设计一台夹套传热式带搅拌的反应釜Word文档下载推荐.docx

1、 1、进行罐体和夹套设计计算。2、进行搅拌传动系统设计。（1）进行传动系统方案设计（指定用V带传动）；（2）作带传动设计计算（指定选用库存电机Y132M2-6,转速960r/min，功率5.5KW）；（3）进行上轴的结构设计和强度校核；（4）选择轴承、进行轴承寿命校核；（5）选择联轴器；（6）进行罐内搅拌轴的结构、搅拌器与搅拌轴的连接结构设计；（7）选择轴封结构；3、设计机架结构。4、选择凸缘法兰及安装底盖结构。5、选择支座形式并进行计算。6、选择接管、管法兰、设备法兰、手孔、视镜等容器附件。7、绘制总装配图（A0或A1图纸）。2、设计方案的分析和拟定一、夹套反应釜的总体结构主要由：搅拌容器：

2、罐体和夹套，主要由封头和筒体组成 搅拌装置：搅拌器和搅拌轴 传动装置：为带动搅拌装置设置的，由电动机、减速机、联轴器和传动轴等组合而成 轴封装置：动密封，一般采用机械密封或填料密封 支座接管及一些附件二、夹套反应釜机械设计步骤先阅读任务书，然后设计1.罐体和夹套的设计 结构设计 罐体几何尺寸设计 夹套几何尺寸设计 强度校核2.反应釜的搅拌装置确定搅拌的形式：推进式，与轴的连接是通过轴套用平键或是深定螺钉固定搅拌轴设计：搅拌轴的材料；结构；校核强度；支承；轴的临界转变校核计算。 3. 反应釜的传动装置 电机、减速器的选型，选择联轴器，选用和设计机桨和底座。 主要是设计V带，根据选用的功率、转速。

3、4.反应釜的轴封装置 填封密封是由填料箱、压盖、压紧螺栓及油杯等组成。一般用于常压、低压、低转速及允许定期维护的搅拌装置。 机械密封的搅拌装置：主要用于腐蚀、易燃、易爆、剧毒及带有固体颗粒的介质中工作的有压和真空设备。三、反应釜的其他附件1. 支座：夹套反应釜多为立式安装，最常用的支座为耳式支座、标准耳式支座 支座分为A型和B型两种，当设备需要保温或直接支承在楼板上时选B型，否则选A型，每台反应釜常用4个支座。2. 设备接口： 接管与管法兰； 补强圈； 液体出料口 ； 过夹套的物料进出口； 夹套进气管； 3 . 视镜：一般成对使用，当视镜需要斜装或设备直径较小时，采用带颈视镜。3、夹套反应釜设

4、计计算3.1几何尺寸：步骤项目及代号参数及结果备注1-1全容积V，m3由工艺条件给定1-2操作面积V1,m31-3传热面积F,1-4釜体形式常用结构1-5封头形式1-6长径比i=H1/D1计算1-7初算筒体内径按参考文献2式4-1选取1-8圆整筒体内径D1,按参考文献2附录表D-1选取1-9一米高的容积V1m,m31-10釜体封头容积V1封,m3按参考文献2附录表D-2选取1-11釜体高度H1=（VV1封）/V1m,m按参考文献2式4-2计算1-12圆整釜体高度H1,mm选取1-13实际容积V=V1mH1+V1封,m3按文献2式4-3计算1-14夹套筒体内径D2,mm按参考文献2表4-3选取1

5、-15装料系数=V操/V或按=0.60.85选取1-16夹套筒体高度H2（VV1封）/V1m,m1-17圆整夹套筒体高度H2,mm1-18罐体封头表面积F1封,m21-19一米高筒体内表面积F1m,m21-20实际总传热面积F=F1mH2+F1封，m2计算并按文献2式4-5校核3.2强度计算（按内压计算厚度）2-1设备材料2-2设计压力（罐体内）p1,MPa2-3设计压力（夹套内）p2,MPa2-4设计温度（罐体内）t1,2-5设计温度（夹套内）t2,2-6液柱静压力p1H=10-6gh,MPa2-7计算压力p1c=p1+p1H,MPa2-8液柱静压力p2H,MPa忽略2-9计算压力p2c=p

6、22-10罐体及夹套焊接接头系数按参考文献1表10-9选取2-11设计温度下材料许用应力t, MPa按参考文献1附表6选取2-12罐体筒体计算厚度按参考文献1第十章P159页公式计算2-13夹套筒体计算厚2-14罐体封头计算厚度按参考文献1式10-32（标准椭圆封头）计算2-15夹套封头计算厚2-16取最小厚度min作为计算厚度，mm不满足刚度条件，按参考文献1第九章选取2-17腐蚀裕量C2,mm按参考文献1第十章P161选取（按双面腐蚀）2-18钢板厚度负偏差C1,mm按参考文献1表10-10选取（钢板厚度按6mm选取）2-19罐体筒体设计厚度1c=1+C2,mm按参考文献1式10-12计算

7、2-20夹套筒体设计厚度2c=2+C2,mm2-21罐体封头设计厚度/1c=/1+C2,mm2-22夹套封头设计厚度/2c=/2+C2,mm2-23罐体筒体名义厚度1n=1c,mm圆整取数，min-1C12-24夹套筒体名义厚度2n,mm圆整取数, min-22-25罐体封头名义厚度/1n,mm圆整取数, min-1/2-26夹套封头名义厚度/2n,mm圆整取数, min-2/3.3 稳定性校核（按外压校核厚度）3-2罐体筒体名义厚度n ，mm根据计算结果假设厚度附加量C=C1+C2按参考文献1第十章P161选取，并计算3-3罐体筒体有效厚度e=n-C，mm按参考文献1第十章计算3-4罐体筒体

8、外径DO=D1+2n ，mm3-5筒体计算长度L=H2+1/3h1 ，mm3-6系数L/DO3-7系数DO/e3-8系数A查参考文献1图10-153-9系数B查参考文献1图10-173-10许用外压 p =B/（DO/e ）按参考文献1式10-25计算3-11假设按参考文献1表10-10选取3-123-13罐体筒体有效厚度e=n-C ，mm3-143-15按参考文献1第十章计算，h1按参考文献2附表D-2选取 3-163-173-183-193-203-21罐体封头名义厚度n ，mm3-22罐体封头钢板厚度负偏差C1,mm3-233-24罐体封头有效厚度/e=/n-C ，mm3-25罐体封头外

9、径D/O=D/1+2/n ，mm3-26标准椭圆封头当量球壳外半径R/O=0.9D/O,mm按参考文献1第十章P176计算3-27系数A=0.125/（R/O/e ）按参考文献1式10-35计算3-28查参考文献1图10-163-29许用外压力按参考文献1式10-34计算，稳定性满足要求3-30罐体封头最小厚度min=0.15% , D1 ，mm满足3.4 水压试验校核4-1罐体实验压力按参考文献1式10-17计算4-2夹套水压实验压力4-3材料屈服点应力S,MPa按参考文献1附录6选取4-4T0.9S,MPa按参考文献1式10-19计算4-5罐体圆筒应力4-6夹套内压实验应力3.5 V带减速

10、机3.5.1电动机电动机型号额定功率Kw减载转速r/min堵转转矩最大转矩额定转矩3.5.2 V带减速机 （1）特点：结构简单，制造方便，价格低廉，能防止过载，噪声小。 （2）减速机的基本形式和主要尺寸。 （3）减速机的设计重点是V带轮的设计计算。V带轮的设计计算和步骤如下：（见参考文献2表4-22）设计项目单位公式及数据6-1传动的额定功率PKW已知电机功率6-2小皮带轮转速n1r/min已知电机转速6-3大皮带轮转速n2已知搅拌机转速6-4工况系数Ka由参考文献1表14-4选取6-5设计功率PdkW6-6选V带型号根据参考文献1图14-5选取6-7传动速比i6-8小皮带轮计算直径d1mm按

11、参考文献1表14-5初选6-9验算带速vm/svmax =25-30 m/svmin=5 m/s6-10滑动率6-11大皮带轮计算直径dz计算后按参考文献1表14-5圆整6-12初定中心距a0可根据结构要求定6-13带的基准长度Ld0计算后按参考文献1表14-2圆整6-14确定中心距a（确定安装V带时所需最小中心距amin和最大中心距amax ）amin=a-0.015Ldamax=a+0.03 Ld按参考文献1式14-12计算6-15小皮带轮包角1（）按参考文献1式14-13计算6-16单根V带额定功率P1由参考文献1表14-6选取6-17i1时，单根V带额定功率增量P16-18包角修正系数

12、K由参考文献1表14-7选取6-19带长修正系数KL由参考文献1表14-8选取6-20V带根数z计算后圆整3. 6 轴承、联轴器的选择（1）有工艺条件可知，轴承选用脚接触球轴承角接触球轴承的主要尺寸如下：（按参考文献2附录表E-1选取）基本尺寸/mm基本额定载荷/kN极限转速质量/kg轴承代号其他尺寸/mm安装尺寸/mmdDBCrCor脂油Wd2D2arminr1d aD ar a（2）联轴器选用GY型凸缘联轴器型号公称转矩 Tn/N. m许用转矩n轴孔直径d1、d2轴孔长度L（Y型）D1bb1S转动惯量I/kg.m2质量m/kg3.7 搅拌传动系统设计3.7.1 搅拌器选择搅拌装置：由工艺条

13、件可知搅拌器采用推进式搅拌器，其直径DJ常取罐体内经D1的0.2-0.5，以DJ=0.33* D1最为常见，常用与n=100500r/min的场合。推进式搅拌器的主要尺寸见参考文献2表4-6 /mmDJd1D0键槽H质量KgN/nt不大于3.7.2 搅拌轴设计搅拌器的机械设计酮一般转动轴。搅拌轴材料选用45号钢，搅拌轴转速200r/min。（1）搅拌轴轴的强度校核，步骤如下：（见参考文献2表4-11）5-1轴功率 P，kW由工艺条件确定5-2轴转数n，r/min5-3轴材料常用5-4轴所传动的扭矩按参考文献1第五章式5-2计算5-5材料许用扭转剪应力,MPa45号钢取30405-6系数A0按参

14、考文献1第十七章17-1选取5-7轴端直径按参考文献1第十七章式17-3计算5-8开一个键槽，轴径扩大5%，mm按参考文献1第17章计算5-9圆整轴端直径d，mm圆整选取（2）搅拌轴的结构：实心直轴，与联轴器配合使用，搅拌器与轴的连接是通过轴套用平键或紧钉固定，轴端加固定螺母。（3）搅拌轴的形位公差和表面粗糙度的要求：一般搅拌轴要求运转平稳，设计转速为200r/min，则直线允差1000：0.13.8 轴封形式的选择由工艺条件给定，选用填料密封（参考文献1附录表E-13） /mm轴径dD3（h6）（PN=0.6）法兰螺栓孔填料规格n3.9凸缘法兰及安装底盖3.9.1凸缘法兰：DND1/4选用R

15、型凸缘法兰，标准号HG-21564-1995，参考文献2附录表D-6，尺寸如下： /mm公称直径DNkd3d4h1h2h4螺栓d5R1R2质量kgR型数量螺纹d6h33.9.2安装底盖，参考文献2附录表D-7 /mm 安装底盖公称直径DN机架公称直径d6（h7）k1d73.10支座形式的选择由于立式反应釜为夹套传热带搅拌的配料罐，属于保温型所以选择标准耳式B型，标准号为JB/T4725-92，材料为Q235-A，由容器公称直径DN=1200mm查参考文献2附录D-9得如下主要尺寸：支座号允许载荷Q，kN适用容器公称直径DN高度H底板垫板B型筋板l11s1l3b33el2b22地脚螺栓B型盖板支

16、座质量kgb443.11 接管、管法兰及设备法兰的选择3.11.1 管口表 /mm符号公称直径连接尺寸标准连接面形式用途或名称A25PL25-1.0RF HG20592-09PL/RF蒸汽入口65加料口C1，C2视镜PL65-1.0RF HG20592-09温度计接口E压缩空气入口F40PL40-1.0RF HG20592-09放料口G冷凝水出口3.11.2 管法兰 参考文献2附录D-12 /mm钢管外径B法兰内径B连接尺寸六角头螺栓密封尺寸法兰厚度C坡口近似质量Kg螺柱法兰外径螺栓孔中心圆直径K螺栓孔直径L螺栓孔数量Th螺栓长度LSR螺柱质量突台直径突台高度f1螺柱长度LZR3.11.3 设备法兰的选择查参考文献2附表D-4可知甲型平焊法兰可满足工艺条件，法兰材料取Q235-A，由参考文献2附表D-5可采取凹凸面密封面，垫片材料选用耐油石油橡胶板，螺栓材料GB700Q235-A，螺母材料为Q235-A查阅相关文献可得乙型平焊法兰尺寸如下：PN=0.6MPa /mm法兰质量，KgD3D4规格数量平面凸面凹面4.参考文献文献1：化工机械基础第二版；陈国恒主编；化工工业出版社。文献2：化工设备机械基础课程设计指导书第二版；蔡纪宁，张莉彦主编；化学工业出版社。