【正文】 ??????????????????????????? 1 課程設(shè)計的要求 ??????????????????????????? 1 課程設(shè)計的內(nèi)容 ????????????????????? ?????? 2 課程設(shè)計的步驟 ??????????????????????????? 2 設(shè)計任務(wù)、參數(shù)和參考進(jìn)程 ?????????????????????? 2 2 攪拌 反應(yīng)釜 的機械 設(shè)計 ???????????????????????? 5 反應(yīng)釜的總體結(jié)構(gòu) ??????????????????????????? 5 反應(yīng)釜機械設(shè)計的內(nèi)容和步驟 ?????????????????????? 5 釜體（ 罐體 ） 和夾套的設(shè)計 ??????????????????????? 5 反應(yīng)釜的攪拌裝置 ??????????????????????????? 9 反應(yīng)釜的傳動裝置 ??????????????????????????? 13 反應(yīng)釜的軸封裝置 ??????????????????????????? 17 反應(yīng)釜的其他附件 ??????????????????????????? 19 3 攪拌反應(yīng)釜機械設(shè)計舉例 ????????????????????? 24 已知條件??????????????????????????????? 24 確定 釜 體的 直徑和高度 ????????????????????????? 24 確定夾套的直徑和高度 ????????????????????????? 25 驗算夾套傳熱面積 ??????????????????????????? 25 釜體和夾套的強度計算????????????????????????? 25 水壓試驗及其強度校核 ???????????????????????? 28 選 配筒體和封頭的連接法蘭??????????????????????? 29 支座的選用計算??? ????????????????????????? 29 人孔選擇和補強校核?????????????????????????? 30 接管及其法蘭的選擇????????????????????????? 30 反應(yīng)釜的攪拌裝置?????????????????????????? 30 機械密封的選擇??????????????????????????? 31 繪制總裝配圖???????????????????????????? 31 參考文獻(xiàn)?????????????? ??????????????????? 32 附錄??????????????????????????????????? 33 1 緒 論 專業(yè)課 課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。在老師指導(dǎo)下，通過課程設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識分析、解決實際問題的能力。 （ 2） 培養(yǎng)學(xué)生對工程設(shè)計的獨立工作能力，樹立正確的設(shè)計思想，掌握化 工設(shè)備設(shè)計的基本方法和步驟，為今后從事工程設(shè)計打下良好的基礎(chǔ)。 1． 2 課程設(shè)計的要求 為 了 達(dá)到以上 目 的，對課程設(shè)計的要求如下 ： （ 1） 樹立正確的設(shè)計思想。 （ 2） 具有積極主動的 學(xué)習(xí)態(tài)度和進(jìn)取精神。 強調(diào)獨立思考，有創(chuàng)造性的設(shè)計，并不等于憑空設(shè)想。 （ 3） 學(xué)會 正 確使用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，使 設(shè)計 有法可依、有章可循。 （ 4） 學(xué)會正確的設(shè)計方法，統(tǒng)籌兼顧，抓主要矛盾。實際上，對于設(shè)備的合理設(shè)計，其計算結(jié)果只是設(shè)計時某方面的依據(jù)，設(shè)計時還要考慮結(jié)構(gòu)等方面的要求。若按幾何等式關(guān)系計算 而 得的尺寸，一般不能隨意圓整變動；若按經(jīng)驗公式得來的尺寸，一般應(yīng)圓整到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格尺寸。 在設(shè)計中還要處理好計算與結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)系。對 尺寸作出修改后，可以根據(jù)修改幅度、原強度裕度及計算準(zhǔn)確程度等來判斷是否有必要再進(jìn)行強度計算。 課程設(shè)計的步驟 1 1 準(zhǔn)備階段 （ 1）設(shè)計前應(yīng)預(yù)先準(zhǔn)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(rèn)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(rèn)真復(fù)習(xí)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(jìn)行的。這一步往往通過“邊算、邊選、邊畫、邊改”的做法來進(jìn)行。通常先按壓力因素來選材；當(dāng)溫度高于 200℃或低于 40℃時，溫度就是選材的主要因素；在腐蝕強烈或?qū)Ψ磻?yīng)物及物料污染有特定要求的，腐蝕因素又成了選材的依據(jù)。 （ 2）選用零部件。 （ 3）強度、剛度、穩(wěn)定性設(shè)計和校核計算。因大多數(shù)工況下強度是主要矛盾，所以有的設(shè)備設(shè)計常不作后兩項計算。這部分零部件大都標(biāo)準(zhǔn)化， 可參考本指導(dǎo)書和有關(guān)手冊進(jìn)行選型、計算。對初學(xué)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(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(biāo)注在總圖上。其內(nèi)容大致包括： （ 1） 目錄； （ 2） 設(shè)計 已知條件 ； （ 3） 設(shè)計方案的分析和擬定； （ 4） 各部分結(jié)構(gòu)尺寸的確定和設(shè) 計計算； （ 5） 設(shè)計小結(jié) ； （ 6） 參考資料。 設(shè)計任務(wù)、參數(shù)和參考進(jìn)程 設(shè)計內(nèi)容 設(shè)計一臺夾套傳熱式攪拌反應(yīng)釜 設(shè)計參數(shù)和技術(shù)特性指標(biāo) 見表 1表 12。 表 11 攪拌反應(yīng)釜設(shè)計參數(shù)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(zhuǎn)速 n/r/min 160 125 160 125 160 電機功率 N/KW 接管公稱直徑 DN（ mm） 進(jìn)料 40 50 出料 50 65 蒸汽進(jìn)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(shù) 3 表 12 攪拌反應(yīng)釜設(shè)計參數(shù)表（ 2） 設(shè)計題號 組號 操作容積 傳熱面積 設(shè)計壓力（ Mpa） 設(shè)計溫度（ ℃ ） 介質(zhì) 推薦材料 釜內(nèi) 夾套內(nèi) 釜內(nèi) 夾套內(nèi) 釜內(nèi) 夾套內(nèi) 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(shè)計時間及參考進(jìn)程 本次設(shè)計時間為 三 周，參考進(jìn)度見表 13。它主要由攪拌容器、攪拌裝置、傳動裝置 、 軸封裝置、支 座 、人 孔 、 工 藝接管和 一些 附件組成。 反應(yīng)釜機械設(shè)計的內(nèi)容和步驟 反應(yīng)釜的機械設(shè)計是在工藝設(shè)計之后進(jìn)行的，設(shè)計依據(jù)是 工 藝提出的要求和條件。通常這些條件都以表格 和 示意圖的形式反映在設(shè)計任務(wù)書中。 （ 2） 攪拌容器的設(shè)計。 （ 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。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。應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)條件的可標(biāo) 注 文件號。罐體在規(guī)定的操作溫度和操作壓力下，為物料完成其攪拌過程提供了一定的空間。它是一個套在罐體外面能形成密封空間的容器，既簡單又方便。 罐 體和夾套的結(jié)構(gòu)設(shè)計 罐 體一般是立式圓筒形容器， 由 頂 蓋、 筒 體和 罐底 (見圖 22)組成， 通過支座安裝在基礎(chǔ)或 平臺上。頂 蓋 在受壓狀態(tài)下操作常選用橢圓形封頭，對于常壓或操作壓力不大而直徑較大的設(shè)備，頂蓋可采用薄鋼板制造的平蓋，并在薄鋼板上加設(shè)型鋼 (槽鋼和工字鋼 )制的橫梁，用以支承攪拌器及其傳動裝置。罐底與 筒 體的連接常采用焊接連接。當(dāng)要求可拆時，做成法蘭連接。 罐 體 的 幾何尺寸計算 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 ～ 。 筒體內(nèi)徑按下式 估算： ? ? ? ?1 4 22VDmi?? 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 － 式中， i 為釜體長徑比， 11/i H D? ，應(yīng)根據(jù)物料類型按表 21 選取。 確定封頭尺寸 橢圓 封 頭選標(biāo)準(zhǔn)件，其型式如圖 2— 3， 它的內(nèi)徑與 筒體內(nèi)徑相同 ，標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭尺寸見附表 2， 其質(zhì)量見附表 3。則筒 體高度 1H 按下式計算，并 進(jìn)行圓整。 再將上式算出的筒體高度進(jìn)行圓整，最后核算 1/ iHD、 ? ，大致符合要求即可。夾套 和筒 體的連接常焊接成封閉結(jié)構(gòu) ，圖 25為常用 的夾套封閉結(jié)構(gòu)。夾 套 的安裝尺寸見 圖 2— 6。 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。 其它符號同前。 9 當(dāng)筒體與上封頭采用法蘭連接時， 常采用甲型平焊法蘭連接。 甲型平焊法蘭密封面的結(jié)構(gòu)常用平密封面和凹凸密封面兩種。 甲型平焊法蘭的工作溫度為 20℃ ─ 300℃，不同使用溫度下最大許用工作壓力參見參考文獻(xiàn) 2 表 6 的規(guī)定，常用平焊法蘭質(zhì)量見附表 5。 夾套反應(yīng)釜的強度計算 當(dāng)夾套反應(yīng)釜幾何尺寸確