化工機(jī)械課程設(shè)計(jì)說明書

1、、八、-前言化工反應(yīng)釜的設(shè)計(jì)是化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)的主要設(shè)計(jì) 之一，通過化工反應(yīng)釜的設(shè)計(jì)來掌握化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 的基本理論和選用機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)件的基本知識。同時(shí)在教師的指導(dǎo)下，通過課程設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立運(yùn)用所學(xué)到的基本理論 并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際綜合的分析和解決生產(chǎn)實(shí)際問題，最終達(dá)到具有典型化工壓力容器的設(shè)計(jì)能力。為了能達(dá)到熟練掌握化工容器的設(shè)計(jì)能力，在化工容器設(shè)計(jì)中要著重培養(yǎng)以下能力： 能夠熟練掌握查閱文獻(xiàn)資料、收集相關(guān)數(shù)據(jù)、正確 選擇公式，當(dāng)缺乏必要的數(shù)據(jù)時(shí)，尚需要自己通過實(shí)驗(yàn)測定 或到生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)際查定的能力。 能夠在兼顧技術(shù)先進(jìn)性、可行性、經(jīng)濟(jì)合理的前提 下，綜合分析設(shè)計(jì)任務(wù)要求，確定化工工藝流程，進(jìn)

2、行設(shè)備 選型，并提出保證過程正常、安全可行所需的檢測和計(jì)量參 數(shù)，同時(shí)還要考慮改善勞動條件和環(huán)境保護(hù)的有效措施的能 力。能夠準(zhǔn)確而迅速的進(jìn)行過程計(jì)算及主要設(shè)備的工藝 設(shè)計(jì)計(jì)算及選型的能力。能夠用精煉的語言、簡潔的文字、清晰地圖表來表達(dá)自 己的設(shè)計(jì)思想和計(jì)算結(jié)果的能力?；し磻?yīng)釜的課程設(shè)計(jì)是化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程中綜合性和實(shí)踐性較強(qiáng)的環(huán)節(jié)，是理論聯(lián)系實(shí)際的橋梁，是學(xué)生體 察工程實(shí)際問題復(fù)雜性的重要途徑?；ぴO(shè)計(jì)不同于平時(shí)的作業(yè)，在設(shè)計(jì)中需要同學(xué)獨(dú)立自主的解決所遇到的問題、自 己選擇方案、自己做出決策，不但要自己查取數(shù)據(jù)、進(jìn)行過 程和設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算， 同時(shí)也要求對自己的選擇做出論證和 核算，經(jīng)過反復(fù)

3、的比較分析，擇優(yōu)選定最理想的方案和合理 的設(shè)計(jì)?；と萜髟O(shè)計(jì)是一項(xiàng)很繁瑣的設(shè)計(jì)工作，在設(shè)計(jì)中除了要考慮各種設(shè)計(jì)要求因素外，還要考慮諸多的政策、法規(guī)和經(jīng)濟(jì) 環(huán)保等因素，因此在課程設(shè)計(jì)中除了注重多學(xué)科、多專業(yè)的 綜合因素的相互協(xié)調(diào)，更要有耐心，并保持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度， 最終做出完美的科技作品。課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)目的：把所學(xué)化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)及相關(guān)知識，在課程設(shè)計(jì)中 綜合運(yùn)用，把化工工藝條件與化工設(shè)備設(shè)計(jì)有機(jī)地結(jié)合起 來，鞏固和強(qiáng)化有關(guān)機(jī)械課程的基本理論和基本知識。設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)時(shí)要有較精確的設(shè)計(jì)內(nèi)容和步驟，一份設(shè)計(jì)計(jì)算說明 書，（設(shè)計(jì)計(jì)算說明書是圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的理論依據(jù)，是設(shè)計(jì)計(jì) 算的整理和總結(jié)，是審核設(shè)計(jì)

4、的技術(shù)文件之一。主要內(nèi)容 有：1.前言2.目錄；3.設(shè)計(jì)任務(wù)書；4.設(shè)計(jì)方案的分 析和擬定；5.各部分結(jié)構(gòu)尺寸的確定和設(shè)計(jì)計(jì)算；6.設(shè) 計(jì)匯總；7.結(jié)束語8.參考資料。）手工圖紙一張，用A2紙 作圖。設(shè)計(jì)內(nèi)容：設(shè)計(jì)一張帶有攪拌裝置的夾套反應(yīng)釜。設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)參數(shù)要求容器內(nèi)夾套內(nèi)工作壓力，Mpa設(shè)計(jì)壓力，Mpa0.22.5工作溫度，C設(shè)計(jì)溫度，C<200250介質(zhì)氯乙烯單體蒸汽全容積，m36操作容積，m33.6焊縫系數(shù)1腐蝕情況（輕微腐蝕）推薦材料16MnR攪拌器型式漿式攪拌軸轉(zhuǎn)速,r/min85軸功率.KW28設(shè)計(jì)方案的分析和擬定:根據(jù)任務(wù)書的要求，一個(gè)夾套反應(yīng)釜的設(shè)計(jì)，主要在于釜體（內(nèi)

5、筒、封頭、夾套）及附件（人孔、支座、工藝接管、視鏡、法蘭、填 料孔、測溫系統(tǒng)、攪拌裝置、傳動裝置、軸封裝置等）的設(shè)計(jì)及選擇。 第一部分容器的設(shè)計(jì) 7.1.1確定筒體的直徑和高度7.1.1.1筒體直徑的確定7.1.1.2筒體高度的確定8.1.2確定夾套的直徑和高度81.3確定夾套的材料和壁厚 9.1.3.1確定夾套圓筒部分的壁厚 91.3.2夾套橢圓封頭部分厚度的確定 101.4確定內(nèi)筒的材料和壁厚101.4.1確定圓筒部分的壁厚1.11.4.2確定筒體橢圓封頭的壁厚 .131.5水壓試驗(yàn)及其強(qiáng)度校核 13第二部分釜體法蘭的選取142.1釜體法蘭.42.2法蘭的選擇152.3密封面選取152.4

6、墊片尺寸及材質(zhì)162.5螺栓、螺母的尺寸規(guī)格 16第三部分 傳動裝置設(shè)計(jì) 173.1傳動裝置173.2選擇凸緣法蘭1.73.3選擇安裝底蓋1.83.4選擇機(jī)架193.5選擇攪拌器、攪拌軸 203.6選擇電機(jī)223.7選擇減速機(jī)223.8選擇聯(lián)軸器223.9選擇傳動軸253.10反應(yīng)釜的軸封裝置設(shè)計(jì) 25第四部分 附件的設(shè)計(jì) 254.1人孔的選擇254.2設(shè)備接口 264.2.1物料進(jìn)出口 264.2.2蒸汽管道274.3視鏡尺寸274.4溫度計(jì)的選擇284.5支座的選擇29第五部分計(jì)算傳熱面積 31第六部分人孔補(bǔ)強(qiáng)31資料匯總33結(jié)束語35夾套反應(yīng)釜設(shè)計(jì)夾套反應(yīng)釜的總體結(jié)構(gòu)帶攪拌的夾套反應(yīng)釜是

7、化學(xué)、醫(yī)藥及食品等工業(yè)中常用的典型反應(yīng)設(shè) 備之一。它是一種在一定壓力和溫度下，借助攪拌器將一定容積的兩 種（或多種）液體以及液體與固體或氣體物料混勻，促進(jìn)其反應(yīng)的設(shè) 備。一臺帶攪拌的夾套反應(yīng)釜。它主要由攪拌容器、攪拌裝置、傳動裝置、 軸封裝置、支座、人孔、工藝接管和一些附件組成。攪拌容器分罐體和夾套兩部分，主要由封頭和筒體組成，多為中、低 壓壓力容器；攪拌裝置由攪拌器和攪拌軸組成，其形式通常由工藝設(shè) 計(jì)而定；傳動裝置是為帶動攪拌裝置設(shè)置的，主要由電機(jī)、減速器、 聯(lián)軸器和傳動軸等組成；封頭裝置為動密封；它們與支座、人孔、工 藝接管等附件一起，構(gòu)成完整的夾套反應(yīng)釜。罐體和夾套的設(shè)計(jì)夾套式反應(yīng)釜是由

8、罐體和夾套兩大部分組成。罐體和夾套的設(shè)計(jì)主要 包括其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，各部件幾何尺寸的確定和強(qiáng)度的計(jì)算與校核。罐體在規(guī)定的操作溫度和操作壓力下，為物料完成其攪拌過程提供了一定 的空間。夾套傳熱是一種應(yīng)用最普遍的外部傳熱方式。 它是一個(gè)套在 罐體外面能形成密封空間的容器，既簡單又方便。罐體和夾套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)罐體一般是立式圓筒形容器，有頂蓋、筒體和罐底，通過支座安裝在 基礎(chǔ)或平臺上。罐底通常為橢圓形封頭，對于常壓或操作壓力不大而直徑較大的設(shè)備，頂蓋可采用薄鋼板制造的平蓋，并在薄鋼板上加設(shè) 型鋼制的橫梁，用以支承攪拌器及其傳動裝置。頂蓋與筒體的連接形 式分為可拆和不可拆兩種筒體內(nèi)徑 D1< 1200mm

9、,宜采用可拆連接。 當(dāng)要求可拆時(shí)做成法蘭連接。夾套的形式與罐體相同。第一部分容器的設(shè)計(jì)1.1確定筒體的直徑和高度111筒體直徑的確定對于直立的反應(yīng)釜來說，釜體的設(shè)備容積通常是指圓柱形筒體及下封頭所包含的容積，現(xiàn)估算筒體直徑。選取反應(yīng)釜裝料系數(shù) =°.6，由' 二，可得設(shè)備體積n3.60.6c 3=6m對于汽一液相類型選取H Di，由公式估算筒體的內(nèi)徑為Di4h/ Di33.14 1.2=1.853m = 1853mm將計(jì)算直徑圓整至公稱直徑標(biāo)準(zhǔn)系列，選取筒體直徑D 1800mm查附錄，DN=1800mm時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭曲面高度h廠450mm，直 邊高度h 25mm，封頭容積h

10、 =0-827m，表面積Fh =3.65術(shù)2。3由手冊和計(jì)算得每一米高的筒體容積為 2545m ,表面積公稱直徑曲面咼度直邊高度內(nèi)表面積容積厚度質(zhì)量822510262123391800450253.6540.827143961645418512205712F1 = 5.66m1.1.2筒體高度的確定082/2033mm2.545筒體高度圓整為H=2000 mm。于是H.D二20001800 '.11，復(fù)核結(jié)果基本符合原定范圍12確定夾套的直徑和高度由以上計(jì)算筒體公稱直徑為1800m m根據(jù)下表，查得夾套內(nèi)徑。Di/mm500600700180020003000Dj/mmDi+50Di+

11、100Di+200Dj 7100 = 1900由于筒體內(nèi)徑Di =700goo mm,估算夾套的內(nèi)經(jīng)mm,符合公稱直徑系列。按公式估算夾套的高度為H i-；：、0 - h3.6 - 0.8271 .089 m V1D225454i選取夾套咼度Hj =1200mm，貝卩 H0 二 H - H j = 2000 -1200 = 800mm，這樣是便于筒體法蘭螺栓裝拆的1.3確定夾套的材料和壁厚對于夾套來說，其內(nèi)部壓力為 2.5MPa,外部為大氣壓，所以夾套的厚 度計(jì)算方法是外壓容器的計(jì)算方法。131確定夾套圓筒部分的壁厚由于設(shè)計(jì)要求介質(zhì)為蒸汽，介質(zhì)對材料的腐蝕輕微，故選用16MnR為夾套材料，設(shè)計(jì)

12、溫度為250 0C時(shí)，16MnR的許用應(yīng)力 U "47 MPa，由已知夾套設(shè)計(jì)壓力p=2.5MPa，夾套筒體與內(nèi)筒的 環(huán)焊縫因無法雙面焊和作相應(yīng)的探傷檢查，從安全考慮，夾套上所有焊縫均與焊縫系數(shù)=1，取厚度附加量中的鋼板厚度負(fù)偏差C1mm，雙面腐蝕取腐蝕余量 C2 =1mm。夾套的壁厚計(jì)算如下：pDi2 一.丨-p2.5 19002 147 12.52 = 18.3mm1.3.2夾套橢圓封頭部分厚度的確定夾套橢圓封頭部分厚度的計(jì)算符合橢圓封頭厚度的計(jì)算方法，根據(jù)公,pDi；nt 一C式、0.5p ，計(jì)算封頭壁厚。凸形封頭的厚度附加量也只考慮C1和C2，加工成型的減薄量由 制造廠根據(jù)加

13、工條件來確定，以保證壁厚符合圖紙要求，設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí) 可以不作考慮。取G" mm，mm,標(biāo)準(zhǔn)橢圓形夾套封頭的壁 厚為pDi2匕 b -0.5p2.5X9002 147 1 -0.5 2.52 =18.225mm圓整至鋼板規(guī)格厚度并查閱封頭標(biāo)準(zhǔn)，選取夾套的筒體和封頭厚度均為 n =20 mm。1.4確定內(nèi)筒的材料和壁厚根據(jù)設(shè)計(jì)要求，筒體內(nèi)部壓力為 0.2MPa,夾套內(nèi)部壓力為 2.5MPa, 筒體內(nèi)部溫度為200攝氏度，夾套內(nèi)部溫度為250攝氏度，因此確定 筒體部分的厚度計(jì)算采用外壓容器的計(jì)算方法， 其具體步驟如下：（1）D0=20對的圓筒和管子假設(shè)合n，令合廣合廠C，定出比值7d

14、6;和e在化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)第六版，第132頁圖5-5左方找到將此點(diǎn)沿水平方向向右移與e線相交（與中間值用內(nèi)插法）。若D0>5O則用D0=5O查圖,D°<0.05,則用D0=0.05 查圖過此交點(diǎn)沿垂直方向下移在圖5-5的下方得到系數(shù)A,根據(jù)所用材料選用在化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)第六版，第 136圖5-9, 在圖的下方找到由3）所得的系數(shù)A，在圖的右方得到系數(shù)B。按下BD07列計(jì)算許用外壓力P= e比較計(jì)算外壓力PC與P,若PC >P則需再假設(shè)厚度n 141確定圓筒部分的壁厚筒體材料也選用16MnR，筒體受內(nèi)壓力取設(shè)計(jì)壓力為P= 0.2 MPa，設(shè)計(jì) 溫度為2500C，設(shè)計(jì)外

15、壓P =2.5 MPa，所得壁厚大于內(nèi)壓設(shè)計(jì)的壁厚， 則按外壓穩(wěn)定設(shè)計(jì)的壁厚，一定能滿足內(nèi)壓設(shè)計(jì)要求，可以不再作內(nèi) 壓設(shè)計(jì)校核。考慮到內(nèi)筒筒體按外壓設(shè)計(jì)，且受雙面腐蝕作用，可以初選筒體壁厚-36mm ，并取C1mm ， C2 =1 2mm ，筒體有效厚度D° 1800 =52.94、e=36 3 =33mm ， e 33內(nèi)筒受外壓作用的計(jì)算長度 L為被夾套包圍的筒體部分加凸形封頭高的13，則h450L : Hi h2=1200 251375mm33空73D01872查教材化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)（大連理工大學(xué)出版社，第六版）表 5D。1800= 52.945，由 乜 33和丄枠"7

16、3D01872，可以查的系數(shù)A =5.8 103,再查該書表5 9,由系數(shù)A查的系數(shù)B=14°MPa筒體的許用外壓為:小 D。三曙=2.59MPa>p = 2.5MPa因?yàn)閘p>p，且比較接近，所以取筒體、34mm，此外外壓穩(wěn)定和內(nèi)丄=1375 = 0.73単=58.25壓強(qiáng)度均能滿足要求，（若選、：n =34mm ，D0 1868，'飛，和上面方法一樣，求得P丄2.38MPavP =2.5MPa，不滿足要求。）142確定筒體橢圓封頭的壁厚其方法與圓筒部分計(jì)算步驟類似，現(xiàn)計(jì)算如下：選取筒體下封頭壁厚“二36mm，壁厚附加量C 1mm，C 1 2 mm，所以筒體下封

17、頭的有效厚度 飛“n -C =36-3 = 33mm ；標(biāo)準(zhǔn)橢圓 封頭的外壓計(jì)算當(dāng)量球面半徑 =KD0 = 0.9 1868 = 1681.2mm，= 49.45mm，所以計(jì)算系數(shù)A為、e0.125R e0 12530.00253 =2.53 1049.45查教材化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)（大連理工大學(xué)出版社，第六版）表 5 9,由系數(shù)A查的系數(shù)B=125MPa，許用外壓為B125Ip2.53MPa . 2.5MPaRo、e 49.25取筒體下封頭壁厚、：n =36mm符合外壓穩(wěn)定和內(nèi)壓強(qiáng)度要求。筒體的上封頭只受內(nèi)壓作用，并不受外壓作用，為了便于制造上圭寸頭壁厚與筒體下圭寸頭壁厚相同最為合適。1.5水壓

18、試驗(yàn)及其強(qiáng)度校核壁厚確定以后需對其進(jìn)行校驗(yàn),由于氣壓試驗(yàn)較危險(xiǎn)，一般不采用，顧此處選擇水壓試驗(yàn)。內(nèi)筒體水壓試驗(yàn)壓力為Pt =1.25p =1.25 0.2 =0.25MPaPT =0.25MPa； 夾 套 水壓 試 驗(yàn) 壓 力pTj =1.25p =1.25p =1.25 2.5 =3.125MPa,取內(nèi)=3.13Mpa進(jìn)行校核:Dnc O.251800 36 =6.74MPa2 36 1二I250.9 1800 0.5 36 =6.98MPa2 36 12-C_夾套水壓試驗(yàn)時(shí)壁內(nèi)應(yīng)力為j呼=丄嚀冷=89軸2 20 1jTjkDj 0.5 亠I3.13 盟啰。0.5 20 =79.49MPaj

19、2-c由于16MnR在常溫時(shí)的屈服強(qiáng)度為;325MPa ,牌號鋼板厚度抗拉強(qiáng)度屈服點(diǎn)16MnR 616510640345下表>1636490620325列出16MnR的抗拉>3660470600305強(qiáng)度和屈服點(diǎn)：八、>60100460590285>1001204505802750.9、s =292.5MPa可見水壓試驗(yàn)時(shí)內(nèi)筒、夾套壁內(nèi)應(yīng)力都小于0.9 s，水壓試驗(yàn)安全。 當(dāng)夾套作水壓試驗(yàn)時(shí)，釜體將受外壓作用。因夾套的試驗(yàn)壓力為 內(nèi)=3J3MPa，而筒體的許用外壓為'P1 = 2.59MPa，故在夾套水壓試驗(yàn)時(shí)， 筒體內(nèi)需要充壓才能保持筒體穩(wěn)定。第二部分釜體法蘭

20、的選取2.1釜體法蘭法蘭：法蘭連接結(jié)構(gòu)是一個(gè)組合件，一般是由連接件、被連接件、密 封原件組成。法蘭（Flange）又叫法蘭盤或突緣。法蘭是使管子與管 子相互連接的零件，連接于管端。法蘭上有孔眼，螺栓使兩法蘭緊連。 法蘭間用襯墊密封。法蘭分螺紋連接（絲接）法蘭和焊接法蘭。法蘭連接是由一對法蘭、數(shù)個(gè)螺栓和一個(gè)墊片（圈）所組成。法蘭在 螺栓預(yù)緊力的作用下，把處于法蘭密封表面上的凹凸不平處填滿，這樣就為阻止介質(zhì)泄漏形成了初始密封條件。 壓力容器法蘭從整體看有 三種形式：甲型平焊法蘭；乙型平焊法蘭；長頸對焊法蘭。現(xiàn)根據(jù)設(shè) 計(jì)條件對其進(jìn)行選型：2.2法蘭的選擇由設(shè)計(jì)要求釜體內(nèi)壓力 P=0.2MP，所以選擇

21、甲型平焊法蘭公稱直徑 DN=1800MP，公稱壓力 PN=0.25MP參考董大勤編著的化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)（化學(xué)工業(yè)出版社）第 254頁，表10-2，法蘭的選型：甲型平焊法蘭 法蘭標(biāo)準(zhǔn)類型：法蘭 RF 1800-0.25 JB/T4700-2000法蘭材料;Q235-A 所選公稱直徑1800所對應(yīng)的參數(shù):191818181818003090554138公稱直D D1 D2 D3 D4 a徑DN厚質(zhì)螺栓數(shù)a1 d度量規(guī)格量165238.M2052622.3密封面選取容器法蘭密封面有三種形式：平面型密封面；凹凸型密封面；榫槽型 密封面，因凹凸型、榫槽型密封面適用，于PN 1.016.0MPa的法蘭,

22、且0.2 MPa < 0.25MPa，溫度小于200C，可選取突面密封面，型 號代號為RF。2.4墊片尺寸及材質(zhì)墊片是構(gòu)成密封的重要元件，適當(dāng)?shù)膲|片變形和回彈能是形成密封的必要條件。最常用的墊片可分為非金屬墊片、 金屬墊片以及非金屬混 合制的墊片?？紤]到操作介質(zhì)的有毒性、易燃性、易爆性，操作壓力 0.2MPa,溫度小于200C，選擇密封墊片為耐油橡膠石棉墊。墊片標(biāo)記：墊片 1800-0.25 GB/T539主要尺寸如下：內(nèi)徑（d/mm）外徑（D/mm）寬（b/mm）厚度（§）180018402032.5螺栓、螺母的尺寸規(guī)格（1）螺栓、螺母的選型六角頭螺栓A級I型六角螺母A級（2

23、）螺栓、螺母的尺寸標(biāo)準(zhǔn)號六角頭螺栓A級數(shù)量：52螺紋規(guī)格amax emin K （公稱） rmin SminM201033.5312.7150.829.67I型六角螺母A級（摘自GB/T41-2000 等效ISO4031:1999）螺紋規(guī)格emin mmax mmin Smax Smin螺距M2032.951816.93029.162.5螺栓長度的計(jì)算：L=2S 法蘭 +S 墊片 +S 螺母=2 58+3+30+23 10%=154.9mm圓整 L=150mm第三部分傳動裝置設(shè)計(jì)3.1傳動裝置傳動裝置的組成：安裝在釜蓋上的凸緣法蘭、安裝底蓋支承著機(jī)架和 密封箱，傳動軸則吊裝在機(jī)架上的軸承箱內(nèi)、

24、穿越密封箱體深入釜內(nèi)， 再利用釜內(nèi)聯(lián)軸器與攪拌軸相連。在機(jī)架的頂部連接板上安裝著電動 機(jī)與減速機(jī)，減速機(jī)的輸出軸通過帶短節(jié)的聯(lián)軸器與傳動軸上端的軸 徑相連?，F(xiàn)針對其組成對其中每一個(gè)部件進(jìn)行選型：3.2選擇凸緣法蘭凸緣法蘭：焊在釜體封頭上，整個(gè)傳動裝置就裝在它的上邊，它還可以兼作釜體維修的檢查孔用。參考董大勤編著的化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)（化學(xué)工業(yè)出版社）第 463 頁，由傳動軸軸徑50，容器公稱直徑DN1800查得凸緣法蘭、安裝底蓋公稱直徑為400。確定凸緣法蘭型號為HG21564-95表：法蘭、安裝底蓋、機(jī)架的公稱直徑與傳動軸軸徑的搭配凸緣法蘭傳動軸軸徑容器公稱安裝底蓋304050607080直徑

25、的公稱直機(jī)架公稱直徑徑700,80025025025025012,001,40300200200300300300025016,001,80400200200250(300 3003000)表:凸緣法蘭的尺寸公稱直徑200250300400500700900DND3403954455656708301045K295350400515620780990Di200245280410430530720h6565658590100110500,600200200 2003.3選擇安裝底蓋安裝底蓋；其作用主要是安裝機(jī)架和密封箱體， 在對傳動系統(tǒng)維修時(shí) 還可以臨時(shí)擱置傳動軸。由安裝底蓋公稱直徑400，安裝

26、底蓋是上裝式凸面，選擇安裝底蓋型號為 HG21565-95 RS表:安裝底蓋形式代號傳動軸安裝形密封面形式整體襯里（L）整體襯里（L）上裝式（S）RSLRSMSLMS下裝式（X）RXLRXMXLMX表;安裝底蓋尺寸公稱直徑DN200250300400500700外徑D340395445565670830螺柱中心圓直徑K295350400515620780式凸面（R）凹凸面（M）3.4選擇機(jī)架機(jī)架：是用來支承減速機(jī)和傳動軸的，軸承箱也歸屬于機(jī)架。查表18-33,得機(jī)架的公稱直徑為250再查表18-35所以選擇機(jī)架型號為HG21566-95 A,其主要參數(shù)如下表機(jī)架公稱直徑傳動軸軸徑HHDNd25

27、0507502683.5選擇攪拌器、攪拌軸 攪拌器：攪拌器又稱攪拌槳或葉輪。它的功能是提供工藝過程所需要 的能量和適宜的流動狀態(tài)，以達(dá)到攪拌目的。工藝過程對攪拌的要求可以分為混合、攪動、懸浮、分散四種。各種形式的攪拌器的槳葉形狀可歸納為三類： 平直槳葉、斜槳葉和螺 旋面槳葉。這些槳葉的攪拌器在液體中攪拌時(shí)產(chǎn)生不同的流動狀態(tài)：基本流向有環(huán)向流、徑向流和軸向流。（1）根據(jù)工藝設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)功率P=2.8KW,轉(zhuǎn)速n=85r/min,計(jì)算d =攪拌軸直徑 ：n ,選擇攪拌器材料為45號鋼查過程設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)表3-11，得45號鋼許用應(yīng)力為 J=3040MP,計(jì)算系數(shù)a=118107，則攪拌器直徑為表：

28、材料計(jì)算系數(shù)表Q2,35,235,1Cr140Cr,35SiM n, 42SiM n,40MnB軸的材料08Ni9Ti45,3Cr13/Mpa12202030304040521351111810A1601358710798d 二 A3 p3 2.8 ： (37.8 34.3)n 二(118107)85由于設(shè)計(jì)要求攪拌器直徑需增加 5%15%還要增加24的腐蝕裕量, 還考慮鍵槽對舟強(qiáng)度的削弱和對物料的腐蝕，再圓整得到 d=50mm. 根據(jù)設(shè)計(jì)需要選擇漿式攪拌器，參考董大勤化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)表18-47攪拌器的形式主要尺寸特性參數(shù)，其選型原則是= 0.35 0.8之間;= 0.1 0.25之間Dj

29、攪拌器直徑Di內(nèi)筒內(nèi)直徑取攪拌器直徑Di =900mm,計(jì)算攪拌器攪拌軸長度=2* hi +H-L(0.81.5)Di帶入數(shù)值得攪拌軸長=2*450+2000-350-900=1650mmb=90mm(2)對攪拌器進(jìn)行強(qiáng)度校核Mnj=KMn二 95502 83145N m95Wp3二 d=24531163mm所以d=50mm符合強(qiáng)度要求3.6選擇電機(jī)由于I反應(yīng)釜里的物料具具有易燃性和一定的腐蝕生，p異步電機(jī)(防爆標(biāo)志d H AT4)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，故選用隔爆型三相功率為2.8KW，轉(zhuǎn)速為85r/min,由電動機(jī)型號參數(shù)表選擇電機(jī)型號為Y112M-2具體型號功率馬力電流type(kw)（A）Y

30、80M10.7511.8-2Y 80M21.11.52.5-2Y90S-21.523.4Y90L-22.234.8Y100L-346.42Y112M45.58.2-2參數(shù)如下表:來自百度轉(zhuǎn)速效率功率因重量(r/mi n)數(shù)2825750.84172825770.86182840780.8522284080.50.86272880820.8734289085.50.87463.7選擇減速機(jī)減速機(jī)是一種動力傳達(dá)機(jī)構(gòu)，利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，將電機(jī)（馬達(dá)） 的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu)。在目前用于 傳遞動力與運(yùn)動的機(jī)構(gòu)中，減速機(jī)的應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛。幾乎在各式 機(jī)械的傳動系統(tǒng)中都可以

31、見到它的蹤跡，從交通工具的船舶、汽車、 機(jī)車，建筑用的重型機(jī)具，機(jī)械工業(yè)所用的加工機(jī)具及自動化生產(chǎn)設(shè) 備，到日常生活中常見的家電，鐘表等等。其應(yīng)用從大動力的傳輸工 作，到小負(fù)荷，精確的角度傳輸都可以見到減速機(jī)的應(yīng)用，且在工業(yè) 應(yīng)用上，減速機(jī)具有減速及增加轉(zhuǎn)矩功能。因此廣泛應(yīng)用在速度與扭 矩的轉(zhuǎn)換設(shè)備。參考李多民化工過程設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)（中國石化出版社），選擇減速器擺線針輪減速機(jī)型號為 BLD4.0-3-17，減速比=85/14403.8選擇聯(lián)軸器聯(lián)軸器是連接軸與軸并傳遞運(yùn)動和扭矩的零件， 其種類很多，在攪拌 傳動裝置系統(tǒng)中采用的有：凸緣聯(lián)軸器（包括帶短節(jié)聯(lián)軸器） 、夾殼 聯(lián)軸器和塊式彈性聯(lián)軸器。1

32、）由設(shè)計(jì)需要，選擇C型凸緣聯(lián)軸器。C型凸緣聯(lián)軸器是由兩個(gè)帶凸 緣的半軸聯(lián)軸器組成，并用螺栓將二者連成一體。用于釜外時(shí)在兩個(gè) 半聯(lián)軸器中間加一個(gè)短節(jié)，用于傳動軸和減速機(jī)輸出的軸的連接或傳 動軸與機(jī)架中間短軸連接，聯(lián)軸器的短節(jié)拆卸后，其留出的空間可供 在機(jī)架的側(cè)向空間內(nèi)拆卸或安裝下半聯(lián)軸器，機(jī)架中間軸承箱及傳動軸密封裝置。聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)如下圖所示：作，到小負(fù)荷，精確的角度傳輸都可以見到減速機(jī)的應(yīng)用，且在工業(yè) 應(yīng)用上，減速機(jī)具有減速及增加轉(zhuǎn)矩功能。因此廣泛應(yīng)用在速度與扭 矩的轉(zhuǎn)換設(shè)備。參考李多民化工過程設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)（中國石化出版社），選擇減速器擺線針輪減速機(jī)型號為 BLD4.0-3-17,減速比二85

33、/14403.8選擇聯(lián)軸器聯(lián)軸器是連接軸與軸并傳遞運(yùn)動和扭矩的零件， 其種類很多，在攪拌 傳動裝置系統(tǒng)中采用的有：凸緣聯(lián)軸器（包括帶短節(jié)聯(lián)軸器） 、夾殼 聯(lián)軸器和塊式彈性聯(lián)軸器。1）由設(shè)計(jì)需要，選擇C型凸緣聯(lián)軸器。C型凸緣聯(lián)軸器是由兩個(gè)帶凸 緣的半軸聯(lián)軸器組成，并用螺栓將二者連成一體。用于釜外時(shí)在兩個(gè) 半聯(lián)軸器中間加一個(gè)短節(jié)，用于傳動軸和減速機(jī)輸出的軸的連接或傳 動軸與機(jī)架中間短軸連接，聯(lián)軸器的短節(jié)拆卸后，其留出的空間可供 在機(jī)架的側(cè)向空間內(nèi)拆卸或安裝下半聯(lián)軸器， 機(jī)架中間軸承箱及傳動 軸密封裝置。聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)如下圖所示：軸是傳動運(yùn)動和動力的重要零件、 工作時(shí)既受彎曲、又承受扭矩的軸 稱為轉(zhuǎn)軸

34、，如減速器中的齒輪軸；只傳遞扭矩的軸稱為傳動軸，只受 彎曲不受扭矩作用的軸稱為心軸，如自行車上的前軸。參考董大勤編著的化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)（化學(xué)工業(yè)出版社）第 463 頁，由傳動軸軸徑50，容器公稱直徑DN1800，由表18-33,查得機(jī) 架公稱直徑為250。選擇 HG21568-95 ASC400/350-453.10反應(yīng)釜的軸封裝置設(shè)計(jì)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?？?慮到釜內(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。所 以機(jī)械密封型號為徑向雙端面平衡性密封，適用溫度為 -20300攝氏 度，壓力=<1.6MPa,適用介質(zhì)：易

35、燃易爆有毒物質(zhì)型號為2002第四部分附件的設(shè)計(jì)4.1人孔的選擇人孔的作用：為了安裝、拆卸、清洗和檢修設(shè)備內(nèi)部的裝置。查表11-2選擇人孔HG20594帶頸平焊法蘭人孔 公稱壓力為1MPa,公稱直徑450mm主要參數(shù)如下表：公稱壓公稱直dw*sDD1螺栓規(guī)螺栓數(shù)總質(zhì)量回力徑格量轉(zhuǎn)蓋1400426*826515M2416103/113450480*828565M2420125/135500530*828620M2420153/1631.6400426*1032525M2716134/144450480*1034585M2720171/181500530*1034650M30*220235/2454

36、.2設(shè)備接口化工容器及設(shè)備，往往由于工藝操作等原因，在筒體和封頭上需要開 一些各種用途的孔4.2.1物料進(jìn)出口出料管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要從物料易放盡、阻力小和不易堵塞 等因素考慮。另外還要考慮溫差應(yīng)力的影響。公稱直徑DN接管長度（保溫設(shè)備）適用公稱壓力<=15130<=4.02050150<=1.670350200<=1.670500200<=1.0物料進(jìn)出口公稱直徑 DN=100mm 長度200壁厚8mm法蘭選型：HG20593 法蘭 PL100- 2.5RF 16MnR 4.2.2蒸汽管道蒸汽管道公稱直徑 DN=25nn 長度130mm 壁厚3mm法蘭選型：HG205

37、93 法蘭 PL25-0.25 RF 16MnR根據(jù)化工原理教材附表查得3）液位計(jì)管：5 = 8 D外 二57 L = 130管法蘭D =:165B1 :=59m= 6kg4）溫度計(jì)接妾管：5 =:8D外=57L = 130管法蘭D =:165B1 :=59m= 6kg4.3視鏡尺寸視鏡主要用來觀察設(shè)備內(nèi)物料及其反應(yīng)情況，也可作為料面指示鏡, 一般成對使用，當(dāng)視鏡需要斜裝或設(shè)備直徑較小時(shí)， 采用普通不帶頸視鏡HGJ501-86 公稱壓力為0.98MPa公稱直徑50.主要參數(shù)如下表：公稱直徑公稱壓力DD1b1b2螺柱數(shù)量螺柱直徑質(zhì)量5010(0.98124.716(1.

38、57)19010034246M124.925(2.45125.18010(0.98)16013036248M126.816(1.5716013036268M127.1)25(2.4516013036288M127.4)66Z4.4溫度計(jì)的選擇根據(jù)工藝要求選擇HGJ516-87銅-康銅熱電偶檢測元件名稱分度號測量范圍鎳鉻-鎳硅熱電偶K負(fù) 200 到 1300鎳鉻-康銅熱電偶E負(fù)200到900鐵-康銅熱電偶J負(fù)200到800銅-康銅熱電偶負(fù)200到4004.5支座的選擇 1）總體重量的計(jì)算33查化工原理課本 附錄五 知道鋼的密度 二7.85 10kg/m故: 計(jì)算筒體的體

39、積33已知 Do =1800mm：o=36mm H =200 0）7.85 10 kg/m由v二°。二H、： 0聯(lián)立可得m= - dH、 = 7.85 103kg/m3 1.8m 3.4m 2m 36 10m=3194.5 kg2.計(jì)算封頭的質(zhì)量查 董大勤vv化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) >>課本（p196）得°0 =1800封頭 表面積S=3.654 ；0 =36mm鋼材與筒體相同故得mM = ：v = s-0332_3= 7.85 10 kg/m 3.65m36 10 m=1032.6kg3夾套質(zhì)量計(jì)算夾套底部質(zhì)量的計(jì)算查 董大勤 << 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)&g

40、t;>課本（p196）得 D2000mm 的封頭的表面積 S=4.493m2 又 H=1200mm、0 =19mm&0332= 7.85 10 kg/m 4.493m0.019m=670.2 kg夾套直體部分質(zhì)量的計(jì)算m2 = ： v = Do H o33= 7.85 10 kg/m 3.14 1.9m 1.2m 0.019m=1067.8 kg叫套=m 十口2 = 1067.8kg 十 670.2kg = 1738kgm、二 m m封 m套二 31945kg 10326kg 1738cg 二 59651kg估算傳動裝置及電機(jī)的質(zhì)量為400Kg內(nèi)筒中充滿的氯乙烯單體的質(zhì)量為m=3

41、.6*89仁3207.6kg所選擇的支座應(yīng)做夠支持以上這些質(zhì)量因此選擇支座 TB/4725-92，耳座A 4材料：Q235-AF夾套反應(yīng)釜多為立式安裝，當(dāng)設(shè)備外有保溫層宜選用 A型耳式支座。 查附表24知（單位：mm）;支座數(shù)：4個(gè)；允許載荷Q =60 KN支座質(zhì)量：11.1Kg地腳螺栓：M24 d=30、k1、<咼度H=250底板：11=200b1 = 1401 胡4s仁70筋板：12=160b2=160墊板：13=315b3=250e=40董大勤化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)，化學(xué)工業(yè)出版社，第346頁表13-5 第五部分傳熱面積計(jì)算已知：夾套公稱直徑DN=1900mm夾套高度H=1200mm參考

42、董大勤 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)第 457頁表18-27知其傳熱面積為11.23m2公稱直徑、k1、<咼度內(nèi)筒筒體部分的夾套0.60.70.80.911.11.219007.648.248.849.4310.0310.6311.23第六部分人孔補(bǔ)強(qiáng)人孔補(bǔ)強(qiáng)的計(jì)算童二PcKD=2“ - 0.5巳P =0.2MPaK 0.9（ K1 =0.9為標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭）=170MPa=1Di = 1600mm代入得' 二0.42mmB二MAX 2d, d+22 玳 =900mmh1 = min d nt，接管實(shí)際外伸高度 =65.4mm hmin dt，接管實(shí)際內(nèi)伸高度 =65.4mmAi= (B-d) m ) -2t We6 ) (1-fr)fr TA = 3450(33 - 0.42) - 2 7.5(33 - 0.42) (1 - 1)2=14661 mmA2 = 2h1Cett)fr 2人2(飛-5甘2=2X 67 (7.5-0.27) +2X 67 (7.5-2)2=1701.8mmdi Pct 2 L：- pc=41692=2 170-0.2=0.27mmA= d=(461+2X 2)X 0.422=195.3mm則N A, A3>A所以不用補(bǔ)強(qiáng)參考文獻(xiàn):1化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)董大勤 化學(xué)工業(yè)出版社，20032 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)刁玉瑋大連理工出版社，20063 化工設(shè)備