安徽理工大學制藥工程化工設備立式反應釜課程設計方案內(nèi)容朱文權(quán)

反響釜設計的相關(guān)內(nèi)容由設計條件單可知，設計的反響釜體積為1.2m3、操作體積為0.96m3；攪拌裝置配制的電機功率為1.5KW、攪拌軸的轉(zhuǎn)速為100r/min、攪拌槳的形式為槳式；加熱的方式為用夾套內(nèi)的導熱油進行電加熱；裝置上設有7個工藝接收、2個視鏡、4個耳式支座、8個電加熱器套管、1個人孔、2個測控接收。反響釜設計的內(nèi)容主要有：1）釜體的強度、剛度、穩(wěn)固性計算和構(gòu)造設計；2）夾套的的強度、剛度計算和構(gòu)造設計；3）設計釜體的法蘭聯(lián)接構(gòu)造、選擇接收、管法蘭；4）人孔的選型及補強計算；5）支座選型及驗算；6）視鏡的選型；7）焊縫的構(gòu)造與尺寸設計；8）電機、減速器的選型；9）攪拌軸及框式攪拌槳的尺寸設計；10）選擇聯(lián)軸器；11）設計機架構(gòu)造及尺寸；12）設計底蓋構(gòu)造及尺寸；13）選擇軸封形式；14）繪總裝置圖及攪拌軸零件圖等。第一章反響釜釜體的設計1.1釜體DN、PN確實定釜體DN確實定已知L/Di=1.2，由V=(π/4)Di2L，L=1.2Di，得Di34V341.2Di1.08m，圓整取Di1100mm1.21.2，3.14由文件【1】表16-1查得釜體的DN1200mm釜體PN確實定因為操作壓力p＝0.3MPa故：PN＝0.6MPaW1.2釜體筒體壁厚的設計設計參數(shù)確實定設計壓力p：p＝（1.05～1.1）pW，取p＝1.1pW=1.1×0.3MPa；液體靜壓pL：由筒體高度LDi=1.21.2=1.44m,取液體物料的均勻密度為860kg/m3,D若按釜內(nèi)所有充滿料液計算液相靜壓強，則有pL≈ρgh=8609.8071.44=12145Pa0.0121MPa0.0121.3.14%＜5％，故能夠忽視pL；因pL/p=0.03141.10.3計算壓力pc：pcppL=p=1.1MPa；設計溫度t：65℃；焊縫系數(shù)：＝0.85（局部無損探傷）；許用應力[]t：依據(jù)資料0Cr18Ni10Ti、設計溫度65℃，由文件【1】表14-4知[]t137MPa；鋼板負誤差C1：C1＝0.25mm（查文件【1】表14-6，GB6654-96）；腐化裕量C2：C2＝1.0mm（尚耐腐化資料，單面腐化；查文件【1】表14-7）。筒體壁厚的設計由公式SnpcDiC得：2pcSn1.10.31200+0.25+1.0=2.95mm1370.851.120.3圓整Sn3mm剛度校核：不銹鋼的Smin3mm考慮筒體的加工壁厚不小于5mm，故筒體的壁厚取Sn5mm1.3釜體封頭的設計封頭的選型由文件【1】表16-4選釜體的封頭選標準橢球型，代號EHA、標準JB/T4746—2002。設計參數(shù)確實定p＝1.1pW=1.1MPa；pcppL=p=1.1MPa；因為封頭Di1200mm，故可用整板沖壓成型，＝1.0；C1＝0.25mm（GB6654-96）；C2＝1.0mm。封頭的壁厚設計由公式SnpcDiC得t20.5pcSn1.10.31200=2.70mm13710.51.120.3圓整得Sn3mm依據(jù)規(guī)定，取封頭壁厚與筒體壁厚一致Sn5mm封頭的直邊尺寸、體積及重量確實定依據(jù)DN1200mm，由文件【1】表16-5知：直邊高度h1：25mm容積VF：0.1980m3總深度H=300mm內(nèi)表面積A：1.3980m2質(zhì)量m：53.7kg1.4筒體長度H的設計筒體長度H的設計VVTVF，VTVVF，Di2HVVF4HVVF=4(1.20.1980)=1.055m23.141.1^2Di4圓整得:H=1055mm釜體長徑比L/Di的復核L/Di(Hh2)/Di=10553001.232；知足要求11001.5外壓筒體壁厚的設計設計外壓確實定由設計條件單可知，夾套內(nèi)介質(zhì)的壓力為常壓，取設計外壓p=0.1MPa。試差法設計筒體的壁厚設筒體的壁厚Sn＝5mm，則:Se=SnC=5-1.25=3.75mm，DoDi2Sn=1110mm，由Lcr1.17DoDo得：Lcr=1.17×11101110=22343.7mmSe3.75筒體的計算長度L′=H1h1）1（33Lcr=22343.7mm>L'；故該筒體為短圓筒。圓筒的臨界壓力為：pcr2.59ESe22.591.871053.752D011100.309MPa11551110L'D03.75Se由P=Ρ/m，m=3得cr=0.309/3=0.103MPa因P=0.1MPa<P=0.103MPa；所以假定Sn＝5mm知足穩(wěn)固性要求。故筒體的壁厚Sn＝5mm。圖算法設計筒體的壁厚設筒體的壁厚Sn＝5mm，則：Se=SnC=5-1.25=3.75mm，DoDi2Sn=1110mm，D0/Se1110/3.75296。1筒體的計算長度L′=H（h1h2）=1055+300/3=11553L'/D01155/11101.041在文件【1】圖15-4中的L/Do坐標上找到0.780的值，由該點作水平線與對應的D0/Se296線訂交，沿此點再作豎直線與橫坐標訂交，交點的對應值為：≈000026.。由文件【1】圖15-7中選用，在水平坐標中找到A=2.6×10-4點，由該點作豎直線與對應的資料溫度線訂交，沿此點再作水平線與右方的縱坐標訂交，獲得系數(shù)B的值為：B≈33MPa、E=1.87×105MPa依據(jù)[p]=B得：Do/Se33=0.111（MPa）．[p]=1110/3.75因為p＝0.1MPa<[p]＝0.111MPa，所以假定Sn＝5mm合理，取封頭的壁厚Sn＝5mm。由文件【1】表16-3知：DN=1100mm，Sn=5mm的筒體單位高筒節(jié)質(zhì)量約為136kg/m，則筒體質(zhì)量為136×1.055=143.48kg1.6外壓封頭壁厚的設計設計外壓確實定封頭的設計外壓與筒體同樣，即設計外壓p=0.1MPa。封頭壁厚的計算設封頭的壁厚Sn=5mm，則：Se=Sn–C=5-1.25=3.75（mm），關(guān)于標準橢球形封頭K=0.9，RiKDi＝0.9×1100=990mm，Ri/Se=990/3.75A0.1250.125-4查文件【1】式（15-6）可得，計算系數(shù)：=990/3.75=4.73510×R/Sie由文件【1】圖15-7的水平坐標上找到A=4.735×10-4點，由該點作豎直線與對應的資料溫度線訂交，沿此點再作水平線與右方的縱坐標訂交，獲得系數(shù)B的值為值為：B≈5MPa、E=1.87×105MPaB55依據(jù)[p]=得：[p]=Ri/Se990/3.75

=0.208MPa．因為p＝0.1MPa<[p]＝0.208MPa，所以假定Sn＝5mm偏大，考慮到與筒體的焊接，取封頭的壁厚與筒體一致，故取Sn＝5mm。封頭的構(gòu)造與尺寸由在文件【1】表16-5釜體封頭的構(gòu)造如圖1-1，封頭質(zhì)量：63.5（kg）圖1-1釜體封頭的構(gòu)造與尺寸第二章反響釜夾套的設計2.1夾套的DN、PN確實定夾套DN確實定由夾套的筒體內(nèi)徑與釜體筒體內(nèi)徑之間的關(guān)系可知按國家標準?。篋j=Di+300＝1100+300=1400mm故DN=1400mm夾套PN確實定由設施設計條件單知，夾套內(nèi)介質(zhì)的工作壓力為常壓，故取PN＝0.25MPa2.2夾套筒體的設計設計參數(shù)確實定設計壓力：Pw=0.1MP，P=1.1Pw=1.1×0.3MP，Pc=P+PiC1=0.25C2=1.0Ф=1.0（整板沖壓成型）夾套筒體壁厚的設計因為pW為常壓＜0.3MPa，所以需要依據(jù)剛度條件設計筒體的最小壁厚。因Dj＝1400mm＜3800mm，取Smin＝2Di/1000且不小于3mm另加C2，故Smin＝21400+1=3.8（mm）1000圓整Sn=4mm關(guān)于碳鋼制造的筒體壁厚取Sn＝6mm。夾套筒體長度Hj的初步設計依據(jù)DN=1100mm，由文件【1】表16-3可知，單位高的容積=0.950m3/m，則筒體高度的估量值為VVF=0.8021mV10.950圓整后Hj802mm由文件【1】表16-3得，=1400mm，=6mm的筒體1M高筒節(jié)鋼板質(zhì)量為208則夾套筒體質(zhì)量估量為2080.802=166.816kg2.3夾套封頭的設計封頭的選型查文件【1】表16-4可知，夾套的下封頭選標準橢球型，內(nèi)徑與筒體同樣（Dj＝1400mm）。代號EHA，標準JB/T4746—2002。夾套的上封頭選無折邊錐形封頭，且半錐角45、大端直徑Di1400mm，小端直徑DM1112mm設計參數(shù)確實定pW=0.1MPC2=1.0Dj=1400Smin=2Di/1000≧3橢球形封頭壁厚的設計因為pW為常壓＜0.3MPa，所以需要依據(jù)剛度條件設計封頭的最小壁厚。因Dj＝1400mm＜3800mm，取Smin＝2Di/1000且不小于3mm另加C2，故Smin＝2×1400/1000+1=3.8（mm），圓整Sn=4mm。關(guān)于碳鋼制造的封頭壁厚取Sn＝6mm。橢球形封頭直邊尺寸、體積及重量確實定依據(jù)DN1400mm，由文件【1】表16-5知：直邊高度h1：25mm容積VF：0.3977m3深度h2：350mm內(nèi)表面積A：2.2346m2質(zhì)量m：102.9kg橢球形封頭構(gòu)造的設計封頭的下部構(gòu)造如圖2-1。由設施設計條件單知：下料口的DN＝100mm，查文件【1】表18-4可知，封頭下部構(gòu)造的主要構(gòu)造尺寸Dmin＝210mm。帶折邊錐形封頭壁厚的設計考慮到封頭的大端與夾套筒體對焊，小端與釜體筒體角焊，所以取封頭的壁厚與夾套筒體的壁厚一致，即Sn＝6mm。構(gòu)造及尺寸如圖2-2所示。圖2-1下封頭的構(gòu)造圖2-2上封頭的構(gòu)造2.4傳熱面積的校核DN=1100mm釜體下封頭的內(nèi)表面積A=1.3980m2DN=1100mm筒體（1m高）的內(nèi)表面積F1=3.46m2夾套包圍筒體的表面積FS=F1×Hj=3.46×0.802=2.7750（m2）A+FS=1.398+2.775=4.1730(m2)因為釜內(nèi)進行的反響是放熱反響，產(chǎn)生的熱量不單能夠保持反響的不停進行，且會引起釜內(nèi)溫度高升。為防備釜內(nèi)溫度過高，在釜體的上方設置了冷凝器進行換熱，所以不需要進行傳熱面積的校核。假如釜內(nèi)進行的反響是吸熱反響，則需進行傳熱面積的校核，即：將A+FS=4.1730m2與工藝需要的傳熱面積F進行比較。若A+FS≥F，則不需要在釜內(nèi)另設置蛇管；反之則需要蛇管。第三章反響釜釜體及夾套的壓力實驗3.1釜體的水壓實驗水壓實驗壓力確實定由反響釜設計條件單可知，反響釜資料為0Cr18Ni10Ti,在文件【1】表14-4中對應0Cr18Ni10Ti,65°C內(nèi)查得對應內(nèi)許用應力[][]t137MPa水壓實驗的壓力：[]σpT1.25p[]t且不小于(p+0.1)，當σt>1.8時取1.8pT0.413MPa，p+0.1=0.43MPa，取pT=0.43MPa液壓實驗的強度校核由pT(DiSnC)得：maxC)2(Sn0.43（11005-1-0.25）max2（5-1-063.3MPa.25）因max＝63.3MPa<0.9s=0.92000.85153MPa，故液壓強度足夠壓力表的量程、水溫及水中Cl濃度的要求壓力表的最大批程：P=2pT=2×0.43=0.86MPa或0.645～1.72MPa表水溫≥15℃，水中Cl濃度≤25mg/L。水壓實驗的操作過程操作過程：在保持釜體表面干燥的條件下，第一用水將釜體內(nèi)的空氣排空，再將水的壓力遲緩升至0.43MPa，保壓不低于30min，而后將壓力遲緩降至0.33MPa，保壓足夠長時間，檢查所有焊縫和連結(jié)部位有無泄漏和顯然的殘留變形。若質(zhì)量合格，遲緩降壓將釜體內(nèi)的水排凈，用壓縮空氣吹干釜體。若質(zhì)量不合格，修理后從頭試壓直至合格為止。水壓實驗合格后再做氣壓實驗。3.2釜體的氣壓實驗氣壓實驗壓力確實定氣壓實驗的壓力：pT[]×0.33×1.0=0.3795（MPa）1.15p]t=1.15[氣壓實驗的強度校核由pT(DiSnC)得：maxC)2(Sn因max＝55.47MPa＜0.8S=0.8×200×0.85=136（MPa）故氣壓強度足夠氣壓實驗的操作過程做氣壓實驗時，將壓縮空氣的壓力遲緩將升至

0.03795MPa

，保持

5min

并進行初檢。合格后持續(xù)升壓至

0.1898MPa

，后來按每級的

0.03795MPa

級差，逐級升至實驗壓力0.3795MPa，保持10min，而后再降至0.33MPa，保壓足夠長時間同時進行檢查，若有泄漏，修理后再按上述規(guī)定從頭進行實驗。釜體試壓合格后，再焊上夾套進行壓力實驗。3.3夾套的液壓實驗液壓實驗壓力確實定由反響釜設計條件單可知，反響釜資料為Q235-B，在文件【1】表14-4中對應°[][]t113MPaQ235-B，65C內(nèi)查得對應內(nèi)許用應力液壓實驗的壓力：pT1.25p[]且不小于(p+0.1)，當σ>1.8時取1.8。[]tσtpT=1.25×0.11×1.0=0.138MPa，p+0.1=0.21MPa取pT=0.21MPa液壓實驗的強度校核由pT(DiSnC)得：maxC)2(Sn因max＝31.05MPa＜0.9s=0.9×235×0.85=179.7（MPa）故液壓強度足夠壓力表的量程、水溫的要求壓力表的量程：P表=2pT=2×0.21=0.42MPa或0.315～0.84MPa，水溫≥5℃。液壓實驗的操作過程在保持夾套表面干燥的條件下，第一用水將夾套內(nèi)的空氣排空，再將水的壓力遲緩升至0.21MPa，保壓不低于30min，而后將壓力遲緩降至0.105MPa，保壓足夠長時間，檢查所有焊縫和連結(jié)部位有無泄漏和顯然的殘留變形。若質(zhì)量合格，遲緩降壓將夾套內(nèi)的水排凈，用壓縮空氣吹干。若質(zhì)量不合格，修理后從頭試壓直至合格為止。第四章反響釜附件的選型及尺寸設計4.1釜體法蘭聯(lián)接構(gòu)造的設計設計內(nèi)容包含：法蘭的設計、密封面形式的選型、墊片設計、螺栓和螺母的設計。法蘭的設計(1)依據(jù)DN＝1100mm、PN＝0.6MPa，由文件【1】表16-9確立法蘭的種類為甲型平焊法蘭。標記：法蘭FF1200-0.6JB/T4701-2002查文件【1】表16-12可知，資料：16MnR查文件【1】表16-13可知，螺栓規(guī)格：M20；螺栓數(shù)目：48（2）查文件【1】圖16-7可確立法蘭的構(gòu)造，表16-3可確立法蘭的主要尺寸，法蘭的構(gòu)造和主要尺寸如圖4—1如表4—1圖4—1甲型平焊法蘭表4—1法蘭構(gòu)造尺寸公稱直徑法蘭/mm螺栓DN/mmDD1D2D3D4d規(guī)格數(shù)目1100123011901155114111385523M2048密封面形式的選型依據(jù)PN＝0.6MPa＜1.6MPa、介質(zhì)溫度65℃和介質(zhì)的性質(zhì)，由文件【1】表16－可知密封面型式為圓滑面。墊片的設計由文件【1】表331頁16-14得墊片采納耐油橡膠石棉墊片，資料為耐油橡膠石棉板（GB/T539），文件【2】表8-5可確立其構(gòu)造及尺寸，見圖4—2和表4-2圖4-2墊片的構(gòu)造表4-2墊片的尺寸D0/mmdi/mm/mm114011003螺栓、螺母和墊圈的尺寸規(guī)格及資料本設計采納六角頭螺栓（C級、GB/T5780-2000）、Ⅰ型六角螺母（C級、GB/T41-2000）平墊圈（100HV、GB/T95-2002）螺栓長度

L的計算：螺栓的長度由法蘭的厚度（

）、墊片的厚度（

S）、螺母的厚度（

H

）、墊圈厚度（

h）、螺栓伸出長度

0.3~0.5

d

確立。此中=58mm、S=3mm、H=30mm、h=3mm、螺栓伸出長度取0.4d=0.4×mm27.7螺栓的長度L為：L2SH2h0.4d258330230.427.7=166.08mm取L＝170mm螺栓標記：GB/T5780-2000M20130螺母標記：GB/T41-2000M20墊圈標記：GB/T95-200224-100HV法蘭、墊片、螺栓、螺母、墊圈的資料依據(jù)甲型平焊法蘭、工作溫度t=130℃的條件，由文件【3】附錄8法蘭、墊片、螺栓、螺母資料般配表進行選材，結(jié)果如表4—3所示。表4—3法蘭、墊片、螺栓、螺母的資料法蘭墊片螺栓螺母墊圈16MnR耐油橡膠石棉3520100HV4.2工藝接收的設計在文件【2】表8-2對應無縫鋼管的公稱直徑DN可查其外徑D0、壁厚Sn.。（1）導熱油入口接收采納47×3.5無縫鋼管，罐內(nèi)的接收與夾套內(nèi)表面磨平。配用突面板式平焊管法蘭：HG20592法蘭PL40-0.1RF20。（2）N2（g）入口采納32×3.5無縫鋼管，接收與封頭內(nèi)表面磨平。配用突面板式平焊管法蘭：HG20592法蘭PL25-0.6RF0Cr18Ni10Ti。（3）工藝物料入口采納47×3.5無縫鋼管，管的一端切成45，伸入罐內(nèi)必定長度。配用的突面板式平焊管法蘭：HG20592法蘭PL40-0.6RF0Cr18Ni10Ti。（4）放料口采納108×4.0無縫鋼管，接收與封頭內(nèi)表面磨平。配用突面板式平焊管法蘭：HG20592法蘭PL100-0.6RF0Cr18Ni10Ti。與其配套的是手動下展式鑄不銹鋼放料閥，標記：放料閥6-100HG5-11-81-3.（5）導熱油出口采納47×3.5無縫鋼管，接收與封頭內(nèi)表面磨平。配用突面板式平焊管法蘭：HG20592法蘭PL40-0.1RF20。（6）安全閥接口采納32×3.5無縫鋼管，接收與封頭內(nèi)表面磨平。配用突面板式平焊管法蘭：HG20592法蘭PL25-0.6RF0Cr18Ni10Ti。（7）冷凝器接口采納108×4.0無縫鋼管，接收與封頭內(nèi)表面磨平。配用突面板式平焊管法蘭：HG20592法蘭PL100-0.6RF0Cr18Ni10Ti。（8）加熱器套管采納無縫鋼管，罐內(nèi)的接收與下封頭內(nèi)表面磨平磨平。配用突面板式平焊管法蘭：HG20592法蘭PL50-0.1RF20。（9）固體物料入口采納212×6無縫鋼管，罐內(nèi)的接收與下封頭內(nèi)表面磨平磨平。配用突面板式平焊管法蘭：HG20592法蘭PL200-0.1RF20。（10）視鏡采納Ф88×4無縫鋼管，接收與封頭內(nèi)表面磨平。配用突面板式平焊管法蘭：HG20592法蘭PL80-0.6RF0Cr18Ni10Ti。4.3管法蘭尺寸的設計工藝接收配用的突面板式平焊管法蘭的構(gòu)造如圖。由文件【4】表3-2-3并依據(jù)PN0.1MPa、0.6MPa和接收的DN，由板式平焊管法蘭標準（HG20592）確立法蘭的尺寸。管法蘭的構(gòu)造和尺寸見圖4-3和表4-4。圖4—3板式平焊管法蘭接收名稱安全閥接口、N2接口工藝物料入口導熱油入口固體物料入口冷凝器接口、放料口導熱油出口加熱器套管

表4-4板式平焊管法蘭的尺寸（連結(jié)尺寸公稱接收直徑外徑DNADKLn2532100751144045130100144404513010014420021932028018810010821017018840451301001445057140110144

HG20592）密封面法蘭厚法蘭厚度內(nèi)徑Thd度CBfM101458233M121688246M121688246M16222542222M16181442110M121688246M12161242594.4墊片尺寸及材質(zhì)工藝接收配用的突面板式平焊管法蘭的墊片的構(gòu)造如圖4-4所示，查文件【2】表7-8可確立其尺寸，尺寸、材質(zhì)表4-5所示。墊片的構(gòu)造圖4-4管道法蘭用軟墊片密封面形式及墊片尺寸接收名稱安全閥接口、N2接口工藝物料入口導熱油入口固體物料入口冷凝器接口、放料口導熱油出口加熱器套管

表4-5密封面形式及墊片尺寸密封面型式墊片尺寸(mm)墊片材質(zhì)外徑DO內(nèi)徑di厚度RF63322耐油石棉橡膠板RF86452耐油石棉橡膠板RF86452耐油石棉橡膠板RF2732192耐油石棉橡膠板RF1521082耐油石棉橡膠板RF86452耐油石棉橡膠板RF96572耐油石棉橡膠板4.5人孔的設計因為釜體的內(nèi)徑Di=1100mm900mm，所以需要在釜體的封頭上設置人孔，以便于安裝、維修、檢查釜體的內(nèi)部構(gòu)造，本設計采納PN0.6、DN450不銹鋼A型展轉(zhuǎn)蓋帶頸平焊法蘭人孔，其構(gòu)造尺寸如圖4-5所示。由文件【4】表3-4-1查得其尺寸見表4-6、資料見表4-7。圖4-5A型展轉(zhuǎn)蓋帶頸平焊法蘭人孔構(gòu)造1-人孔接收；2-螺母；3-螺栓；4-法蘭；5-墊片；6-手柄；7-法蘭蓋；8-銷軸；9-張口銷；10-墊圈；11、12、13、14-軸耳表4-6展轉(zhuǎn)蓋平焊法蘭進料口的尺寸公稱壓力密封面公稱直徑dw×SDD1AB螺栓（MPa）形式DN規(guī)格數(shù)目450480×6590550325150M20×75160.6突面LH1H2bb1b2d重量(kg)20022010228/3022262088.9表4-7物料入口PN0.6DN450的明細表件號名稱數(shù)目資料1接收10Cr18Ni10Ti2螺母8253螺栓8354法蘭11Cr18Ni9Ti5墊片1耐油石棉橡膠板6法蘭蓋11Cr18Ni9Ti7手柄2Q235-A4.6視鏡的選型視鏡的選型因為釜內(nèi)介質(zhì)壓力較低（pW＝0.3MPa）且考慮DN1100mm，本設計采納兩個DN=80mm的不帶頸視鏡。該類視鏡擁有構(gòu)造簡單，不易結(jié)料，窺視范圍大等長處，視鏡的構(gòu)造其構(gòu)造見圖4-6。圖4-6視鏡的構(gòu)造型式視鏡的規(guī)定標記、標準圖號、視鏡的尺寸及資料查文件【4】可確立視鏡的規(guī)定標記、標準圖號,文件【4】表3-5-2確立其尺寸，表3-5-4確立其資料見圖4-6，尺寸見表4-7，資料見表4-8，視鏡在封頭上對稱部署。標記：視鏡ⅡPN0.6，DN80標準圖號：HGJ501-86-14。質(zhì)量：6.8kg表4-7視鏡的尺寸DN視鏡玻璃DD1bb2H1雙頭螺柱dnS數(shù)目直徑×長度1801601303624868M12×40表4-8視鏡的資料件號名稱數(shù)目資料件號名稱數(shù)目資料1視鏡玻璃1鋼化硼硅玻璃4壓緊環(huán)1Q235-A(HGJ501-86-0)2襯墊2石棉橡膠板5雙頭螺柱8353接緣11Cr18Ni9Ti6螺母825第五章攪拌裝置的選型與尺寸設計5.1攪拌軸直徑的初步計算攪拌軸直徑的設計電機的功率P＝1.5KW，攪拌軸的轉(zhuǎn)速n＝100r/min，依據(jù)文件【1】表11-1選擇攪拌軸資料為1Cr18Ni9Ti，[]＝25MPa，剪切彈性模量G＝8×104MPa，許用單位扭轉(zhuǎn)角[]＝1.0°/m。6Pm=9.5331061.5mm由m9.55310得：Nn100利用截面法得：MTmaxm=9.5331061.5Nmm100由maxMT[]得：W9.553106P=9.5331061.5Wn[]2500拌軸為實心軸，由：W0.2d3=9.5331061.52500解得d≥30.60mm，取d＝32mm攪拌軸剛度的校核由文件【2】式（8-13）：maxMTmax180103得：GJ9.5531061.51803=0.98/mmax81040.132410010因為最大單位扭轉(zhuǎn)角max＝0.98/m＜[]＝1.0/m，所以圓軸的剛度足夠?？紤]到攪拌軸與聯(lián)軸器配合，d＝32mm可能需要進一步伐整。5.2攪拌抽臨界轉(zhuǎn)速校核計算因為反響釜的攪拌軸轉(zhuǎn)速n＜200r/min，故無需做臨界轉(zhuǎn)速校核計算。5.3聯(lián)軸器的型式及尺寸的設計因為采納擺線針齒行星減速機，所以聯(lián)軸器的型式采納立式夾殼聯(lián)軸節(jié)（D型）。標記為：DN40HG21570—95，構(gòu)造如圖5-1。由文件【5】表5-3-16可確立聯(lián)軸節(jié)的尺寸，如表5-1，由文件【4】表3-5-37可查得零件及資料，如表5-2所示。因為聯(lián)軸節(jié)軸孔直徑DN=40mm，所以攪拌軸的直徑d調(diào)整至40mm。圖5-1立式夾殼聯(lián)軸節(jié)1-夾殼；2-懸吊環(huán)；3-墊圈；4-螺母；5-螺栓表5-1夾殼聯(lián)軸節(jié)的尺寸Dd1d2d3Ll1l2l3螺栓軸孔直數(shù)目規(guī)格徑DN118483576162207156M1240l4l5l6l7δbfR質(zhì)量/kg804558516120.60.47.60表5-2夾殼聯(lián)軸節(jié)的零件及資料件號名稱資料件號名稱資料1左、右夾殼ZG-1Cr18Ni9Ti4螺母0Cr18Ni9Ti2吊環(huán)0Cr18Ni9Ti5螺栓A2-703墊圈A-1405.4攪拌槳尺寸的設計框式攪拌槳的構(gòu)造如圖5-2所示。由文件【5】表3-1-17和表3-1-15確立不銹鋼框式攪拌槳的尺寸見表5-3、零件明細表見表5-4。圖5-2框式攪拌槳的構(gòu)造1-槳葉。2-橫梁。3-筋板。4-連結(jié)螺栓。5-螺母。6-穿軸螺栓。7-螺母表5-3框式攪拌槳的尺寸（HG/T2123—91）Dj螺栓螺孔螺栓螺孔add1數(shù)目d2d3數(shù)目d4δ95050M16216.5M12813463Hh1h2cemff1重量P/n730237350170512035-150.088表5-4零件明細表件號名稱數(shù)目資料件號名稱數(shù)目資料1槳葉211895螺母811892橫梁211896穿軸螺栓211893筋板411897螺母411894連結(jié)螺栓811895.5攪拌軸的構(gòu)造及尺寸的設計攪拌軸長度的設計攪拌軸的長度L近似由釜外長度L1、釜內(nèi)未浸入液體的長度L2、浸入液體的長度L3三部分組成。即：L=L1+L3+L2此中L1=HM（H—機架高；M—減速機輸出軸長度）=500-79=421（mm）L2=HT+HFHi（HT—釜體筒體的長度；HF—封頭深度；Hi液體的裝填高度）液體裝填高度Hi確實定：釜體筒體的裝填高度H1VcVFDi24式中Vc—操作容積，m3；VF—釜體封頭容積，m3；Di—筒體的內(nèi)徑，m。故H1=0。762m241.1取H1762mm液體的總裝填高度Hi=H1h1h2=762+300=1062（mm）L2=1055+2300-1062=593mm浸入液體攪拌軸的長度L3確實定：攪拌槳的攪拌成效和攪拌效率與其在釜體的地點和液柱高度相關(guān)。攪拌槳浸入液體內(nèi)的最正確深度為：S2Di2Hi（見文件[4]215）33當DiHi時為最正確裝填高度；當Di＜Hi時，需要設置兩層攪拌槳。因為Hi=1062mm＜Di=1100mm，本設計采納一個攪拌槳。攪拌槳浸入液體內(nèi)的最正確深度為：S=2Hi/3=2×1062/3=708mm故浸入液體的長度：L3=708mm攪拌軸攪拌軸的長度L為：L=421+593+708=1722mm；取L=1720mm攪拌軸的構(gòu)造因為攪拌軸的長度較大，考慮加工的方便，將攪拌軸設計成兩部分。與減速機相聯(lián)的攪拌軸軸長為上半部：L=HM+L4式中，L4為攪拌軸深入釜內(nèi)的長度，mm；當d40mm時取L4=250mm=500-79+250=671mm取L=670mm攪拌軸下部分的軸長為：L=LL=1720-670=1050mm第六章傳動裝置的選型和尺寸計算6.1電動機的選型因為反響釜里的物料擁有易燃性和必定的腐化性，應采納隔爆型三相異步電機（防爆標記

dⅡ

AT4）。依據(jù)電機的功率

P＝1.5KW

、轉(zhuǎn)速

n＝1500r/min

，由文件【

6】表10-5-3采納的電機型號為：

Y2-100L1-4，由文件【

6】表

10-4-5

查得質(zhì)量為

34kg。6.2減速器的選型減速器的選型依據(jù)電機的功率P＝1.5KW、攪拌軸的轉(zhuǎn)速n＝100r/min、傳動比i為1430/85＝16.8，采納直聯(lián)擺線針輪減速機（JB/T2982-1994），標記ZLD2.2—4A—17。由文件【6】表9-1-36確立其安裝尺寸，直聯(lián)擺線針輪減速機的外形見圖6-1、安裝尺寸如表6-1。減速機的外形安裝尺寸表6—1減速機的外形安裝尺寸D4DndP260230200452306-124EhbBM1516148.514400796.3機架的設計因為反響釜傳來的軸向力不大，減速機輸出軸使用了帶短節(jié)的夾殼聯(lián)軸節(jié)，且反響釜使用不帶內(nèi)置軸承的機械密封，應采納WJ型單支點機架（HG21566—95）。由攪拌軸的直徑d＝40mm可知，機架的公稱直徑DN200，由文件【2】附表3可查得其構(gòu)造尺寸如圖6—2所示。圖6-1直連擺線針輪減速機圖6—2WJ型無支點機架6.4底座的設計關(guān)于不銹鋼設施，本設計以下底座的構(gòu)造，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)，構(gòu)造與尺寸如圖6-3所示。圖6-3底座的構(gòu)造6.5反響釜的軸封裝置設計反響釜的軸封裝置選型反響釜中應用的軸封構(gòu)造主要有兩大類，填料箱密封和機械密封。考慮到釜內(nèi)的物料擁有易燃性和必定的腐化性，所以采納機械密封。軸封裝置的構(gòu)造及尺寸依據(jù)pW＝0.3MPa、t＝65℃、n=100r/min、d=40mm。由文件【6】表7-3-78采納205型（雙端面小彈簧UU型）釜用機械密封，其構(gòu)造和尺寸如圖6-4所示。圖6-4釜用205型機械密封構(gòu)造第八章支座的選型及設計8.1支座的選型及尺寸的初步設計懸掛式支座的選型因為設施外面設置有100mm的保溫層，文件【1】表16-23所以選耳式B型支座，支座數(shù)目為

4個懸掛式支座的尺寸的初步設計反響釜總質(zhì)量的估量：

mF

m1

m2

m3

m4+m5式中：

m1—釜體的質(zhì)量，

kg；（筒體

124.415+封頭

63.5×2≈252kg）m2—夾套的質(zhì)量，

kg；（筒體

139.375+封頭

117.7≈258kg）m3—攪拌裝置的質(zhì)量，

kg；（聯(lián)軸器

7.6+攪拌槳

15+電動機

34+機架

48+攪拌軸

20+減速器

130+底盤

32.56+凸緣法蘭

20≈310kg）m4—附件的質(zhì)量，

kg；（人孔

88.9+視鏡

6.8×2+無縫鋼管

80+管法蘭

54+螺栓螺母墊片

20+其余

243≈500kg）m5—保溫層的質(zhì)量，kg；（100kg）將各已知值代入上式得反響釜的總質(zhì)量約為1420kg。物料總質(zhì)量的估量：mWmjmd式中：mj—釜體介質(zhì)的質(zhì)量，kg；md—夾套內(nèi)導熱油的質(zhì)量，kg考慮到后期的水壓實驗，對物料總質(zhì)量的計算以水裝滿釜體和夾套計算，估量結(jié)果為2393kg。每個支座承受的重量Q約為：3.813×9.81/2＝18.7KN依據(jù)DN1500,Q18.7KN由文件【1】表16-23初選B型耳式支座，支座號為4。標記：JB/T4725-92耳座B4資料：Q235-A·F系列參數(shù)尺寸見表8-1。表8-1B型耳式支座的尺寸底板筋板墊板地腳螺栓支座H重量l1b11S1l2b22l3b33ed規(guī)格kg25020014014702901601031525084030M2415.78.2支座載荷的校核計算耳式支座實質(zhì)承受的載荷按下式近似計算：Q[mogGe4(phGeSe)]103knnD（Di22（）式中D=）（）2δn2δ3-b2-2δ22l2-S2=（22=1962mm15002628）（-160-210）2（290-70）g＝9.81m/s2，Ge15009.8114715(N)，mo=3813Kgk0.83，n=4，p=0，Se500(mm)代入上式得Q38139.81147154147155001030.8344196219.5KN因為Q19.5KN＜[Q]=60KN，所以采納的耳式支座知足要求。第七章焊縫構(gòu)造的設計第八章人孔的開孔及補強計算8.1封頭開人孔后被削弱的金屬面積A的計算因為人孔的開孔直徑較大，所以需要進行補強計算，本設計采納等面積補強的設計方法。釜體上封頭開人孔后被削弱的金屬面積A為：AdSo2SoSet(1fr)式中：ddi2C=480-12+2×（1+6×12.5%）=472mmSopcDi=0.31.11200=1.45mmt1371.020.5pc21.1fr[]et=1[]tAdSo2SoSet(1fr)=472×mm21.45+0=6848.2有效補強區(qū)內(nèi)起補強作用的金屬面積的計算封頭起補強作用金屬面積A1的計算A1BdSeSo2SetSeSo1frB2d2472944mm式中