化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)模板

化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)資料內(nèi)容僅供參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系本人改正或者刪除?；ぴO(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說明書題目:夾套反應(yīng)釜的設(shè)計(jì)院(系):資源與環(huán)境工程學(xué)院班級:化工08-1姓名:蘇曉曉學(xué)號(hào):19號(hào)指導(dǎo)教師:鐘乃良設(shè)計(jì)成績:設(shè)計(jì)日期:12月31日至1月7日摘要《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》是針對化學(xué)工程、制藥工程類專業(yè)以及其它相近的非機(jī)械類專業(yè),對化學(xué)設(shè)備的機(jī)械知識(shí)和設(shè)計(jì)能力的要求而編寫的。經(jīng)過此課程的學(xué)習(xí),是經(jīng)過學(xué)習(xí)使同學(xué)掌握基本的設(shè)計(jì)理論而且具有設(shè)計(jì)鋼制典型的中、低、常壓化工容器的設(shè)計(jì)和必要的機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)?；ぴO(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》課程教學(xué)中綜合性和實(shí)踐性較強(qiáng)的教學(xué)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,學(xué)習(xí)初次嘗試化工機(jī)械設(shè)計(jì)。化工設(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、自己做出決策,根據(jù)老師給定的設(shè)計(jì)要求自己選擇方案、查取數(shù)據(jù)、進(jìn)行過程和設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算,并要對自己的選擇做出論證和核算,經(jīng)過重復(fù)的比較分析,擇優(yōu)選定最理想的方案和合理的設(shè)計(jì)?；ぴO(shè)備課程設(shè)計(jì)師培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)能力的重要事件教學(xué)環(huán)節(jié)。在教師指導(dǎo)下,經(jīng)過課程設(shè)計(jì),培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立地運(yùn)用所學(xué)到的基本理論并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際的知識(shí),綜合地分析和解決生產(chǎn)實(shí)際問題的能力。因此,當(dāng)學(xué)生首次完成該課程設(shè)計(jì)后應(yīng)達(dá)到以下幾個(gè)目的:(1)熟練掌握查血文獻(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),尚需要自己經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測定或到生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)際查定。(2)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)行設(shè)備選型,并提出保證該過程正常、安全可行所需的檢測和計(jì)量參數(shù),同時(shí)還要考慮改進(jìn)勞動(dòng)條件和環(huán)境保護(hù)的有效措施。(3)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。(4)用精煉的語言、簡潔的文字、清晰地圖標(biāo)來表示自己的設(shè)計(jì)思想和計(jì)算結(jié)果。化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是一項(xiàng)很繁瑣的設(shè)計(jì)工作,而且在設(shè)計(jì)中除了要考慮經(jīng)濟(jì)因素外,環(huán)保也是一項(xiàng)不得不考慮的問題。除此之外,還要考慮諸多的政策、法規(guī),因此在課程設(shè)計(jì)中要有耐心,注意多專業(yè)、多學(xué)科的綜合和相互協(xié)調(diào)。目錄第一章夾套反應(yīng)釜技術(shù)要求·························4第二章夾套反應(yīng)釜的總體結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)的內(nèi)容···········4第三章筒體和夾套的設(shè)計(jì)···························53.1.筒體和夾套幾何尺寸計(jì)算······················53.2夾套反應(yīng)釜的強(qiáng)度計(jì)算···························63.3穩(wěn)定性校核···································63.4水壓試驗(yàn)校核··································93.5反應(yīng)釜的攪拌裝置·······························103.6反應(yīng)釜的傳動(dòng)裝置·······························113.7反應(yīng)釜的軸封裝置······························133.6反應(yīng)釜的其它附件······························13第四章設(shè)計(jì)小結(jié)····································14第五章參考文獻(xiàn)····································15夾套反應(yīng)釜技術(shù)要求1.本設(shè)備按照GB150—1998《鋼制壓力容器》進(jìn)行制造、實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)收,并接受國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局頒發(fā)的《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)督規(guī)程》的監(jiān)督。2.焊接采用電弧焊。3.焊接接頭型式及尺寸處圖中注明外,按GB985—88規(guī)定;角焊縫的腰高按薄板的厚度;法蘭焊接按相應(yīng)的法蘭的標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定。4.筒體、封頭及其相連接的對接焊接接頭應(yīng)進(jìn)行X射線探傷檢查,檢測長度不得少于各條焊接接頭長度的20%,且不小于250mm,Ⅲ級為合格。5.設(shè)備制造完畢后,設(shè)備內(nèi)以0.55Mpa(表壓)進(jìn)行水壓試驗(yàn),合格后焊接夾套,夾套以0.65Mpa(表壓)進(jìn)行水壓試驗(yàn)。6.設(shè)備上凸緣與安裝底座的連接表面,應(yīng)在組焊后加工。7.設(shè)備組裝后,在攪拌軸上端軸封處測定軸的徑向擺動(dòng)量不得大于0.5mm,攪拌軸軸向竄動(dòng)量不得大3mm。8.設(shè)備組裝后,低于臨界轉(zhuǎn)速時(shí),先運(yùn)轉(zhuǎn)十五分鐘后,以水代料,并使設(shè)備內(nèi)達(dá)到工作壓力;超過臨界轉(zhuǎn)速時(shí),直接以水代料,嚴(yán)禁空遠(yuǎn)轉(zhuǎn),并使設(shè)備內(nèi)達(dá)到工作壓力,進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn),時(shí)間不少一小時(shí)。在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,不得有不正常的噪音和振動(dòng)燈不良現(xiàn)象。10.管口及支座方位按本圖(或管口及支座方位見管口方位圖)夾套反應(yīng)釜的總體結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要是由攪拌容器、攪拌裝置、傳動(dòng)裝置、軸封裝置、支座、人孔、工藝接管和一些附件組成。攪拌裝置分罐體和夾套兩部分,主要由封頭和筒體組成;攪拌裝置主要由攪拌器和攪拌軸組成,其形式一般由工藝設(shè)計(jì)而定;傳動(dòng)裝置是為帶動(dòng)攪拌裝置設(shè)置的,只要由電機(jī)、減速器、聯(lián)軸器和傳動(dòng)軸等組成;軸封裝置為動(dòng)密封,一般采用機(jī)械密封或填料密封;她們與支座、人孔、工藝接管等附加一起,構(gòu)成完整的夾套的反應(yīng)釜。反應(yīng)釜的機(jī)械設(shè)計(jì)是在工藝設(shè)計(jì)之后進(jìn)行的,設(shè)計(jì)依據(jù)是工藝提出的要求和條件。工藝條件一般包括:全容積、最大工作壓力、工作溫度、介質(zhì)腐蝕性、傳熱面積、攪拌形式、轉(zhuǎn)速和功率、工藝接管尺寸方位等。筒體和夾套的設(shè)計(jì)3.1筒體和夾套的尺寸計(jì)算步驟項(xiàng)目及代號(hào)參數(shù)及結(jié)果備注1-1全容積V,m31.8由工藝條件給定1-2操作容積m31.44由工藝條件給定1-3傳熱面積m24.2由工藝條件給定1-4釜體形式圓筒形常見結(jié)構(gòu)1-5封頭形式橢圓形常見結(jié)構(gòu)1-6長徑比i=H1/D11.1按表4-2選取1-7初算筒體內(nèi)徑3314V3.14×1.1Di3m1.277計(jì)算1-8圓整筒體內(nèi)徑D1,mm1200按附表4-1選取1-9一米高的容積V1m,m31.131按附表4-1選取1-10釜體封頭容積V1封,m30.2545按附表4-2選取1-11釜體高度H1=(V-V1封)/V1m1.375計(jì)算1-12圓整釜體高度H1,mm1400選取1-13實(shí)際容積V=V1m*H1+V1封m31.84計(jì)算1-14夾套筒體內(nèi)徑D2,mm1300按表4-3選取1-15裝料系數(shù)按0.8計(jì)算1-16夾套筒體高度1.05按式4-4計(jì)算1-17圓整筒體夾套高度,mm1100選取1-18罐體封頭表面積,F1封,m21.6652按附表4-2選取1-19一米高筒體內(nèi)表面積F1m,m23.77按附表4-2選取1-20實(shí)際總傳熱面積F=F1m*H2+F1封,m25.81>4.2按式4-2校核步驟項(xiàng)目及代號(hào)參數(shù)及結(jié)果備注2-1設(shè)備材料Q-235A據(jù)工藝條件腐蝕情況確定2-2設(shè)計(jì)壓力(罐體內(nèi))p1,Mpa0.5由工藝條件給定2-3設(shè)計(jì)壓力(夾套內(nèi))p2,Mpa0.6由工藝條件給定2-4設(shè)計(jì)溫度(罐體內(nèi))t1,℃<170由工藝條件給定2-5設(shè)計(jì)溫度(夾套內(nèi))t2,℃<230由工藝條件給定2-6液柱靜壓力0.014按參考文獻(xiàn)1第八章計(jì)算2-7計(jì)算壓力0.514計(jì)算2-8液柱靜壓力0忽略3.2夾套反應(yīng)釜的強(qiáng)度計(jì)2-9計(jì)算壓力0.6計(jì)算2-10罐體及夾套焊接接頭系數(shù)0.85按參考文獻(xiàn)1表9-6選取2-11設(shè)計(jì)溫度下材料許用應(yīng)力94按參考文獻(xiàn)1表9-4或表9-5選取2-12罐體筒體計(jì)算厚度3.77按參考文獻(xiàn)1第九章計(jì)算2-13夾套筒體計(jì)算厚度4.90按參考文獻(xiàn)1第九章計(jì)算2-14罐體封皮計(jì)算厚度3.76按參考文獻(xiàn)1第十間計(jì)算2-15夾套筒體計(jì)算厚度4.89按參考文獻(xiàn)1第十間計(jì)算2-16鋼板厚度負(fù)偏差0.6按參考文獻(xiàn)1表9-10~9-11選取2-17腐蝕裕量2.0按參考文獻(xiàn)1第九章計(jì)算2-18厚度附加量2.6按參考文獻(xiàn)1第九章計(jì)算2-19罐體筒體設(shè)計(jì)厚度5.77按參考文獻(xiàn)1第九章計(jì)算2-20夾套筒體設(shè)計(jì)厚度6.90按參考文獻(xiàn)1第九章計(jì)算2-21罐體封頭設(shè)計(jì)厚度5.76按參考文獻(xiàn)1第十章計(jì)算2-22夾套筒體設(shè)計(jì)厚度4.89按參考文獻(xiàn)1第十章計(jì)算2-23罐體筒體名義厚度8圓整選取2-24夾套筒體名義厚度8圓整選取2-25罐體封頭名義厚度8圓整選取2-26夾套封頭名義厚度8圓整選取3.3.穩(wěn)定性校核3-1罐體筒體名義厚度10假設(shè)3-2厚度附加量2.8按參考文獻(xiàn)1表9-10~9-11選取3-3罐體筒體有效厚度7.2按參考文獻(xiàn)1第十一章計(jì)算3-4罐體筒體有外徑1210按參考文獻(xiàn)1第十一章計(jì)算3-5筒體計(jì)算長度1225按參考文獻(xiàn)1第十一章計(jì)算3-6系數(shù)1.004按參考文獻(xiàn)1第十一章計(jì)算3-7系數(shù)169.4按參考文獻(xiàn)1第十一章計(jì)算3-8系數(shù)A0.00068查參考文獻(xiàn)1圖11-53-9系數(shù)B95查參考文獻(xiàn)1圖11-83-10許用外壓力0.561>0.5按參考文獻(xiàn)1第十一章計(jì)算3-11罐體筒體名義厚度10確定3-12罐體封頭名義厚度10假設(shè)3-13厚度附加量2.8按參考文獻(xiàn)1表9~10選取3-14罐體封頭有效厚度7.2按參考文獻(xiàn)1第十一章選取3-15罐體封頭有外徑1220按參考文獻(xiàn)1第十一章選取3-16標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭當(dāng)量球殼外半徑R1O1=0.9D1O1,mm1098按參考文獻(xiàn)1第十一章選取3-17系數(shù)A0.0008按參考文獻(xiàn)1圖11-53-18系數(shù)B94按參考文獻(xiàn)1圖11-83-19許用外壓力[p]=B*δ1e/R1O10.616>0.6按參考文獻(xiàn)1第十一章計(jì)算穩(wěn)定3-20罐體封頭名義厚度10確定3.4水壓試驗(yàn)校核序號(hào)項(xiàng)目及代號(hào)參數(shù)及結(jié)果備注4-1罐體試驗(yàn)壓力P1T=1.25P1[σ]/[σ]t0.625按參考文獻(xiàn)1第九章計(jì)算4-2夾套水壓試驗(yàn)壓力P2T=1.25P2[σ]/[σ]t0.75按參考文獻(xiàn)1第九章計(jì)算4-3材料屈服應(yīng)力點(diǎn)σS,MPa58.75按參考文獻(xiàn)1第九章計(jì)算4-4σT≤0.9ФσS,MPa179.8按參考文獻(xiàn)1第九章計(jì)算4-5罐體圓筒應(yīng)力σT1=P1T(D1+δ1e)/2δ1e,MPa52.40<179.8按參考文獻(xiàn)1第九章計(jì)算4-6夾套內(nèi)壓試驗(yàn)應(yīng)力σT1=P2T(D1+δ2e)/2δ2e,MPa68.08<179.8按參考文獻(xiàn)1第九章計(jì)算3.5反應(yīng)釜的攪拌裝置攪拌裝置由攪拌器、軸及其支撐組成。攪拌器主要有:槳式、推進(jìn)式、框式、渦輪式、螺桿式和螺帶式。它的選型一般是工藝設(shè)計(jì)的任務(wù)。3.5.1攪拌器的選型根據(jù)任務(wù)書的要求,結(jié)合表4-4選取推進(jìn)式攪拌器。3.5.2攪拌軸設(shè)計(jì)攪拌軸的機(jī)械設(shè)計(jì)內(nèi)容同一般傳動(dòng)軸主要是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核,對于轉(zhuǎn)速大于200轉(zhuǎn)每分鐘的要進(jìn)行臨界轉(zhuǎn)速的校核。由于本設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速是200轉(zhuǎn)每分鐘,因此不必進(jìn)行臨界轉(zhuǎn)速的校核。攪拌軸的支撐常采用滾動(dòng)軸承,參考文獻(xiàn)1地十八章計(jì)算、選擇。本設(shè)計(jì)選用圓錐滾動(dòng)軸承。根據(jù)任務(wù)書,軸的強(qiáng)度與尺寸計(jì)算步驟具體如下:步驟項(xiàng)目及代數(shù)參數(shù)及結(jié)果備注1軸功率P,kW4由工藝條件確定2軸轉(zhuǎn)數(shù)n,r/min200由工藝條件確定3軸材料45常見4軸所傳遞的扭矩191按參考文獻(xiàn)1第17章計(jì)算5材料許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)35按參考文獻(xiàn)1第17章表17-36系數(shù)110按參考文獻(xiàn)1第17章17-37軸端直徑29.9按參考文獻(xiàn)1第17章計(jì)算8開一個(gè)鍵槽,軸徑擴(kuò)大5%,mm31.4按參考文獻(xiàn)1第17章計(jì)算9圓整軸端直徑d,mm40圓整選取3.6反應(yīng)釜的傳動(dòng)裝置反應(yīng)釜的攪拌器是由傳動(dòng)裝置來帶動(dòng)。傳動(dòng)裝置一般設(shè)置在釜頂封頭上部。反應(yīng)釜傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)內(nèi)容一般包括:電機(jī)、減速機(jī)的選型;選擇連軸器;選用和設(shè)計(jì)底座等。電機(jī)功率Pd=(P+Pm)/效率=(4+0.1*4)/0.95=4.63KW3.6.1電機(jī)的選型本次設(shè)計(jì)中給定了電機(jī)形式,Y123M2-6,轉(zhuǎn)速為900轉(zhuǎn)每分鐘。3.6.2減速機(jī)的選型V帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容和步驟步驟設(shè)計(jì)項(xiàng)目單位公式及數(shù)據(jù)備注1傳動(dòng)的額定功率PkW5.5(8極電機(jī)Y132S-8)已知電機(jī)功率2小皮帶輪轉(zhuǎn)速r/min900已知電機(jī)轉(zhuǎn)速3大皮帶輪轉(zhuǎn)速r/min200已知攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速4工況系數(shù)KA1.3由參考文獻(xiàn)1表13-3選取5設(shè)計(jì)功率PdkW計(jì)算6選V帶型號(hào)根據(jù)和選取B型帶根據(jù)參考文獻(xiàn)1圖13-11選取7速比4.5計(jì)算8小皮帶輪計(jì)算直徑mm125按參考文獻(xiàn)1表13-2初選9驗(yàn)算帶速m/s5.8910滑動(dòng)率0.02選取11大皮帶輪計(jì)算直徑mm＝560計(jì)算后按參考文獻(xiàn)1表13-4圓整12初定中心距mm＝1000可根據(jù)結(jié)構(gòu)要求定13帶的基準(zhǔn)長度mm≈3122.76＝3150計(jì)算后按參考文獻(xiàn)1表13-1圓整14確定中心距確定安裝V帶時(shí)所需最小中心距和最大中心距mm＝1013.6215小皮帶輪包角(°)＝155.4116單根V帶額定功率P1kW1.55由參考文獻(xiàn)1表13-7選取17時(shí),單根V帶額定功率增量kW0.28由參考文獻(xiàn)1表13-8選取28包角修正系數(shù)Ka0.93由參考文獻(xiàn)1表13-5選取29帶長修正系數(shù)KL1.07由參考文獻(xiàn)1表13-6選取30V帶根數(shù)

Z=4計(jì)算后圓整3.6.3凸緣法蘭凸緣法蘭一般是焊接與攪拌容器封頭上,用于連接攪拌傳動(dòng)裝置,亦可兼作安裝、維修、檢查用孔。設(shè)計(jì)中要選用的法蘭有多個(gè),分別結(jié)合設(shè)計(jì)尺寸與附表4-4,4-6,4-12,選取相應(yīng)的法蘭,具體型號(hào)與尺寸在圖紙上顯示。3.6.4安裝底蓋安裝底蓋根據(jù)機(jī)架與凸緣法蘭的尺寸,結(jié)合附表4-7,4-8進(jìn)行選取,具體尺寸與型號(hào)見設(shè)備圖。3.6.5機(jī)架的選取機(jī)架是安放減速器用的,它與減速機(jī)底座尺寸應(yīng)匹配。V帶減速機(jī)自帶機(jī)架,選用其它類型標(biāo)準(zhǔn)釜用減速機(jī)按標(biāo)準(zhǔn)選配機(jī)架。本次設(shè)計(jì)中選擇單支點(diǎn)機(jī)架,根據(jù)附表5-7,其型號(hào)為DJ303.6.6連軸器的選擇電機(jī)或減速機(jī)輸出軸與傳動(dòng)軸之間及傳動(dòng)軸與攪拌軸之間的連接,都是經(jīng)過連軸器連接的。本設(shè)計(jì)選擇的是TK-65彈性塊式連軸器。尺寸可經(jīng)過查表得到,或見設(shè)備圖。3、7反應(yīng)釜的軸封裝置基于設(shè)計(jì)中的各種原因,我選擇的是填料密封。填料密封是一種功耗小,泄漏率低,密封性能可靠,使用壽命長的轉(zhuǎn)軸密封。3.8反應(yīng)釜的其它附件3.8.1支座夾套反應(yīng)釜多為立式安裝,最常見的支座為耳式支座。標(biāo)準(zhǔn)耳式支座(JB/T4725—92)分為A型和B型兩種。當(dāng)設(shè)備需要保溫或直接支撐在留班上時(shí)選B型。根據(jù)本設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù),結(jié)合附表4-9本設(shè)計(jì)中選擇的是B型耳式支座,尺寸見設(shè)備圖。3.8.2手孔和人孔手孔和人孔的設(shè)置是為了安裝、拆卸、清洗和檢修設(shè)備內(nèi)部的裝置。只設(shè)計(jì)了一個(gè)手孔,直徑為150mm,開于封頭上,尺寸見于圖紙。3.8.3設(shè)備接口化工容器及設(shè)備,往往由于工藝操作等原因,在封頭和筒體上需要開一些各種用途的孔。在本次設(shè)計(jì)中開有蒸汽入孔,加料孔,溫度計(jì)接口,壓縮空氣入口,防料口,冷凝水出口。尺寸在任務(wù)書中有標(biāo)注。本設(shè)計(jì)中接口較多,其主要型號(hào)與尺寸見于圖紙關(guān)口表。3.8.4視鏡視鏡主要用來觀察設(shè)備內(nèi)部反應(yīng)情況,也能夠作為料面指示鏡,一般成對出現(xiàn),當(dāng)視鏡需要斜裝或設(shè)備直徑較小時(shí),采用帶頸視鏡。結(jié)合附圖4-4,附表4-13選擇,具體尺寸型號(hào)見圖紙。第四章結(jié)語在為期兩周的設(shè)計(jì)里(12月14號(hào)開始到12月25號(hào)結(jié)束