【正文】 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。 無墊板或者墊板不起加強(qiáng)作用時(shí)： 在橫截面最低處：255 bFkKe?? ?? 這里 F 取支座反力中的最大值 R0， K5= b2：圓筒的有效寬度，取 mmRbb na ??? ? 則有： 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 MP aPab FkK e ??????????? ?? 在鞍座邊角處：2626 234 ee FKbF ??? ??? 這里 F 取支座反力中的最大值 R0， K6= 則 MP aFKbF ee 374 374 6234 22626 ??? ?????????? ??? 周向應(yīng)力校核 周向應(yīng)力滿足下列條件 ? ? M P aM P a t 8 ??? ?? ? ? M P aM P a t ??? ?? (四 )．開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算 A：開孔削弱所需要 的補(bǔ)強(qiáng)截面積， mm2； B：補(bǔ)強(qiáng)有效寬度， mm； C：厚度附加量， mm； Di：殼體內(nèi)直徑， mm； Do：平蓋直徑， mm； d：開孔直徑，圓形孔取接管內(nèi)直徑加兩倍厚度附加量，橢圓形或長(zhǎng)圓形孔取所考慮平面上的尺寸， mm； fr：強(qiáng)度削弱系數(shù)，等于設(shè)計(jì)溫度下接管材料與殼體材料許用應(yīng)力之比值，當(dāng)該比值大于 時(shí)，取 fr=； h1：接管外側(cè)有效補(bǔ)強(qiáng)高度， mm； h2：接管內(nèi)側(cè)有效補(bǔ)強(qiáng)高度， mm； pc：計(jì)算壓力， MPa； Ri：球殼、半球形封頭內(nèi)半徑，橢圓形封頭當(dāng)量?jī)?nèi)球面半徑或蝶形封頭內(nèi)球常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 面半 徑， mm； δ：殼體開孔處的計(jì)算厚度， mm； δe：殼體開孔處的有效厚度， δe=δnC， mm； δet：接管有效厚度， δet=δntC， mm； δn：殼體開孔處的名義厚度， mm； δnt：接管名義厚度， mm； δt：接管計(jì)算厚度， mm； [σ]t：設(shè)計(jì)溫度下殼體材料的許用應(yīng)力， MPa； ? ：焊接接頭系數(shù)。 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。） K1 K2 被封頭加強(qiáng)的圓筒，即 A≦ Ra/2,或在鞍座平面上有加強(qiáng)圈的圓筒 120 135 150 未被封頭加強(qiáng)的圓筒 ，即 A﹥ Ra/2,且在鞍座平面上無加強(qiáng)圈的圓筒 120 135 150 查表 1 得 K1= K2= PaRKMRpeaeac 8 2 4 0 9 8 7 8 0 5 1 6232103??????????????? 在橫截面最低點(diǎn)處的軸向應(yīng)力 4? ： 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 PaRKMRpeaeac 64 95 34 81 03 45 98 54 2224????? ??? 圓筒軸向應(yīng)力校核 M P aPa 8 2 4 0 9 8 7},m a x { 4321 ?????? ? ? M P at ????? ? ?t?????? ?},m a x { 4321 滿足條件 水壓試驗(yàn)狀態(tài)時(shí) M P aTTTT },m a x { 4321 ????? M P aRR PeL 325)( ?? )(},m a x { PeLTTTT RR????? ?滿足條件 （圓筒未被加強(qiáng)） 表 2 系數(shù) K3,K4 條件 鞍座包角? ，（176。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。 多支座臥式蒸壓釜可簡(jiǎn)化為受均布載荷的外伸梁 , 見圖 1a。 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 mm MG：由墊片壓緊力 HG所引起的力矩，當(dāng)為自緊墊片時(shí)， MG=0 ML：由軸向力 H 所引起的力矩 H：由內(nèi)壓引起的總軸向力 2 ???? ?H N hL：由總軸向力 H 的作用線至卡箍體中面的徑向距離 C2：封頭齒和卡箍齒相接觸時(shí)的有效內(nèi)徑 2 5 7 3522 5 6 32 132 ?????? rCC mm C3：卡箍齒內(nèi)徑 C3=2563 mm 2 ???? tL CCh mm 5 3 7 8 0 7 0 3 0 7 6 2 ???? LL HhM N mm MF：由軸向力 HD所引起的偏置力矩 1177500002 305078500002 01 ??????? ????????? ?? ggHM DF N mm BLGPFTD MMMMMMMM ???????0 MD：由軸向力 HD引起的力矩 hD：由軸頸大端 HD作用線至卡箍體中面的徑向距離 6825372 25002760 ??????Dh mm 5 3 3 8 0 0 0 0 0687 8 5 0 0 0 0 ????? dDD hHM N 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 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 本釜內(nèi)件除有常規(guī)的蒸 汽分配管和導(dǎo)軌外 ， 還 專門設(shè)置了密封汽防沖罩，疏水罩。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。 釜門密封采用專業(yè)廠家生產(chǎn)的進(jìn)口橡膠密封圈，安裝簡(jiǎn)單，密封性好，使用壽命長(zhǎng)。 本殺菌 釜門開啟型式采用了側(cè) 開 門形式 。 釜門為活動(dòng)快開門結(jié)構(gòu)，靠手搖減速機(jī)進(jìn)行啟閉，也可根據(jù)用戶要求采用電動(dòng)、氣動(dòng)、液動(dòng)啟閉。 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 雙開門 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。 結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)高精度化 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)控制等事關(guān) 殺菌釜 機(jī)械性能的優(yōu)劣，可通過馬達(dá)、編碼器及數(shù)字控制（ NC）、動(dòng)力負(fù)載控制（ PLC）等高精密控制器來完成，并適度地做產(chǎn)品延伸，朝高科技產(chǎn)業(yè)的 殺菌釜 設(shè)備來研發(fā)。 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。 機(jī)械功能多元化 工商業(yè)產(chǎn)品已趨向精致化及多元化，在大環(huán)境變化下，多元化、彈性化且具有多種切換功能的 殺菌釜 機(jī)種方能適應(yīng)市場(chǎng)需求。目前殺菌釜 機(jī)械競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，未來的 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 殺菌釜 機(jī)械發(fā)展的趨勢(shì)。同時(shí)用水量卻非常少，是一種節(jié)能節(jié)水的高溫殺菌方式，符合當(dāng)代科技發(fā)展的要求。 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)熱分布均勻無冷點(diǎn)。 。 。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)鍋的模式一般是蒸汽式或水浴式，而一些產(chǎn)品在實(shí)際生產(chǎn)中往往采用噴淋殺菌或需帶回轉(zhuǎn)模式，比如軟袋含氣調(diào)理食品和八寶粥罐頭等。 。傳統(tǒng)殺菌釜的加熱方式主要以電加熱為主，這種老式的常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 加熱方式升溫非常慢，而且耗能很大。 （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的水殺和汽殺兩種殺菌方式，上個(gè)世紀(jì)九十年代開始為了滿足軟包裝等特殊的產(chǎn)品生產(chǎn)要求，開始從日本引進(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。這就需要我們從不同的側(cè)面來分析，怎樣才能獲得各種包裝形式的食品與不同結(jié)構(gòu)殺菌設(shè)備之間的最佳匹配狀態(tài)。在食品的加工過程當(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。殺菌釜（又稱 殺菌鍋 ）主要用于食品行業(yè) .醫(yī)藥等各個(gè)領(lǐng)域?！笆晃濉币?guī)劃的目標(biāo)是要縮小這個(gè)空問，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。 2021 年，食品和 殺菌釜 機(jī)械工業(yè)總產(chǎn)值約為 620億元，而國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求達(dá)到 850 億元，預(yù)計(jì)到 2021 年，國(guó)內(nèi)行業(yè)總產(chǎn)值可達(dá)到1300 億元 (現(xiàn)價(jià) )，而市場(chǎng)需求可能達(dá)到 2021 億元。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。 殺菌釜 機(jī)械形成行業(yè)已 20 多年，相對(duì)于食品工業(yè)，還是一 個(gè)新行業(yè)。食品安全問題舉國(guó)關(guān)注。 殺菌釜行業(yè)屬于配套行業(yè)，優(yōu)秀的設(shè)計(jì)方案，可以有效提高生產(chǎn)效率，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。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，以及開孔補(bǔ)強(qiáng)和安全閥的強(qiáng)度計(jì)算。 學(xué)號(hào) ： 07403132 常