【正文】 記 ， 不必繪圖。 （ 2） 攪拌容器的設計。 反應釜機械設計的內容和步驟 反應釜的機械設計是在工藝設計之后進行的，設計依據是 工 藝提出的要求和條件。 表 11 攪拌反應釜設計參數表（ 1） 組號 1 2 3 4 5 操作容積 V/m3 傳熱面積 A/m3 攪拌 型式 槳式 轉速 n/r/min 160 125 160 125 160 電機功率 N/KW 接管公稱直徑 DN（ mm） 進料 40 50 出料 50 65 蒸汽進口 25 32 冷凝液出口 20 25 安全閥 32 40 手孔 150 視鏡 80 溫度計 65 壓力表 25 參數 3 表 12 攪拌反應釜設計參數表（ 2） 設計題號 組號 操作容積 傳熱面積 設計壓力（ Mpa） 設計溫度（ ℃ ） 介質 推薦材料 釜內 夾套內 釜內 夾套內 釜內 夾套內 腐蝕情況 1 1 120 150 溶液 水蒸汽 輕微 Q235－ B 2 120 150 溶液 水蒸汽 輕微 Q235－ B 3 120 150 溶液 水蒸汽 輕微 Q235－ B 4 120 150 溶液 水 蒸汽 輕微 Q235－ B 5 120 150 溶液 水蒸汽 輕微 Q235－ B 6 120 150 溶液 水蒸汽 輕微 Q345R 7 120 150 溶液 水蒸汽 輕微 Q345R 8 120 150 溶液 水蒸汽 輕微 Q345R 9 2 120 150 溶液 水蒸汽 輕微 Q345R 10 120 150 溶液 水蒸汽 輕微 Q345R 11 120 150 溶液 水蒸汽 輕微 Q235－ B 12 120 150 溶液 水蒸汽 輕微 Q235－ B 13 120 150 溶液 水蒸汽 輕微 Q235－ B 14 120 150 溶液 水蒸汽 輕微 Q235－ B 15 120 150 溶液 水蒸汽 輕微 Q235－ B 16 120 150 溶液 水蒸汽 輕微 Q345R 17 3 120 150 溶液 水蒸汽 輕微 Q345R 18 120 150 溶液 水蒸汽 輕微 Q345R 19 120 150 溶液 水蒸汽 輕微 Q345R 20 120 150 溶液 水蒸汽 輕微 Q345R 21 120 150 溶液 水蒸汽 輕微 Q235－ B 22 120 150 溶液 水蒸汽 輕微 Q235－ B 23 120 150 溶液 水蒸汽 輕微 Q235－ B 24 120 150 溶液 水蒸汽 輕微 Q235－ B 25 4 120 150 溶液 水蒸汽 輕微 Q235－ B 26 120 150 溶液 水蒸汽 輕微 Q345R 27 120 150 溶液 水蒸汽 輕微 Q345R 28 120 150 溶液 水蒸汽 輕微 Q345R 29 120 150 溶液 水蒸汽 輕微 Q345R 30 120 150 溶液 水 蒸汽 輕微 Q345R 31 120 150 溶液 水蒸汽 輕微 Q235－ B 32 120 150 溶液 水蒸汽 輕微 Q235－ B 33 5 120 150 溶液 水蒸汽 輕微 Q235－ B 34 120 150 溶液 水蒸汽 輕微 Q235－ B 35 120 150 溶液 水蒸汽 輕微 Q235－ B 36 120 150 溶液 水蒸汽 輕微 Q345R 37 120 150 溶液 水蒸汽 輕微 Q345R 38 120 150 溶液 水蒸汽 輕微 Q345R 39 120 150 溶液 水蒸汽 輕微 Q345R 40 120 150 溶液 水蒸汽 輕微 Q345R 4 設計時間及參考進程 本次設計時間為 三 周，參考進度見表 13。其內容大致包括： （ 1） 目錄； （ 2） 設計 已知條件 ； （ 3） 設計方案的分析和擬定； （ 4） 各部分結構尺寸的確定和設 計計算； （ 5） 設計小結 ； （ 6） 參考資料。對初學者，常采用“邊算、邊選、邊畫、邊改”的作法， 初步計算后，確定大體結構尺寸，分配圖紙幅面，輕輕繪出 視圖 底稿，待尺寸最后確定后再加深成正式圖紙。因大多數工況下強度是主要矛盾，所以有的設備設計常不作后兩項計算。 （ 2）選用零部件。這一步往往通過“邊算、邊選、邊畫、邊改”的做法來進行。對 尺寸作出修改后，可以根據修改幅度、原強度裕度及計算準確程度等來判斷是否有必要再進行強度計算。若按幾何等式關系計算 而 得的尺寸，一般不能隨意圓整變動；若按經驗公式得來的尺寸，一般應圓整到標準規(guī)格尺寸。 （ 4） 學會正確的設計方法，統籌兼顧，抓主要矛盾。 強調獨立思考，有創(chuàng)造性的設計，并不等于憑空設想。 1． 2 課程設計的要求 為 了 達到以上 目 的，對課程設計的要求如下 ： （ 1） 樹立正確的設計思想。在老師指導下，通過課程設計，培養(yǎng)學生綜合運用所學知識分析、解決實際問題的能力。 1． 1 課程設計的目的 完成本課程設計應達到以下目的： （ 1） 通過課程設計，把過程設備設計和有關先修課所學知識，在設計中綜合地加以運用，從而得到鞏固、深化和提高。在設計中要 自 始至終本著對工程設計負責的態(tài)度，從難從嚴要求，綜合考慮經濟性、實用性、安全可靠性 和 先進性，嚴肅認真地進行設計，高質量地完成設計任務。學生在課程設計中 學 會收集、理解、熟 悉 和使用各種資料，正是培養(yǎng) 設計 能力的重要方面，也是設計能力強的重要表現。對于初學設計者，往往把設計片面的 理解為是理論上的強度、剛度等的計算，認為這些 計 算結果不可更改。對于強度、剛 度等計算結果，從設備安全性出發(fā)，應向上圓整，同時，要兼顧到經濟性，即圓整要適 度 。 課程設計的內容 完成攪拌反應釜的機械設計，工作量應包括：設備總裝圖 1張，設計計算書 1份。一般步驟如下： （ 1）全面考慮按壓力大小、溫度高低和腐蝕性大小等因素來選材。設備內部附件結構類型，如攪拌器形式，常由工藝設計而定；外部附件結構形式，如法蘭、支座、加強圈、接管等附件，在滿足工藝要求條件下， 按 受力條件、制造、安裝等因素決定。 （ 4）傳動設備的選型、計算。 （ 6）提出技術要求。 2 設計計算說明書要求計算正確，論述清楚，文字精練，插圖簡明，書寫工整，裝訂成冊。 表 13 攪拌反應釜設計參考進程 序號 內容 時間（天） 1 準備工作、選擇結構型式和材料 1 2 設計釜體和夾套 1 3 設計攪拌系統 1 4 選擇并核算附件 2 5 繪制裝配圖 5 6 編寫設計計算說明書 3 7 檢查修改 1 8 設計答辯 1 5 2 攪拌 反應釜 的機械 設計 反應釜的總體結構 圖 21所示為 — 臺帶攪拌的夾 套 反應釜示意 圖 。 工 藝條件一般包括： 操作 容積、最大 工 作壓力、工作溫度、介質腐蝕性、傳熱面積、攪拌形式、轉速和功率、 工 藝接管尺寸方位等。 ①根據 工 藝參數確定各部幾何尺寸 ； ②考慮壓力、溫度、腐蝕因素，選擇釜體和夾套材料 ； ③ 對 罐 體、夾套等進行強度和穩(wěn)定性計算、校核 。 （ 6） 編制技術要求，提出制造、裝配、檢驗和試車等方面的要求。夾套傳熱是一種應用最普遍的外部傳熱方式。罐底通常為橢圓形 封 頭。頂蓋與 筒 體的連接型式分為可拆和不可拆兩種， 筒 體內徑 1200iD mm? 時 ，宜采用可拆連接。如果物料在反應過程中起泡沫或呈沸騰狀態(tài)， ? 應取低值，約為 ～ ；如果物 料反應平穩(wěn)， ? 可取 ～ （物料粘度大時取大值）。 確定 筒 體高度 1H 反應釜容積 V 通常按下封頭和筒體兩部分容積之和計算。 夾 套的 幾何尺寸計算 容器夾套的常用結構如圖 24所示。 夾套內徑 jD 根據 筒 體內徑 iD 按表 2— 2選取。 按估算的夾套高度，按下式驗算夾套傳熱面積（夾套所包圍釜體的面積）? ?1 25mjA F F H F? ? ? ?封 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 － 式中 F封 ─ 封頭表面積 ，見附表 2， 2m 1mF ─ 圓筒每米高度表面積， 2m F ─ 要求的傳熱面積， 2m 如不符合要求，則需要選擇其它形式的傳熱裝置。平面密封面法蘭見附圖1，凹凸密封面法蘭見附圖 2，平面 密封面詳圖見附圖 3，其主要尺寸見附表 4。帯夾套的受內外壓筒體厚度可 參見參考文獻 3 表 11－ 3。 ③ 圓筒內為正壓外帶夾套時： 當圓筒的公稱 直 徑 600DN mm? 時 ，被夾套包圍部分的筒體分別按內壓圓筒和外壓圓筒計 算，取其中較大值； 其余部分 按內壓圓筒 設計； 當圓筒的公稱 直 徑 600DN mm? 時 ，全部筒體 分別按內壓 圓筒 和外壓圓筒計算，取其中較大值 。校核計算步驟見參考文獻 3第十一章。它的選型通常是工藝設計的 任 務，也可按 HG/T2056994《機械攪拌設備》 選取。攪拌直徑與罐體（釜體）內徑之比 12/33iDD ???????，多用于 100 / minnr? 的場合。 槳式攪拌器的主要尺寸見表 2－ 3。 推進式攪拌器 直 徑 D 常取罐體內徑 iD 的 1／ 5～ 1／ 2，以 iDD? 最為常見。 攪拌軸設計 攪拌 軸 的機械設計內容 同一般傳動軸。 （ 2） 攪拌軸的結構 常用實心或空心 直軸， 其結構型式根據軸 上 安裝的攪拌器類型、支 承 的結構和數量、以及 與 聯軸器的連接要求 而 定，還要考慮腐蝕等因素的影響。與聯軸器 配合的軸頭結構，按聯 軸 器的要求而定。這種方法假定軸只承受扭矩作用，然后用增加安全系數也降低材料的許用應力的方法彌補由于忽略彎曲作用而引起的誤差。因此，對某些軸的扭轉變形也要加以一定的限制，通常要求軸在單位長度上的扭轉角不能超過某一規(guī)定的許用值。 ） /m 一般傳動軸 ??? =（ 176。） /m 則由剛度條件得： ? ?m ax4 32 180Td G? ? ??? （ 211） 最后， 取強度計算和剛度計算的大值作為軸的直徑，并 把確定的直徑尺寸按表 2－ 6圓整到攪拌軸的標準直徑系列。 當不滿足式 (2— 12)要求時，可增大 d、 B，或增設 中 間軸承或底軸承 (圖 2— 11)。如 圖 2— 12所示。 Y 系列三相異步電動機主要技術數據見附 錄部分。減速機的基本特性見表 2— 8。 減速機的選擇必須根據 工 作要求、攪拌軸是否連續(xù)運轉、經濟性和使用廠的維修能力等幾方面進行綜合考慮，并應參照以下原則 ： (1)首先根據反應釜攪拌傳動所需要的電機功率、攪拌軸轉速 (即減速機輸出 軸 轉速 )， 然后再根據其他具體條件綜合考慮，類比確定 較適用的減速機。 解：據已知條件，確定該攪拌的公稱輸出軸轉速為 n＝ 100r／ min，配電機功率為 P＝， 查 表 2— 9，可選 BLD 擺線針輪行 星 減速機，其型號尺寸從 HG5－ 746— 78標準 中 查得為 ALC l00— 71。凸緣法蘭結構詳圖見附圖 6。形式選取時應注意與凸緣法蘭的密封面配合（突面配突面，凸面配凸面）。標準機架有三種。減速器輸出軸聯 軸 器形式為夾殼式聯軸器或剛性 凸 緣聯軸器。 （ 3） 雙支點機架 在不 宜 采用單支點機 架 或無支點機架時，可選用雙支點機架，但減速器輸出軸與攪拌器之間必須采用彈件聯 軸 器連接。常 用 的聯軸器有彈 性 塊式聯軸器、剛件凸緣聯軸器、夾 殼 聯軸器和緊箍夾殼聯軸器等。鑒于攪拌設備以 立式容 器中心頂插式攪拌為主 ， 很少 滿 釜操作，軸封的對象 主 要為氣體；而且攪拌設備 由 于反應工況復雜，軸的偏擺振動 大 ，運轉穩(wěn)定 性 差等 特 點 ， 故不是所有形式的軸封都能用于攪拌設備上 。 因 其結構簡單、易于制造，在 攪拌設備 上曾得到 廣 泛應用。均分為 、 檔 規(guī)格。主要用于 腐蝕、 易燃、易爆、劇毒及帶有固體 顆 粒的介質中工作的有 壓 和真