【正文】 難從嚴(yán)要求，綜合考慮經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性、安全可靠性 和 先進(jìn)性，嚴(yán)肅認(rèn)真地進(jìn)行設(shè)計(jì)，高質(zhì)量地完成設(shè)計(jì)任務(wù)。 強(qiáng)調(diào)獨(dú)立思考，有創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)，并不等于憑空設(shè)想。這一步往往通過“邊算、邊選、邊畫、邊改”的做法來進(jìn)行。其內(nèi)容大致包括： （ 1） 目錄； （ 2） 設(shè)計(jì) 已知條件 ； （ 3） 設(shè)計(jì)方案的分析和擬定； （ 4） 各部分結(jié)構(gòu)尺寸的確定和設(shè) 計(jì)計(jì)算； （ 5） 設(shè)計(jì)小結(jié) ； （ 6） 參考資料。如采用標(biāo)準(zhǔn)零、部件，寫出標(biāo) 準(zhǔn)號及標(biāo)記 ， 不必繪圖。 罐 體 的 幾何尺寸計(jì)算 確定筒體內(nèi)徑 一 般 由工藝條件給定 操作 容積 0V ，則釜體的全容積 V 與操作容積的關(guān)系為： ? ? ? ?30 / 2 1VV ?? 　 m 　 　 　 　 　 　 　 　 　 － 式中 ? 稱為裝料系數(shù)，通常 ? 可取為 ～ 。 其它符號同前。 （ 3） 按外壓對和封頭進(jìn)行強(qiáng)度校核 當(dāng)筒體和封頭需按外壓設(shè)計(jì)時(shí)，可按 GB150－ 1998 圖表法進(jìn)行校核計(jì)算。為防螺紋腐蝕可加軸頭保護(hù)帽，其軸頭結(jié)構(gòu)及 軸 頭保護(hù)帽如圖 2－ 9所 示。 對攪拌軸來說，它承受扭轉(zhuǎn)和彎曲聯(lián)合作用，但是以扭轉(zhuǎn)為主，所以工程應(yīng)用中常用近似的方法進(jìn)行攪拌軸的 強(qiáng)度計(jì)算。為保證攪拌軸懸臂穩(wěn)定 性 ，軸的懸臂 長 L軸徑 d和 兩軸承間距 B(見圖 （ 2－ 10)應(yīng)滿足 下 列關(guān)系： ? ?11/ 4 5 / 4 0 5 0 2 1 2L B L d??； 　 　 　 　 　 　 　 　 － 若 軸封處能起支 承 作用，式 (2— 12)中 B 算至軸封處，當(dāng) d 的 裕量 較大 和 軸轉(zhuǎn)速較低時(shí) ， L1／ B及 L1／ d 取偏大 值 ，否則取偏小值。在 無使用經(jīng)驗(yàn)條件下，可參 考表 2— 9 進(jìn) 行 初 選，然后 再 根據(jù)現(xiàn)場條件類比確定。 V 帶減速機(jī)自帶機(jī)架，選用其他 類型標(biāo)準(zhǔn)釜用減速機(jī)按標(biāo)準(zhǔn)選配機(jī)架。其任務(wù)是保 證 攪拌設(shè)備內(nèi)處 于 一定的 正壓和真空狀態(tài)以及防止反 應(yīng) 物料 逸 出和雜質(zhì)的滲入。當(dāng)介質(zhì)壓力、溫度高或介質(zhì)為易燃、易爆、有毒時(shí)，應(yīng)采 用 雙端面 (由兩對密封面組成 )、平衡型 (載荷系 數(shù) K＜ 1)的機(jī)械密封。 H0—— 容器總高度， mm； 0q —— 10m 高 度處的基本風(fēng)壓值， N／ m 2。管子的公稱 直 徑 與 鋼管的外徑的關(guān)系見 表 2－ 11。圖 2－ 16 為兩種常用的。 確定計(jì)算壓力 cP 夾套筒體和封頭是內(nèi)壓容器，按已 知條件，設(shè)計(jì)壓力為 P=； 釜體的筒體和封頭既受內(nèi)壓，又受外壓的作用。 釜體的封頭壁厚 ?封 （ 1）按內(nèi)壓計(jì)算（上封頭） 取 , 2C m m C m m??,則 12 1 . 7 1 0 . 5 2 0 . 7 9 5n C C m m? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?封 ＝ 考慮到開孔對上封頭的強(qiáng)度削弱及焊接方便，可取上封頭與筒體等厚，即 10mm?封 ＝ 。按水壓試驗(yàn)時(shí)充滿水計(jì)，水的密度 31000 /kg m? ? ，現(xiàn)以夾套尺寸估計(jì)： 1500DN mm? 封頭容積為 ， 1500DN mm? 筒節(jié)每米長容積為 31 ? ，故有： ? ? 43 1 0 0 0 9 . 8 2 0 . 5 1 3 1 . 4 1 . 7 6 7 3 . 4 3 1 0Q g V N?? ? ? ? ? ? ? ? ? 4Q 為保溫 層與附件的重量，人孔重量載荷 900N，其它接管和保溫層按 1000N 計(jì)，故： 4 9 0 0 1 0 0 0 1 9 0 0QN? ? ? 總重載荷為： 41 2 3 4 7 5 4 8 4 8 9 0 3 . 4 1 0 1 9 0 0 4 8 6 3 8Q Q Q Q Q N? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 每臺設(shè)備可配置兩個(gè)或四個(gè)支座，考慮到設(shè)備在安裝時(shí)可能出現(xiàn)全部支座不能同時(shí)受力的情況，在確定支座尺寸時(shí)不論實(shí)際支座是兩個(gè)還是四個(gè)，可以一律按兩個(gè)計(jì)算。 螺柱螺母材料查出為 Q235B，標(biāo)記為： 螺柱 M20 LA JB470792 墊片材料用石棉橡膠板，厚度 3mm?? ，標(biāo)記為 墊片 JB470492 其尺寸可以從有關(guān)資料查出。 則有效厚度為 12 8 0. 8 2 5. 2en C C m m??? ? ? ? ? ? ? 筒體外徑 0 2 14 00 2 8 14 16inD D m m?? ? ? ? ? ? 內(nèi)筒受外壓作用的計(jì)算長度 L 為被夾套包圍的 筒 體部分加 封頭的直邊段部分以及 封頭高的 1/3 筒體計(jì)算長度 式中 jH —— 夾套高度 2h —— 封頭直邊高度 1h —— 封頭內(nèi)壁曲面高度（見附表 2） 由參考文獻(xiàn) 3P150 圖 115查得系數(shù) A＝ ； 釜體材料 Q235B 之 245s MPa? ? ，由參考文獻(xiàn) 3P152 圖 118 材料的 BA 曲線圖查得B=43Mpa（已知釜體內(nèi) 0120tC? ，夾套內(nèi) 0150tC? ），所以許用外壓為： 0 1416 eD? ??0 1242 0 .8 81416L D ??? ? 0 43 0 . 1 6 0 . 3273eBp M P a p M P aD?? ? ? ? ?12 3501 1 0 0 2 5 1 2 4 233j hL H h m m? ? ? ? ? ? ?? ? 0 . 2 3 4 1 4 0 0 1 . 7 12 1 1 3 0 . 8 5 0 . 2 3 42 cit cPD mmP? ?? ?? ? ?? ? ??29 則壁厚 8n mm? ? 不能滿足外壓穩(wěn)定性要求，需加大壁厚重新計(jì)算。 估算夾套的高度為 選取夾套高度 Hj＝ 1100mm。補(bǔ)強(qiáng)圈的外徑尺寸見附表 23。回轉(zhuǎn)蓋帶頸平焊法蘭人孔的主要尺寸見附表 21。 —— 設(shè)備總質(zhì)量 (包括殼體及其附件，內(nèi)部介質(zhì)及保溫層的質(zhì)量 ) n—— 支 座 數(shù)量 ； Se—— 偏心距， mm； p —— 水平力，取 ep 和 wp 的大值 ， N。 機(jī)械密封 機(jī)械密封是 一 種功耗小、泄漏率低，密封性能可靠，使用壽命長的轉(zhuǎn)軸密封 。 聯(lián)軸器 電機(jī)或減速機(jī)輸出軸與傳動(dòng)軸之間及傳動(dòng)軸與攪拌軸之間的連接 ， 都是通過聯(lián)軸器連接的。 安裝底蓋的公稱直徑與凸緣法蘭相同。四種標(biāo)準(zhǔn)減速機(jī)的功率、轉(zhuǎn)速、范圍、類型代號、 特 性參數(shù)見表 2— 7。～ 4176。安裝攪拌器的部分稱為攪拌軸或 下 軸，與減速機(jī)輸出軸相連的軸通常稱為傳動(dòng)軸或 上 軸。當(dāng)軸徑 50d mm? 時(shí)，還應(yīng)再 加緊定螺釘固定；當(dāng) 50d mm? 時(shí)，再加穿孔螺栓或圓柱銷固定。 ② 圓筒內(nèi)為真空外帶夾 套 時(shí)： 當(dāng)圓筒的公稱 直 徑 600DN mm? 時(shí) ，被夾套包圍部分的筒體按外壓（指夾套壓力+ ）圓筒設(shè)計(jì)， 其余部分 按 真空 設(shè)計(jì)； 當(dāng)圓筒的公稱 直 徑 600DN mm? 時(shí) ，全部筒體按外壓（指夾套壓力 + ）圓筒設(shè)計(jì)。夾 套 的安裝尺寸見 圖 2— 6。罐底與 筒 體的連接常采用焊接連接。 （ 2） 攪拌容器的設(shè)計(jì)。對初學(xué)者，常采用“邊算、邊選、邊畫、邊改”的作法， 初步計(jì)算后，確定大體結(jié)構(gòu)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。對 尺寸作出修改后，可以根據(jù)修改幅度、原強(qiáng)度裕度及計(jì)算準(zhǔn)確程度等來判斷是否有必要再進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。 1． 2 課程設(shè)計(jì)的要求 為 了 達(dá)到以上 目 的，對課程設(shè)計(jì)的要求如下 ： （ 1） 樹立正確的設(shè)計(jì)思想。學(xué)生在課程設(shè)計(jì)中 學(xué) 會收集、理解、熟 悉 和使用各種資料，正是培養(yǎng) 設(shè)計(jì) 能力的重要方面，也是設(shè)計(jì)能力強(qiáng)的重要表現(xiàn)。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。 2 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書要求計(jì)算正確，論述清楚，文字精練，插圖簡明，書寫工整，裝訂成冊。 （ 6） 編制技術(shù)要求，提出制造、裝配、檢驗(yàn)和試車等方面的要求。如果物料在反應(yīng)過程中起泡沫或呈沸騰狀態(tài)， ? 應(yīng)取低值，約為 ～ ；如果物 料反應(yīng)平穩(wěn)， ? 可取 ～ （物料粘度大時(shí)取大值）。 按估算的夾套高度，按下式驗(yàn)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。校核計(jì)算步驟見參考文獻(xiàn) 3第十一章。 推進(jìn)式攪拌器 直 徑 D 常取罐體內(nèi)徑 iD 的 1／ 5～ 1／ 2，以 iDD? 最為常見。這種方法假定軸只承受扭矩作用，然后用增加安全系數(shù)也降低材料的許用應(yīng)力的方法彌補(bǔ)由于忽略彎曲作用而引起的誤差。 當(dāng)不滿足式 (2— 12)要求時(shí)，可增大 d、 B，或增設(shè) 中 間軸承或底軸承 (圖 2— 11)。 減速機(jī)的選擇必須根據(jù) 工 作要求、攪拌軸是否連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、經(jīng)濟(jì)性和使用廠的維修能力等幾方面進(jìn)行綜合考慮，并應(yīng)參照以下原則 ： (1)首先根據(jù)反應(yīng)釜攪拌傳動(dòng)所需要的電機(jī)功率、攪拌軸轉(zhuǎn)速 (即減速機(jī)輸出 軸 轉(zhuǎn)速 )， 然后再根據(jù)其他具體條件綜合考慮，類比確定 較適用的減速機(jī)。標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架有三種。鑒于攪拌設(shè)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(shè)備 由 于反應(yīng)工況復(fù)雜，軸的偏擺振動(dòng) 大 ，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定 性 差等 特 點(diǎn) ， 故不是所有形式的軸封都能用于攪拌設(shè)備上 。 20 應(yīng) 用 于反應(yīng) 釜 上的機(jī)械密封結(jié)構(gòu)形式很多，且大多有標(biāo)準(zhǔn)。 表 2－ 10 if 距地面高度（ m） A B C 5 10 注： A 指海島，海岸湖岸以及沙漠地區(qū)； B 指田野、鄉(xiāng)村、叢林以及房屋比較稀疏的中小城鎮(zhèn)和大城市郊區(qū)； C指有密集建筑群的大城市市區(qū)。 管法蘭分為：板式平焊法 蘭 (PL)、帶 頸平 焊法蘭 (SO)、 帶頸對焊法蘭 (WN)等，法 蘭 密封面形式主要有突面 (RF)、凹凸面 (MFM)、 榫 槽面 (TG)三 種。當(dāng)釜壁溫度與夾套溫度相等時(shí)，采用圖 2－ 16（ a）圖 結(jié)構(gòu)，否則采用圖 2— 16(b)圖結(jié)構(gòu)。內(nèi)壓設(shè)計(jì)壓力 P=，設(shè)計(jì)外壓的取法是考慮操作過程可能出現(xiàn)的最大壓差，所以取 P=。 下封頭承受外壓，也取 10mm?封 ＝ ，并按外壓校核其穩(wěn)定性。所以每個(gè)支座載荷為 Q/2=24319N，可選用 3號 B型支座，其允許載荷為： ? ? 3 0 2 4 3 1 9 2 . 4 3 1 9Q K N N K N? ? ? 標(biāo)記為： JB/T472592 B3，材料： Q235B。 法蘭標(biāo)記為： 法蘭 —— JB470192 其尺寸及螺柱規(guī)格，數(shù)量可從附表 4中查出。 （ 2）按承受 設(shè)筒體名義厚度 8n mm? ? 取壁厚負(fù)偏差 C1＝ 0． 8mm，腐蝕裕量 C2＝ 2mm。 確定夾套的直徑和高度 由表 2－ 2 可知， 對于筒體內(nèi)徑 iD ＝ 700～ 1800mm，夾套的內(nèi)徑 100jiDD?? ， 因此 jD =1400 十 100＝ 1500mm，符合壓力容器公稱直徑。補(bǔ)強(qiáng) 圈 結(jié)構(gòu)及坡口型式如附圖 22。附圖 20 為回轉(zhuǎn)蓋帶頸平焊法 蘭 人孔 (HG215l7— 95)的基本結(jié)構(gòu)。 耳式支座實(shí)際承受載荷的近似計(jì)算 ： ? ? ? ?30 4 1 0 2 1 3eee p h G Sm g GQ k n n D ?? ? ????? ? ????? 　 　 　 　 　 　 　 － 式中 Q—— 支座實(shí)際承受的載荷， kN， D—— 支座安裝尺寸， mm； g—— 重力 加速度 ； Ge一 — 偏心載荷， N； h一 — 水平力作用點(diǎn)至底板高度， mm； k—— 不均勻系數(shù) ,安裝 3個(gè)支座時(shí)，取 k＝ l， 安 裝 3 個(gè)以 上 支座 時(shí)，取 k=； m。 填料箱密封的選 用 還應(yīng)注意以 下 幾方面： （ 1） 當(dāng)填料箱的結(jié)構(gòu)和 填 料的材料選擇合 理 ，并有良好潤滑和冷卻條件時(shí) ，可用于較高的工 作壓 力、溫度和轉(zhuǎn)速條件下； （ 2） 當(dāng)填料無冷卻、潤滑時(shí)，轉(zhuǎn)軸線速度不應(yīng)超過 1m／ s； （ 3） 當(dāng)攪拌容器內(nèi)介質(zhì)溫度大于 200℃ 時(shí)，應(yīng)對填料密封進(jìn)行有效冷卻； （ 4） 當(dāng)從填料箱 油 杯中壓注密封潤滑液時(shí)，潤滑液壓力一 般 應(yīng)略高于被密封介質(zhì)的壓力 ， 以防止容器內(nèi)介質(zhì)的泄露；采用密封潤滑液時(shí)，潤滑液流入容器內(nèi)對工藝性能有影響時(shí)，應(yīng)在填料箱下端 軸 上設(shè)置儲油杯； （ 5） 填料箱 — 般可不設(shè)支承套，應(yīng)將攪拌軸的支承設(shè)置在機(jī)架上。選用雙支點(diǎn)機(jī)架時(shí)必須考慮由于機(jī)架內(nèi)有兩個(gè)支承點(diǎn)的 關(guān)系，機(jī)架高度相應(yīng)增大。 安裝底蓋的常用型式為 RS和 LRS 型（見附圖 7），其他結(jié)構(gòu)（整體或襯里）、密封面形式（突面或凹面）以及傳動(dòng)軸的安裝形式（上裝或下裝），按 HG21565－ 95選取。此外還有蝸桿傳動(dòng)減速機(jī)，因它的傳動(dòng)效率低，只能單向傳動(dòng)等缺點(diǎn)，逐漸被擺線針輪行星減速機(jī)代替。） /m 較低精度的軸 ??? =（ 2176。 較長的攪拌 軸， 為加 工 和安裝方便，常分段制造后再用聯(lián)軸器連接起來。 槳式攪拌器與軸的連接常用螺栓對夾。 強(qiáng)度 計(jì) 算應(yīng)考慮以