夾套反應(yīng)釜課程設(shè)計(jì).doc

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夾套傳熱式帶攪拌的反應(yīng)釜 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 組員： 姚 源 學(xué)號(hào)：3099990054 劉勇華 學(xué)號(hào)：3099990055 陳 敘 學(xué)號(hào)：3090343125 黃承標(biāo) 學(xué)號(hào)：3090343108 專業(yè)班級(jí)：化學(xué)工程與工藝09-1班 指導(dǎo)老師：張淑華 設(shè)計(jì)時(shí)間：2011年12月19日至2011年12月30日 有攪拌裝置的夾套反應(yīng)釜 前言 　　《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》化學(xué)工程、制藥工程類專業(yè)以及其他相近的非機(jī)械類專業(yè)，對(duì)化下設(shè)備的機(jī)械知識(shí)和設(shè)計(jì)能力的要求而編寫(xiě)的。通過(guò)此課程的學(xué)習(xí)，是通過(guò)學(xué)習(xí)使同學(xué)掌握基本的設(shè)計(jì)理論并具有設(shè)計(jì)鋼制的、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)。 　　化工設(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(wèn)題復(fù)雜性，學(xué)習(xí)初次嘗試化工機(jī)械設(shè)計(jì)?；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(wèn)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(guò)程和設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算，并要對(duì)自己的選擇做出論證和核算，經(jīng)過(guò)反復(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)。 　　化工設(shè)備課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)能力的重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。在教師指導(dǎo)下，通過(guò)裸程設(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(wèn)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)到一下幾個(gè)目的： 　?、?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(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定或到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)際查定。 　?、?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，并提出保證過(guò)程正常、安全可行所需的檢測(cè)和計(jì)量參數(shù)，同時(shí)還要考慮改善勞動(dòng)條件和環(huán)境保護(hù)的有效措施。 　?、?準(zhǔn)確而迅速的進(jìn)行過(guò)程計(jì)算及主要設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算及選型。 　　⑷ 用精煉的語(yǔ)言、簡(jiǎn)潔的文字、清晰地圖表來(lái)表達(dá)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(wèn)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 1 設(shè)計(jì)方案的分析和擬定………………………………………………………（6） 2. 反應(yīng)釜釜體的設(shè)計(jì)………………………………………………………（6） 2.1罐體和夾套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………（6） 2.2 罐體幾何尺寸計(jì)算…………………………………………………………（7） 2.2.1確定筒體內(nèi)徑…………………………………………………………… （7） 2.2.2 確定封頭尺寸……………………………………………………………（7） 2.2.3 確定筒體的厚度Hi………………………………………………………（8） 2.3 夾套幾何尺寸計(jì)算…………………………………………………………（8） 2.4 夾套反應(yīng)釜的強(qiáng)度計(jì)算………………………………………………… （9） 2．4.1 強(qiáng)度計(jì)算的原則及依據(jù)……………………………………………（9） 2.4.2 按內(nèi)壓對(duì)圓筒和封頭進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算……………………………………（9） 2.4.3 按外壓對(duì)筒體和封頭進(jìn)行強(qiáng)度校核……………………………………（10） 2.4.4 夾套厚度計(jì)算 ……………………………………………………………（11） 2.4.5 水壓試驗(yàn)校核計(jì)算………………………………………………………（11） 3反應(yīng)釜的攪拌裝置……………………………………………………………（12） 3.1 攪拌器的安裝方式及其與軸連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………（12） 3.2 攪拌軸設(shè)計(jì)…………………………………………………………………（13） 4 反應(yīng)釜的傳動(dòng)裝置……………………………………………………………（14） 4.1 常用電機(jī)及其連接…………………………………………………………（14） 4.2 釜用減速機(jī)類型，標(biāo)準(zhǔn)及其選用……………………………………………（14） 4.3 凸緣法蘭……………………………………………………………………（15） 4.4 安裝底蓋……………………………………………………………………（15） 4.5 機(jī)架 ………………………………………………………………………（15） 4.6 聯(lián)軸器………………………………………………………………………（16） 5 反應(yīng)釜的軸封裝置 …………………………………………………………（16） 6 反應(yīng)釜的其他附件……………………………………………………………（16） 6.1 支座………………………………………………………………………… （16） 6.2人孔………………………………………………………………………… （17） 6.3 設(shè)備接口…………………………………………………………………… （17） 7 設(shè)備總質(zhì)量…………………………………………………………………?。?7）　　８反應(yīng)釜的裝配圖…………………………………………………………… (18) ９參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………　 (19) 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 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(shí)，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(lái)，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)。 設(shè)計(jì)要求：(1)進(jìn)行罐體和夾套設(shè)計(jì)計(jì)算 (2)進(jìn)行攪拌傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)a.進(jìn)行傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)(指定用V帶傳動(dòng));b.做帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算(指定用電機(jī)Y132M2-6,轉(zhuǎn)速960r/min,功率5.5kw);c.進(jìn)行上軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核;d.選擇軸承并進(jìn)行軸承壽命校核;e.選擇聯(lián)軸器;f.進(jìn)行罐內(nèi)攪拌軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及攪拌器與攪拌軸的連接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);g.選擇軸封的型式 (3)設(shè)計(jì)機(jī)架結(jié)構(gòu) (4)選擇凸緣法蘭及安裝底蓋結(jié)構(gòu) (5)選擇接管\管法蘭\設(shè)備法蘭\手孔\試鏡等容器附件 (7)繪總裝配圖(A2紙) (8)繪傳動(dòng)系統(tǒng)部件圖 設(shè)計(jì)內(nèi)容：設(shè)計(jì)一臺(tái)夾套傳熱式帶有攪拌裝置的反應(yīng)釜。 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 設(shè)計(jì)參數(shù)要求 容器內(nèi) 夾套內(nèi) 工作壓力 ，Mpa 0.20 0.25 設(shè)計(jì)壓力 ，Mpa 0.22 0.3 工作溫度 ，℃ 100 130 設(shè)計(jì)溫度 ，℃ 120 150 介質(zhì) 有機(jī)溶劑 蒸汽 全容積V ，m 0.8 操作容積V1 ，m 0.64 傳熱面積 ，m >3 腐蝕情況 微弱 推薦材料 Q345-A 攪拌器型式 推進(jìn)式 攪拌軸轉(zhuǎn)速 ，r/min 200 軸功率 ，KW 4 接管表 符號(hào) 公稱尺寸 連接面形式 用途 A 25 PL/RF 蒸汽入口 B 65 加料口 C12 100 PL/RF 視鏡 D 25 PL/RF 溫度計(jì)管口 E 25 PL/RF 壓縮空氣入口 F 40 PL/RF 放料口 G 25 PL/RF 冷凝水出口 1 設(shè)計(jì)方案的分析和擬定 根據(jù)任務(wù)書(shū)中的要求，一個(gè)夾套反應(yīng)釜主要有攪拌容器、攪拌裝置、傳動(dòng)裝置、軸封裝置、支座、人孔、工藝接管等一些附件構(gòu)成。而攪拌容器又可以分為罐體和夾套兩部分。攪拌裝置分為攪拌器和攪拌軸，根據(jù)任務(wù)說(shuō)明書(shū)的要求本次設(shè)計(jì)攪拌器為推進(jìn)式攪拌器；考慮到填料軸封的實(shí)用性和應(yīng)用的廣泛性，所以軸封采用填料軸封。 在閱讀了設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)后,按以下內(nèi)容和步驟進(jìn)行夾套反應(yīng)釜的機(jī)械設(shè)計(jì)。 （1）總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),包括進(jìn)行罐體和夾套設(shè)計(jì)計(jì)算。根據(jù)工藝的要求，并考慮到制造安裝和維護(hù)檢修的方便來(lái)確定各部分結(jié)構(gòu)形式。 （2）攪拌器傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 ①根據(jù)工藝參數(shù)確定各部幾何尺寸； ②考慮壓力、溫度、腐蝕因素，選擇釜體和夾套材料； ③對(duì)罐體、夾套進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算、校核； （3）傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括選擇電機(jī)、確定傳動(dòng)類型、選擇聯(lián)軸器等。 （4）決定并選擇軸封類型及有關(guān)零部件。 （5）繪圖，包括總圖、部件圖。 （6）編制技術(shù)要求，提出制造、裝配、檢驗(yàn)和試車(chē)等方面的要求。 2. 反應(yīng)釜釜體的設(shè)計(jì) 反應(yīng)釜是有罐體和夾套兩部分構(gòu)成，罐體是反應(yīng)的核心，為物料完成攪拌過(guò)程提供一個(gè)空間。夾套為反應(yīng)的操作溫度提供保障，是一個(gè)套在罐體外的密封空間容器。 2．1罐體和夾套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 罐體采用立式的圓筒形容器，有筒體和封頭構(gòu)成。通過(guò)支座安裝在基礎(chǔ)平臺(tái)上。封頭一般采用橢圓形封頭。由于筒體內(nèi)徑Di<1200mm，因此下封頭與筒體的連接采用焊接連接。而為了拆卸清洗方便，上封頭采用法蘭與筒體連接。 夾套型式與罐體大致一致。 2.2 罐體幾何尺寸計(jì)算 2.2.1確定筒體內(nèi)徑 一般有工藝條件給定容積V、筒體內(nèi)徑Di 估算： 式中i為長(zhǎng)徑比即： ，由表4-2選取。根據(jù)題意取i=1.0， 已知V=0.8 m3,則Di =1006mm, 將Di 圓整到公稱直徑系列，則 Di =1000(mm). 2.2.2 確定封頭尺寸 （1）橢圓封頭選取標(biāo)準(zhǔn)件，它的內(nèi)徑與筒體內(nèi)徑相同，標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭尺寸見(jiàn)附表4-2.即DN=Di =1000（mm） 曲邊高度 hi =250mm 直邊高度h2=25mm 容積V封=0.1505 m3 （2）封頭厚度計(jì)算 由公式 其中Pc =0.228 =189MP (由參考文獻(xiàn)附表9查的) 封頭焊接采取雙面焊、全焊透，局部無(wú)損傷 ，則φ=0.85 計(jì)算S=0.2281000/(21890.85-0.50.228)=0.710 mm 由參考文獻(xiàn)一 表4-9查得：負(fù)偏差 C1=0.25mm 由參考文獻(xiàn)一表4-11查得：腐蝕裕量C2=2mm 計(jì)算名義厚度 Sn=S+C1+C2=0.710+0.25+2=2.960mm 故封頭厚度取2.960mm （3）由于S<10mm 則封頭的直邊高度 h2 =25mm 有附表4-2 知封頭內(nèi)表面積F封=1.1625m2 容積V封=0.1505m3 2.2.3 確定筒體的厚度Hi 反應(yīng)釜容積V通常按下封頭和筒體兩部分容積之和計(jì)算。則筒體高度Hi按下式計(jì)算并進(jìn)行圓整：Hi=(V－V封)/Vim 式中V封 ------------封頭容積：0.1505 m3 Vim ------------1m高筒體容積（見(jiàn)附表4-1）：Vim =0.785 m3 /m 得 Hi= (0.8-0.1505)/0.785=0.8274m 圓整后的Hi=0.9m=900mm 按筒高圓整后修正實(shí)際容積： V= VimHi + V封 =0.9*0.785+0.1505=0.857m3 >0.64 m3 2.3 夾套幾何尺寸計(jì)算 夾套和筒體的連接常焊接成封閉結(jié)構(gòu)，夾套的結(jié)構(gòu)尺寸常根據(jù)安裝和工藝兩方面的要求而定。夾套的安裝尺寸，夾套內(nèi)徑D2可根據(jù)筒體內(nèi)徑D1按表4-3選?。篋2 =D1+100=1100mm 夾套下封頭型式同筒體封頭，直徑D2與夾套筒體相同。 夾套高H2有傳熱面積而決定，不能低于料液高， 裝料系數(shù) ： η=操作容積/全容積=0.640.8=0.8 夾套高H2 計(jì)算：H2 = （ηV-V封）Vim 代入數(shù)值計(jì)算 得：H2 =0.6816m 夾套所包圍的罐體的表面積，一定要大于工藝要求的傳熱面積F，即： F封＋F筒>=F 其中 F筒=H2 F1m 故 F封＋F筒 =1.1625＋3.140.6816=3.30 m2>3 m2 所以換熱要求滿足。 筒體和上封頭的連接采用甲型平焊法蘭連接，選取凹凸密封面法蘭，其尺寸見(jiàn)附圖4-2，主要尺寸由附表4-4查的，其中： D=1530mm D1=1490mm D2=1455mm D3=1441mm D4=1438mm S=46mm d=23mm 2.4 夾套反應(yīng)釜的強(qiáng)度計(jì)算 夾套反應(yīng)釜幾何尺寸確定后，要根據(jù)已知的公稱直徑，設(shè)計(jì)壓力和設(shè)計(jì)溫度進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算確定罐體及夾套的筒體和封頭的厚度。 2．4.1 強(qiáng)度計(jì)算的原則及依據(jù) 強(qiáng)度計(jì)算中各參數(shù)的選取及計(jì)算，均應(yīng)符合GB150-1998《鋼制壓力容器》的規(guī)定。 圓筒為正壓外帶夾套時(shí)：當(dāng)圓筒的公稱直徑DN>=600㎜時(shí)，被夾套包圍部分的圓筒分別按內(nèi)壓圓筒和外壓圓筒計(jì)算，取其中較大值，其余部分按內(nèi)壓圓筒設(shè)計(jì)。 2.4.2 按內(nèi)壓對(duì)圓筒和封頭進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算 （1）筒體強(qiáng)度計(jì)算 已知：Tc=120℃ Pc=0.22Mpa =189MP φ= 0.85 S=(PcDi)/(2φ-Pc) =0.71 負(fù)偏差 C2=0.25mm 腐蝕裕量 C2=2㎜ 名義厚度 Sn=S＋C1＋C2=2.96㎜ (2)封頭厚度計(jì)算 S=(PcDi)/(2φ-0.5Pc) =0.71同理 名義厚度 ： Sn=S＋C1＋C2=2.96㎜ 2.4.3 按外壓對(duì)筒體和封頭進(jìn)行強(qiáng)度校核 （1）筒體圖算法強(qiáng)度校核計(jì)算 由于D0/Se=1012/3.75=270 ① 當(dāng)罐體筒體名義厚度Sn=6mm 令Se=Sn-C=3.75mm D0=Di+2Sn=1012mm ② 則 L/D0=7831012=0.774 ③ 查圖11-5得 A=0.0004 ④ 查圖11-8 由于Tc =120℃ 則B=56Mpa 計(jì)算許應(yīng)外壓力[p] [p]=B/( D0/Se)=0.21Mpa 所以 [p]<=pc 故筒體厚度Sn不取6mm 令Sn=7mm, 同理有, Se=Sn-C=4.75mm, D0=Di+2Sn=1014mm, L/D0=7831014=0.772, D0/Se=1014/4.75=213,A=0.0006,B=87 所以對(duì)應(yīng)的許用外壓[p] [p]=B/( Do/Se)=0.408Mpa>0.3 Mpa 所以筒體厚度Sn取7mm (2)外壓封頭強(qiáng)度校核計(jì)算 ①設(shè)封頭名義厚度 Sn=7mm 計(jì)算有效厚度Se=Sn-C=4.75mm R0=K1D0 式中K1 =0.9 D0 =Di+2Sn=1014mm R0 =0.91014=913mm ② 計(jì)算系數(shù)A A=0.125/(Ro/Se)=0.00065 ③查參考文獻(xiàn)[1]中圖11-8 T=<120℃ 查的系數(shù)B=95 [p]=B/( Ro/Se)=0.494>0.3 [p]>pc 所以封頭厚度確定 Sn=7mm 2.4.4 夾套厚度計(jì)算 (1)夾套筒體部分厚度計(jì)算 由 P c 2=0.3Mpa T c 2=<150℃ =189MP φ=0.85 S2=(Pc2Di)/(2φ-Pc2)=0.79mm 不滿足剛度條件 所以取最小厚度作為計(jì)算厚度S=3mm 腐蝕裕量 C2=2mm 則 夾套筒體設(shè)計(jì)厚度Sn2=S＋C2=5mm （2）夾套封頭厚度計(jì)算 同理 ：S2`=(Pc2Di)/(2φ-0.5Pc2)=0.79mm 不滿足剛度條件,所以取最小厚度作為計(jì)算厚度S=3mm 則 Sn2`=S3＋C2=5mm 2.4.5 水壓試驗(yàn)校核計(jì)算 夾套反應(yīng)釜應(yīng)對(duì)罐體和夾套分別進(jìn)行水壓試驗(yàn)，并校核圓筒應(yīng)力σT （1） 罐體水壓試驗(yàn) 由于[σ]≈[σ]t 故 pT=1.25p=1.25Pc=0.275Mpa =24.1Mpa 材料屈服點(diǎn)應(yīng)力 σs=345Mpa 0.9 σsφ=263.9Mpa ≦0.9 σsφ 所以罐體水壓試驗(yàn)強(qiáng)度足夠 （2）由于[σ]≈[σ]t 故 pT=1.25p=1.25Pc2=0.375Mpa 36.1Mpa 材料屈服點(diǎn)應(yīng)力 σs=345Mpa 0.9 σsφ=263.9Mpa ≦0.9 σsφ 所以?shī)A套水壓試驗(yàn)強(qiáng)度足夠 3 反應(yīng)釜的攪拌裝置 攪拌裝置由攪拌器、軸及其支撐組成。攪拌器的形式很多，根據(jù)任務(wù)說(shuō)明書(shū)的要求，本次設(shè)計(jì)采用的是推進(jìn)式攪拌器。其機(jī)械設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是：確定攪拌器直徑、攪拌器與攪拌軸的連接結(jié)構(gòu)。、進(jìn)行攪拌軸的強(qiáng)度設(shè)計(jì)和臨界轉(zhuǎn)速校核、選擇軸的支撐結(jié)構(gòu)。 由表4-4 查的D1/DJ取推進(jìn)式:(4：1)—(4：1) H0/DJ不限 有實(shí)際情況取D1/DJ=4：1 H0/DJ=1:1 則： 攪拌器直徑 DJ=300mm 液面高度： H0=300mm 3.1 攪拌器的安裝方式及其與軸連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 槳式攪拌器結(jié)構(gòu)如圖4-7所示，其槳葉為三葉。軸轉(zhuǎn)速為200r/min ,采用單層槳安裝在與下封頭焊縫等高的位置。攪拌器與軸的連接是通過(guò)套用平鍵或緊定螺釘固定.軸端加固定螺母。攪拌器主要尺寸有表4-5查的： DJ=300mm D=50mm d1=80mm H=65mm N/n不大于0.02 Do:M12 鍵槽B:12mm 鍵槽t:43.6mm 質(zhì)量為3.62Kg 3.2 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 （1） 攪拌軸的結(jié)構(gòu)：用實(shí)心直軸，V帶傳動(dòng)的上軸一端安裝大帶輪,另一端安裝剛性聯(lián)軸器,帶輪和聯(lián)軸器均采用平鍵傳動(dòng),考慮到帶輪和聯(lián)軸器的軸向定位均加軸肩,并在軸端采用擋圈軸向固定. （2） 確定最小軸徑: 軸功率P＝4KW ，攪拌軸的轉(zhuǎn)速n＝200r/min，材料為45鋼 , []＝35，剪切彈性模量G＝8104MPa，許用單位扭轉(zhuǎn)角[]＝1.0/m，系數(shù)A取112。 則軸端直徑d>=Ao（p/n）1/3=30.4mm, 軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩T=9500p/n=191N.m 考慮開(kāi)鍵槽和物料對(duì)軸的腐蝕,軸徑擴(kuò)大7%,即d=32.528mm.圓整取較大值,所以d=40mm.由結(jié)構(gòu)確定其他各段軸徑: 帶輪和聯(lián)軸器軸向定位的軸肩d2=45mm,取軸端擋圈公稱直徑50mm. （3） 攪拌軸強(qiáng)度校核 軸扭轉(zhuǎn)的強(qiáng)度條件是： （參考文獻(xiàn)1.公式9-5） 對(duì)45剛 [τ]k=35Mpa 對(duì)實(shí)心軸 Wp=πd3/16=12560mm3 Tθ=9.55106 p/n=191000N?mm 則：τmax =15.207<[τ]k 故 d=40mm 強(qiáng)度足夠 （4） 攪拌軸的形位公差和表面粗糙度的要求： 一般攪拌軸要求運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，為防止軸的彎曲對(duì)軸封處的不利影響，因此軸安裝和加工要控制軸的直度。 當(dāng)轉(zhuǎn)速 n<200r/min 時(shí)直度允許誤差：1000：0.1。 軸的表面粗糙度可按所配零件的標(biāo)準(zhǔn)要求選取。 （5） 攪拌軸的支撐 一般攪拌軸可依靠減速器內(nèi)的一對(duì)軸承支承。當(dāng)攪拌軸較長(zhǎng)時(shí)，軸的剛度條件變壞。為保證攪拌軸懸臂穩(wěn)定性，軸的懸臂長(zhǎng)L1，軸徑d 和兩軸承間距B應(yīng)滿足以下關(guān)系：L1/B≤4―5; L1/d≤40―50 攪拌軸的支承常采用滾動(dòng)軸承。安裝軸承處的公差帶常采用K6.外殼孔的公差帶常采用H7 。安裝軸承處軸的配合表面粗糙度Ra取0.8 ,外殼孔與軸承配合表面粗糙度Ra取1.6 4 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(lái)帶動(dòng)。傳動(dòng)裝置設(shè)置在釜頂封頭的上部，其設(shè)計(jì)內(nèi)容一般包括：電機(jī)；減速機(jī)的選型；選擇聯(lián)軸器；選用和設(shè)計(jì)機(jī)架和底座等。 4.1 常用電機(jī)及其連接 按設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)要求,選用電機(jī)Y132M2-6,其軸功率為5.5Kw,軸轉(zhuǎn)速為n=960r/min ,電流為12.6A,最大扭矩為2.0,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為0.0449Kg.m2,質(zhì)量為84Kg,V型帶傳動(dòng). 4.2 釜用減速機(jī)類型，標(biāo)準(zhǔn)及其選用 反應(yīng)釜的立式減速機(jī)的選用根據(jù)：機(jī)軸轉(zhuǎn)速 n=50r/min 電機(jī)功率為5.5Kw, 攪拌軸轉(zhuǎn)速為n1=200r/min,I況系數(shù)KA=1.2, 又有傳動(dòng)比i=n/n1=960/200=4.8,d1=106mm 所以減速機(jī)得設(shè)計(jì)功率Pd=KA*P=6.6Kw.轉(zhuǎn)速v=3.14d960/(601000)=5.32544r/min>5r/min,選取滑動(dòng)率0.02,則大帶輪直徑d2=(1-0.02)id1=0.984.8106=498.624mm,圓整后取d2=500mm………………… 4.3 凸緣法蘭 選取R型(DN=200mm) 4.4 安裝底蓋 安裝底蓋采用螺栓等緊固件，上與機(jī)架連接，下與凸緣法蘭連接。是整個(gè)攪拌傳動(dòng)裝置與容器連接的主要連接件。設(shè)計(jì)選取了RS型安裝底蓋。其主要尺寸查附圖4-7和附表4-7,選取安裝底蓋DN=250mm，并確定其尺寸。 4.5 機(jī)架 選PV6減速機(jī)自帶機(jī)架 4.6 聯(lián)軸器 常用的電機(jī)和減速機(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，都是通過(guò)聯(lián)軸器連接的。 扭矩Tca=KAT=1.3955P/n=247N.m,按軸徑d=40mm,由Tca及n條件查標(biāo)準(zhǔn)尺寸,查得TL6的數(shù)據(jù)為d1=40mm,許用最大扭矩為250N.m,[n]max=2800r/min,滿足要求. 所以選用TL6型彈性聯(lián)軸器 5 反應(yīng)釜的軸封裝置 軸封式攪拌設(shè)備的一個(gè)重要組成部分。其任務(wù)是保證攪拌設(shè)備內(nèi)處于一定的正壓和真空狀態(tài)以及防止物料溢出和雜質(zhì)的摻入。鑒于攪拌設(shè)備以立式容器中心頂插式為主，很少滿釜操作，軸封的對(duì)象主要為氣體；而且攪拌設(shè)備由于反應(yīng)工況復(fù)雜，軸的偏擺震動(dòng)大，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性差等特點(diǎn)，故不是所有形式的軸封都能用于攪拌設(shè)備上。 反應(yīng)釜攪拌軸處的密封，屬于動(dòng)密封，常用的有填料密封和機(jī)械密封兩種形式。他們都有標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)要求直接選用。 這次設(shè)計(jì)選用填料密封,因?yàn)檩S徑d=40mm,查得D1=175mm,D2=145mm,D3=110mm,H=147mm,填料規(guī)格10*10,法蘭螺栓孔4*φ18mm,填料箱質(zhì)量為7.5Kg. 6 反應(yīng)釜的其他附件 6.1 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（JB/T 4725-92）分為A型和B型兩種。當(dāng)設(shè)備需要保溫或直接支撐在樓板上時(shí)選用B型，否則選擇A型。 設(shè)計(jì)中選取B型耳式支座B3，支座數(shù)為4個(gè)。允許載荷為100KN 型式見(jiàn)附圖4-9 ，尺寸見(jiàn)附表4-9. 支座質(zhì)量為：33.2Kg 地腳螺栓： M24. 6.2人孔 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。 設(shè)備的直徑大于900mm，應(yīng)開(kāi)設(shè)人孔。人孔的形狀有圓形和橢圓形兩種。圓形人孔制造方便。應(yīng)用較為廣泛。人孔的大小及位置應(yīng)以人進(jìn)出設(shè)備方便為原則，對(duì)于反應(yīng)釜，還要考慮攪拌器的尺寸，一便攪拌軸及攪拌器能通過(guò)人孔放入罐體內(nèi)。其主要尺寸見(jiàn)附表4-11 ，型式見(jiàn)附圖4-11. 密封面型式：突面（RF型） 公稱壓力：1.0Mpa 公稱直徑 ：DN=450mm 總質(zhì)量：125Kg 螺柱：20個(gè) 螺栓：40個(gè)。 螺柱：M24-125 6.3 設(shè)備接口 化工容器及設(shè)備，往往由于工藝操作等原因，在筒體和封頭上需要開(kāi)一些各種用途的孔。 接管和法蘭是用來(lái)與管道和其他設(shè)備連接的。標(biāo)準(zhǔn)管法蘭的主要參數(shù)是公稱直徑和公稱壓力。管子的公稱直徑和與鋼管的外徑的關(guān)系見(jiàn)表4-13. 接管的伸長(zhǎng)度一般為從法蘭密封面到殼體外徑為150mm。 液體出料管的設(shè)計(jì)主要從無(wú)聊易放盡、阻力小和不易堵塞等原因考慮。另外還要考慮溫差應(yīng)力的影響。 7 設(shè)備總質(zhì)量 7.1 罐體和夾套總質(zhì)量m1的計(jì)算 　查表D-1得罐體筒體公稱直徑DN=900mm，筒體厚度的筒體筒節(jié)每米質(zhì)量為224kg。 查表D-3得罐體封頭公稱直徑DN=900mm，封頭的厚度的封頭的質(zhì)量為74.1kg。 查表D-1得，DN=1000mm，的夾套筒節(jié)每米質(zhì)量為249kg。 查表D-5得公稱直徑DN=900mm，PN=0.25MPa的甲型平焊法蘭的凸面法蘭的質(zhì)量為54.6kg，凹面法蘭的質(zhì)量為52.7kg。 其他接管取500kg，則 7.２傳動(dòng)裝置總質(zhì)量ｍ２ 　　　　查表E-3得機(jī)架重46kg；查表得減速機(jī)重320kg；查表D-4得DN=200mm的凸緣法蘭重19kg；密封裝置及其他附屬件約為100kg；查表E-4得聯(lián)軸器重5.43kg。則 7.３物料重量計(jì)算ｍ３ 取裝料系數(shù)η=0.8，則操作容積為V操=0.8V=0.664m3 有 7.４冷卻水重量計(jì)算ｍ４ 冷卻水充滿夾套的體積約為0.7 0.8=0.56m3，則 故設(shè)備總重量 8 反應(yīng)釜的裝配圖 附圖一 參考文獻(xiàn) [1]刁玉瑋、王立業(yè)，化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)，大連：大連理工大學(xué)出版社，2006，12　 [2] 吳宗澤，機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)﹙上﹚[M]，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002，1 [3] 吳宗澤，機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)[M]，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1998，7 [4] 余國(guó)琮，化工機(jī)械手冊(cè)[M]，天津：天津大學(xué)出版社，1991，5 [5] 魏崇光、鄭曉梅，化工工程制圖，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1994，3 [6] 巨勇智、勒士蘭，過(guò)程設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)，北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2005，4 [7] 朱有庭、曲文海、于浦義，化工設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006，5 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　　通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)，使我查閱文獻(xiàn)的能力和對(duì)數(shù)據(jù)的選擇判斷能力得到了很好的鍛煉，同時(shí)我也意識(shí)到自己應(yīng)該把所學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用到設(shè)計(jì)中來(lái)。同時(shí)在設(shè)計(jì)中同學(xué)之間的相互幫助，相互交流，認(rèn)識(shí)的進(jìn)一步加深，對(duì)設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題進(jìn)行討論，使彼此的設(shè)計(jì)更加完善，對(duì)設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)更加深刻。在此再次感謝我各位親愛(ài)的同學(xué)們。 　　同時(shí)還要感謝全系里的老師給我們提供教室，以及學(xué)校圖書(shū)館向我們提供工具書(shū)和參考書(shū)，在此特別予以感謝。 　　由于首次做設(shè)計(jì)，過(guò)程中難免疏忽與錯(cuò)誤，感謝有關(guān)老師同學(xué)能及時(shí)給予指出。