级反应釜设计方案

1、个人资料整理仅限学习使用化工设备机械基础大型作业题目：反应釜教 学 院： 化学与材料工程学院专业：化学工程与工艺学号： 15 26 48 52学生姓名： 杨博周红辉玉仁佐丁怀交指导教师： 夏 贤 友年月日个人资料整理仅限学习使用大型作业任务书 220182018 学年第 1 学期学生姓名：专业班级：化学工程与工艺<精细化工）2018<1）指导教师：夏贤友工作部门：化工教研室一、大型作业题目： 反应釜二、大型作业内容 <含技术指标）1 反 应 介 质 ： 5m3 的 水 乳 胶 涂 料 ； 2. 容器内压：常压； 3. 反应温度： 85±10； 4. 电机功率： 5k

2、W； 5. 搅拌转速： 50rpm；6、作业成果：计算书 1 份，设备图 1 张<CAD 绘制，A1 打印）。三、进度安排112 月 16 日：分配任务；212 月 16 日-6 月 20 日：查询资料、初步设计；312 月 21 日-12 月 27 日：设计计算，完成报告。四、基本要求1设计方案：根据给定的条件合理选择设备的结构以及合适的材料，立式容器或卧式容器的筒体和封头、钢板卷制焊接结构接头、钢板材料的型号及热处理条件等；2设计计算：依据材料的性能，对选用设备的壁厚进行计算、稳定性进行校核；3辅助设备的选型：包括典型辅助设备的主要尺寸计算及型号规格：人孔或手孔设计、法兰的型号规格、

3、接管开孔结构、视镜或液面镜以及容器的支座选型等。教研室主任签名：个人资料整理仅限学习使用2018年 月日目录设计方案简介50.1设计条件 ··························50.2设备外部条件 ··········

4、3;·············50.3水乳胶 ···························50.4设计内容及设计方案 ······

5、···············50.4.1夹套反应釜的总体结构 60.4.2釜体设计内容 60.4.3传热装置设计内容61 反应釜釜体的设计 71.1釜体公称直径 DN的确定 ····················71.2釜体筒体壁厚的设计

6、83;····················71.2.1设计参数的确定 71.2.2釜体壁厚的确定 71.3釜体封头的设计 ·······················

7、;81.3.1釜体封头厚度的计算 81.3.2釜体封头相关参数 91.4筒体高度 H的确定 ······················91.5外压筒体壁厚及封头壁厚的设计················91.5.1外压

8、筒体壁厚的计算 91.5.2外压封头壁厚的计算 101.6筒体液压实验及应力校核··················111.6.1筒体液压实验 111.6.2筒体应力校核 112 反应釜夹套的设计 122.1夹套的公称直径和设计压力的确定122.1.1夹套公称直径的确定 122.1.2夹套 PN的确定 122.2夹套筒体的设计 122.2.1夹套筒体壁厚的设计 122.2.2夹套筒体长度 H筒的初步设计 122.3夹

9、套封头的设备 132.3.1封头的选型 132.3.2椭球形封头壁厚的设计 <强度和刚度） 132.3.3椭球形封头结构尺寸的确定132.3.4带折边锥形封头厚壁的设计142.3.5封头结构的设计 <总体设计） 142.3.6带折边锥形封头厚壁的设计142.4传热面积的校核 15个人资料整理仅限学习使用3 夹套的压力实验及应力校核 163.1水压实验压力的确定 163.2液压实验的应力校核 163.3水压实验的操作过程 164 反应釜附件的选型及尺寸设计 174.1釜体法兰联接结构的设计········

10、··········174.1.1密封面形式的选型 174.1.2螺栓、螺母和垫圈的尺寸规格及材料的选择 174.2工艺接管的设计······················174.3管法兰尺寸的设计 184.4垫片及材质 194.5视镜的选型 ···

11、;·····················194.6支座的选型及设计·····················204.6.1支座的选型及尺寸的初步设计 204.6.2支座载荷的校

12、核计算 215 搅拌轴及桨的设计 235.1搅拌器的结构型式 235.2搅拌轴直径的初步计算 235.2.1搅拌轴直径的设计 235.2.2搅拌抽临界转速校核计算 245.3联轴器的型式及尺寸的设计245.4直叶桨式搅拌器尺寸的设计·················246 传动装置的选型和尺寸计算256.1电动机的选用 256.2减速机的选用 266.3机座的设计 266.4 轴封装置 26总结 26参考文献 28个人资料整理

13、仅限学习使用设计方案简介0.1 设计条件<1）反应介质： 5m3 的水乳胶涂料；<2）容器内压：常压；<3）反应温度： 80±10；<4）电机功率： 5kW；<5）搅拌转速： 50rpm。0.2 设备外部条件黄石年平均气温 17。最热月 <7月）平均 29.2，最冷月 <1月）平均 3.9。无霜期年平均 264天，年平均降水量 1382.6毫M ，年平均降雨日 132天左右，全年日照 1666.4-2280.9小时，占全年月日可照射时数的31-63。境内多东南风，年平均风速为每秒2.17M。0.3 水乳胶的介绍由于水性涂料不用有机溶剂，对人体

14、无毒害，对环境无污染，因而近年来发展十分迅速。凡是用水作溶剂或者分散在水中的涂料部可称之为水性涂料。水性涂料包括水溶性涂料和水胶乳涂料两种，采用乳液聚合工艺制备成合成树脂水胶乳，胶粒径 0.1-10m。目前，世界上使用较广的水胶乳涂料有聚醋酸乙烯水胶乳涂料、聚丙烯酸酯水胶乳涂料、醇酸树脂水胶乳涂料和偏氯乙烯共聚树脂水胶乳涂料。水乳胶可用：丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸异丁酯、醋酸乙烯酯、苯乙烯、氯乙烯和丙烯腈等单体合成。例如：苯丙乳液<苯乙烯 -丙烯酸酯乳液）是由苯乙烯和丙烯酸酯单体经乳液共聚而得。乳白色液体，带蓝光。固体含量 40 45，粘度 801500mPa·

15、s，单体残留量 0.5%， PH值 8 9。苯丙乳液附着力好，胶膜透明，耐水、耐油、耐热、耐老化性能良好。苯丙乳液用作纸品胶粘剂，也可与淀粉、聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠等胶粘剂配合使用。贮存于 530的库房内，贮存期 1年。苯丙乳液作为一类重要的中间化工产品 ,有着非常广泛的用途，现主要用作建筑涂料、金属表面乳胶涂料、地面涂料、纸张粘合剂、胶粘剂等。个人资料整理仅限学习使用在进行操作时可将水乳胶的密度近似于水的密度进行计算。0.4 设计内容及设计方案夹套反应釜的总体结构带搅拌的反应釜是化学、医药及食品等工业中常用的典型反应设备之一。它是一种在一定压力和温度下，借助搅拌器将一定容积的两种 <

16、或多种）液体以及液体与固体或气体物料混匀，促进其反应的设备。一台带搅拌的反应釜主要有搅拌容器、搅拌装置、传动装置、轴封装置、支座、人孔、工艺接管和一些附件组成。反应釜分罐体和夹套两部分，主要有封头和筒体组成，多为中、低压压力容器；搅拌装置有搅拌器和搅拌轴组成，其形式通常由工艺而定；传动装置是为带动搅拌装置设置的，主要有电动机、减速器、联轴器和传动轴等组成；轴封装置为动密封，一般采用机械密封或填料密封；它们与支座、人孔、工艺接管等附件一起，构成完整的反应釜。釜体设计内容釜体一般是立式圆筒形容器，有顶盖、筒体和釜底，通过支座安装在基础或平台上。根据反应釜的设计参数及要求可知，釜体采用立式圆筒形结构

17、，上、下封头均采用标准椭圆形封头。下封头与筒体焊接，上封头与筒体采用法兰连接。夹套采用焊接式整体结构形式。传热装置设计内容为及时送入化学放应所需热量或传出化学放应放出的热量，在釜体外部或内部可设置传热装置，使温度控制在需要的范围之内。常用的传热装置是在釜体外部设置夹套或在釜体内部设置蛇管。反应釜的搅拌装置由搅拌轴和搅拌器组成，可使物料混合均匀、良好接触，加速化学反应的进行。搅拌过程中，物料的湍动程度增大，反应物分子之间、反应物分子与容器器壁之间的接触不断更新，既强化了传质和传热，又有利于化学反应的进行。搅拌器采用推进式搅拌器。反应釜的传动装置主要由电机、减速器、联轴器和传动轴等组成。个人资料整

18、理仅限学习使用反应釜的轴封装置：为维持设备内的压力或阻止釜内介质泄漏，在搅拌轴伸出封料抖出必须进行密封 <动密封）。轴封装置通常有填料密封和机械密封。反应釜的其他附件，包括支座、人孔、工艺接管等。1 反应釜釜体的设计1.1 釜体公称直径DN的确定在确定反应釜釜体直径和高度时，考虑到操作时所允许的装料程度，即装料系数的影响，通常装料系数 可取 0.60.85。如果物料在反应过程中产生泡沫或呈沸腾状态， 应取较低值，一般为 0.60.7；如果反应状态平稳，可取 0.80.85<物料粘度大时，可取最大值）。所以，取 =0.85。反应釜内物料类型为液 - 液相物料 L/Di 可取 1.01

19、.3。所以，取 L/Di=1.3。设计的反应釜体积V=V0/=5/0.85=5.88m3，圆整得 V=6m3。由<1-1）式中 V 釜体的体积， m3。D i 釜体的内径， m。L 釜体的长度， m。所以，=1.8m，故得釜体 DN=1800mm。1.2 釜体筒体壁厚的设计设计参数的确定根据设计要求，容器内压为常压，取设计压力p=0.1M Pa。设计压力 p：p0.1MPa；液柱静压力 p液 ：MPa。计算压力 pc： pc= p+ p液 =0.1+0.1929=0.2929MPa；设计温度 t：t= 80 ±10；个人资料整理仅限学习使用焊接接头系数： 0.85；设计压力 p

20、=0.1MPa，设计温度 t=80±10，可选择t在该温度下的许用压力 。Q235-B号钢，查文献1 得=113MPa釜体壁厚的确定釜体的计算厚度为：<1-2）式中 釜体的计算厚度， mm。Pc 釜体的计算压力， MPa。Di 釜体的内径， mm； 焊接接头系数；t 许用应力， MPa。mm预计釜体的名义厚度在6.0 7.0 之间，则取负偏差C1=0.60mm，双面腐蚀取C2 =3mm。釜体的设计厚度d=+C2=2.75+3=5.75mm。釜体的名义厚度n=+C1+C2+=8mm。釜体的有效厚度e= +=4.4mm。故，釜体的壁厚为8mm。查文献 2 得：釜体一 M 高的容积

21、V1m=2.545m3。釜体一 M 高的内表面积 Fi =5.66m2；釜体一 M 高筒节的质量 G=356kg。1.3 釜体封头的设计釜体封头厚度的计算采用标准椭圆形封头作为釜体的下封头，如图1-1 所示。个人资料整理仅限学习使用图 1-1 椭圆形封头示意图2由于封头为椭圆形封头，所以，Di/2hi=2 ，查文献得椭圆形封头形状系数<1-3）故 ,Smm封头设计厚度 Sd=S+C2=2.67+3=5.67mm；封头名义厚度 Sn=S+C1+C2+=8mm。釜体封头相关参数封头的公称直径为 1800mm，名义厚度为 8mm，材质为 Q235-B，根据椭圆形封头标准 <JB/T473

22、7 95）2 ，得：曲边高度 h1=450mm；直边高度 h2=25mm；内表面积 Fi =3.64m2；容积 V封=0.826m3；质量 G封=232kg。1.4 筒体高度 H的确定反应釜容积 V 通常按下封头和筒体两部分容积之和计算。则筒体高度L按1-4式计算。H= (V- V封>/V1m(1-4>式中 V封 封头容积， m3；V1m 1M 高筒体容积， m3/m。因此，筒体长度 H=(6-0.826>/2.545=2.033m=2033mm，圆整得 H=2050mm。按圆整后的筒体高度修正实际容积，则个人资料整理仅限学习使用V=V1m×H+V封(1-5>

23、筒体实际容积 V实 =2.545 ×2.050+0.826=6.043m3。1.5 外压筒体壁厚及封头壁厚的设计外压筒体壁厚的计算夹套内介质的压力为常压，取设计外压p=0.1MPa。设筒体的壁厚 n=10mm，取 C1=0.8mm，则：筒体的计算长度 H112=H+h /3+h =2050+150+25=2225mme=n-C=10-3-0.8=6.2mm；Do=Di +2n=1800+20=1820mm；Do/ e=1820/6.2=294，<Do/ e>20）；H1/Do=2225/1820=1.22。在文献 1 中的 H1/Do坐标上找到 1.22的值，由该点做水平

24、线与对应的 Do e/=294线相交，沿此点再做竖直线与横坐标相交，交点的对应值为： A0.00025。再由文献 1 中选取，在水平坐标中找到 A0.00025点，由该点做竖直线与对应的材料温度线相交，沿此点再做水平线与右方的纵坐标相交，得到系数的值为： B34.8MPa、E=2.00 ×105MPa。根据=<1-6）式中 P 许用外压力， MPa；B 查表的系数， MPa；D0 筒体的外径， mm；e 筒体的有效厚度，mm。由<1-6）得，故 p=0.118MPa大于 p=0.1MPa且较为接近，所以假设 n=10mm满足筒体稳定性要求。外压封头壁厚的计算假设标准椭圆形

25、封头的n=10mm，p=0.1M Pa。则， e=10-3.8=6.2mm， K 1=0.90，Do=Di +2n=1800+20=1820mm，Do/e=1820/6.2=294。个人资料整理仅限学习使用系数15查文献得系数 B=57.5 MPa， E=2.00 ×10 MPa。MPa故，p=0.196MPa大于 p=0.1MPa且较为接近，所以假设 n=10mm满足封头稳定性要求。1.6 筒体液压实验及应力校核筒体液压实验水压实验的压力：(1-7>式中 PT 水中压力， MPa；P 设计压力， MPa； 水中应力， MPa；t查.0，则 PT=1.25× 

26、5;。0.1 1.0=0.125MPa筒体应力校核筒体的取设计厚度n=10mm，则有效厚度 e=6.2mm，设计温度下的材料的许用应力 t=113 MPa。在压力实验前，应对实验压力下的筒体应力进行校核，即容器壁内所产生的最大应力不超过所用材料在实验温度上屈服极限的 90%<液压实验）。应力校核：<1-7）式中 T 设计温度下的计算应力，MPa。由 <1-7）得，个人资料整理仅限学习使用MPa0.9 t =0.9 ×113=101.7 MPa因 T?0.9 t，所以液压实验足够。2 反应釜夹套的设计2.1 夹套的公称直径和设计压力的确定夹套公称直径的确定夹套套内径可

27、根据釜体直径关系确定，如表2-1 ：表 2-1夹套直径与筒体直径的关系( 单位： mm>D500 600700 18002000 3000iDjDi +50Di+100Di +200由夹套的筒体内径与釜体筒体内径之间的关系可知：Dj = Di +100 =1800+100=1900 (mm>考虑到 Dj =1900mm不在表 2-1取值范围，故取 DN=2000mm。夹套 PN的确定由设备的设计条件可知，夹套内介质的工作压力为常压，取PN=0.1 MPa。2.2 夹套筒体的设计夹套筒体壁厚的设计夹套筒体壁厚：=4.64mm圆整后得， 1n，筒体的壁厚取。刚度校核：碳素钢的=6mm。

28、夹套筒体长度H筒 的初步设计由H筒=）<2-1式中 H筒 夹套的筒体长度， m。个人资料整理仅限学习使用V 操作体积， m3。3Vh 内径封头体积， m ；V1 筒体每一 M 高的容积；可取 0.60.85；如反应时易起泡或呈沸腾状态， 应取低值，如 0.60.7；反应状态平稳， 可取 0.80.85<物料黏度较大时，可取最大值）。夹套筒体长度 H 筒 ：mm圆整后得， H筒 =1600mm。2.3 夹套封头的设备封头的选型夹套的下封头选标准椭球型，内径与筒体相同<Dj2000mm）。代号 EHA ，标准 JB/T47462002。夹套的上封头选带折边锥形封头，且半锥角。椭球

29、形封头壁厚的设计<强度和刚度）因为 Pw 为常压，所以需要根据刚度条件设计封头的最小壁厚。因为 Dj 2000mm3800mm，取2 Di，且不小于3 mm另加C2，所以/1000min 3+3=6mm，圆整后 n=6mm。对于碳钢制造的筒体厚壁取 n=6mm。椭球形封头结构尺寸的确定夹套封头的尺寸见表 2-2：表 2-2夹套封头尺寸直边高度 h曲面深度 h2容积 V质量1j F25mm500mm1.126m386.49kg封头的下部结构如图 2-1：个人资料整理仅限学习使用图 2-1封头的下部结构图由设备设计条件可知：下料口的50mm，封头下部结构的主要结构尺寸146mm。带折边锥形封

30、头厚壁的设计考虑到封头的大端与夹套筒体对焊，小端与釜体筒体角焊，因此取封头的壁厚与夹套筒体的壁厚一致，即6mm。封头结构的设计 <总体设计）表 2-3封头结构的设计数据表公称直径 DN/mm总深度 H/mm内表面积 A/m2容积 V/m320002001.22460.323带折边锥形封头厚壁的设计由于封头过渡部分与锥体部分受力情况不同，分两部分计算：过渡部分： =45°；K=0.8181； f=0.645 ； 椎 体 大 端 过 渡 区 圆 弧 半 径R=0.15Di ，选型为 CHB。由公式<2-2）公式中n 受力物体的厚度，mm；Pc 计算压力， MPa；K 过渡区形

31、变系数； 焊缝系数；个人资料整理仅限学习使用f 锥形形变系数；Di 釜体直径， mm； 许用应力， MPa；C 附加厚度， mm；mm椎体部分：mm考虑到与夹套筒体的焊接，故圆整=8mm。2.4 传热面积的校核DN=1800mm釜体下封头的内表面积 Fh= 3.6535 m2；DN=1800mm筒体 <1m高）的内表面积= 5.655 m2；夹套包围筒体的表面积：Fs =×H筒= 5.655 1×.6=9.048 m2hs2F +F=3.6535+9.048=12.70 m釜内进行的反应是吸热反应，则需进行传热面积的校核，将Fh +Fs=2，与工艺需要的传热面积进行比

32、较。 Fh s2，满足要求。12.70m+F>F=11.57 m个人资料整理仅限学习使用3 夹套的压力实验及应力校核3.1 水压实验压力的确定水压实验的压力：<3-1）式中 PT 实验压力， MPa；P 设计压力， MPa； 实验温度下的材料的许用应力，MPa； 设计温度下的材料的许用应力，MPa。当设计温度小于200时，与t 接近，此项=1.0 。实验压力 PT =1.25 ×0.1 ×1.0=0.125 MPa。3.2 液压实验的应力校核由<3-2）式中 Di 釜体直径， mm；e 有效厚度， mm；PT 水中压力， MPa；max 最大应力， MPa

33、。个人资料整理仅限学习使用得：MPaMPa由，故液压强度足够。3.3 水压实验的操作过程将容器充满液体，待容器壁温与液体温度相同时缓慢升到0.1MPa，保持一点时间，一般不小于 30min，然后将压力降到规定实验压力的80%，并保持足够的时间以对所有焊接和连接部位进行检查，如有泄露，修补后重新实验。4 反应釜附件的选型及尺寸设计4.1 釜体法兰联接结构的设计设计内容包括：法兰的设计、密封面形式的选型、垫片设计、螺栓和螺母的设计。密封面形式的选型根据 PN 0.6MPa2.5MPa、介质温度小于 100和介质的性质，由文献3 知密封面形式为光滑面。螺栓、螺母和垫圈的尺寸规格及材料的选择本设计选用

34、六角头螺栓 <双头螺柱 B级、 GB90188）、型六角螺母 <A 级和 B级、 GB/T6171 2000），平垫圈 <100HV、 GB/T95-2002）。螺栓长度 L的计算：螺栓 3 的长度由法兰的厚度 <）、垫片的厚度 <）、螺母的厚度 <H）、垫圈厚度 <h）、螺栓伸出长 (0.3 0.5d>确定。其中 =80mm，=3mm， H=21.5mm，h=3.2mm，螺栓伸出长度取 0.3d。螺栓的长度为：=201.01 mm取L200mm。螺柱标记：螺柱M24 ×200GB 90188螺母标记：螺母M24GB/T6170 200

35、0个人资料整理仅限学习使用垫圈标记：垫片24-100HVGB/T95 2002根据乙型平焊法兰、工作温度t<100的条件，由文献 3 法兰、垫片、螺栓、螺母材料匹配表进行选材，结果如表4-1表所示。表 4-1法兰、垫片、螺栓、螺母材料表法 兰垫 片螺 栓螺 母垫 圈16Mn聚四氟乙烯3525100HV4.2 工艺接管的设计由文献 3 <HG059297）查无缝钢管<1）进水口，出水口采用 45×2.5无缝钢管，罐内的接管与夹套内表面磨平。配用突面板式平焊管法兰：法兰 PL400.6 RF HG2059397。<2）进、放料口采用 57×3.5无缝钢管

36、，接管与封头内表面磨平。配用突面板式平焊管法兰：法兰 PL50 0.6 RF HG20593 97。<3）温度计接口采用 25×2.5无缝钢管，伸入釜体内一定长度。配用突面板式平焊管法兰：法兰 PL200.6 RF HG2059297。<4）人孔采用 480×15无缝钢管，接管与封头内表面磨平。配用突面板式平焊管法兰：法兰 PL4500.6 RF HG2059397。<5）视镜采用 108×4.0无缝钢管，接管与封头内表面磨平。配用突面板式平焊管法兰：法兰PL100 0.6 RF HG2059397。4.3 管法兰尺寸的设计根据 1800mm、

37、0.6MPa，由文献 3 ，确定法兰的类型为乙型平焊法兰。标记：法兰 - RF 1800- 0.6 JB/T4701- 2000；材料： 16M 。个人资料整理仅限学习使用由文献 3 得并根据 PN=0.6MPa和接管的公称直径，由板式平焊管法兰标准<HG20592）确定法兰的尺寸。工艺接管配用的突面板式平焊管法兰的结构数据如表4-2 ：表 4-2法兰结构数据表公称直径 DN /mm法兰 /mm螺栓DD 1D 2D 3D4d规格数量1800196019151876185618538027M2452工艺接管配用的突面板式平焊管法兰尺寸如表4-3 ：表 4-3法兰尺寸公称接管法兰法兰坡口连接

38、尺寸厚度密封面内径宽度接管名称直径外径Th厚度进水口4045130100144M1216346出水口4045130100144M1216346视镜100108210170184M16183110温度计接20259060114M1014326口人孔4504805955502216M203044854.4 垫片及材质接管名称密封面型式垫片尺寸mm垫片材质由文献 3 得垫片选用非金属软垫片，材料为聚四氟乙烯包覆垫片<JB/T 47022002），垫片结构如图4- 1 及垫片尺寸如表 4- 4：表 4-4垫片尺寸D 0/ mmdi /mm /mm185518013图 4-1垫片结构密封面形式及垫

39、片尺寸，不同位置的垫片尺寸及材质如表4-5 ：表 4-5垫片尺寸及材质个人资料整理仅限学习使用外径 D0内径 di厚度进水口RF80493聚四氟乙烯出水口RF80493聚四氟乙烯视镜RF1511153聚四氟乙烯温度计接口RF50273聚四氟乙烯人口RF5284584聚四氟乙烯进、放料口RF92613聚四氟乙烯4.5 视镜的选型由于釜内介质压力较低 <Pc=0.2MPa），且考虑 DN=100mm，本设计选用两个DN=100mm、PN=0.6MPa的带颈视镜。由文献 3 ，确定视镜的规定标记、标准图号、视镜的尺寸及材料。标记：视镜 PN0.6，DN 100标准图号： HG501-1986-

40、7。视镜的尺寸见表 4-6；视镜的材料见表 4-7：表 4-6视镜尺寸DN视镜玻璃DD1b1B2hdHH 1双头螺柱dH×S数量直径 ×长度100108 ×42001652626801081428133 ×4表 4-7视镜材料序号名称数量材料序号名称数量材料1视镜玻璃1钢化硼硅玻璃4压紧环1Q235-A2衬 垫2聚四氟乙烯5双头螺柱8Q235-A3接 缘11Cr18Ni9Ti6螺母16Q235-A4.6 支座的选型及设计夹套反应釜多为立式安装，最常用的支座为耳式支座。标准耳式支座<JB/T4725-1992）分为 A 型和 B型两种。当设备需要保温

41、或支承在楼板上时，适宜选B型，否则选 A型。支座的选型及尺寸的初步设计这里初步将支座定为 B 型耳式支座，数目为 4个。每台反应釜常用 4个支座，但作承重计算时，考虑到安装误差造成的受力情况变坏，应按两个支座计算。(1>粗略估算反应釜的总质量m0个人资料整理仅限学习使用釜体筒体质量 m1DN=1800mm，=12mm的筒节，每 M 的质量 q1=536kg，所以 m1=q1×H1=536×2.05=1098.8kg。釜体封头的质量 m2DN=1800mm，=12mm，直边高度 h=25mm的标准椭圆形封头，其质量m2=339kg。夹套筒体质量 m3DNj =2000m

42、m，=8mm的筒节，每 M 的质量 q2=39kg，所以 m3=q2×H筒=396×1.6=633.6kg。夹套封头质量 m4由文献 3 查得 m4 =276kg物料质量 m5,将水溶胶的密度按水的密度计算：m5=5×1.0 ×103=5×103kg附件质量 m6 =100kg，所以反应釜的总质量：m0= m1+ m2+ m3+ m4+ m5+ m6=1098.8+339+633.6+276+5000+100=7447.4kg(2>粗选耳式支座的型号每个支座承受的重量：Q=mg/2=7447.4 9×.8/2=36492N。3根

43、据 DN=1800mm， Q=36.49kN由文献表13-6初选 B型耳式支座，支座号 4。材料： Q235-BB型耳座的尺寸参数见表4-8：表 4-8B型耳座的尺寸参数底板筋板垫板地脚螺栓支座重量Hed规格kg25020014014702901601031525084030M2415.7支座载荷的校核计算耳式支座实际承受的载荷按下式近似计算：个人资料整理仅限学习使用<4-1）式中：Q 实际承载荷， kN ；m0 实际重量， kg。D 安装尺寸， mm。Ge 偏心载荷， N；n 支座数目，个；k 安全系数；h 质心高度， mm。P 水平力， N；g 重力加速度， m/s2；Se 偏心距，

44、 mm。所以：D=2467.2mm查文献 3 得：g9.8，h=800mm，k=0.83 ， S =1200mm,Ge=10000N，=7447.4kg，e=4，P=15812N。将已知值代入 <4-1）得=34.99kN因为=34.99kNQ=60kN ，所以选用的耳式支座满足要求。个人资料整理仅限学习使用5 搅拌轴及桨的设计5.1 搅拌器的结构型式桨式搅拌器，叶片用扁钢制成，材料碳钢，焊接在轮毂上，叶片数是2片，叶片形式为平直叶。5.2 搅拌轴直径的初步计算搅拌轴直径的设计轴的功率4.5kW，搅拌轴的转速 50rpm，材料为 45钢 ， 35MPa，数系 C=112,剪切弹性模量G2

45、×105MPa，搅拌轴为实心轴。轴所传递的扭矩：T=9.55 ×106P/n=8.595×10 <N·mm）(1)搅拌轴的强度计算轴的扭转强度条件为：<5-1）式中 max 轴横截面上的最大剪应力，MPa；MT 轴所传递的扭矩， N·mm；Wp 轴的抗扭截面系数， mm ； 材料的许用剪应力， MPa。轴所传递的扭矩 M T=T=8.595 ×105N·mm。个人资料整理仅限学习使用对于实心轴：由上式知 ：55.53mm开一个键槽，轴径扩大 5%，则轴端直径 d=55.53×1.05=58.31mm。(

46、2>轴的刚度计算轴扭转变形的扭转角：式中 G 搅拌轴材料的剪切性模量MPa；I p 轴截面的极惯性矩， (mm>4； 许用扭转角， rad/m； 轴扭转变形的扭转角， rad/m。2查文献得：碳素钢 G=2×105，实心轴；MPa一般传动，如搅拌轴，许用扭转角取0.5- 1.0。实心轴的直径=51.74mm。搅拌轴的直径应同时满足强度和刚度两个条件，故取两者中的较大值，圆整后得 d =59mm。考虑到直叶桨式搅拌器的尺寸选择，可将轴端直径圆整至60mm。搅拌抽临界转速校核计算由文献 2 知，搅拌轴的转速 n>200r/min 时，都应做临界转速校核。由于反应釜的搅拌轴转速=50r/min，故不作临界转速校核计算。5.3 联轴器的型式及尺寸的设计联轴器的型式选用刚性凸缘联轴器<C型 2）由文献 2 确定联轴器的结构和尺寸如表 5- 1。个人资料整理仅限学习使用表 5-1C型凸缘联轴器的刚性及尺寸表标定轴径Mnmax主要尺寸 <mm）质量符号NmDL1L 2LH1H2l1Md4l2bkgC60976170859820381683M84201820.05.4 直叶桨式搅拌