夾套式反應(yīng)釜設(shè)計說明書

.."過程裝備課程設(shè)計"任務(wù)書設(shè)計者____過程裝備與控制工程11-2班指導(dǎo)日期：2014/6/23-2014/7/11簡圖設(shè)計參數(shù)及要求容器內(nèi)夾套內(nèi)工作壓力,MPa0.250.35設(shè)計壓力,MPa0.3工作溫度,℃設(shè)計溫度,℃﹤100﹤100介質(zhì)有機溶劑蒸汽全容積,m31.9操作容積,m31.52傳熱面積,㎡＞3腐蝕情況微弱推薦材料Q345R攪拌器型式推進式攪拌軸轉(zhuǎn)速,r/min250r/min軸功率,kW3接管表符號公稱尺寸DN連接面形式用途A25PL/RF蒸汽入口B65PL/RF加料口C100凸凹面視鏡D25PL/RF溫度計管口E25PL/RF壓縮空氣入口F40PL/RF放料口G25PL/RF冷凝水出口過程裝備課程設(shè)計姓名學(xué)院機械與汽車工程專業(yè)班級過程裝備與控制工程11-2班指導(dǎo)老師..目錄TOC\o"1-1"\h\z\u\t"標(biāo)題2,3,標(biāo)題3,2"HYPERLINK摘要3HYPERLINKAbstract4HYPERLINK緒論5HYPERLINK1.1夾套反應(yīng)釜的總體結(jié)構(gòu)5HYPERLINK1.2 反應(yīng)釜基本特點5HYPERLINK1.3 反應(yīng)釜的發(fā)展趨勢6HYPERLINK2、夾套反應(yīng)釜設(shè)計7HYPERLINK2.1、罐體幾何尺寸計算7HYPERLINK2.1.1確定筒體內(nèi)徑7HYPERLINK2.1.2確定封頭尺寸8HYPERLINK2.1.3確定筒體高度8HYPERLINK2.1.4夾套幾何尺寸計算8HYPERLINK2.2、夾套反應(yīng)釜的強度與穩(wěn)定性計算9HYPERLINK2.2.2穩(wěn)定性校核<按外壓校核厚度>10HYPERLINK2.2.3水壓測試校核11HYPERLINK2.3反應(yīng)釜的攪拌器12HYPERLINK2.3.1攪拌器的選型：12HYPERLINK2.3.2攪拌器的安裝方式及其與軸連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計12HYPERLINK2.3.3擋板的設(shè)計12HYPERLINK2.4反應(yīng)釜的傳動裝置13HYPERLINK2.4.1常用電機及其連接尺寸13HYPERLINK2.4.2帶傳動減速機13HYPERLINK2.4.3凸緣法蘭15HYPERLINK2.4.4安裝底蓋16HYPERLINK2.4.5機架16HYPERLINK2.4.6聯(lián)軸器16HYPERLINK2.5攪拌軸的設(shè)計和校核17HYPERLINK2.5.1軸的和設(shè)計17HYPERLINK2.5.2軸的校核17HYPERLINK2.6鍵的校核18HYPERLINK2.7反應(yīng)釜的軸封裝置19HYPERLINK2.8反應(yīng)釜的其他附件20HYPERLINK2.8.1設(shè)備法蘭20HYPERLINK2.8.2支座21HYPERLINK2.8.3設(shè)備接口21HYPERLINK結(jié)束語22HYPERLINK致謝23HYPERLINK參考文獻24摘要：夾套反應(yīng)釜分罐體和夾套兩部分,主要有封頭和筒體組成,多為中、低壓壓力容器；攪拌裝置有攪拌器和攪拌軸組成,其形式通常由工藝而定；傳動裝置是為帶動攪拌裝置設(shè)置的,主要有電動機、減速器、聯(lián)軸器和傳動軸等組成；軸封裝置為動密封,一般采用機械密封或填料密封；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。關(guān)鍵詞：壓力容器；反應(yīng)釜；設(shè)計Abstract：Reactorismadeupoftankandjacket.Themainpartsareendsocketandbarrel.Themostreactorismiddleandlowpressurecontainer.Thedasherismadeupstirrerandmixershaft,whichisbaseonthecraft.Thegearingistodrivethedasher,whichismadeupelectromotorreducerandcouplingdriveshaft.Theshaftsealismotiveseal.Itusuallyadoptmechanicalsealandpackingseal.Itformthewholereactorwiththesupportmanholeandtubeandsoon.Keywords:pressurevessels；reactor；design1、緒論1.1夾套反應(yīng)釜的總體結(jié)構(gòu)夾套反應(yīng)釜廣泛用于合成橡膠、合成塑料、農(nóng)藥、化肥等行業(yè)。如圖所示,為一臺帶式攪拌的夾套反應(yīng)釜。夾套反應(yīng)釜主要由攪拌容器、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。攪拌容器常被稱作攪拌釜,當(dāng)作反應(yīng)器用時,稱為攪拌式反應(yīng)器,簡稱反應(yīng)釜。反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,其形成通常由工藝設(shè)計而定；傳動裝置是為帶動攪拌裝置設(shè)置的,主要由電機、減速器、聯(lián)軸器和傳動軸等組成；軸封裝置為動密封,一般采用機械密封或填料密封；它們與支座、人孔、工藝管等附件一起,構(gòu)成完整的夾套反應(yīng)釜。反應(yīng)釜材質(zhì)一般有碳錳鋼、不銹鋼、鋯、鎳基〔哈氏、蒙乃爾合金及其它復(fù)合材料。反應(yīng)釜可采用SUS304、SUS316L等不銹鋼材料制造。攪拌器有錨式、框式、槳式、渦輪式,刮板式,組合式,轉(zhuǎn)動機構(gòu)可采用擺線針輪減速機、無級變速減速機或變頻調(diào)速等,可滿足各種物料的特殊反應(yīng)要求。密封裝置可采用機械密封、填料密封等密封結(jié)構(gòu)。加熱、冷卻可采用夾套、半管、盤管、米勒板等結(jié)構(gòu),加熱方式有蒸汽、電加熱、導(dǎo)熱油,以滿足耐酸、耐高溫、耐磨損、抗腐蝕等不同工作環(huán)境的工藝需要。可根據(jù)用戶工藝要求進行設(shè)計、制造。1.2 反應(yīng)釜基本特點反應(yīng)釜體普遍采用鋼制<或襯里>、鑄鐵或搪玻璃。反應(yīng)釜所用的材料、攪拌裝置、加熱方法、軸封結(jié)構(gòu)、容積大小、溫度、壓力等各有異同、種類很多,它們的基本特點分述如下：<1> 結(jié)構(gòu)：反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)基本相同,除有反應(yīng)釜體外,還有傳動裝置、攪拌和加熱<或冷卻>裝置等,可改善傳熱條件,使反應(yīng)溫度控制得比較均勻,并不強化傳質(zhì)過程。<2> 操作壓力：反應(yīng)釜操作壓力較高。釜內(nèi)的壓力是化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生或由溫度升高而形成,壓力波動較大,有時操作不穩(wěn)定,突然的壓力升高可能超過正常壓力的幾倍,因此,大部分反應(yīng)釜屬于受壓容器。<3> 操作溫度：反應(yīng)釜操作溫度較高,通常化學(xué)反應(yīng)需要在一定的溫度條件下才能進行,所以反應(yīng)釜既承受壓力又承受溫度。獲得高溫的方法通常有以下幾種：1> 水加溫要求溫度不高時可采用,其加熱系統(tǒng)有敞開式和密閉式兩種。敞開式較簡單,它由循環(huán)泵、水槽、管道及控制閥門的調(diào)節(jié)器所組成,當(dāng)采用高壓水時,設(shè)備機械強度要求高,反應(yīng)釜外表面焊上蛇管,蛇管與釜壁有間隙,使熱阻增加,傳熱效果降低。2> 蒸汽加熱加熱溫度在100℃以下時,可用一個大氣壓以下的蒸汽來加熱；100~180℃范圍內(nèi),用飽和蒸汽；當(dāng)溫度更高時,可采用高壓過熱蒸汽。3> 用其它介質(zhì)加熱若工藝要求必須在高溫下操作或欲避免采用高壓的加熱系統(tǒng)時,可用其它介質(zhì)來代替水和蒸汽,如礦物油<275～300℃>、聯(lián)苯醚混合劑<沸點258℃>、熔鹽<140～540℃>、液態(tài)鉛<熔點327℃>等。4> 電加熱將電阻絲纏繞在反應(yīng)釜筒體的絕緣層上,或安裝在離反應(yīng)釜若干距離的特設(shè)絕緣體上,因此,在電阻絲與反應(yīng)釜體之間形成了不大的空間間隙。前三種方法獲得高溫均需在釜體上增設(shè)夾套,由于溫度變化的幅度大,使釜的夾套及殼體承受溫度變化而產(chǎn)生溫差壓力。采用電加熱時,設(shè)備較輕便簡單,溫度較易調(diào)節(jié),而且不用泵、爐子、煙囪等設(shè)施,開動也非常簡單,危險性不高,成本費用較低,但操作費用較其它加熱方法高,熱效率在85%以下,因此適用于加熱溫度在400℃以下和電能價格較低的地方。<4> 反應(yīng)釜攪拌結(jié)構(gòu)：在反應(yīng)釜中通常要進行化學(xué)反應(yīng),為保證反應(yīng)能均勻而較快的進行,提高效率,通常在反應(yīng)釜中裝有相應(yīng)的攪拌裝置,于是便帶來傳動軸的動密封及防止泄漏的問題。<5> 反應(yīng)釜的工作：反應(yīng)釜多屬間隙操作,有時為保證產(chǎn)品質(zhì)量,每批出料后都需進行清洗；釜頂裝有快開人孔及手孔,便于取樣、測體積、觀察反應(yīng)情況和進入設(shè)備內(nèi)部檢修。1.3 反應(yīng)釜的發(fā)展趨勢1、大容積化,這是增加產(chǎn)量、減少批量生產(chǎn)之間的質(zhì)量誤差、降低產(chǎn)品成本的有效途徑和發(fā)展趨勢。染料生產(chǎn)用反應(yīng)釜國內(nèi)多為6000L以下,其它行業(yè)有的達30m3；國外在染料行業(yè)有20000～40000L,而其它行業(yè)可達120m3。2、反應(yīng)釜的攪拌器,已由單一攪拌器發(fā)展到用雙攪拌器或外加泵強制循環(huán)。反應(yīng)釜發(fā)展趨勢除了裝有攪拌器外,尚使釜體沿水平線旋轉(zhuǎn),從而提高反應(yīng)速度。3、以生產(chǎn)自動化和連續(xù)化代替笨重的間隙手工操作,如采用程序控制,既可保證穩(wěn)定生產(chǎn),提高產(chǎn)品質(zhì)量,增加收益,減輕體力勞動,又可消除對環(huán)境的污染。4、合理地利用熱能,選擇最佳的工藝操作條件,加強保溫措施,提高傳熱效率,使熱損失降至最低限度,余熱或反應(yīng)后產(chǎn)生的熱能充分地綜合利用。熱管技術(shù)的應(yīng)用,將是今后反應(yīng)釜發(fā)展趨勢。2、夾套反應(yīng)釜設(shè)計HYPERLINK2.1、罐體幾何尺寸計算2.1.1確定筒體內(nèi)徑有公式：式中V————工藝條件給定容積,〔任務(wù)書規(guī)定1.9i————長比徑,由下表選取表2.1不同釜內(nèi)物料類型長徑比`釜內(nèi)物料類型H1/Di一般反應(yīng)釜液-固相或液液相物料1~1.3氣液相物料1~2注：取i=H1/D1=1.2經(jīng)計算得：m；選取圓整筒體內(nèi)徑D1=1200mm。2.1.2確定封頭尺寸反應(yīng)釜筒體與夾套最常用的封頭形式是標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭,以內(nèi)徑為基準(zhǔn)的橢圓形封頭代號為EHA,其內(nèi)徑與筒體內(nèi)徑相同,其厚度計算并向上圓整,因此,取封頭的內(nèi)就內(nèi)徑為1200mm。2.1.3確定筒體高度有公式〔4-2：式中：V封————封頭容積〔見參考文獻[1]表D-2,m3;V1m—————1m高的筒體容積〔見參考文獻[1]表D-1,m3/m;計算得：=1.455m圓整H1=1500mm;V=V1mH1+V封=1.951m3;式中：V封————封頭容積〔見參考文獻[1]表D-2,m3;V1m—————1m高的筒體容積〔見參考文獻[1]表D-1,m3/m;H1————圓整后的筒體高度,m。HYPERLINK夾套幾何尺寸計算按表4-5夾套直徑選取夾套筒體內(nèi)徑=+100=1300mm,表2.2夾套直徑裝料系數(shù)η按式：夾套筒體高度H2按式：計算得：H2=1.155m,經(jīng)圓整得H2=1200mm;實際總傳熱面積F按式:2.2、夾套反應(yīng)釜的強度與穩(wěn)定性計算HYPERLINK2.2.1強度計算<按內(nèi)壓計算強度>據(jù)工藝條件或腐蝕情況確定,設(shè)備材料選用Q345。由工藝條件給定：設(shè)計壓力〔罐體內(nèi)=0.25MPa,設(shè)計壓力〔夾套內(nèi)=0.35MPa,設(shè)計溫度〔罐體內(nèi)<100℃,設(shè)計溫度〔夾套內(nèi)<150℃。按參考文獻[2]第九章計算：液柱靜壓力p1H=10-6ρgh=0.013MPa計算壓力P1c=P1+P1H=0.25MPa；液柱靜壓力P2H==0MP計算壓力P2c=P2H+P2c=0.35MPa焊接接頭系數(shù),選取罐體及夾套焊接接頭系數(shù)=0.85。設(shè)計溫度下材料許用應(yīng)力：[]t=189MPa。罐體筒體計算厚度按式：夾套筒體計算厚度按式：封頭計算厚度按式：夾套封頭計算厚度按式：取最小厚度作為計算厚度腐蝕余量：C2=2.0mm罐體筒體設(shè)計厚度按式：夾套筒體設(shè)計厚度按式：罐體封頭設(shè)計厚度按式：夾套封頭設(shè)計厚度按式：鋼板厚度負偏差：C1=0.6mm〔按鋼板厚度6㎜罐體筒體名義厚度按式：夾套筒體名義厚度按式：罐體封頭名義厚度按式：夾套封頭名義厚度按式：HYPERLINK2.2.2穩(wěn)定性校核<按外壓校核厚度>〔1筒體穩(wěn)定性校核①假設(shè)罐體筒體名義厚度：=5mm厚度附加量按式：罐體筒體有效厚度按式：罐體筒體外徑按式：筒體計算長度按式：系數(shù)：=1.074系數(shù)：=484經(jīng)查表得：系數(shù)=0.00013系數(shù)B=——許用外壓力按式：②假設(shè)罐體筒體名義厚度=8mm厚度附加量按式：罐體筒體有效厚度按式：罐體筒體外徑按式：筒體計算長度按式：系數(shù)：=1.066系數(shù)：=233.85經(jīng)查表得：系數(shù)=0.0004系數(shù)B=55許用外壓力按式：③假設(shè)罐體筒體名義厚度=10mm厚度附加量按式：罐體筒體有效厚度按式：罐體筒體外徑按式：筒體計算長度按式：系數(shù)：=1系數(shù)：=169.4經(jīng)查表得：系數(shù)=0.0006系數(shù)B=84許用外壓力按式：確定罐體筒體名義厚度:=10mm〔2封頭穩(wěn)定性校核假設(shè)罐體封頭名義厚度=10mm查得鋼板厚度負偏差,選取鋼板厚度負偏差=0.8mm據(jù)經(jīng)驗規(guī)律,腐蝕裕量=2.0mm厚度附加量按式：mm罐體封頭有效厚度按式：:罐體封頭外徑按式：標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭當(dāng)量球殼外半徑按式:=1098系數(shù)按式:查圖4-2曲線,得系數(shù)=110MPa許用外壓力按式:確定罐體封頭名義厚度：=10mm2.2.3水壓測試校核Q345通常溫度下的許用應(yīng)力157MPa罐體的水壓測試壓力：夾套的水壓測試壓力：材料的屈服點應(yīng)力=容器圓筒應(yīng)力：夾套內(nèi)壓試驗應(yīng)力：2.3反應(yīng)釜的攪拌器2.3.1攪拌器的選型：攪拌器的型式主要有：槳式、推進式、框式、渦輪式、螺桿式和螺帶式等。本反應(yīng)釜攪拌裝置的攪拌器采用推進式。HYPERLINK2.3.2攪拌器的安裝方式及其與軸連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計本反應(yīng)釜選用的是推進式攪拌器,攪拌器推進式攪拌器是類似風(fēng)扇扇葉結(jié)構(gòu)。它與軸的連接是通過軸套用平鍵或緊定螺釘固定,軸端加固定螺母。為防螺紋腐蝕加軸頭保護帽。推進式攪拌器直徑：取DJ=200㎜2.3.3擋板的設(shè)計擋板是一種常用的攪拌附件之一。當(dāng)攪拌器沿容器中心線安裝,驕傲辦物料的黏度不大,攪拌轉(zhuǎn)速不高時,液體將隨著槳葉旋轉(zhuǎn)方向一起運動,容器中心部分的液面下降,形成漩渦,降低混合效果。未消除這種現(xiàn)象,通常將容器中加入擋板,把回轉(zhuǎn)的切向流東改變?yōu)閺较蚝洼S向流動,增加流體的剪切強度,改善攪拌效果。擋板的寬度通常取容的內(nèi)徑的1/10~1/12,一般設(shè)置4~6個沿罐壁均勻分布直立安裝。本反應(yīng)釜選用角鋼,選用標(biāo)準(zhǔn)為GB/T9787-1988熱軋等邊角鋼,具體尺寸為40×40。擋板寬度B=D1/12=91.666㎜,圓整取B=90㎜選用四個擋板擋板與罐壁間隙為B/5=22毫米,圓整取30毫米2.4反應(yīng)釜的傳動裝置反應(yīng)釜的攪拌器是由傳動裝置來帶動。傳動裝置通常設(shè)置在釜頂封頭的上部。反應(yīng)釜傳動裝置的設(shè)計內(nèi)容一般包括：電機、減速機的選型；選擇聯(lián)軸器；選用和設(shè)計機架和底座等。2.4.1常用電機及其連接尺寸本反應(yīng)釜選用YB160M1-8電機,同步轉(zhuǎn)速750r/min,電機的功率P=4kW。滿載轉(zhuǎn)速720r/min,質(zhì)量118㎏,額定轉(zhuǎn)矩2.0TN。2.4.2帶傳動減速機任務(wù)書規(guī)定本反應(yīng)釜的減速機為帶傳動減速機。帶傳動速機的設(shè)計V帶減速機的特點是：結(jié)構(gòu)簡單,制造方便,價格低廉,能防止過載,噪聲小。但不適用于防爆場合。查表Y系列三相異步電動機主要技術(shù)數(shù)據(jù),傳動的額定功率P=4kW小皮帶輪轉(zhuǎn)速：大皮帶輪轉(zhuǎn)速：在電動機中,我們選用滿載全轉(zhuǎn)速750r/min,8極三相異步電動機,在減速器中,帶傳動的速比為3:1,電動機的額定功率為4kw的Y系列的。我們將帶式減速器設(shè)計使用V型帶,于是我們得到功率P=4kw,轉(zhuǎn)速n=720r/min1計算功率由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表12.6可知工況系數(shù)KA=1.1Pd=KA×P=1.1×3kw=3.3kw2選取普通V型帶根據(jù)Pc=4kw,n=720r/min由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》圖12-13確定選用A型帶。3、確定大帶輪與小帶輪基準(zhǔn)直徑D1,D2由參考文獻[3]表12.7取D1=75mm,驗算帶速V有公式：=3.14×75×730÷600000=2.87m/s＜5m/s故小帶輪的直徑選取不合適。D1=140mm,驗算帶速V有公式：=3.14×140×730÷600000=5.35m/s＞5m/s故小帶輪的直徑選取合適。根據(jù)公式：,=2%=730÷240×140×〔1-0.02=411.6mm由參考文獻[3]表12.7取圓整D2=400mm大帶輪轉(zhuǎn)速：n2==730×140×0.98÷400=250.4r/min其誤差的絕對值：=4.3%<5%在合理范圍4、確定帶長和中心距初步取中心距a=500m帶長=2×500+3.14÷2×〔140+400+÷4÷500=1882mm選用基準(zhǔn)長度Ld=2000mm計算實際中心距：a=6、驗算小帶輪包角=180°-〔400-140÷560×57.3°=153.4°>120°,故尺寸合適。7、確定V帶根數(shù)z傳動比i===2.953由參考文獻[3]12.3,12.4,12.5,12.6,12.8分別查得：=1.30kw,Δ=0.02kw,=0.96,KL=1.11所以z==2.23取z=3根8、求壓軸力FQ由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表12.2查的q=0.10kg/m張緊力公式：==167.78N壓軸力FQ=2×Z×F×sin〔α/2=2×3×167.78×sin〔153.4/2=979.68NHYPERLINK凸緣法蘭 凸緣法蘭一般焊接于攪拌容器封頭上,用于連接攪拌傳動裝置,亦可兼作安裝,維修,檢查用孔。凸緣法蘭分整體和襯里兩種結(jié)構(gòu)形式,密封面分突面〔R和凹面〔M兩種。本反應(yīng)釜凸緣法蘭焊接于攪拌容器封頭上,采用整體結(jié)構(gòu)形式。由表D-6凸緣法蘭主要尺寸,選擇公稱直徑DN=200mm,螺紋為M16,螺栓數(shù)量為8個的M型凸緣法蘭。HYPERLINK安裝底蓋安裝底蓋采用螺柱等緊固件,上與機架連接,下與凸緣法蘭連接,是整個攪拌傳動裝置與容器連接的主要連接件。安裝底蓋的常用形式為RS和LRS型,其他結(jié)構(gòu)〔整體或襯里、密封面形式〔突面或凹面以及傳動軸的安裝形式〔上裝或下裝,按HG21565-1995選取。安裝底蓋的公稱直徑與凸緣法蘭相同。形式選取時應(yīng)注意與凸緣法蘭的密封面配合〔突面配突面,凹面配凹面。本反應(yīng)釜安裝底蓋采用螺柱等緊固件,上與機架連接,下與凸緣法蘭連接。采用RS型形式,整體結(jié)構(gòu)、密封面形式〔突面以及傳動軸的安裝形式〔上裝,按HG21565-1995選取。安裝底蓋的公稱直徑與凸緣法蘭相同,均為DN=200mm,查表D.7安裝底蓋的尺寸確定其他參數(shù)。HYPERLINK機架立式攪拌設(shè)備傳動裝置大多是通過機架、安裝底蓋安裝在攪拌設(shè)備封頭上。機架上端應(yīng)與減速器連接尺寸相匹配,下端采用螺柱與安裝底蓋相連接。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)機架不能滿足要求時,可以根據(jù)具體結(jié)構(gòu)自行進行設(shè)計。本攪拌器的機架為焊接非標(biāo)準(zhǔn)機架,具體尺寸以圖示為準(zhǔn)。HYPERLINK聯(lián)軸器電機或減速機輸出軸與傳動軸之間及傳動軸與攪拌軸之間的連接,都是通過聯(lián)軸器連接的,并傳遞運動和轉(zhuǎn)矩。聯(lián)軸器分為剛性聯(lián)軸器和彈性聯(lián)軸器兩大類。常用的聯(lián)軸器有彈性塊式聯(lián)軸器,剛性凸緣聯(lián)軸器,夾殼聯(lián)軸器和緊箍夾殼聯(lián)軸器等。據(jù)所選V帶減速機的規(guī)格,本反應(yīng)釜采用剛性凸緣聯(lián)軸器。查GT型凸緣聯(lián)軸器主要參數(shù)及尺寸,選用聯(lián)軸器的符號為GY-4,孔徑為40㎜,質(zhì)量為3.15kg。2.5攪拌軸的設(shè)計和校核2.5.1軸的和設(shè)計攪拌軸的機械設(shè)計內(nèi)容同一般傳動軸,主要是結(jié)構(gòu)設(shè)計和強度校核攪拌軸的材料：選用45鋼軸功率：P=3kw,軸轉(zhuǎn)速=250T==材料許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力[τ]=35,查表得系數(shù)A=112軸端直徑考慮到開鍵槽軸擴大5%,則d=26.92mm<30mm故取最小軸徑為30㎜2.5.2軸的校核由圖可得T==A點處FQ=979.68N,對B,C點的約束反力FB=FC=由彎矩圖和彎力圖可知,最危險截面為B處而B處的彎矩MB=0.068×FQ=979.68×0.068=66.62N·m因為該傳動為單向傳動,可以認為扭矩為為脈動循環(huán)變化,故折合系數(shù)=0.6.則T=0.6×114.6=68.76N最危險截面處的當(dāng)量彎矩MeB===95.74N·m計算最危險截面B的軸徑dodo≥=25.92mm算上5%的加工減薄量以及銷的影響,取d=30mm,顯然強度足夠。2.6鍵的校核軸上鍵最小的是大帶輪的鍵,其型號為鍵32×8×7,材料為45鋼,需用剪切應(yīng)力為[τ]=30MPa=M÷r=159.1÷0.018=7640N,AQ=0.032×0.008+3.14×0.0042=2.72×m2τ=FQ/AQ=28.07MPa;所以τ＜[τ],即鍵的強度合格。2.7反應(yīng)釜的軸封裝置軸封是攪拌設(shè)備的一個重要組成部分。其任務(wù)是保證攪拌設(shè)備內(nèi)處于一定的正壓力的真空狀態(tài)以及防止反應(yīng)物料逸出和雜質(zhì)的滲入。鑒于攪拌設(shè)備以立式容器中心頂插式攪拌為主,很少滿釜操作,軸封的對象主要為氣體；而且攪拌設(shè)備由于反應(yīng)工況復(fù)雜,軸的偏擺振動大,運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性差等特點,故不是所有形式的軸封都能用于攪拌設(shè)備上。反應(yīng)釜攪拌軸處的軸封,屬于動密封,常用的有填料密封和機械密封兩種形式,它們都有各自的優(yōu)缺點和標(biāo)準(zhǔn),可以直接使用。填料密封填料密封是由底環(huán)、本體、油環(huán)、填料、螺栓、螺柱、壓蓋以及油杯等組成。在壓蓋壓力作用下,裝在攪拌軸與填料箱本體之間的填料,對攪拌軸表面產(chǎn)生徑向壓緊力。由于填料中含有潤滑劑,因此,在對攪拌軸產(chǎn)生徑向壓緊力的同時,形成一層極薄的液膜,一方面使攪拌軸得以潤滑,另一方面阻止設(shè)備內(nèi)流體的逸出或外部流體的滲入,達到密封的目的。當(dāng)采用填料密封時,應(yīng)優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)填料箱。標(biāo)準(zhǔn)填料箱中,HG21537．7—92為碳鋼填料箱,HG21537．8—92為不銹鋼填料箱,標(biāo)準(zhǔn)填料箱結(jié)構(gòu)形式見附圖5-8,明細表見附表5-13,主要尺寸見附表5-14。均分為0．6MPa、1．6MPa兩檔規(guī)格。PN0.6MPa為五個填料,PNl.6MPa為七個填料環(huán)。填料箱密封的選用還應(yīng)注意以下幾方面：①當(dāng)填料箱的結(jié)構(gòu)和填料的材料選擇合理,并有良好潤滑和冷卻條件時,可用于較高的工作壓力、溫度和轉(zhuǎn)速條件下；②當(dāng)填料無冷卻、潤滑時,轉(zhuǎn)軸線速度不應(yīng)超過lm／s；③當(dāng)攪拌容器內(nèi)介質(zhì)溫度大于200。C時,應(yīng)對填料密封進行有效冷卻；④當(dāng)從填料箱油杯中壓注密封潤滑液時,潤滑液壓力一般應(yīng)略高于被密封介質(zhì)的壓力,以防止容器內(nèi)介質(zhì)的泄露；采用密封潤滑液時,潤滑液流入容器內(nèi)對工藝性能有影響時,應(yīng)在填料箱下端軸上設(shè)置儲油杯；⑤填料箱一般可不設(shè)支承套,應(yīng)將攪拌軸的支承設(shè)置在機架上?！?機械密封機械密封是一種功耗小,泄漏率低,密封性能可靠,使用壽命長的轉(zhuǎn)軸密封。主要用于腐蝕,易燃,易爆,劇毒及帶有固體顆粒的介質(zhì)中工作的有壓和真空設(shè)備。由于反應(yīng)釜多采用立式結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)速低,但攪拌軸直徑大,尺寸長,擺動和振動較大,故機械密封常采用外裝式〔靜環(huán)裝于釜口法蘭外惻,小彈簧〔補償機構(gòu)中含有多個沿周向分布的彈簧,旋轉(zhuǎn)式〔彈性元件隨軸旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu),當(dāng)介質(zhì)壓力、溫度低且腐蝕性大時,可采用單端面〔由一對密封端面組成,非平衡型〔載荷系數(shù)K≥1的機械密封。當(dāng)介質(zhì)壓力,溫度高或介質(zhì)為易燃,易爆,有毒時,應(yīng)采用雙端面〔由兩對密封面組成,平衡型〔載荷系數(shù)K<1的機械密封。當(dāng)攪拌設(shè)備采用機械密封時,在下列情況下,應(yīng)采用必要的措施,以便保證密封使用性能,提高使用壽命。①當(dāng)密封腔介質(zhì)溫度超過80℃時,對單端面和雙端面機械密封,都應(yīng)采用冷卻措施；②為防止密封面干摩擦,對單端面機械密封,應(yīng)采用潤滑措施；③當(dāng)采用雙端面機械密封時,應(yīng)采用密封液系統(tǒng),向密封端面提供密封液,用于冷卻,潤滑密封端面；④必要時,應(yīng)對潤滑液,密封液進行過濾；⑤當(dāng)采用潤滑及密封液系統(tǒng)時,需考慮一旦潤滑液,密封液漏入攪拌容器內(nèi),應(yīng)不會影響容器內(nèi)物料的工藝性能,不會使物料變質(zhì),必要時應(yīng)采用緩沖液杯和漏夜收集器等防污染措施。本反應(yīng)釜一般在常壓,低壓,低轉(zhuǎn)速下使用,故采用填料密封。因其結(jié)構(gòu)簡單,易于制造,在攪拌設(shè)備上曾得到廣泛應(yīng)用,且便于定期維護此攪拌設(shè)備。2.8反應(yīng)釜的其他附件2.8.1設(shè)備法蘭當(dāng)筒體與上封頭用法蘭連接時,常采用甲型平焊法蘭連接,這是壓力容器法蘭中的一種,XX平焊法蘭密封面結(jié)構(gòu)常用平密封面和凹凸密封面的兩種。甲型平焊法蘭的工作溫度為-20~300℃,不同使用溫度下最大允許工作壓力按照參考文獻[2]表12-3的規(guī)定。常用甲型平焊法蘭質(zhì)量見參考文獻[1]表D-4。2.8.2支座夾套反應(yīng)釜多為立式安裝,最常用的支座為耳式支座。標(biāo)準(zhǔn)耳式支座〔/T4725-92分為A型和B型兩種