【正文】 CI 溶液中煮沸 48h，腐蝕速率為 （優(yōu)等品指標(biāo)為）。但將我廠搪玻璃試樣置于 1N 氫氧化鈉溶液腐蝕，試驗(yàn)溫度 80℃時(shí)間 48h。 操作溫度：搪玻璃設(shè)備加熱和冷卻時(shí)，應(yīng)緩慢進(jìn)行。 瓷層厚 度：玻璃設(shè)備的瓷層厚度 ，搪玻璃設(shè)備附件的瓷層厚度 。 耐沖擊性：玻璃層的內(nèi)應(yīng)力越小，彈性越好，硬度越大，抗彎抗壓強(qiáng)度越高，則耐沖擊就越好。搪玻璃設(shè)備耐溫差急變溫度為：冷急變溫度為 110℃，熱急變溫度為 120℃。 制膠搪玻璃反應(yīng)釜的基本結(jié)構(gòu)：反應(yīng)釜、攪拌裝置、傳動(dòng)裝置、軸封等組成。內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 傳動(dòng)裝置包括電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、機(jī)座、聯(lián)軸器、底座、和活套法蘭等附件，它為攪拌器提供攪拌動(dòng)力和相應(yīng)的條件。 制膠搪玻璃反應(yīng)釜機(jī)械設(shè)計(jì)的依據(jù)：制膠搪玻璃反應(yīng)釜機(jī)械設(shè)計(jì)是在工藝設(shè)計(jì)之后進(jìn)行的。反應(yīng)釜的工藝要求通常包括反應(yīng)釜的面積、最大工作壓力、工作溫 度、工作介質(zhì)、腐蝕情況、傳熱面積、換熱方式、攪拌形勢(shì)、轉(zhuǎn)動(dòng)及速率、接管方位尺寸的確定等。密封裝置可采用機(jī)械密封、填料密封等密封機(jī)構(gòu)?？筛鶕?jù)用戶工藝要求進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 第一章 反應(yīng)釜釜體與傳熱裝置 攪拌設(shè)備常被稱作攪拌釜（或攪拌槽），當(dāng)攪拌設(shè)備用作反應(yīng)器時(shí)，又被稱為攪拌釜式反應(yīng)器，有時(shí)簡(jiǎn)稱反應(yīng)釜 。傳熱方式有兩種：夾套式壁外傳熱結(jié)構(gòu)和釜體內(nèi)部蛇管聯(lián)合使用。所以，反應(yīng)釜釜體和傳熱裝置設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括釜 體的結(jié)構(gòu)和部分尺寸、傳熱形式和結(jié)構(gòu)、各種工藝接管的安設(shè)等。選擇筒體長(zhǎng)徑比主要考慮一下兩方面因素： ① 長(zhǎng)徑比對(duì)攪拌功率的影響：在轉(zhuǎn)速不變的情況下， P? D5(其中 D：攪拌器直徑； P：攪拌功率）， P 隨釜體直徑的增大而增大很多，減小長(zhǎng)徑比只能無謂的損耗一些攪拌功率。 ② 長(zhǎng)徑比對(duì)傳熱的影響：當(dāng)容積一定時(shí) H/Di越高越有利于傳熱。 表 11 種類 罐體物料類型 H/Di 一般攪拌罐 液 固或液 液相物料 氣 液相物料 12 發(fā)酵罐類 在確定反應(yīng)釜直徑和高度時(shí)，還應(yīng)該根據(jù)反應(yīng)釜操作時(shí)所允許的裝料程度 裝料系數(shù) η等予以綜合考慮，通常裝料系數(shù) η可取 中產(chǎn)生泡沫或沸騰狀態(tài)， η應(yīng)取較低值，一般為 ；若反應(yīng)狀態(tài)平穩(wěn)，可?。ㄎ锪险扯却髸r(shí)可 取最大值）。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 由公式可知筒體高度 ????? V VVH h???????（ ） 筒體高度圓整為 H=2100mm。 確定反應(yīng)釜夾套的直徑和高度 Dj可根據(jù)罐體內(nèi)徑按下表推薦的數(shù)據(jù)選取。 按式 mmDVVV VVHihhj 5 8 6 4 2201????????? ??? ???????????（ ） 取夾套高度 Hj=1200mm，則夾套頂部與釜體法蘭間應(yīng)留有足夠的距離：mmmmHHH j 200~150500120207000 ?????? 這 樣便于筒體法蘭拆裝。 符號(hào)說明 C — 厚度附加量 mm 1C — 鋼板或鑄鐵件厚度的負(fù)偏差 mm 2C — 夾套的腐蝕余量 mm iD — 夾套的內(nèi)直徑 mm oD — 夾套的外直徑（ nio DD ?2?? ） mm cP — 計(jì)算壓力 MPa 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 ? ?wP — 夾套的最大允許工作壓力 MPa ? — 夾套的計(jì)算厚度 mm e? — 夾套的有效厚度 mm n? — 夾套的名義厚度 mm ??t? — 設(shè)計(jì)溫度下圓通材料的需用應(yīng) 力 MPa ? — 焊接接頭系數(shù) E — 設(shè)計(jì)溫度下材料的彈性模量 MPa ??P — 許用外壓力 MPa 1S — 容器筒體的實(shí)際壁厚 ,mm 2S — 夾套筒體 、封口錐或通道的實(shí)際壁厚， mm 夾套類型 的選擇 U型整體夾套，采用封口錐方式與筒體連接 夾套的最高工作壓力 夾套的材料為 Q235 B，許用應(yīng)力 ? ? MPat 235?? 夾套的最高工作壓力 MPaPc ? 夾套的壁厚的計(jì)算 ? ? mmPDP ct ic . 3 ???? ????? ???? 所以?shī)A套圓筒的厚度圓整 為 mm10 。 夾套圓筒的最大允許工作壓力 ? ? ? ? ? ?? ? M P aM P aKDPeietw ??????? ???????? ???? 所以?shī)A套圓筒的最大允許工作壓力符合要求 [1]。 夾套壓力試驗(yàn)前的應(yīng)力校核 壓力試驗(yàn)前，應(yīng)按下式校核夾套應(yīng)力： ? ?eeiTT DP ? ?? 2 ?? ? ?M 75 ? ???? M P as 7 92 3 ?????? 液壓試驗(yàn)時(shí)， T? 滿足 sT ??? ? 所以?shī)A套試驗(yàn)前得應(yīng)力校核滿足要求。 有效厚度的計(jì)算 7 5 0% ?? mmmmCCne ???????? ?? 所以?shī)A套封頭厚度符合要求。 封口錐 ? ?? ?mmSDSDe o64)1621600()]2()[( 1122???????????? ? mmCSDe o )( 22 ??????? 所以封口錐的厚度符合要求。 確定反應(yīng)釜內(nèi)筒的材料和壁厚 筒體材料的選用要根據(jù)所給相關(guān)數(shù)據(jù)來選 取，材料 Q235B的設(shè)計(jì)壓力 P≤ ，使用溫度為 0~350℃，用于殼體時(shí)，鋼板厚度不大于 20mm，不可用于毒性強(qiáng)度為高度和極危害介質(zhì)的壓力容器，還根據(jù)本次設(shè)計(jì)要求，選 Q235B，已知筒體受內(nèi)壓，取設(shè)計(jì)壓力 ，設(shè)計(jì)溫度為 200℃。 許用外壓力 ??P 的計(jì)算 ? ? M P aPM P aD BP Teo ????? 夾套? 則假設(shè)成立，取圓筒的 mmn 16?? 。由于封頭的橢球部分經(jīng)線曲率變化平滑連續(xù)，故應(yīng)力分布比較均勻，且橢圓形封頭深度較半球形封頭小得多，易于沖壓成型，適合中、低壓容器。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 卡子的選型 根據(jù) HG/T20542020《搪玻璃設(shè)備 卡子》規(guī)定， A型卡子適用于設(shè)計(jì)溫度高于 20℃ ~200℃，設(shè)計(jì) 壓力小于等于 ，該設(shè)備選用法蘭高度為 110mm。 密封裝置的選用 密封主要有兩種：填料密封和機(jī)械密封。機(jī)械密封是把 轉(zhuǎn)軸的密封面從軸向改為徑向，通過動(dòng)環(huán)和靜環(huán)兩個(gè)端面的相互貼合，并做相對(duì)運(yùn)動(dòng)達(dá)到密封的裝置，又稱端面密封。故本設(shè)備選用機(jī)械密封作為密封裝置。 反應(yīng)釜的長(zhǎng)動(dòng)裝置通常設(shè)置在反應(yīng)釜的頂蓋（上封頭）上，一般采用立式布置電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速機(jī)將轉(zhuǎn)速減至工藝要求的攪拌轉(zhuǎn)速，再通過聯(lián)軸器帶動(dòng)攪拌軸轉(zhuǎn)速，從而帶動(dòng)攪拌器轉(zhuǎn)動(dòng)?？紤]到傳動(dòng)裝置與軸封裝置安裝時(shí)要求保持一定的同心度以及裝卸檢修的方便，常在機(jī)架下安裝一個(gè)安裝底蓋，還在上封頭的開口處安裝一個(gè)活套法蘭。 a. 擺線針齒星減速機(jī)：減速比 87~9，轉(zhuǎn)速 16~160r/min,功率 ~30kw。 b. 兩級(jí)齒輪減速機(jī)：為兩級(jí)同中心距并流式斜齒輪減速傳動(dòng)裝置。體積小，效率高，制造成本低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝配檢修方便，可以正反轉(zhuǎn)。減速比 ~，轉(zhuǎn)速320~550r/min，功率 ~。 d. 諧波減速機(jī)：減速比 359~90，轉(zhuǎn)速 4~16r/min，功率 ~13Kw。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 查標(biāo)準(zhǔn)《攪拌傳動(dòng)裝置系統(tǒng)組合、選用及技術(shù)要求》（ HG215631995）以及《釜用立式減速機(jī)》，按照攪拌功率和轉(zhuǎn)速選擇擺線針齒行星減速機(jī)，已知攪拌轉(zhuǎn)速為 85r/min，功率為 ，查標(biāo)表可知，選用機(jī)型號(hào)為 3，減速比為 17 的擺線針齒行星減速機(jī)，其傳動(dòng)效率為 。 表 釜用立式減速機(jī)的基本特性 特性 減速機(jī)類型 擺線針齒行星減 速機(jī) 兩級(jí)齒輪減速機(jī) 三角皮帶減速機(jī) 諧波減速機(jī) 減速比范圍 879 116 36090 輸出軸轉(zhuǎn)速范圍 r/min， (配用四級(jí)電動(dòng)機(jī) ) 16100 125250 320500 416 功率范圍 kw 效率 大于 主要特點(diǎn) 本機(jī)為利用少齒內(nèi)嚙合行星傳動(dòng)的 減速裝置，減速比大 ，壽命長(zhǎng)，故障少，裝拆方便，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，與同功率的渦輪減速機(jī)相比，效率高而體積可小一半左右 :有取代渦輪減速機(jī)的趨向。 本機(jī)為單級(jí)三角皮帶傳動(dòng)的減速裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，過載時(shí)會(huì)產(chǎn)生打滑現(xiàn)象，因 此能起安全保護(hù)作用，但由于皮帶滑動(dòng)不能保持精確的傳動(dòng)比。 特性參數(shù) 功率、按輸出軸軸頸面分的機(jī)型號(hào)、減速比 中心距 三角皮帶型號(hào)、根數(shù) 柔輪分度 圓直徑 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 應(yīng)用條件 對(duì)過載和沖擊載荷有較強(qiáng)承受能力，可短期過載 75%，允許正反旋轉(zhuǎn)，可用于有防爆要求的車間，與電動(dòng)機(jī)直 聯(lián)供應(yīng) 允許正反旋轉(zhuǎn)，應(yīng)采用夾殼聯(lián)軸器或彈性塊式聯(lián)軸器與攪抖軸連接，不允許承受外加軸向載荷，適用于連續(xù)攪拌的化工設(shè)備，可用于有防爆要求的車間 .與電動(dòng)機(jī)直聯(lián)供應(yīng) 允許正反旋轉(zhuǎn)，一 般以?shī)A殼聯(lián)軸器與攪拌軸連接，攪拌器重量可由本機(jī)承受，不能用于有防爆要求的車問，適用于連純攪拌的化工設(shè)備 可不需多級(jí)傳動(dòng)而用十轉(zhuǎn)速低級(jí)的攪 拌 傳動(dòng)裝置，可用于有防爆要求的車間 標(biāo)定符號(hào) BLD 功率 機(jī)型號(hào) 減速比 BLY 機(jī) 型號(hào) 減速比 功率 LC中心距 順序號(hào) P 三角皮帶型弓 根數(shù) 順序號(hào) XB 柔輪分度圓直徑 順序號(hào) 標(biāo)準(zhǔn)圖號(hào) HG574478 HG574578 HG574678 HG574778 注 :電動(dòng)機(jī)若采用 AJ02(防爆型 )型時(shí)，在標(biāo)定符號(hào)前加“ A字樣，對(duì) BJ02(隔爆型 )加“ B” 字樣，對(duì) J02 型電動(dòng)機(jī)則不加寫代號(hào) 。 電 動(dòng)機(jī)的軸功率校核 符號(hào)說明 mP — 軸封處摩擦損耗功率 ,kw zP — 攪拌軸功率 ,kw dP — 電動(dòng)機(jī)計(jì)算功率 ,kw ?— 傳動(dòng)效率 軸封處摩擦損耗功率的計(jì)算 由于該填料密封采用單端面密封 則 kwdP m 2 3 9 ???? 攪拌軸功率的計(jì)算 其中攪拌介質(zhì)選擇乳膠聚合 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 則 kwVP z ???? 電動(dòng)機(jī)計(jì)算功率的計(jì)算 由傳動(dòng)類型為擺線針輪行星傳動(dòng)，則傳動(dòng)裝置各零部件的傳動(dòng)效率 ?? 。 ②設(shè)置底軸承，作為一個(gè)支點(diǎn)者 : ⑧在攪拌容器內(nèi)設(shè)置中間軸承，并能作為一個(gè)支點(diǎn)者。為了與標(biāo)準(zhǔn)配合，傳動(dòng)軸的軸徑選用 d=80mm，參考標(biāo)準(zhǔn)（ HG2156695《攪拌傳動(dòng)裝置 單支點(diǎn)機(jī)架》 ），選用機(jī)架公稱直徑為 300mm, B 型單支點(diǎn)機(jī)架。 機(jī)架的標(biāo)記為 :HG215661995 機(jī)架 B 30080。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 傳動(dòng)軸采用上裝式，傳動(dòng)軸釜外軸頭形式為 D 型，即釜外聯(lián)軸器為帶短節(jié)聯(lián)軸器。 傳動(dòng)軸的標(biāo)記為 :HG215681995 BSD 30080/550Q235B。因此釜外聯(lián)軸器選用帶短節(jié)聯(lián)軸器。如下圖 : 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 帶短節(jié)聯(lián)軸器軸孔與軸的配合代號(hào)為 H7/m6。 第三章 反應(yīng) 釜 的 攪拌 裝置 攪拌裝置由攪拌器、攪拌軸及其支撐組成。 攪拌器 攪拌器又稱攪拌槳或攪拌葉輪，是攪拌反應(yīng)器的關(guān)鍵部件，其功能是提供過程所需的能量和適宜的流動(dòng)狀態(tài)。 ② 攪拌所消耗的能量應(yīng)盡可能小。 攪拌器的選擇 按攪拌器類型和適用條件選型 :對(duì)低粘度流體的混合，推進(jìn)式攪拌器由于循環(huán)能力強(qiáng)，動(dòng)力消耗小，可應(yīng)用到很大容積的釜中 。槳式攪拌器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在小容積的流體混合幣應(yīng)用較廣，對(duì)大容積的流體混合，則循環(huán)能力不足 。本設(shè)計(jì)的攪拌器選擇不帶擋板的框式攪拌器。 攪拌器的強(qiáng)度計(jì)算 符號(hào)說明 qP— 攪拌器強(qiáng)度計(jì)算時(shí)的設(shè)計(jì)功率， kw jP— 每個(gè)槳葉強(qiáng)度計(jì)算時(shí)設(shè)計(jì)功率 , kw Z— 軸上相同攪拌器的層數(shù) jZ— 攪拌器的槳葉數(shù)，選擇的是框式攪拌器，則槳葉數(shù)為 4 IM— II 斷面上彎矩 , mN. 39。）（。 系數(shù) a 的計(jì)算 1)6 2 37 2 0(8 0 09721)(..244212 ??????? ?????????? ??RRHtam II 斷面上的扭矩的計(jì)算 mNMaRR HRRM InI .)()623720( )62