【正文】 he study. Pointed out the note, and the solutions. Finally workout an A0 out a general plan by hand, 4 CAD drawings, a manual calculation. Kettle sterilization industry belongs to supporting industries, excellent design, can effectively improve the production efficiency, and promote economic development. Keywords ： Kettle sterilization main ponents strength calculation 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 目 錄 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 一、 緒論 我國(guó)食品工業(yè)發(fā)展迅速，“十五”期間發(fā)展速度達(dá)到 18％ 21％。 結(jié)構(gòu)上主要由釜體，釜蓋，擺動(dòng)裝置，手搖減速器，安全裝置及安全聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)，密封裝置，支座，保溫層，除污罐，閥門(mén)儀表等組成。設(shè)備的 使用安全和操作方便是對(duì) 殺菌 釜 設(shè)計(jì) 的基本要求 ， 根據(jù)給定工藝參數(shù)確定設(shè)計(jì)參數(shù) ， 按現(xiàn)行的國(guó)家規(guī)范、 標(biāo)準(zhǔn) 進(jìn)行設(shè)計(jì)，首先進(jìn)行了內(nèi)壓圓筒，封頭，法蘭，水壓實(shí)驗(yàn)壓力，鞍座，以及開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)和安全閥的強(qiáng)度計(jì)算。食品安全問(wèn)題舉國(guó)關(guān)注。而國(guó)內(nèi)行業(yè)的基礎(chǔ)薄弱， 技術(shù)及科研力量不足，其發(fā)展相對(duì)滯后，在某種程度上拖了食品和殺菌釜工業(yè)的后腿?！笆晃濉币?guī)劃的目標(biāo)是要縮小這個(gè)空問(wèn)，為食品工業(yè)趕上世界先進(jìn)水平，為“ 殺菌釜 大國(guó)” 向“ 殺菌釜 強(qiáng)國(guó)”邁進(jìn)，提供先進(jìn)的技術(shù)裝備，讓進(jìn)口設(shè)備在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上只起到拾遺補(bǔ)缺的作用。在食品的加工過(guò)程當(dāng)中，殺菌設(shè)備往往又是起著關(guān)鍵作用的工藝環(huán)節(jié)，因?yàn)樵诂F(xiàn)代化的食品加工過(guò)程中，食品殺菌工序往往還承載著對(duì)食品的熟化、 調(diào)理、成型等功能。 （一） 殺菌釜的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ： 主要全自動(dòng)殺菌 釜 有很多種，在我國(guó)傳統(tǒng)的高溫殺菌一般采用水浴式殺菌和蒸氣殺菌即我們常說(shuō)的水殺和汽殺兩種殺菌方式，上個(gè)世紀(jì)九十年代開(kāi)始為了滿足軟包裝等特殊的產(chǎn)品生產(chǎn)要求，開(kāi)始從日本引進(jìn)雙層殺菌 釜 即日式 殺菌釜 ，新世紀(jì)伊始，西班牙、德國(guó) 、法國(guó)等歐洲國(guó)家為了節(jié)約能源和水資源，推出一種帶熱交換器的水淋式 殺菌釜 ，特別是法國(guó)采用最先進(jìn)的鍋內(nèi)蒸氣循環(huán)系統(tǒng)，以達(dá)到高溫節(jié)能、短時(shí)高效、節(jié)約水資源等目的。 。 。 現(xiàn)在我們國(guó)內(nèi)的全自動(dòng) 殺菌釜 大多數(shù)都采用日式鍋的理念， 近幾年開(kāi)始出現(xiàn)模仿歐洲技術(shù)帶熱交換器的水淋式殺菌技術(shù)，如今也出現(xiàn)了不少新式的殺菌技術(shù)，如水汽混合殺菌，在繼承了高溫節(jié)能、短時(shí)高效、節(jié)約水資源等優(yōu)點(diǎn)基礎(chǔ)上，主要優(yōu)化了鍋內(nèi)熱力分布效果，在鍋內(nèi)同時(shí)加入了蒸汽循環(huán)和噴淋水循環(huán)兩個(gè)循環(huán)系統(tǒng)，兩個(gè)循環(huán)系統(tǒng)相互作用，使鍋內(nèi)的熱力分布達(dá)到了極致， 殺菌釜 內(nèi)熱分布均勻無(wú)冷點(diǎn)。目前殺菌釜 機(jī)械競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，未來(lái)的 殺菌釜 機(jī)械將配合產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化趨勢(shì)，促進(jìn) 殺菌釜 設(shè)備總體水平提高，發(fā)展多功能、高效率、低消耗的 殺菌釜 設(shè)備，而 殺菌釜 機(jī)械技術(shù)也正朝著以下幾個(gè)趨勢(shì)發(fā)展： 機(jī)電一體化 機(jī)電一體化是未來(lái) 殺菌釜 機(jī)械發(fā)展的趨勢(shì)。 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 控制智能化 目前 殺菌釜 機(jī)械廠家普遍使用 PLC 動(dòng)力負(fù)載控制器，雖然 PLC 彈性很大，但仍未具有電腦（含軟件）所擁有的強(qiáng)大功能。 二 .結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本次殺菌釜的 設(shè)計(jì)參數(shù)要求： 設(shè)計(jì)壓力： 設(shè)計(jì)溫度 ： 204℃ 工作介質(zhì)： 飽和水蒸氣 設(shè)備型式：直徑： 2500mm 有效長(zhǎng)度： 35m 雙開(kāi)門(mén) 本釜為鋼制臥式筒型裝置，釜蓋采用整塊 Q345R 鋼板壓制而成，釜蓋法蘭，釜體法蘭采用 Q345R 整體鍛造加工而成。 本殺菌 釜門(mén)開(kāi)啟型式采用了側(cè) 開(kāi) 門(mén)形式 。較好地適應(yīng)了釜體的熱脹冷縮，保證了蒸壓釜的正常工作和使用壽命。 cD pBH 24?? B：圓筒內(nèi)徑 B=2500 mm Pc： 計(jì)算壓力 Pc= MPa 7850 00 2 ???? ?DH N g1：法蘭頸部大端厚度 mm 5030201 ???g mm (由圖 1,2,3,4 得 ) 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 圖 1 整體相連的齒嚙式卡箍連接 圖 2 整體相連的齒嚙式卡箍連接各部尺寸 1 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 圖 3 整體相連的齒嚙式卡箍連接各部尺寸 2 圖 4 整體相連的齒嚙式卡箍連接的受載分析 1 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 圖 5 整體相連的齒嚙式卡箍連接的受載分析 2 MH：法蘭環(huán)和 法蘭頸部連接處的邊緣力矩 N mm MF：由軸向力 HD所引起的偏置力矩 1177500002 305078500002 01 ??????? ????????? ?? ggHM DF N mm 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 ? ?822250050 5 3 2 2 6 6 9 1085864681 5 4 3 2 4 4 0 8???????????????????? ?????????HMN求出支座截面彎矩后 , 連續(xù)梁可按一系列單跨簡(jiǎn)支梁處理。 這里 F 取支座反力中的最大值 R0=， K3= Ra= 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 ????? ne ?? mm hi：封頭曲面深度， hi=； A：鞍座底板中心線至封頭 切線的距離， A=a=； 則 PahLALRFKiea 0 2 9 0 1 4 2)3435(0 1 3 0 3 7 4 3423?????????????????????????? 切向剪應(yīng)力的校核 圓筒的切向剪應(yīng)力不應(yīng)超過(guò)設(shè)計(jì)溫度下材料許用應(yīng)力的 倍，即 τ≤[σ]t τ= ≤ [σ]t=，滿足條件 表 3 系數(shù) K5,K6 鞍座包角 ? ，（176。 外側(cè)高度????? ?????????mmmmdh nt1681 接管實(shí)際外伸高度? 取 h1= 內(nèi)側(cè)高度????? ?????????mmmmdh nt02 接管實(shí)際內(nèi)伸高度? 取 h2=0 在有效補(bǔ)強(qiáng)范圍內(nèi)，可作為補(bǔ)強(qiáng)的截面積按下式計(jì)算： Ae=A1+A2+A3 式中： Ae：補(bǔ)強(qiáng)面積， mm2 A1：殼體有效厚度減去計(jì)算厚度之外的多余面積， mm2 ? ?? ? ? ?? ?? ? ? ? ? ? ? ?2112mmfdBA reete??????????????????? ????? A2：接管有效厚度減去計(jì)算厚度之外的多余面積， mm2 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 ? ? ? ?? ?2221222mmfChfhA rtetrtet??????????? ??? A3：焊縫金屬截面積， mm2 ? ?23mmA????? Ae=++=A= 所以需要另加補(bǔ)強(qiáng)； 補(bǔ)強(qiáng)圈面積 24 8282 10820218 mmA ???? A4AAe，滿足， 所以補(bǔ)強(qiáng)圈尺寸取 200*18 （ DN80， 89*6） 接管內(nèi)徑 di=77mm； 接管名義厚度 δnt=6mm； 接管有效厚度 δet=； 接管厚度附加量 Ct=2+=； 開(kāi)孔直徑 d=di+2Ct=； 筒體開(kāi)孔處計(jì)算厚度 ： ? ? mmppDt i ???? ???? ??? 20 鋼 [σ]t=； 接管計(jì)算厚度 ： ? ? mmppdt it ???? ???? ??? 強(qiáng)度削弱系數(shù) ： ??rf 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 圓筒或球殼開(kāi)孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積 ? ? ? ?12mmfdA ret??????????? ??? 有效寬 度 B 按下式計(jì)算，取二者中較大值； ??????? ??? mmmmd dBntn ?? 取 B= 有效高度按下式計(jì)算，分別取式中較小值。 （二） ．生產(chǎn)殺菌釜的技術(shù)要求 殺菌釜和一般壓力容器一樣，生產(chǎn)過(guò)程大致可分為原材料的入廠驗(yàn)收，下料、機(jī)械加工、焊接、探傷檢驗(yàn)、總裝、水壓試驗(yàn)之后，噴涂出廠成為產(chǎn)品。 鋼材劃線、下料前，應(yīng)檢查材料表面的潔凈度和平整度，如有需要應(yīng)首先對(duì)材料進(jìn)行凈化與矯正。對(duì)于熱卷、熱校的筒節(jié)，劃線時(shí)還應(yīng)注意，熱成形有可能導(dǎo)致筒節(jié)圓周的伸長(zhǎng)。有時(shí)制造單位因排版不當(dāng)或劃線不準(zhǔn)，造成長(zhǎng)度不足，而補(bǔ)焊上一段小于 300mm的短節(jié)，這種錯(cuò)誤是完全可以避免的。目前常用的切割方法有機(jī)械切割、氧切割、等離子切割等。 5. 封頭的成形 凸形封頭的成形方法主要有沖壓、旋壓和爆炸成形。其標(biāo)志是有完整的焊接性能試驗(yàn)報(bào)告、工業(yè)化生產(chǎn)的焊材、制造廠所具備的焊接方法、齊全的制造工藝文件（包括焊接工藝規(guī)常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 程），完整的檢驗(yàn)檢測(cè)程序。焊縫宜對(duì)稱布置，不采用十字交義焊縫，兩焊縫之間最小距離 最好不小于 100mm，不在受力截面突變處設(shè)置焊縫。 注意點(diǎn) :焊縫必須進(jìn)行分類 按其所在位置可分為 ABCD 四類，如下圖 11 所示 圖 11 焊縫分類 釜蓋部件 釜蓋法蘭和釜蓋封頭組焊時(shí)對(duì)角錯(cuò)邊量 b 應(yīng)不大于 2mm 釜蓋法蘭牙齒接觸面這一側(cè)的齒根圓角半徑應(yīng)不小于 5mm 釜體部件 釜體法蘭牙齒接觸面這一側(cè)的齒根圓角半徑同樣不小于 5mm，釜體 AB 類焊縫應(yīng) 符合要求。 e．環(huán)向焊縫離加強(qiáng)圈的距離不小于 100mm。 2mm，軌距偏差 0～ 3mm。 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 37 ，氣孔，弧坑，夾渣和咬邊等缺陷，焊縫與母材應(yīng)圓滑過(guò)渡。 ，超過(guò)應(yīng)由制造單位技術(shù)總負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)，并將返修次數(shù)、部位和返修情況記入殺菌釜質(zhì)量證明書(shū)。 工件過(guò)長(zhǎng)，受加熱爐尺寸的限制，只能采取分段的辦法進(jìn)行熱處理。標(biāo)準(zhǔn)要求容器重復(fù)加熱的長(zhǎng)度應(yīng)不小于 1500mm。 耐壓試驗(yàn)的目的是檢驗(yàn)殺菌釜的強(qiáng)度和焊縫質(zhì)量，即檢驗(yàn)它是否具有保證在設(shè)計(jì)壓力下安全運(yùn)行的能力，同時(shí)也可以通過(guò)它在局部地方的滲漏等現(xiàn)象，來(lái)發(fā)現(xiàn)殺菌釜的潛在缺陷和密封可靠性，耐壓試驗(yàn)主要用水或其他無(wú)害液體作為加壓介質(zhì)，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)組焊及安裝的殺菌釜也應(yīng)進(jìn)行水壓實(shí)驗(yàn)。 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 38 表面處理主要包括： （ 1）焊縫余高的去除 （ 2）表面除銹 （ 3）涂敷防腐涂料 綜上， 本設(shè)計(jì)中的容器應(yīng)進(jìn)行上述三種表面熱處理 。 、中間支座、和活動(dòng)支座的要求，并留出一定空間，以便其他裝置安裝，和維修。 ，應(yīng)保證釜蓋裝置回轉(zhuǎn) 時(shí)無(wú)偏重現(xiàn)象，并于任意位置停留，注意不能碰傷密封面。 （三） .安裝完畢后空車試運(yùn)轉(zhuǎn) 嚴(yán)格檢查是否存在管道泄漏等現(xiàn)象，并將螺母緊固一次，檢查安全部件是否完好，支座活動(dòng)部件是否靈活，排水系統(tǒng)是否暢通。由上級(jí)部門(mén)和當(dāng)?shù)貏趧?dòng)部門(mén)對(duì)設(shè)備本身及安裝質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收后方可使用。 七 .檢修 殺菌釜屬于大型靜態(tài)類設(shè)備 ，由于其 體積龐大，內(nèi)部載荷較大，制造的精度較低，使用條件較惡劣，生產(chǎn)工藝上收影響較大，因此也會(huì)出現(xiàn)一些常見(jiàn)故障，如，釜蓋無(wú)法進(jìn)入釜體法蘭，或無(wú)法嚙合釜蓋懸吊裝置自動(dòng)偏移導(dǎo)致釜蓋閉合費(fèi)勁、釜體中間位置變形上拱、冷凝水無(wú)法排除、密封圈漏氣等等，我們必須具體去分析問(wèn)題所在地方的結(jié)構(gòu)，以及整個(gè)設(shè)備的聯(lián)動(dòng)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中