夾套反映釜設計計算闡明書罐體和夾套設計計算罐體幾何尺寸計算選擇筒體和封頭的形式選擇圓柱筒體及橢圓形封頭。擬定筒體內(nèi)徑已知設備容積規(guī)定，按式（4-1）初選筒體內(nèi)徑：罐體構造示意圖罐體構造示意圖式中，V=，根據(jù)【2】38頁表4-2，常反映物料為液-液類型，i=H1/D1=1～，取i=，代入上式，計算得將D1的估算值圓整到公稱直徑系列，取D1=1100mm，擬定封頭尺寸原則橢圓形封頭尺寸查附表4-2，DN=1100mm，選用直邊高度h2=25mm。擬定筒體高度當D1=1100mm,h2=25mm時，由【2】附表D-2查得橢圓形封頭的容積V封=m3，由附表D-1查得筒體1m高的容積V1m=m3，按式（4-2）:H1=(V-V封)/V1m=（）/=考慮到安裝的方便，取H1=，則實際容積為V=V1m×H1+V封=×+=m3夾套幾何尺寸計算選擇夾套構造選擇【2】39頁圖4-4(b)所示構造。擬定夾套直徑查【2】表4-3,D2=D1+100=1100+100=1200mm。套封頭也采用橢圓形并與夾套筒體取相似直徑。擬定夾套高度

裝料系數(shù)η=操作容積/全容積==按式4-4計算夾套高度：H2≥(ηV-V封)/V1m=×m取H2=750mm。選用直邊高度h2=25mm。校核傳熱面積查【2】附表D-2，由D1=1100mm，得罐體封頭表面積F1封=m2查【2】附表D-1，一米高筒體內(nèi)表面積F1m=m2校核傳熱面積：實際總傳熱面積F=F筒+F1封=F1m×H2+F1封=×+=m2>m2，可用。罐體及夾套的強度計算擬定計算壓力

按工藝條件，罐體內(nèi)設計壓力P1=；夾套內(nèi)設計壓力P2=液體靜壓力P1H=ρgH2×10-6=1000×××10-6=，取P1H=計算壓力P1c=P1+P1H=+=夾套無液體靜壓，無視P2H，故P2c=P2。選擇設備材料分析工藝規(guī)定和腐蝕因素，決定選用Q235-A熱軋鋼板，其中100℃-150℃下的許用應力為：[ó]t=113Mpa。罐體筒體及封頭壁厚計算罐體筒體壁厚的設計厚度為采用雙面焊縫，進行局部無損探傷檢查，按教材表10-9，取焊縫系數(shù)φ=，C2=2mm，則查教材表10-10，取鋼板負偏差C1=，則δd1+C1=，考慮到最小厚度為3mm，取名義厚度δn=5mm罐體封頭壁厚的設計厚度為查教材表10-10，取鋼板負偏差C1=，則δd1’+C1=，考慮到最小厚度為3mm，取名義厚度δn’=5mm夾套筒體及封頭壁厚計算夾套筒體壁厚的設計厚度為采用雙面焊縫，進行局部無損探傷檢查，按【1】161頁表10-9，取焊縫系數(shù)φ=（夾套封頭用鋼板拼焊），C2=2mm，則查【1】161頁表10-10，取鋼板負偏差C1=，則δd1+C1=，考慮到最小厚度為3mm，取名義厚度δn=5mm夾套封頭壁厚的設計厚度為查【1】161頁表10-10，取鋼板負偏差C1=，則δd1+C1=，考慮到最小厚度為3mm，取名義厚度δn=5mm為照顧到筒體和封頭焊接和取材的方便取δ封夾=δ夾=6mm。釜體的筒體壁厚δ筒按承受的內(nèi)壓設計

式中，設計壓力P=；筒體內(nèi)徑D1=1100mm；許用應力[ó]=113Mpa(同夾套材料)；焊縫同夾套，故φ=，壁厚附加量C=C1+C2+C3=+2+0=；上述各值代入上式：按承受的外壓設計設罐體筒體的名義厚度δ1n=5mm厚度附加量C=C1+C2+C3=+2+0=罐體筒體有效厚度δ1e=δ1n-C==罐體筒體外徑D10=D1+2δ1n=1100+2ⅹ5=1110mm筒體計算長度L=H2+1/3h1=750+1/3(300-25)=842mm系數(shù)L/D0=842/1110=

系數(shù)D0/δe=1110/=444由【1】168頁圖10-15，查得：系數(shù)A=；由【1】170頁圖10-17，查得：系數(shù)B=27則許用外壓[P]=Bδe/D=（27ⅹ）/1110=<3Mpa因此壁厚5mm不能滿足外壓穩(wěn)定規(guī)定，需增大壁厚重新計算?，F(xiàn)重新假設δ1n=8mm厚度附加量C=C1+C2+C3=+2+0=罐體筒體有效厚度δ1e=δ1n-C==罐體筒體外徑D10=D1+2δ1n=1100+2ⅹ8=1116mm筒體計算長度L=H2+1/3h1=750+1/3(300-25)=842mm系數(shù)L/D0=842/1116=

系數(shù)D0/δe=1116/=215由參考資料圖9-7，查得：系數(shù)A=，系數(shù)B=81則許用外壓[P]=Bδe/D=81ⅹ1116=>故δe=滿足外壓穩(wěn)定性規(guī)定,其圓整到原則鋼板厚度規(guī)格取δe=8mm.釜體的封頭壁厚計算

按內(nèi)壓計算δ封:式中,P=,D1=1100mm,φ=,[ó]=113Mpa,C=C1+C2+C3=+2+0=,代入上式:考慮到封頭與筒體的焊接方便取封頭與筒體等壁厚δ封=8mm.按外壓校核δ封,采用圖算法:封頭有效壁厚δ0=δ-C==橢圓封頭的計算當量半徑Rv=K1D0,由設計規(guī)定或查資料知K1=,故Rv=ⅹ1116=1005mm;系數(shù)A=ⅹδ0/Rv=ⅹ1005=,由【1】170頁圖10-17，查得B=84,則許用外壓[P]:[P]=B(δ0/Rv)=84ⅹ1116)=不不大于水壓實驗時的壓力,故用δ封=8mm,外壓穩(wěn)定安全.水壓實驗校核

擬定實驗水壓Pr,根據(jù)設計規(guī)定知:釜體水壓取夾套水壓取

內(nèi)壓實驗時:釜體筒壁內(nèi)壓應力

夾套筒壁內(nèi)壓應力釜體封頭壁內(nèi)應力夾套封頭壁內(nèi)應力因Q235-A常溫σ=235Mpa,看出σr,σr夾,σr夾,σr封夾都不大于φσs=,故水壓實驗安全.

外壓水壓實驗釜體筒體外壓校核:δ0=δ-C==,L/D0=842/1110=

D0/δe=1110/=215由【1】168頁圖10-15查得A=,由【1】170頁10-17查得B=81,故許用外壓[P]=BS0/D0=81ⅹ1116=>水壓壓力Pr=,故在外壓水壓實驗時應能夠不在釜體內(nèi)充壓,以防釜體筒體失穩(wěn).釜體底封頭外壓校核

因其允許外壓[P]=>外壓Pr=,故安全.表1-1釜體夾套厚度計算成果釜

體夾

套筒

體8mm6mm封

頭8mm6mm二、進行攪拌傳動系統(tǒng)設計.進行傳動系統(tǒng)方案設計和作帶傳動設計計算此攪拌釜采用V帶推動攪拌器，選用庫存電機Y160M2-8，轉速n1=720r/min,功率,攪拌軸轉速n2=200r/min,軸功率，設計V帶。表2-1V型帶的型號選擇與計算步

驟設計項目單

位公式及數(shù)據(jù)1傳動的額定功率PKW2小皮帶輪轉速n1r/min7203大皮帶輪轉速n2r/min2004工況系數(shù)KA5設計功率PdKWPd=KAⅹP=ⅹ=取Pd=6選V帶型號根據(jù)Pd和n1選用B型帶7速比ii=n1/n2=720/200=8小皮帶輪計算直徑d1mm1409驗算帶速Vm/sV=лd1n1/60ⅹ1000=10大皮帶輪計算直徑d2mmd2=id1(1-ε)=50011初定中心距a0mm(d1+d2)<a0<2(d1+d2)取a0=50013V帶的基準長度Ld0mmLd0≈2a0+л/2(d1+d2)+(d2-d1)/4a0=2070取Ld=14擬定中心距d擬定安裝V帶時所需最小中心amin和最大中心距amaxmma=a0+(Ld-Ld0)/2=500+（500-140）/2=46515小皮帶輪包角α1(°)α1=180°-(d2-d1)/aⅹ°=136°>120°16單根V帶額定功率P1KW17i≠1時，單根V帶額定功率增量Δp1KW18包角修正系數(shù)Ka19帶長修正系數(shù)KL20V帶根數(shù)ZZ=Pd/{(P1+Δp1)ⅹKaKL}={+ⅹ}=取Z=5攪拌軸的設計由于攪拌軸的長度較大，考慮加工的方便，將攪拌軸設計成兩部分進行上軸的構造設計及強度校核上軸材料選用慣用材料45鋼，構造如圖4-17.由于上軸只要受轉矩，故按轉矩初估最小軸徑，軸上開有一種鍵槽，軸徑擴大并圓整后，取最小軸徑為40mm。表2-2上軸的計算環(huán)節(jié)項目及代號參數(shù)及成果1軸功率P，Kw2軸轉數(shù)n,r/min2003軸材料454軸所傳遞的轉矩T=9550P/n，N`m5材料許用扭轉切應力[t],N/mm2357軸端直徑d>=365（P/n[t]）1/3328開一種鍵槽，軸徑擴大5%，mm9圓整軸端直徑d，mm4010長度l，mm530攪拌軸直徑的設計取用材料為45鋼，[]＝40，剪切彈性模量＝×104，許用單位扭轉角[]＝1°/m。運用截面法得：M由得：=攪拌軸為實心軸，則：=≥?。?0mm攪拌軸剛度的校核由得：由于最大單位扭轉角max＝＜[]＝1。因此圓軸的剛度足夠。攪拌軸長度的設計攪拌軸的長度近似由釜外長度、釜內(nèi)未浸入液體的長度、浸入液體的長度三部分構成。即：=++其中=H+M+F-A（H-凸緣法蘭的高度；M-安裝底蓋的高度；F-機架高度；A-機架H1）=40+50+550-372=268（）=+（—釜體筒體的長度；—封頭深度；液體的裝填高度）液體裝填高度的擬定：釜體筒體的裝填高度式中—操作容積（）；—釜體封頭容積（）；—筒體的內(nèi)徑（）液體的總裝填高度==750+25+275=1050（）=900+2x（25+275）+2x40-1050=530（）（40-甲型平焊法蘭高度）浸入液體攪拌軸的長度的擬定：攪拌槳的攪拌效果和攪拌效率與其在釜體的位置和液柱高度有關。攪拌槳浸入液體內(nèi)的最佳深度為：（見文獻[4]215）當時為最佳裝填高度；當＜時，需要設立兩層攪拌槳。由于=1050＜=1100，本設計選用一種攪拌槳。攪拌槳浸入液體內(nèi)的最佳深度為：S=2Hi/3=2x1050/3=700（）故浸入液體的長度：=700（）攪拌軸攪拌軸的長度為：=268+530+700=1498（）取=1500（）攪拌抽臨界轉速校核計算由于反映釜的攪拌軸轉速=200不不不大于200，故不作臨界轉速校核計算。聯(lián)軸器的型式及尺寸的設計由聯(lián)軸器的型式選用凸緣聯(lián)軸節(jié)。標記為：GYH5GB/T5843-，構造如圖2-1。圖2-1聯(lián)軸器軸承的型式及尺寸的設計根據(jù)攪拌軸的大小，選擇帶輪和聯(lián)軸器的連接選用平鍵12x8x40；軸承選用7210C，90x50x20；拌槳尺寸的設計框式攪拌槳的構造如圖2-2所示。由【2】44頁表表4-5，零件明細表見表2-3。圖2-2框式攪拌槳的構造1-槳葉；2-橫梁；3-筋板；4-連接螺栓；5-螺母；6-穿軸螺栓；7-螺母表2-3框式攪拌槳的尺寸（HG/T2123—91）螺栓螺釘δ數(shù)量數(shù)量60040M122M12116B重量60140311045-不不不大于反映釜的軸封裝置設計反映釜的軸封裝置的選型反映釜中應用的軸封構造重要有兩大類，填料箱密封和機械密封?？紤]到釜內(nèi)的物料含有易燃性和一定的腐蝕性，因此選用填料密封。根據(jù)＝、＝120℃、n=200r/min、d=40mm。選用R40HG21537-1992其構造如圖2-3、重要尺寸如表2-4所示。軸封裝置的構造及尺寸圖2-3填料密封構造表2-4填料密封的重要尺寸（）軸徑螺柱401751451103158-184xM16三．機架的設計由于反映釜傳來的軸向力不大，減速機輸出軸使用了帶短節(jié)的凸緣聯(lián)軸器，且反映釜使用不帶內(nèi)置軸承的機填料密封，故選用DJ型單支點機架（HG21566—95）。參考【2150頁表E-8選代號為DJ55機架。構造如圖3-1所示。圖3-1DJ型單支點機架選擇接管、管法蘭、設備法蘭及其它構件法蘭及其它構件管法蘭蒸汽入口A、溫度計接口D、壓縮空氣入口、冷卻水出口G采用ф32ⅹ無縫鋼管，法蘭PL25（B）-10，HG20592；加料口B采用ф76ⅹ6無縫鋼管，法蘭PL65（B）-10，HG20592；視鏡采用108無縫鋼管放料口采用ф45ⅹ無縫鋼管，法蘭PL40（B）-10，HG20592-97；甲型平焊法蘭法蘭-FM；法蘭-M凸緣法蘭法蘭R30016Mn防沖板50x50x10材料Q235-A；擋板800x80x12材料Q235-A法蘭墊片選耐酸石棉板，ò=2mm。視鏡的選型由于釜內(nèi)介質(zhì)壓力較低（＝）且考慮DN=1100，本設計選用兩個=100的帶頸視鏡。其構造見圖4-1。由文獻【5】4-159頁表4-5-7擬定視鏡的規(guī)定標記、原則圖號、視鏡的尺寸及材料。標記：視鏡Ⅱ，100原則圖號：HG21575-11994。圖4-1視鏡的構造型式表4-1視鏡的尺寸視鏡玻璃雙頭螺柱數(shù)量直徑×長度10018015028285013317084×133表4-2視鏡的材料件號名稱數(shù)量材料件號名稱數(shù)量材料1視鏡玻璃1硼硅玻璃(SJ-6)4壓緊環(huán)1Q235-A2襯墊2石棉橡膠板5雙頭螺柱8Q235-A3接緣11Cr18Ni9Ti6螺母16Q235-A五.選擇安裝底蓋構造對于不銹鋼設備，本設計選擇DN300HG21565-1995，其上部與機架的輸出端接口和軸封裝置采用可拆相聯(lián)，下部伸入釜內(nèi)。六、選擇支座形式并進行計算

擬定耳式支座實際承受載荷QQ=[m0g+Ge/kn+Geⅹδe/nφ]ⅹ10m0為設備總質(zhì)量(涉及客體及其附件,內(nèi)部介質(zhì)及保溫的質(zhì)量)Q1為釜體和夾套筒體總重載荷，查附表4-1，有：Dg=1100mm,δ=8mm的1米高筒節(jié)的質(zhì)量q1=219kg,Dg=1200mm,δ=6mm的1米高筒節(jié)的質(zhì)量q2=178kg,故Q1=H1q1+H2q2=+=，Q2為釜體和夾套封頭重載荷，查【1】312頁附續(xù)表Dg=1100mm,δ=8mm的封頭的質(zhì)量，Dg=1200mm,δ=6mm的封頭的質(zhì)量,Q2=ⅹ2+=257kg.Q3為料液重載荷，按水壓實驗時充滿水計，r=1000kg/m3,現(xiàn)以夾套尺寸預計。由【1】312頁附續(xù)表，有：Dg=1100mm的封頭容積V封=常1米筒節(jié)的容積V1米=m常故Q3=Vr=(2V封+=（+ⅹ）ⅹ1000=。Q4為其它附件重量。m=+257++=

擬定支座的型號及數(shù)量初定支座的型號及數(shù)量并算出安裝尺寸D容器總重量約，選B3型支座本體允許載荷Q=30KN四個。擬定水平力P由于容器置于室內(nèi)，不考慮風載，因此只計算水平地震力Pe，根據(jù)抗震8度取а0=，于是Pe=ⅹⅹⅹ=(h取180mm)則：M=Q(l2-s1)=（）="m當δe==,DN=1200mm,筒體內(nèi)壓P=,材料Q235-A采用B3型耳式支座時，[M]=4KN"m>KN"m,因此容器選用B3型耳式支座是沒問題的。七.焊縫構造的設計釜體上重要焊縫構造的設計()筒體的縱向焊縫（b）筒體與下封頭的環(huán)向焊縫（c）固體物料進口與封頭的焊縫（d）進料管與封頭的焊縫（e）冷卻器接管與封頭的焊縫（f）溫度計接管與封頭的焊縫（h）出料口接管與封頭的焊縫圖7-1釜體重要焊縫的構造及尺寸夾套上的焊縫構造的設計夾套上的焊縫構造及尺寸如圖7-2。（a）夾套的縱向焊縫（b）夾套與封頭的橫向焊縫（c）導熱油進口接管與筒體的焊縫（e）導熱油出口接管與筒體的焊縫（f）釜體與夾套的焊縫圖7-2夾套重要焊縫的構造及尺寸八、手孔選擇與補強校核手孔選擇帶頸平焊法蘭手孔，其公稱直徑DN=150mm,S=.開孔補強校核：由文獻表14-24知此手孔超出不另行補強的最大孔徑范疇，故必須進行補強計算：開孔直徑d=150+2ⅹ=159mm開孔削弱面積F=dS0=DPK1Di/2[ó]φ=(159ⅹⅹⅹ1100)/2ⅹ113ⅹ=有效補強區(qū)尺寸：h1=√d(S-c)=√[159在有效補強區(qū)內(nèi)，可作為補強金屬截面面