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

1、1 / 19化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)1.1課程設(shè)計(jì)的目的(1)綜合運(yùn)用 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 及其相關(guān)課程的理論知識(shí)， 鞏固和強(qiáng)化有關(guān)機(jī)械課程的基本理 論和基本知識(shí)。(2)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)化工工程設(shè)計(jì)的技能以及獨(dú)立分析問題、解決問題的能力。樹立明確的設(shè)計(jì)思想， 掌握化工單元設(shè)備設(shè)計(jì)的基本方法初步驟，為今后創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)化工設(shè)備及機(jī)械打下一定的基礎(chǔ)。(3)培養(yǎng)學(xué)生熟悉、查問并綜合運(yùn)用各種有關(guān)的設(shè)計(jì)手冊(cè)、規(guī)范、標(biāo)難、圖冊(cè)等設(shè)計(jì)技術(shù)資料；進(jìn) 一步培養(yǎng)學(xué)生識(shí)圖、制圖、運(yùn)算、編寫設(shè)計(jì)說明書等基本技能；完成作為工程技術(shù)人員在機(jī)械設(shè)計(jì)方 面所必備的設(shè)汁能力的基本訓(xùn)練。1.2課程設(shè)計(jì)的要求(1)樹立正確的設(shè)計(jì)思想。在設(shè)計(jì)

2、中要本著對(duì)工程設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)的態(tài)度，從難從嚴(yán)要求，綜合考慮 經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性、安全可靠性和先進(jìn)性，嚴(yán)肅認(rèn)真地進(jìn)行設(shè)計(jì)，高質(zhì)量地完成設(shè)計(jì)任務(wù)。(2)具有積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)態(tài)度和進(jìn)取精神。在課程設(shè)計(jì)中遇到問題不敷衍，通過查閱資 料和復(fù)習(xí)有關(guān)教科書，積極思考，提出個(gè)人見解，主動(dòng)解決問題，注重能力培養(yǎng)。(3)學(xué)會(huì)正確使用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，使沒汁有法可依、有章可循。(4)學(xué)會(huì)正確的設(shè)計(jì)方法，統(tǒng)籌兼顧，抓主要矛盾。1.3課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容 根據(jù)教學(xué)大綱要求，完成一種典型設(shè)備的機(jī)械設(shè)計(jì)，工作量應(yīng)包括：設(shè)備總裝圖1張，設(shè)計(jì) 計(jì)算書1份。1.4課程設(shè)計(jì)的步驟1.4.1準(zhǔn)備階段(1)設(shè)計(jì)前應(yīng)預(yù)先準(zhǔn)備好設(shè)計(jì)資料、手冊(cè)、圖冊(cè)、計(jì)算和繪圖工

3、具、圖紙及報(bào)告紙等；(2)認(rèn)真研究設(shè)計(jì)任務(wù)書，分析設(shè)計(jì)題目的原始數(shù)據(jù)和工藝條件，明確設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)內(nèi)容1.4.2機(jī)械設(shè)計(jì)階段 化工設(shè)備的機(jī)械設(shè)計(jì)是在設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)后進(jìn)行的。根據(jù)設(shè)備的工藝條件(包括工作壓力、溫度、介質(zhì)特性、結(jié)構(gòu)形式和尺寸、管口方位、標(biāo)高等)，圍繞著設(shè)備內(nèi)、外附件的選型進(jìn)行機(jī)械結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)、圍繞著確定厚度大小進(jìn)行強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的設(shè)計(jì)和校核計(jì)算。這一步往往通過“邊 算、邊選、邊畫、邊改”的做法來進(jìn)行。一般步驟如下。(1)全面考慮按壓力大小、溫度高低和腐蝕性大小等因素來選材。通常先按壓力因素來選材；當(dāng)溫度高于200C或低于一40C時(shí)，溫度就是選材的主要因素；在腐蝕強(qiáng)烈或?qū)Ψ磻?yīng)物及物

4、料污染有特定要求的，腐蝕因素又成了選材的依據(jù)。在綜合考慮以上幾方面同時(shí)，還要考慮材料的加 工性能、焊接性能及材料的來源和經(jīng)濟(jì)性。(2)選用零部件。設(shè)備內(nèi)部附件結(jié)構(gòu)類型，如塔板、攪拌器型式，常由工藝設(shè)計(jì)而定；外部附 件結(jié)構(gòu)形式，如法蘭、支座、加強(qiáng)圈、開孔附件等，在滿足工藝要求條件下，由受力條件、制造、 安裝等因素決定。(3)計(jì)算外載荷，包括內(nèi)壓、外壓、設(shè)備自重，零部件的偏載、風(fēng)載、地震載荷等，常用列表 法、分項(xiàng)統(tǒng)計(jì)的方法來進(jìn)行。(4)強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性設(shè)計(jì)相校核計(jì)算。根據(jù)結(jié)構(gòu)形式、受力條件和材料的力學(xué)性能、耐腐 蝕性能等進(jìn)行強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性計(jì)算，最后確定出合理的結(jié)構(gòu)尺寸。因大多數(shù)工況下強(qiáng)度是主

5、 要矛盾，所以有的設(shè)備設(shè)計(jì)常不作后兩項(xiàng)計(jì)算。(5)繪制設(shè)備總裝圖。對(duì)初學(xué)者，常采用“邊算、邊選、邊畫、邊改”的作法，初步計(jì) 算后，確定大體結(jié)構(gòu)尺寸，分配圖紙幅面，輕輕給出視圖底稿，待尺寸最后確定后再加深成 正式圖紙。1.4.3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)的技術(shù)文件 之一。其內(nèi)容大致包括：目錄；設(shè)計(jì)任務(wù)書；設(shè)計(jì)方案的分析和擬定；4各部分結(jié)構(gòu)尺寸的確定和設(shè)計(jì)計(jì)算；5設(shè)計(jì)小結(jié)，6參考資料。 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書要求計(jì)算正確，論述清楚，文字精練，插圖簡明，書寫工整，裝訂成冊(cè)。1.4.4課程設(shè)計(jì)答辯 課程設(shè)計(jì)的圖樣及說明書全部完成后，須經(jīng)指導(dǎo)老師審閱，

6、得到認(rèn)可后，方能參加答辯。課程設(shè)計(jì)的成績要根據(jù)圖樣、說明書和答辯所反映的設(shè)計(jì)質(zhì)量和能力以及設(shè)計(jì)過程中的學(xué) 習(xí)態(tài)度綜合加以評(píng)定。第2章 化工設(shè)備結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其圖示表達(dá)特點(diǎn)21化工設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)2.1.1基本形體多由回轉(zhuǎn)體組成 化工設(shè)備多為殼體容器，其主體結(jié)構(gòu)常采用圓仕形、橢圓形、球形、圓錐形等回轉(zhuǎn)體。2 / 193 / 192.1.2尺寸相差懸殊設(shè)備的總體尺寸和局部相差較大。2.1.3設(shè)備的開孔和接管口較多2.1.4大量采用焊接結(jié)構(gòu)2.1.5廣泛采用標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化的零部件2.1.6對(duì)材料有特殊要求 化工設(shè)備的材料除考慮強(qiáng)度、 剛度外， 還要考慮耐腐蝕， 耐高溫、 深冷等。 因此 材料 使用

7、范圍廣2.1.7安全結(jié)構(gòu)要求高 對(duì)處理有毒、易燃、易爆介質(zhì)的化工設(shè)備，要求密封結(jié)構(gòu)好，安全裝置可靠。因此，除 對(duì)焊縫進(jìn)行嚴(yán)格的檢查外，對(duì)各連接面的密封結(jié)構(gòu)提出了較高要求。2.2化工設(shè)備的圖示表達(dá)特點(diǎn)化工設(shè)備圖的特點(diǎn)，是由化工設(shè)備結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定的。2.2.1基本視圖的配置 因?yàn)樵O(shè)備的基本形體多由回轉(zhuǎn)體組成，所以用兩個(gè)視圖就可以表達(dá)它的主體結(jié)構(gòu)。臥式 設(shè)備一般以主、左（右）視圖來表達(dá)設(shè)備的主體結(jié)構(gòu)， 而立式設(shè)備， 常用主、 俯視圖表達(dá)其主體 結(jié)構(gòu)。有時(shí)對(duì)特別高大或狹長形體的設(shè)備， 當(dāng)視圖難以按投影關(guān)系配置時(shí)， 允許將俯（左）視圖 配置在圖樣的其他空處，但必須標(biāo)注“俯（左）視圖”或“X向”等字樣。當(dāng)設(shè)

8、備需較多視圖才能表達(dá)清楚時(shí)，允許將部分視圖畫在數(shù)張圖紙上，但主視圖及該設(shè) 備的明細(xì)表、技術(shù)要求、技術(shù)特性表、管口表等內(nèi)容均應(yīng)安排在第一張圖紙上。同時(shí)在每張 圖樣的附注中應(yīng)說明視圖間的關(guān)系。2.2.2多次旋轉(zhuǎn)表達(dá)方法 在設(shè)備的殼體圓周上常裝有結(jié)構(gòu)方位不同的管口和零部件，為了在同一視圖上反映出真 實(shí)形狀和位置，常按機(jī)械制圖中旋轉(zhuǎn)視圖（旋轉(zhuǎn)剖視）的方法假想將其經(jīng)過多次旋轉(zhuǎn)，正好旋轉(zhuǎn)到能在主視圖的投影面上反映其真實(shí)形狀和位置為止，再畫下它的視圖，這種畫法稱 為多次旋轉(zhuǎn)畫法。如圖22中的人孔經(jīng)過逆時(shí)針45旋轉(zhuǎn)，在主視圖的投影面上仍不能反 映其原形；然后再將人孔本身沿順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90，這時(shí)才能在投影面上反映

9、出原形。管口d無 論按順時(shí)針還是逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，都會(huì)出現(xiàn)圖形重疊現(xiàn)象，這是不允許的。遇到這種情況，常用 局部剖視的方法另行畫出。在化工設(shè)備中采用多次旋轉(zhuǎn)畫法，允許不作標(biāo)注，其周向方位仍以管口方位圖為準(zhǔn)。2.2.3局部結(jié)構(gòu)表達(dá)的方法 由于設(shè)備總體和安裝其上的零部件尺寸相差懸殊，但總體尺寸選定的繪圖比例，往往無 法將其局部結(jié)構(gòu)表達(dá)清楚。所以在化工設(shè)備圖中，往往較多的運(yùn)用局部放大圖的方法來表達(dá)局部結(jié)構(gòu)詳情，常稱節(jié)點(diǎn)圖。局部放大圖常用剖視、剖面法來表達(dá)，也可以用一組視圖來表達(dá)，如圖23中裙座的座圈就用3個(gè)視圖表達(dá)得很清楚。設(shè)備中如有若干組結(jié)構(gòu)相同僅尺寸不同的零部件時(shí)，可用集中綜合表達(dá)的方法即用圖示表達(dá)它們

10、的形狀結(jié)構(gòu).列表填入它們的尺寸系列， 如圖24所示的u型管換熱器中的u型管的表達(dá)方法，就屬此種。u型管的系列尺寸標(biāo)注見表21。4 / 19圖 2-25 / 19IS 2-4表2-1 U型菁尺寸系彌mm序號(hào)13R40S0L550600650管按15B0200030001 -r H-225管口方位的表示方法常見的有三種情況：一是管口方位已由化工工藝人員單獨(dú)畫出管口方位圖，在設(shè)備俯視AA圖 2-3R6 / 19圖上只需注明“管口及支座方位見管口方位圖，圖號(hào)XXXXX”等字樣。此時(shí)在設(shè)備圖的俯視圖中畫出的管口，只表示連接結(jié)構(gòu)，不反映管口真實(shí)方位，也不能注方位（角度）尺7 / 19二是管口方位已由工藝人

11、員確定，但沒有畫出管口方位圖，此時(shí)可在設(shè)備俯（左）視圖上表示該設(shè)備管口方位， 并注出方位尺寸，并在技術(shù)說明欄目內(nèi)注明 “管口方位以俯（左）視圖 為準(zhǔn)”等字樣；三是管口和零部件結(jié)構(gòu)形狀巳在主視圖上或通過其他輔助視圖表達(dá)清楚的，在設(shè)備的俯（左）視圖中可以用中心線和符號(hào)簡化表示管口等結(jié)構(gòu)的方位，如圖25所示。圖 2-5226假想斷開、分段（層）的表達(dá)方法一些化工設(shè)備中，如填料塔、篩板塔、浮閥塔，它的總體尺寸很大，而它的填料段或裝 有塔盤段的結(jié)構(gòu)相同或安裝方位是有規(guī)律的重復(fù)變化這時(shí)假想斷開，把結(jié)構(gòu)相同的部分段 省略，簡化畫出，如圖26所爾。這樣可合理地利用幅面和選用較大比例繪圖。2.2.7設(shè)備整體的表

12、達(dá)方法細(xì)長和高大的設(shè)備采用斷開成分段的畫法后，往往破壞了整體感，常采用整體簡圖的畫 法彌補(bǔ)，如圖29所示。整體圖的特點(diǎn)是；制圖比例采用縮小程度較大的比例；采用單線簡 化畫法；總體圖上應(yīng)包括的尺小數(shù)據(jù)是：設(shè)備總高、各管口定位尺寸和標(biāo)高、人（手）孔的位置、 塔板（或其他內(nèi)件）的總數(shù)、板間距、順序號(hào)、塔節(jié)數(shù)和標(biāo)高、設(shè)備附件的標(biāo)高位置等。18G6X X乂IssGS!JE5CM一卜ooZ9 / 192.3化工設(shè)備圖的主要內(nèi)容2.3.1一組視圖一組視圖表達(dá)設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)形狀和零部件之間的裝配關(guān)系。 而且這組視圖符合 機(jī)械 制圖 國標(biāo)的規(guī)定。23 2四類尺寸為設(shè)備制造、裝配、安裝和檢驗(yàn)提供的尺寸數(shù)據(jù)有：表示

13、設(shè)備總體大小的總體尺??；表 示規(guī)格大小的特性尺寸；表示零部件之間裝配關(guān)系的裝配尺寸；表示設(shè)備與外界安裝關(guān)系的 安裝尺寸。2.3.3管口符號(hào)和管口表設(shè)備上的管口都有專門用途，都應(yīng)注明，常用拼音字母順序編號(hào)。并把管口的有關(guān)數(shù)據(jù) 和用途等內(nèi)容標(biāo)注在專門列出的管口表中。2.3.4零部件編號(hào)及明細(xì)表把組成設(shè)備的所有零部件依次編號(hào)，并把每一個(gè)編號(hào)的零部件名稱、規(guī)格、材料、數(shù)量、 單重及有關(guān)圖號(hào)或標(biāo)準(zhǔn)號(hào)等內(nèi)容，填寫在主標(biāo)題欄上方的明細(xì)表內(nèi)。(a)10 / 192.3.5技術(shù)特性表 技術(shù)持性表用表格形式列出設(shè)備的主要工藝持性，如操作壓力、操作溫度、物料名稱、設(shè)備容積等內(nèi)容。2.3.6技術(shù)要求 技術(shù)要求常用文字

14、說明的形式提出設(shè)備在制造、檢驗(yàn)、安裝、材料、表面處理、包裝 和運(yùn)輸?shù)确矫娴囊蟆?.3.7標(biāo)題欄 標(biāo)題欄常放在圖樣的右下角，有規(guī)定的格式，用以填寫設(shè)備的名稱、設(shè)計(jì)單位、圖樣編 號(hào)以及設(shè)計(jì)、制圖、校審人員的簽字等。2.3.8其他 其他需要說明的問題，如圖樣目錄、附注、修改表等內(nèi)容。2.4化工設(shè)備圖中的簡化畫法 繪制化工設(shè)備圖時(shí)，除采用機(jī)械制圖國標(biāo)中規(guī)定的畫法外，還根據(jù)化工設(shè)備結(jié)構(gòu)的 特點(diǎn)和設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造的要求，有關(guān)部門對(duì)其簡化畫法作出補(bǔ)充規(guī)定。2.4.1設(shè)備結(jié)構(gòu)允許用單線表示 設(shè)備上的某些結(jié)構(gòu)，在已有部件團(tuán)、零件圖、剖視圖、局部放大圖等能夠清楚表示結(jié)構(gòu) 的情況下，裝配圖中的下列圖形均可按比例簡化為單線（粗實(shí)線）表示。例如；篩板塔、浮閥塔、泡罩塔的塔盤表示如圖210。當(dāng)浮閥、泡罩較多時(shí)，亦可用中心線表示或不表示。換熱器的折流板、擋板、拉桿、定距管、膨脹節(jié)等，可按圖211單線畫出。懸臂吊鉤如圖212。242標(biāo)準(zhǔn)零部件的畫法設(shè)備上的零部件如果有標(biāo)準(zhǔn)圖、復(fù)用圖和外購件（如減速機(jī)、浮球液面計(jì)、攪拌槳葉、填料箱、電動(dòng)機(jī)、油