【正文】 反應(yīng)釜總重載荷計算 總重載荷 1 2 3 4Q Q Q Q Q? ? ? ? 式中 1Q — 釜體和夾套筒體總重載荷 14 00 , 10nD N m m m m???筒節(jié)每ｍ重為 1 3480 /q N m? ； 15 00 , 6nDN mm mm???筒節(jié)每? ?? ? ? ?? ?0 .5 0 .2 7 5 1 4 0 0 0 .5 1 0 2 0 .8 2 6 .7 3 0 .9 1 7 9 .82 2 1 0 2 0 .8T i nsT np D c M P a M P ac?? ? ??? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ?封? ?? ? ? ?? ?0 .4 1 3 1 5 0 0 6 2 0 .6 9 1 .1 9 0 .9 1 7 9 .82 2 6 2 0 .6T j i nTsnp D c M P a M P ac?? ? ??? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ?? ?? ? ? ?? ?0 .5 0 .4 1 3 1 5 0 0 0 .5 6 2 0 .6 9 1 .0 8 0 .9 1 7 9 .82 2 6 2 0 .6T j i nsT np D c M P a M P ac?? ? ??? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ?封32 ｍ重為 2 2230 /q N m? ，所以： 1 1 1 2 2 1. 4 34 80 1. 2 22 30 75 48Q H q H q N? ? ? ? ? ? ? 2Q 為釜體與夾套封頭的總重載荷。 由附表 2 注可知 10n mm? ? ， 1400DN mm? 之橢圓封頭的直邊高度和內(nèi)壁曲面高度分別為 2140 350h m m h m m??， 　 ，則計算長度為： 由 曲線圖查得 A=，再由材料的 BA 曲線圖查出 B=70Mpa，即可計算出許用外壓： 因此，名義厚度 10n mm? ? 的筒體能滿足 。 釜 體和夾套的強度計算 選擇設(shè)備材料，確定許用應(yīng)力 由已知建議并分析工藝要求和腐蝕因素（微弱），決定采納建議意見，選用 Q235－ B普通碳素鋼板。 當采用補強 圈 外強時，其接管壁厚可參照下列數(shù)值選取： Φ 108 6， Φ 133 6， Φ 159 8， Φ 219 8， Φ 273 8， Φ 325 10，Φ 377 10 （ 3） 液體出料管 出料管結(jié)構(gòu)設(shè)計主要從物料易放盡、阻力小和不易堵塞等因素考慮。 （ 1） 接管 與 管法 蘭 接管和管法蘭是用來與管道或其他設(shè)備連接的。 水平地震力 ep ： ? ?00 . 5 2 1 2eep m g?? 　 　 　 　 　 　 　 － 式中 e? —— 地震系數(shù) ,對 7， 8， 9度地震分別取 ， ， 。 機械密封的基本結(jié)構(gòu)及 工 作原理見圖 2－ 15。彈 性 塊式聯(lián)軸器 主 要型式見附圖 11，主要尺寸見附表 12；剛件凸緣聯(lián)軸器 主 要型式見附圖 12， 主要尺寸見附 表 13；夾殼聯(lián)軸器主要型式見附圖 13，主要尺寸見附表 14；緊箍夾殼聯(lián)軸器主要型式見附圖 14，主要尺寸見附表 15。安裝底蓋的主要尺寸見附表 7和附表 8。 表 2－ 7 標準減速機的功率、轉(zhuǎn)速范圍、類型代號及特性參數(shù) 序號 標準號 減速機類型 轉(zhuǎn)速范圍 r/min 電機功率 范圍 KW 類型代號 特性參數(shù) 1 2 3 4 HG5－ 744－ 78 HG5－ 745－ 78 HG5－ 746－ 78 HG5－ 747－ 78 諧波減速機 擺線針輪行星減速機 二級齒輪減速機 V帶傳動減速機 4～ 16 16～ 160 125～ 250 320～ 500 ～ 13 ～ 30 ～ 30 ～ XB BLD LC P 柔輪分度圓直徑 電機功率、機型號、減速比 中心距 三角皮帶型號及根數(shù) 表 2－ 8 釜用立式減速機的基本特性 特性 減 速 機 類 型 擺線針輪行星減速機 二級齒輪減速機 三角皮 帶減速機 諧波減速機 減速比范圍 輸出軸轉(zhuǎn)速范圍， r/min 功率范圍， KW 效率 87～ 9 16～ 160 ～ 30 ≥ ～ 125～ 250 ～ 30 ≥ ～ 320～ 500 ～ 359～ 90 4～ 16 ～ 13 標定符號 BLD 型號代號－機型號－減速比－軸頭型式 LC 中心距－順序號，輸出軸結(jié)構(gòu)Ⅰ或Ⅱ P三角皮帶型號、三角皮帶根數(shù)－順序號 XB 分度圓公稱直徑－順序號 標準圖號 HG5－ 745－ 78 HG5－ 746－ 78 HG5－ 747－ 78 HG5－ 744－ 78 釜用減速機的選 擇 往往通過類比方法進行，計算分析所得數(shù)據(jù)可作選型參考。 14 表 2－ 6 攪拌軸的標準直徑系列 軸頸 裝滾動軸承：末位數(shù)為 0或 5 裝滑動軸承： 20， 22， 25， 28， 30， 35， 38， 40，遞增 5→ 110 軸頭 裝夾殼聯(lián)軸器、攪 拌器、填料箱： 20， 40， 50， 65， 80， 95， 110 （ 5） 攪拌軸的支承 一 般攪拌軸可 以 靠減速器內(nèi)的一對軸承支承。常用聯(lián) 軸 器的型式 及 尺寸見 有關(guān)機械設(shè)計手冊或本書附錄部分 。 表 2－ 3 槳式攪拌器的主要尺寸 D d 螺栓 螺釘 ? B C m f e 質(zhì)量 /Nn 0d 數(shù)量 1d 數(shù)量 kg 不大于 350 30 M12 2 M12 1 10 40 120 85 ─ 3 11 400 500 40 12 50 140 100 550 600 60 110 700 50 4 16 90 45 5 850 950 M16 M16 150 1100 120 70 注： N ─ 計算功率， KW ； n ─ 攪拌器轉(zhuǎn)速， /minr ； /Nn─ 攪拌器槳葉強度所允許的數(shù)值，其計算溫度0200C? 推進式攪拌器如圖 2— 8 所示 ，類似風扇扇葉結(jié)構(gòu)。 （ 2） 按內(nèi)壓對筒體和封頭進行計算 內(nèi)壓薄壁圓筒的強度計算見參考文獻 3第九章第二節(jié)。 表 2－ 2 夾套 內(nèi)徑 /jD mm iD 500～ 600 700～ 1800 2020～ 3000 jD 50iD? 100iD? 200iD? 夾 套 高 度 2H 由傳熱面積決定， 不 能低于料液高 ，以保證充分傳熱。當要求可拆時，做成法蘭連接。 （ 3） 傳動系統(tǒng)設(shè)計，包括選擇電動機、確定傳動類型、 選擇減速機、聯(lián)軸器、機 座及底座 設(shè)計等 ； （ 4） 決定并選 擇 軸封類型及有關(guān)零部件。對設(shè)備制造、裝配、檢驗和試車等工序提出合理的要求，以文字形式標注在總圖上。 課程設(shè)計的步驟 1 1 準備階段 （ 1）設(shè)計前應(yīng)預先準備好設(shè)計資料、手冊、圖冊、計算和繪圖工具、圖紙及報告紙等； （ 2）認真研究設(shè)計任務(wù)書，分析設(shè)計題目的原始數(shù)據(jù)和工藝條件，明確設(shè)計要求和設(shè)計內(nèi)容； （ 3）設(shè)計前應(yīng)認真復習有關(guān)教科書、熟悉有關(guān)資料和設(shè)計步驟； 機械設(shè)計階段 過程 設(shè)備的機械設(shè)計是 在設(shè)備的工藝設(shè)計后進行的。 （ 2） 具有積極主動的 學習態(tài)度和進取精神。在課程設(shè)計中遇到問題不敷衍，通過查閱資料和復習有關(guān)教科書，積極思考，提出個人見解，主動解決問題，注重能力培養(yǎng)。根據(jù)設(shè)備的工藝條件（包括工作壓力、溫度、介質(zhì)及其特性、結(jié)構(gòu)形式和尺寸、管口方位、標高等），圍繞著設(shè)備內(nèi)、外附件的選型進行機械結(jié)構(gòu)設(shè)計、圍繞著確定大小進行強度、剛度和穩(wěn)定性的設(shè)計和校核計算。 設(shè)計計算說明書 設(shè)計計算說明書是圖紙設(shè)計的理論依據(jù)， 是設(shè)計計算的整理和總結(jié)，是審核設(shè)計的技術(shù) 文件之一。 （ 5） 繪圖，包括總裝圖、部件圖和零件圖。 夾套的型式與罐體相同。因此可按下式估算： ? ? ? ?2244jiVVHmD???? 封 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 － 式中： jH ─ 夾套高度， m ； V封 ─ 釜體下封頭容積 ， 3m 。 內(nèi)壓容器封頭的強度計算見參考文獻 3第十章。它與軸的連接是通過軸套用 平 鍵或緊定螺釘固定， 軸 端加固定螺母。 （ 3） 攪拌軸 的 強度 計算 通常攪拌軸強度計算 與 軸結(jié)構(gòu)設(shè)計同時進行，邊畫圖、邊計算、邊修改。當攪拌軸較長時，軸的剛度 條件變壞。選擇前一般 已 知的條件是：攪拌所需轉(zhuǎn)速及攪拌軸功率 （ 或所配 電 機功率 )和工況的 特 殊要求等。 機架 機 架 是安放減速 機 用的，它 與 減速機底座尺寸應(yīng)匹配。 反應(yīng)釜的軸封裝置 軸封是攪拌設(shè)備的一個重要 組 成部分。 由于反應(yīng)釜多采用 立 式結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)速低，但攪拌 軸 直徑大、尺寸長 ， 擺動和振動較大，故機械密封常采用外裝式 (靜環(huán)裝于釜口法蘭外側(cè) )、小彈簧 (補償機構(gòu)中含有多個沿周向分布的彈簧 )、旋轉(zhuǎn)式 (彈性元件隨軸旋轉(zhuǎn) )的結(jié)構(gòu)，當介質(zhì)壓力、溫度低且腐蝕性不大時，可采用單端面 (由一對密封端 面 組成 )、非平衡型 (載荷系數(shù) K≥ 1)的機械密封。 水平風載荷 wp ： ? ?60 0 00 . 9 5 1 0 2 1 3wip f q D H ??? 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 － 式 中 Do—— 容器外徑，有保溫層時取保溫層外徑， mm， fi—— 風壓高度變化系數(shù)，按設(shè)備質(zhì)心所處高度取 。標準管法 蘭 的主要參數(shù)是公 稱直 徑（ DN）和 公稱壓力 (PN)。另外還要考慮溫差應(yīng)力的影響。由參考文獻 3 表 9－ 4 查得， Q235－ B 鋼板在 0120 150 C 下的許用應(yīng)力為? ? 113t MPa? ? （設(shè) 3 16n mm? ? ）。 由于筒體既可能承受內(nèi)壓 ，又可能承受外壓，所以筒體壁厚應(yīng)取兩者中的較大者，即確定筒體壁厚為 10mm? ?筒 。 14 00 , 10nD N m m m m???的封頭重 1840N，15 00 , 6nDN mm mm???的封頭重 1210N，所以： 2 2 1 8 4 0 1 2 1 0 4 8 9 0QN? ? ? ? 3Q 為料液重量。 支座的選用計算 支座的選擇 反應(yīng)釜因 需 外加保溫，故選 B型 （長腳） 懸掛式支座。 再取 10n mm? ? ， 則 12 10 2 C C m m??? ? ? ? ? ? ? 0 2 1400 2 10 1420inD D m m?? ? ? ? ? ?。 驗算夾套傳熱面積 查附表 1， 1400iD mm? 的圓筒每米高度內(nèi)表面積為 21 ? ；查附表 2可知，封頭內(nèi)表面積 F 2封 ＝ ，所以實際總傳熱面積為： 所以 夾套傳熱面積符合設(shè)計要求。 筒 體和封頭適用的開口范圍及不另行補 強的最大 開 孔直徑等規(guī)定參見參考文獻 1第十— 章第三節(jié)的相關(guān)內(nèi)容。 設(shè)備接口 化工容器及設(shè)備，往 往由于工藝操作等原因，在 筒 體和封頭上需要開一些各種用途的孔。 當 容器高徑比不大于 5，且總高度 H0不大 于 10m 時， ep 和 wp 可按下式計算，超出此范21 圍的容器 不推薦使用耳座。主要用于 腐蝕、 易燃、易爆、劇毒及帶有固體 顆 粒的介質(zhì)中工作的有 壓 和真空設(shè)備。常 用 的聯(lián)軸器有彈 性 塊式聯(lián)軸器、剛件凸緣聯(lián)軸器、夾 殼 聯(lián)軸器和緊箍夾殼聯(lián)軸器等。形式選取時應(yīng)注意與凸緣法蘭的密封面配合（突面配突面，凸面配凸面）。減速機的基本特性見表 2— 8。） /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。與聯(lián)軸器 配合的軸頭結(jié)構(gòu)，按聯(lián) 軸 器的要求而定。 槳式攪拌器的主要尺寸見表 2－ 3。 ③ 圓筒內(nèi)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(nèi)壓圓筒和外壓圓筒計 算，取其中較大值； 其余部分 按內(nèi)壓圓筒 設(shè)計； 當圓筒的公稱 直 徑 600DN mm? 時 ，全部筒體 分別按內(nèi)壓 圓筒 和外壓圓筒計算，取其中較大值 。 夾套內(nèi)徑 jD 根據(jù) 筒 體內(nèi)徑 iD 按表 2— 2選取。頂蓋與 筒 體的連接型式分為可拆和不可拆兩種， 筒 體內(nèi)徑 1200iD mm? 時 ，宜采用可拆連接。 ①根據(jù) 工 藝參數(shù)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）提出技術(shù)要求。 課程設(shè)計的內(nèi)容 完成攪拌反應(yīng)釜的機械設(shè)計，工作量應(yīng)包括：設(shè)備總裝圖 1張，設(shè)計計算書 1份。在設(shè)計中要 自 始至終本著對工程設(shè)計負責的態(tài)度，從