiàn)【6】1218頁表9-2-35確定其安裝尺寸，直聯(lián)擺線針輪減速機(jī)的外形見圖6-1、安裝尺寸如表6-1。6.2.2 減速機(jī)的外形安裝尺寸圖6-1 直連擺線針輪減速機(jī)表61 減速機(jī)的外形安裝尺寸l1dd2132463415796-124526040d3d4d11123020048.514222461616.3機(jī)架的設(shè)計(jì)由于反應(yīng)釜傳來

36、的軸向力不大，減速機(jī)輸出軸使用了帶短節(jié)的夾殼聯(lián)軸節(jié)，且反應(yīng)釜使用不帶內(nèi)置軸承的機(jī)械密封，故選用wj型單支點(diǎn)機(jī)架（hg2156695）。由攪拌軸的直徑50mm可知，機(jī)架的公稱直徑250。結(jié)構(gòu)如圖62所示。圖62 wj型無支點(diǎn)機(jī)架6.4底座的設(shè)計(jì)對(duì)于不銹鋼設(shè)備，本設(shè)計(jì)如下底座的結(jié)構(gòu)，其上部與機(jī)架的輸出端接口和軸封裝置采用可拆相聯(lián)，下部伸入釜內(nèi)，結(jié)構(gòu)與尺寸如圖6-3所示。圖6-3 底座的結(jié)構(gòu)6.5反應(yīng)釜的軸封裝置設(shè)計(jì)6.5.1 反應(yīng)釜的軸封裝置的選型反應(yīng)釜中應(yīng)用的軸封結(jié)構(gòu)主要有兩大類，填料箱密封和機(jī)械密封?？紤]到釜內(nèi)的物料具有易燃性和一定的腐蝕性，因此選用機(jī)械密封。根據(jù)0.48、65、。由文獻(xiàn)【6】

37、855頁表6-3-37選用d型（雙端面小彈簧ub型）釜用機(jī)械密封，其結(jié)構(gòu)如圖6-4、主要尺寸如表62所示。6.5.2 軸封裝置的結(jié)構(gòu)及尺寸圖6-4 釜用206型機(jī)械密封結(jié)構(gòu)表62 釜用機(jī)械密封的主要尺寸（）軸徑螺柱502452101751804.528142001903158-18m16第七章 焊縫結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)7.1.釜體上主要焊縫結(jié)構(gòu)的設(shè)機(jī) ()筒體的縱向焊縫 （b）筒體與下封頭的環(huán)向焊縫 （c）固體物料進(jìn)口與封頭的焊縫 （d）進(jìn)料管與封頭的焊縫 （e）冷卻器接管與封頭的焊縫 （f）溫度計(jì)接管與封頭的焊縫 （h）出料口接管與封頭的焊縫 圖7-1 釜體主要焊縫的結(jié)構(gòu)及尺寸7.2夾套上的焊縫結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)夾