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《銷售經(jīng)理學(xué)院》56套講座+14350份資料《銷售人員培訓(xùn)學(xué)院》72套講座+4879份資料化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)講明書題目：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(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：20號(hào)指導(dǎo)教師：鐘乃良設(shè)計(jì)成績：設(shè)計(jì)日期：2011年1月摘要《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》是針對(duì)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。通過此課程的學(xué)習(xí)，是通過學(xué)習(xí)使同學(xué)掌握差不多的設(shè)計(jì)理論同時(shí)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)?；ぴO(shè)計(jì)不同于平常的作業(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，依照老師給定的設(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(duì)自己的選擇做出論證和核算，通過反復(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)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，通過課程設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立地運(yùn)用所學(xué)到的差不多理論并結(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)，尚需要自己通過實(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)還要考慮改善勞動(dòng)條件和環(huán)境愛護(hù)的有效措施。(3)準(zhǔn)確而迅速的進(jìn)行過程計(jì)算及要緊設(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)來表達(dá)自己的設(shè)計(jì)思想和計(jì)算結(jié)果?；ぴO(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是一項(xiàng)專門繁瑣的設(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·························3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···········3第三章筒體和夾套的設(shè)計(jì)···························43.1.筒體幾何尺寸計(jì)算····························43.2夾套尺寸計(jì)算·································43.3夾套反應(yīng)釜的強(qiáng)度計(jì)算···························53.4反應(yīng)釜的攪拌裝置·······························83.5反應(yīng)釜的傳動(dòng)裝置·······························93.6反應(yīng)釜的軸封裝置······························123.7反應(yīng)釜的其他附件······························12第四章設(shè)計(jì)小結(jié)····································13第五章參考文獻(xiàn)····································14第一章夾套反應(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，并同意國家質(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.焊接采納電弧焊。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(duì)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(jí)為合格。5.設(shè)備制造完畢后，設(shè)備內(nèi)以Mpa（表壓）進(jìn)行水壓試驗(yàn)，合格后焊接夾套，夾套以Mpa（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mm，攪拌軸軸向竄動(dòng)量不得大于mm。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)刻許多于三十分鐘。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)容要緊是由攪拌容器、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，要緊由封頭和筒體組成；攪拌裝置要緊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(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，一般采納機(jī)械密封或填料密封；他們與支座、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。第三章筒體和夾套的設(shè)計(jì)3.1.筒體幾何尺寸計(jì)算3.1.1確定筒體的內(nèi)徑一般工藝條件給定全容積V、筒體內(nèi)徑D1.全容積V=1.2因?yàn)樵谌蝿?wù)書中介質(zhì)無機(jī)溶劑，屬液—液相物料，選1~1.3在設(shè)計(jì)中暫定取.3初算筒體內(nèi)徑iiD134V4×1.23.141.31.055圓整筒體內(nèi)徑D1=10003.1.2確定筒體高度H1反應(yīng)釜溶劑一般按下封頭和筒體部分容積之和計(jì)算。一米高的容積按附表4—1選取，得V1m=0.785釜體封頭容積按附表4—2選取，得V1封=0HH1(V-V1封)/V1m=1.2-0.1505=1.337圓整高度為1400mm。當(dāng)筒體高度確定以后，應(yīng)按圓整后的筒體高度修正實(shí)際容積，則V=V1m*H1+V封=0.785*1.4+0.1505=1.24953.2夾套尺寸計(jì)算=1100+100夾套筒體內(nèi)徑D2依照表4—3選取，，=1100+100D1D2裝料系數(shù)夾套筒體高度(0.8(0.8×1.2-V1封)/0.785=1.031圓整夾套筒體高度H2=1100罐體封頭表面積按附表4—2查得，F(xiàn)1封=1.1625一米高筒體內(nèi)表面積按附表4—1查得，F(xiàn)1m=3.14m2F=F1封+F筒=F1封+H2*F1m=1.1625+1.100*3.14=4.4>3.1因此校核正確.2-1設(shè)備材料Q235-A據(jù)工藝條件腐蝕情況確定2-2設(shè)計(jì)壓力(罐體內(nèi))0.3由工藝條件給定2-3設(shè)計(jì)壓力(夾套內(nèi))0.4由工藝條件給定2-4設(shè)計(jì)溫度(罐體內(nèi))t1,℃<180由工藝條件給定2-5設(shè)計(jì)溫度(夾套內(nèi))t2,℃<245由工藝條件給定2-6液柱靜壓力忽略按參考文獻(xiàn)1第八章計(jì)算2-7計(jì)算壓力0.計(jì)算2-8液柱靜壓力0忽略3.3夾套反應(yīng)釜的強(qiáng)度計(jì)算2-9計(jì)算壓力0.4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113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1.564按參考文獻(xiàn)1第九章計(jì)算2-13夾套筒體計(jì)算厚度2.295按參考文獻(xiàn)1第九章計(jì)算2-14罐體封皮計(jì)算厚度1.564按參考文獻(xiàn)1第十間計(jì)算2-15夾套筒體計(jì)算厚度2.295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3.56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4.295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3.56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4.295按參考文獻(xiàn)1第十章計(jì)算2-23罐體筒體名義厚度6圓整選取2-24夾套筒體名義厚度6圓整選取2-25罐體封頭名義厚度6圓整選取2-26夾套封頭名義厚度6圓整選取3.3.23-1罐體筒體名義厚度8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5.2按參考文獻(xiàn)1第十一章計(jì)算3-4罐體筒體有外徑1016按參考文獻(xiàn)1第十一章計(jì)算3-5筒體計(jì)算長度1125按參考文獻(xiàn)1第十一章計(jì)算3-6系數(shù)1.107按參考文獻(xiàn)1第十一章計(jì)算3-7系數(shù)195.38按參考文獻(xiàn)1第十一章計(jì)算3-8系數(shù)A0.00049查參考文獻(xiàn)1圖11-53-9系數(shù)B65查參考文獻(xiàn)1圖11-83-10許用外壓力0.332<0.4按參考文獻(xiàn)1第十一章計(jì)算失穩(wěn)，重設(shè)名義厚度3-11罐體筒體名義厚度10假設(shè)3-12厚度附加量2.8按參考文獻(xiàn)1表9-10~9-11選取3-13罐體筒體有效厚度7.2按參考文獻(xiàn)1第十一章計(jì)算3-14罐體筒體有外徑1020按參考文獻(xiàn)1第十一章計(jì)算3-15筒體計(jì)算長度1125按參考文獻(xiàn)1第十一章計(jì)算3-16系數(shù)1.1按參考文獻(xiàn)1第十一章計(jì)算3-17系數(shù)141.67按參考文獻(xiàn)1第十一章計(jì)算3-18系數(shù)A0.0008查參考文獻(xiàn)1圖11-53-19系數(shù)B95查參考文獻(xiàn)1圖11-83-20許用外壓力0.677>0.4按參考文獻(xiàn)1第十一章計(jì)算穩(wěn)定3-21罐體筒體名義厚度10確定3-22罐體封頭名義厚度10假設(shè)3-23厚度附加量2.8按參考文獻(xiàn)1表9-10~9-11選取3-24罐體封頭有效厚度7.2按參考文獻(xiàn)1第十一章計(jì)算3-25罐體封頭外徑D10＇=D1＇+21020按參考文獻(xiàn)1第十一章計(jì)算3-26標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭當(dāng)量球殼外半徑R10＇=0.9D10＇918按參考文獻(xiàn)1第十一章計(jì)算3-27系數(shù)A=0.125/（R0＇/0.00071按參考文獻(xiàn)1第十一章計(jì)算3-28系數(shù)B90按參考文獻(xiàn)1第十一章計(jì)算3-29許用外壓力[p]0.497>0.3查參考文獻(xiàn)1圖11-53-30罐體封頭名義厚度95查參考文獻(xiàn)1圖11-83.4反應(yīng)釜的攪拌裝置攪拌裝置由攪拌器、軸及其支撐組成。攪拌器要緊有：槳式、推進(jìn)式、框式、渦輪式、螺桿式和螺帶式。它的選型通常是工藝設(shè)計(jì)的任務(wù)。3.4.1攪拌器的選型推進(jìn)式攪拌器。3.4.2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)軸要緊是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核，關(guān)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。詳情見表格。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常用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)112按參考文獻(xiàn)1第17章17-37軸端直徑30.4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%,mm31.9按參考文獻(xiàn)1第17章計(jì)算9圓整軸端直徑d,mm40圓整選取由于我的轉(zhuǎn)速是200轉(zhuǎn)每分鐘，因此不必進(jìn)行臨界轉(zhuǎn)速的校核。3.5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)裝置通常設(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。3.5.1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。3.5.2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)依照和選取B型帶依照參考文獻(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小皮帶輪計(jì)算直徑mm140按參考文獻(xiàn)1表13-4選取11驗(yàn)算帶速m/s6.5912滑動(dòng)率0.02選取13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14初定中心距mm＝1000可依照結(jié)構(gòu)要求定15帶的基準(zhǔn)長度mm≈3122.8＝3150計(jì)算后按參考文獻(xiàn)1表13-1圓整16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＝1013.617小皮帶輪包角(°)＝15518單根V帶額定功率P1kW1.67由參考文獻(xiàn)1表13-7選取19時(shí),單根V帶額定功率增量kW0.30由參考文獻(xiàn)1表13-8選取20包角修正系數(shù)Ka0.93由參考文獻(xiàn)1表13-5選取21帶長修正系數(shù)KL1.07由參考文獻(xiàn)1表13-6選取22V帶根數(shù)

z=4.08,取z=5計(jì)算后圓整3.5.3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。3.5.4安裝底蓋安裝底蓋采納安裝底蓋依照凸緣法蘭的選型進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)件的選取，尺寸見設(shè)備圖。3.5.5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，選用其他類型標(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。3.5.6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，差不多上通過連軸器連接的。我選擇的是TK-65彈性塊式連軸器。尺寸可通過查表得到，或見設(shè)備圖。3、6反應(yīng)釜的軸封裝置基于設(shè)計(jì)中的各種緣故，我選擇的是機(jī)械密封。機(jī)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。3.7反應(yīng)釜的其他附件3.7.1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/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。我選擇的確實(shí)是B型耳式支座。尺寸見設(shè)備圖。3.7.2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。本次設(shè)計(jì)只設(shè)置了一個(gè)手孔，直徑為120mm，開于封頭上。3.7.3設(shè)備接口化工容器及設(shè)備，往往由于工藝操作等緣故，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