100TPD植物油反应釜的设计Word文件下载.docx
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为了达到学习、演练、测试的目的，依据学校的指导精神和指导教师对我们毕业设计的要求，我们选择了反应釜参数化设计。
该课题属于中等偏难的题目，当然，我们还不具备凭空想象来设计出一个全新的机器的能力，我们的主要任务是对该设备做改进式的设计，丰富产品系列，对设备存在的不足之处进行改进、完善。
首先在做之前我们进行了资料的搜集和整理工作，学习了解反应釜的工作原理和结构特点；
我们还进行了实地的调研工作，对所设计的题目有了理性和感性的双重认识，以确保我们的设计更合理、更实用。
在设计的具体工作阶段，我们完成了全部数据的理论计算，包括设备的总体设计、方案确定、传动设计等，进行了设计结果的圆整以及强度、使用寿命等内容校核，绘制了设备所有的装配和大部分零件图。
这一过程是整个毕业设计的主体过程，也是关键过程，它不仅体现了我们的学习和理解能力，也是对我们动手能力和综合应用知识能力的检验。
我相信，在老师的悉心指导下，通过同学们的帮助和相互间的探讨，我们能够圆满地完成此次毕业设计。
1.1.反应釜概况
搅拌混合是重要的化工过程单元。
在合成橡胶、塑料及化纤三大合成材料的生产中，搅拌反应器约占反应设备总数的90﹪。
通常混合设备占工艺设备的5﹪～25﹪，其质量占工艺设备总质量的5﹪～10﹪，因此，混合设备的设计在装置设计中占有重要地位。
搅拌设备广泛应用于化工、医药、农药及染料等行业。
由于其操作条件的可控范围较广，又能适用多样化的生产，应用越来越广泛。
搅拌式反应釜是一种典型的搅拌反应设备，用于化学反应，其主要由搅拌装置、轴封和搅拌釜体三大部分组成。
由于过程换热的需要，在一般情况下设备设有夹套及蛇管，以满足传热要求。
釜体的设计是结构设计的第一步，其包括反应釜的体积、直径及高度设计；
夹套的体积、直径及高度设计；
釜体及夹套的壁厚设计。
搅拌装置包括传动装置、搅拌轴和搅拌器，由电动机和减速器驱动搅拌轴，使搅拌器按一定转速旋转以实现搅拌目的。
作为搅拌装置的主要零件之一的搅拌轴既要与搅拌器连接，又要与轴封装置以及轴承、联轴器等组成轴系，且须保证以一定转速回转，其设计计算需要考虑诸多因素。
1.2.混合与搅拌的作用
油脂精炼工艺致力于研究油脂及伴随物的物理、化学性质，并根据该混合物中各种物质性质上的差异，采取一定的工艺措施，将油脂与杂质分离开来，以提高油脂食用和储藏的稳定性与安全性。
油脂精炼是一个复杂的多种物理和化学过程的综合过程。
这种物理和化学过程能对伴随物选择性地发生作用，使其与甘油三酸酯的结合减弱并从油中分离出来。
这些过程的特性和次序，一方面由油品性质和质量决定，另一方面由精制所需深度而决定。
因此，尤其要注意各个精炼阶段的条件选择，以便能最大限度地防止油脂与水、空气中的氧、热和化学试剂的不良作用，在这一过程中混合与搅拌就非常重要。
碱炼时，烧碱与游离脂肪酸的反应发生在碱滴的表面上，碱滴分散得愈细，碱液的总表面积愈大，从而增加了碱液与游离脂肪酸的接触机会，加快了反应速度，缩短了碱炼过程，有利于精炼率的提高。
混合或搅拌不良时，碱液形不成足够的分散度，甚至会出现分层现象，而增加中性油皂化的机率。
因此，混合或搅拌的作用首先就在于使碱液在油相中造成高度的分散。
为达到此目的，加碱时，混合或搅拌的强度必须强烈些。
混合或搅拌的另一个作用是增进碱液与游离脂肪酸的相对运动，提高反应的速率，并使反应生成的皂膜尽快地脱离碱滴。
这一过程的混合或搅拌强度要温和些，以免在强烈混合下造成皂膜的过度分散而引起乳化现象。
因此，中和阶段的搅拌强度，应以不使已经分散了的碱液重新聚集和引起乳化为度。
在间歇式碱炼工艺中，中和反应之后，搅拌的目的在于促进皂膜凝聚或絮凝，提高皂脚对色素等杂质的吸附效果。
为了避免皂团因搅拌而破裂，搅拌强度更应缓慢一些，一般以30～15r/min为宜。
在蜡的结晶时，搅拌可使油脂中各处的降温均匀；
可使晶核与即将析出的蜡分子碰撞，促进晶粒有较多机会均匀长大。
不搅拌只能靠布朗运动，结晶太慢。
但搅拌太快，会打碎晶粒。
一般搅拌速度控制在10～13转/分，大直径的结晶罐用较低的速度。
搅拌速度以有利于蜡晶成长为准。
搅拌可减少“晶簇”的形成。
结晶中，除了晶核长大，几颗晶体还可能聚集成晶簇，晶簇能将油包合在内，增加脱蜡损耗。
1.3.本课题的目的和内容
1.本毕业设计课题应达到的目的：
（1）.通过对基础理论知识和专业知识的综合应用，提高学生分析解决问题的能力，培养认真、踏实、严谨的工作作风和科学创新的精神。
（2）.熟悉设计过程、基本设计方法，能正确编写技术文件，培养产品的开发能力。
（3）.学会查阅国内外有关文献，提高信息应用能力。
（4）.学习AutoCAD辅助机械设计和二次开发的方法，熟练掌握计算机绘图的技能。
2.本毕业设计课题任务的内容和要求：
（1）.设计产量100TPD的反应釜，完成总体设计和绘图；
（2）.编写软件编制说明书和使用说明书。
说明书不少于0.5万字；
（3）.按要求翻译相关外文资料一篇。
2.方案论证
本设计中传动比较大，要求瞬时传动比恒定，结构紧凑，而且在油脂精炼中混合强度与操作温度、水化情况都有关系，随着混合强度的变化搅拌速度也不断变化。
所以根据工艺设计要求和其结构特点以及各种传动机构的特点，选择齿轮传动机构传动。
在各种机械中应用最多的是圆形齿轮机构。
其主要优点有：
1）.能保证瞬时传动比恒定；
2）.传动比范围大可用于增速或减速;
3）.应用范围广:
圆周速度可达300m/s;
传递功率可从小于1W到100000KW;
齿轮直径可由1mm到152.3m;
4）.传动效率高;
5）.寿命长;
6）.结构紧凑,适用于近距离传动。
若采用行星齿轮系,可以在使用为数不多的齿轮且结构紧凑的情况下,得到很大的传动比。
带传动适用于传递距离的运动和动力；
传动的外廓尺寸较大，结构不紧凑，且对轴的压力大；
带与带轮之间存在弹性滑动和打滑，不能保证准确的传动比；
机械效率低，带的寿命较短；
需要张紧装置。
所以带传动的应用范围是：
一般带速为5～25m/s，高速带可达60m/s；
平带传动的传动比通常为3左右，较大可达到5；
V带传动的传动比一般不超过8。
而链传动的瞬时传动比不恒定，传动平稳性差，不能用于变载和急速反转的场合；
链条铰链易磨损，只能传递平行轴间的同向回转运动。
一般链传动传递的功率P≤100KW；
链速V≤15m/s;
传动比i≤7。
所以，综合考虑诸多因素并结合本设备特点，选择立式摆线减速机传动机构。
3.设计进度安排及要完成任务
本设计总的时间约14周，主要进度安排见表2-1。
表2-1进度安排
时间
工作内容
第4～5周
调研、查资料、完成毕业实习报告（调研报告）
第6～8周
总体方案确定、系统总体设计
第9～14周
详细设计
第15～16周
编制设计说明书，准备答辩
毕业设计期间所要完成的主要任务：
（1）.按要求翻译相关外文资料一篇。
（2）.完成YSRG160型反应釜搅拌轴的设计计算，并绘制其部装图。
（3）.完成传动机构的设计计算及其辅助机构的选型。
（4）.借用同组其他同学的设计部分完成该反应釜总装图的绘制。
4.设计计算书
基本参数：
π=3.14
1弧度=57.29577951度
要求：
全容积8.2立方，直径1.6米，机械搅拌，转速41转/分，
工作压力0.6Mpa，耐酸，重量、外形、价格、材质
4.1已知参数
YSRG160型主要已知参数见表3-1。
表3-1已知参数表
规格型号
YSRG160
生产能力T/D
100
公称直径mm
1600
罐体高度mm
3500
封头形式
椭圆封头
封头高度mm
400
筒体厚度mm
7
筒体重量㎏
975
设计压力MPa
0.6
工作压力MPa
设计温度℃
90
工作温度℃
转速RPM
41
搅拌叶组数
3
搅拌叶形式
折叶桨式
底桨叶形式
无
轴的支承形式
单跨（有底轴承）
物料名称
植物油
主要材料
0Cr18Ni9/Q235-A
注:
筒体重量计算公式:
π×
（公称直径+筒体厚度×
2）×
罐体高度×
筒体厚度×
密度
4.2.总体方案的确定
4.2.1.传动方案
考虑到安装空间等因素，选择立式摆线传动，单支点机架，搅拌叶形式采用斜叶桨式的。
4.2.2.传动设计
设计计算及说明
计算结果
功率计算
罐体容积
V1=π×
（公称直径/2）2×
罐体高度
=3.14×
1600/2×
=7.034m3
椭圆封头容积
V2=1.072m3
总容积
V=v1+v2×
2=7.034+1.072×
2=9.2m3
酸化反应是使液体混合反应,按设计资料[1]下P259最小轴功率为0.2～0.3Kw/立方米,按0.3KW/m3计算
初算轴功率
Ps=0.3×
总容积=0.3×
9.2=2.76KW
轴封处摩擦损耗功率
Pm=0.2KW
传动总效率
η＝0.9
计算电动机功率
PM＝（Ps+Pm）/η＝（2.76+0.2）/0.9
=3.29KW
取电动机功率P＝4KW
轴径计算
扭矩
M=P/n=9555×
4/41=932.20Nm
（1）按强度计算
d1≥C×
（P/n）1/3＝107×
（4/41）1/3＝49.3mm
对45钢，C=107
（2）按扭转变形计算
d1＝155.4×
（Mn/（[γ]×
G×
（1-N0^4
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