安徽理工大学制药工程化工设备立式反应釜课程设计方案内容朱文权

反响釜设计的相关内容由设计条件单可知，设计的反响釜体积为1.2m3、操作体积为0.96m3；搅拌装置配制的电机功率为1.5KW、搅拌轴的转速为100r/min、搅拌桨的形式为桨式；加热的方式为用夹套内的导热油进行电加热；装置上设有7个工艺接收、2个视镜、4个耳式支座、8个电加热器套管、1个人孔、2个测控接收。反响釜设计的内容主要有：1）釜体的强度、刚度、稳固性计算和构造设计；2）夹套的的强度、刚度计算和构造设计；3）设计釜体的法兰联接构造、选择接收、管法兰；4）人孔的选型及补强计算；5）支座选型及验算；6）视镜的选型；7）焊缝的构造与尺寸设计；8）电机、减速器的选型；9）搅拌轴及框式搅拌桨的尺寸设计；10）选择联轴器；11）设计机架构造及尺寸；12）设计底盖构造及尺寸；13）选择轴封形式；14）绘总装置图及搅拌轴零件图等。第一章反响釜釜体的设计1.1釜体DN、PN确实定釜体DN确实定已知L/Di=1.2，由V=(π/4)Di2L，L=1.2Di，得Di34V341.2Di1.08m，圆整取Di1100mm1.21.2，3.14由文件【1】表16-1查得釜体的DN1200mm釜体PN确实定因为操作压力p＝0.3MPa故：PN＝0.6MPaW1.2釜体筒体壁厚的设计设计参数确实定设计压力p：p＝（1.05～1.1）pW，取p＝1.1pW=1.1×0.3MPa；液体静压pL：由筒体高度LDi=1.21.2=1.44m,取液体物料的均匀密度为860kg/m3,D若按釜内所有充满料液计算液相静压强，则有pL≈ρgh=8609.8071.44=12145Pa0.0121MPa0.0121.3.14%＜5％，故能够忽视pL；因pL/p=0.03141.10.3计算压力pc：pcppL=p=1.1MPa；设计温度t：65℃；焊缝系数：＝0.85（局部无损探伤）；许用应力[]t：依据资料0Cr18Ni10Ti、设计温度65℃，由文件【1】表14-4知[]t137MPa；钢板负误差C1：C1＝0.25mm（查文件【1】表14-6，GB6654-96）；腐化裕量C2：C2＝1.0mm（尚耐腐化资料，单面腐化；查文件【1】表14-7）。筒体壁厚的设计由公式SnpcDiC得：2pcSn1.10.31200+0.25+1.0=2.95mm1370.851.120.3圆整Sn3mm刚度校核：不锈钢的Smin3mm考虑筒体的加工壁厚不小于5mm，故筒体的壁厚取Sn5mm1.3釜体封头的设计封头的选型由文件【1】表16-4选釜体的封头选标准椭球型，代号EHA、标准JB/T4746—2002。设计参数确实定p＝1.1pW=1.1MPa；pcppL=p=1.1MPa；因为封头Di1200mm，故可用整板冲压成型，＝1.0；C1＝0.25mm（GB6654-96）；C2＝1.0mm。封头的壁厚设计由公式SnpcDiC得t20.5pcSn1.10.31200=2.70mm13710.51.120.3圆整得Sn3mm依据规定，取封头壁厚与筒体壁厚一致Sn5mm封头的直边尺寸、体积及重量确实定依据DN1200mm，由文件【1】表16-5知：直边高度h1：25mm容积VF：0.1980m3总深度H=300mm内表面积A：1.3980m2质量m：53.7kg1.4筒体长度H的设计筒体长度H的设计VVTVF，VTVVF，Di2HVVF4HVVF=4(1.20.1980)=1.055m23.141.1^2Di4圆整得:H=1055mm釜体长径比L/Di的复核L/Di(Hh2)/Di=10553001.232；知足要求11001.5外压筒体壁厚的设计设计外压确实定由设计条件单可知，夹套内介质的压力为常压，取设计外压p=0.1MPa。试差法设计筒体的壁厚设筒体的壁厚Sn＝5mm，则:Se=SnC=5-1.25=3.75mm，DoDi2Sn=1110mm，由Lcr1.17DoDo得：Lcr=1.17×11101110=22343.7mmSe3.75筒体的计算长度L′=H1h1）1（33Lcr=22343.7mm>L'；故该筒体为短圆筒。圆筒的临界压力为：pcr2.59ESe22.591.871053.752D011100.309MPa11551110L'D03.75Se由P=Ρ/m，m=3得cr=0.309/3=0.103MPa因P=0.1MPa<P=0.103MPa；所以假定Sn＝5mm知足稳固性要求。故筒体的壁厚Sn＝5mm。图算法设计筒体的壁厚设筒体的壁厚Sn＝5mm，则：Se=SnC=5-1.25=3.75mm，DoDi2Sn=1110mm，D0/Se1110/3.75296。1筒体的计算长度L′=H（h1h2）=1055+300/3=11553L'/D01155/11101.041在文件【1】图15-4中的L/Do坐标上找到0.780的值，由该点作水平线与对应的D0/Se296线订交，沿此点再作竖直线与横坐标订交，交点的对应值为：≈000026.。由文件【1】图15-7中选用，在水平坐标中找到A=2.6×10-4点，由该点作竖直线与对应的资料温度线订交，沿此点再作水平线与右方的纵坐标订交，获得系数B的值为：B≈33MPa、E=1.87×105MPa依据[p]=B得：Do/Se33=0.111（MPa）．[p]=1110/3.75因为p＝0.1MPa<[p]＝0.111MPa，所以假定Sn＝5mm合理，取封头的壁厚Sn＝5mm。由文件【1】表16-3知：DN=1100mm，Sn=5mm的筒体单位高筒节质量约为136kg/m，则筒体质量为136×1.055=143.48kg1.6外压封头壁厚的设计设计外压确实定封头的设计外压与筒体同样，即设计外压p=0.1MPa。封头壁厚的计算设封头的壁厚Sn=5mm，则：Se=Sn–C=5-1.25=3.75（mm），关于标准椭球形封头K=0.9，RiKDi＝0.9×1100=990mm，Ri/Se=990/3.75A0.1250.125-4查文件【1】式（15-6）可得，计算系数：=990/3.75=4.73510×R/Sie由文件【1】图15-7的水平坐标上找到A=4.735×10-4点，由该点作竖直线与对应的资料温度线订交，沿此点再作水平线与右方的纵坐标订交，获得系数B的值为值为：B≈5MPa、E=1.87×105MPaB55依据[p]=得：[p]=Ri/Se990/3.75

=0.208MPa．因为p＝0.1MPa<[p]＝0.208MPa，所以假定Sn＝5mm偏大，考虑到与筒体的焊接，取封头的壁厚与筒体一致，故取Sn＝5mm。封头的构造与尺寸由在文件【1】表16-5釜体封头的构造如图1-1，封头质量：63.5（kg）图1-1釜体封头的构造与尺寸第二章反响釜夹套的设计2.1夹套的DN、PN确实定夹套DN确实定由夹套的筒体内径与釜体筒体内径之间的关系可知按国家标准取：Dj=Di+300＝1100+300=1400mm故DN=1400mm夹套PN确实定由设施设计条件单知，夹套内介质的工作压力为常压，故取PN＝0.25MPa2.2夹套筒体的设计设计参数确实定设计压力：Pw=0.1MP，P=1.1Pw=1.1×0.3MP，Pc=P+PiC1=0.25C2=1.0Ф=1.0（整板冲压成型）夹套筒体壁厚的设计因为pW为常压＜0.3MPa，所以需要依据刚度条件设计筒体的最小壁厚。因Dj＝1400mm＜3800mm，取Smin＝2Di/1000且不小于3mm另加C2，故Smin＝21400+1=3.8（mm）1000圆整Sn=4mm关于碳钢制造的筒体壁厚取Sn＝6mm。夹套筒体长度Hj的初步设计依据DN=1100mm，由文件【1】表16-3可知，单位高的容积=0.950m3/m，则筒体高度的估量值为VVF=0.8021mV10.950圆整后Hj802mm由文件【1】表16-3得，=1400mm，=6mm的筒体1M高筒节钢板质量为208则夹套筒体质量估量为2080.802=166.816kg2.3夹套封头的设计封头的选型查文件【1】表16-4可知，夹套的下封头选标准椭球型，内径与筒体同样（Dj＝1400mm）。代号EHA，标准JB/T4746—2002。夹套的上封头选无折边锥形封头，且半锥角45、大端直径Di1400mm，小端直径DM1112mm设计参数确实定pW=0.1MPC2=1.0Dj=1400Smin=2Di/1000≧3椭球形封头壁厚的设计因为pW为常压＜0.3MPa，所以需要依据刚度条件设计封头的最小壁厚。因Dj＝1400mm＜3800mm，取Smin＝2Di/1000且不小于3mm另加C2，故Smin＝2×1400/1000+1=3.8（mm），圆整Sn=4mm。关于碳钢制造的封头壁厚取Sn＝6mm。椭球形封头直边尺寸、体积及重量确实定依据DN1400mm，由文件【1】表16-5知：直边高度h1：25mm容积VF：0.3977m3深度h2：350mm内表面积A：2.2346m2质量m：102.9kg椭球形封头构造的设计封头的下部构造如图2-1。由设施设计条件单知：下料口的DN＝100mm，查文件【1】表18-4可知，封头下部构造的主要构造尺寸Dmin＝210mm。带折边锥形封头壁厚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，所以取封头的壁厚与夹套筒体的壁厚一致，即Sn＝6mm。构造及尺寸如图2-2所示。图2-1下封头的构造图2-2上封头的构造2.4传热面积的校核DN=1100mm釜体下封头的内表面积A=1.3980m2DN=1100mm筒体（1m高）的内表面积F1=3.46m2夹套包围筒体的表面积FS=F1×Hj=3.46×0.802=2.7750（m2）A+FS=1.398+2.775=4.1730(m2)因为釜内进行的反响是放热反响，产生的热量不单能够保持反响的不停进行，且会引起釜内温度高升。为防备釜内温度过高，在釜体的上方设置了冷凝器进行换热，所以不需要进行传热面积的校核。假如釜内进行的反响是吸热反响，则需进行传热面积的校核，即：将A+FS=4.1730m2与工艺需要的传热面积F进行比较。若A+FS≥F，则不需要在釜内另设置蛇管；反之则需要蛇管。第三章反响釜釜体及夹套的压力实验3.1釜体的水压实验水压实验压力确实定由反响釜设计条件单可知，反响釜资料为0Cr18Ni10Ti,在文件【1】表14-4中对应0Cr18Ni10Ti,65°C内查得对应内许用应力[][]t137MPa水压实验的压力：[]σpT1.25p[]t且不小于(p+0.1)，当σt>1.8时取1.8pT0.413MPa，p+0.1=0.43MPa，取pT=0.43MPa液压实验的强度校核由pT(DiSnC)得：maxC)2(Sn0.43（11005-1-0.25）max2（5-1-063.3MPa.25）因max＝63.3MPa<0.9s=0.92000.85153MPa，故液压强度足够压力表的量程、水温及水中Cl浓度的要求压力表的最大批程：P=2pT=2×0.43=0.86MPa或0.645～1.72MPa表水温≥15℃，水中Cl浓度≤25mg/L。水压实验的操作过程操作过程：在保持釜体表面干燥的条件下，第一用水将釜体内的空气排空，再将水的压力迟缓升至0.43MPa，保压不低于30min，而后将压力迟缓降至0.33MPa，保压足够长时间，检查所有焊缝和连结部位有无泄漏和显然的残留变形。若质量合格，迟缓降压将釜体内的水排净，用压缩空气吹干釜体。若质量不合格，修理后从头试压直至合格为止。水压实验合格后再做气压实验。3.2釜体的气压实验气压实验压力确实定气压实验的压力：pT[]×0.33×1.0=0.3795（MPa）1.15p]t=1.15[气压实验的强度校核由pT(DiSnC)得：maxC)2(Sn因max＝55.47MPa＜0.8S=0.8×200×0.85=136（MPa）故气压强度足够气压实验的操作过程做气压实验时，将压缩空气的压力迟缓将升至

0.03795MPa

，保持

5min

并进行初检。合格后持续升压至

0.1898MPa

，后来按每级的

0.03795MPa

级差，逐级升至实验压力0.3795MPa，保持10min，而后再降至0.33MPa，保压足够长时间同时进行检查，若有泄漏，修理后再按上述规定从头进行实验。釜体试压合格后，再焊上夹套进行压力实验。3.3夹套的液压实验液压实验压力确实定由反响釜设计条件单可知，反响釜资料为Q235-B，在文件【1】表14-4中对应°[][]t113MPaQ235-B，65C内查得对应内许用应力液压实验的压力：pT1.25p[]且不小于(p+0.1)，当σ>1.8时取1.8。[]tσtpT=1.25×0.11×1.0=0.138MPa，p+0.1=0.21MPa取pT=0.21MPa液压实验的强度校核由pT(DiSnC)得：maxC)2(Sn因max＝31.05MPa＜0.9s=0.9×235×0.85=179.7（MPa）故液压强度足够压力表的量程、水温的要求压力表的量程：P表=2pT=2×0.21=0.42MPa或0.315～0.84MPa，水温≥5℃。液压实验的操作过程在保持夹套表面干燥的条件下，第一用水将夹套内的空气排空，再将水的压力迟缓升至0.21MPa，保压不低于30min，而后将压力迟缓降至0.105MPa，保压足够长时间，检查所有焊缝和连结部位有无泄漏和显然的残留变形。若质量合格，迟缓降压将夹套内的水排净，用压缩空气吹干。若质量不合格，修理后从头试压直至合格为止。第四章反响釜附件的选型及尺寸设计4.1釜体法兰联接构造的设计设计内容包含：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。法兰的设计(1)依据DN＝1100mm、PN＝0.6MPa，由文件【1】表16-9确立法兰的种类为甲型平焊法兰。标记：法兰FF1200-0.6JB/T4701-2002查文件【1】表16-12可知，资料：16MnR查文件【1】表16-13可知，螺栓规格：M20；螺栓数目：48（2）查文件【1】图16-7可确立法兰的构造，表16-3可确立法兰的主要尺寸，法兰的构造和主要尺寸如图4—1如表4—1图4—1甲型平焊法兰表4—1法兰构造尺寸公称直径法兰/mm螺栓DN/mmDD1D2D3D4d规格数目1100123011901155114111385523M2048密封面形式的选型依据PN＝0.6MPa＜1.6MPa、介质温度65℃和介质的性质，由文件【1】表16－可知密封面型式为圆滑面。垫片的设计由文件【1】表331页16-14得垫片采纳耐油橡胶石棉垫片，资料为耐油橡胶石棉板（GB/T539），文件【2】表8-5可确立其构造及尺寸，见图4—2和表4-2图4-2垫片的构造表4-2垫片的尺寸D0/mmdi/mm/mm114011003螺栓、螺母和垫圈的尺寸规格及资料本设计采纳六角头螺栓（C级、GB/T5780-2000）、Ⅰ型六角螺母（C级、GB/T41-2000）平垫圈（100HV、GB/T95-2002）螺栓长度

L的计算：螺栓的长度由法兰的厚度（

）、垫片的厚度（

S）、螺母的厚度（

H

）、垫圈厚度（

h）、螺栓伸出长度

0.3~0.5

d

确立。此中=58mm、S=3mm、H=30mm、h=3mm、螺栓伸出长度取0.4d=0.4×mm27.7螺栓的长度L为：L2SH2h0.4d258330230.427.7=166.08mm取L＝170mm螺栓标记：GB/T5780-2000M20130螺母标记：GB/T41-2000M20垫圈标记：GB/T95-200224-100HV法兰、垫片、螺栓、螺母、垫圈的资料依据甲型平焊法兰、工作温度t=130℃的条件，由文件【3】附录8法兰、垫片、螺栓、螺母资料般配表进行选材，结果如表4—3所示。表4—3法兰、垫片、螺栓、螺母的资料法兰垫片螺栓螺母垫圈16MnR耐油橡胶石棉3520100HV4.2工艺接收的设计在文件【2】表8-2对应无缝钢管的公称直径DN可查其外径D0、壁厚Sn.。（1）导热油入口接收采纳47×3.5无缝钢管，罐内的接收与夹套内表面磨平。配用突面板式平焊管法兰：HG20592法兰PL40-0.1RF20。（2）N2（g）入口采纳32×3.5无缝钢管，接收与封头内表面磨平。配用突面板式平焊管法兰：HG20592法兰PL25-0.6RF0Cr18Ni10Ti。（3）工艺物料入口采纳47×3.5无缝钢管，管的一端切成45，伸入罐内必定长度。配用的突面板式平焊管法兰：HG20592法兰PL40-0.6RF0Cr18Ni10Ti。（4）放料口采纳108×4.0无缝钢管，接收与封头内表面磨平。配用突面板式平焊管法兰：HG20592法兰PL100-0.6RF0Cr18Ni10Ti。与其配套的是手动下展式铸不锈钢放料阀，标记：放料阀6-100HG5-11-81-3.（5）导热油出口采纳47×3.5无缝钢管，接收与封头内表面磨平。配用突面板式平焊管法兰：HG20592法兰PL40-0.1RF20。（6）安全阀接口采纳32×3.5无缝钢管，接收与封头内表面磨平。配用突面板式平焊管法兰：HG20592法兰PL25-0.6RF0Cr18Ni10Ti。（7）冷凝器接口采纳108×4.0无缝钢管，接收与封头内表面磨平。配用突面板式平焊管法兰：HG20592法兰PL100-0.6RF0Cr18Ni10Ti。（8）加热器套管采纳无缝钢管，罐内的接收与下封头内表面磨平磨平。配用突面板式平焊管法兰：HG20592法兰PL50-0.1RF20。（9）固体物料入口采纳212×6无缝钢管，罐内的接收与下封头内表面磨平磨平。配用突面板式平焊管法兰：HG20592法兰PL200-0.1RF20。（10）视镜采纳Ф88×4无缝钢管，接收与封头内表面磨平。配用突面板式平焊管法兰：HG20592法兰PL80-0.6RF0Cr18Ni10Ti。4.3管法兰尺寸的设计工艺接收配用的突面板式平焊管法兰的构造如图。由文件【4】表3-2-3并依据PN0.1MPa、0.6MPa和接收的DN，由板式平焊管法兰标准（HG20592）确立法兰的尺寸。管法兰的构造和尺寸见图4-3和表4-4。图4—3板式平焊管法兰接收名称安全阀接口、N2接口工艺物料入口导热油入口固体物料入口冷凝器接口、放料口导热油出口加热器套管

表4-4板式平焊管法兰的尺寸（连结尺寸公称接收直径外径DNADKLn2532100751144045130100144404513010014420021932028018810010821017018840451301001445057140110144

HG20592）密封面法兰厚法兰厚度内径Thd度CBfM101458233M121688246M121688246M16222542222M16181442110M121688246M12161242594.4垫片尺寸及材质工艺接收配用的突面板式平焊管法兰的垫片的构造如图4-4所示，查文件【2】表7-8可确立其尺寸，尺寸、材质表4-5所示。垫片的构造图4-4管道法兰用软垫片密封面形式及垫片尺寸接收名称安全阀接口、N2接口工艺物料入口导热油入口固体物料入口冷凝器接口、放料口导热油出口加热器套管

表4-5密封面形式及垫片尺寸密封面型式垫片尺寸(mm)垫片材质外径DO内径di厚度RF63322耐油石棉橡胶板RF86452耐油石棉橡胶板RF86452耐油石棉橡胶板RF2732192耐油石棉橡胶板RF1521082耐油石棉橡胶板RF86452耐油石棉橡胶板RF96572耐油石棉橡胶板4.5人孔的设计因为釜体的内径Di=1100mm900mm，所以需要在釜体的封头上设置人孔，以便于安装、维修、检查釜体的内部构造，本设计采纳PN0.6、DN450不锈钢A型展转盖带颈平焊法兰人孔，其构造尺寸如图4-5所示。由文件【4】表3-4-1查得其尺寸见表4-6、资料见表4-7。图4-5A型展转盖带颈平焊法兰人孔构造1-人孔接收；2-螺母；3-螺栓；4-法兰；5-垫片；6-手柄；7-法兰盖；8-销轴；9-张口销；10-垫圈；11、12、13、14-轴耳表4-6展转盖平焊法兰进料口的尺寸公称压力密封面公称直径dw×SDD1AB螺栓（MPa）形式DN规格数目450480×6590550325150M20×75160.6突面LH1H2bb1b2d重量(kg)20022010228/3022262088.9表4-7物料入口PN0.6DN450的明细表件号名称数目资料1接收10Cr18Ni10Ti2螺母8253螺栓8354法兰11Cr18Ni9Ti5垫片1耐油石棉橡胶板6法兰盖11Cr18Ni9Ti7手柄2Q235-A4.6视镜的选型视镜的选型因为釜内介质压力较低（pW＝0.3MPa）且考虑DN1100mm，本设计采纳两个DN=80mm的不带颈视镜。该类视镜拥有构造简单，不易结料，窥视范围大等长处，视镜的构造其构造见图4-6。图4-6视镜的构造型式视镜的规定标记、标准图号、视镜的尺寸及资料查文件【4】可确立视镜的规定标记、标准图号,文件【4】表3-5-2确立其尺寸，表3-5-4确立其资料见图4-6，尺寸见表4-7，资料见表4-8，视镜在封头上对称部署。标记：视镜ⅡPN0.6，DN80标准图号：HGJ501-86-14。质量：6.8kg表4-7视镜的尺寸DN视镜玻璃DD1bb2H1双头螺柱dnS数目直径×长度1801601303624868M12×40表4-8视镜的资料件号名称数目资料件号名称数目资料1视镜玻璃1钢化硼硅玻璃4压紧环1Q235-A(HGJ501-86-0)2衬垫2石棉橡胶板5双头螺柱8353接缘11Cr18Ni9Ti6螺母825第五章搅拌装置的选型与尺寸设计5.1搅拌轴直径的初步计算搅拌轴直径的设计电机的功率P＝1.5KW，搅拌轴的转速n＝100r/min，依据文件【1】表11-1选择搅拌轴资料为1Cr18Ni9Ti，[]＝25MPa，剪切弹性模量G＝8×104MPa，许用单位扭转角[]＝1.0°/m。6Pm=9.5331061.5mm由m9.55310得：Nn100利用截面法得：MTmaxm=9.5331061.5Nmm100由maxMT[]得：W9.553106P=9.5331061.5Wn[]2500拌轴为实心轴，由：W0.2d3=9.5331061.52500解得d≥30.60mm，取d＝32mm搅拌轴刚度的校核由文件【2】式（8-13）：maxMTmax180103得：GJ9.5531061.51803=0.98/mmax81040.132410010因为最大单位扭转角max＝0.98/m＜[]＝1.0/m，所以圆轴的刚度足够。考虑到搅拌轴与联轴器配合，d＝32mm可能需要进一步伐整。5.2搅拌抽临界转速校核计算因为反响釜的搅拌轴转速n＜200r/min，故无需做临界转速校核计算。5.3联轴器的型式及尺寸的设计因为采纳摆线针齿行星减速机，所以联轴器的型式采纳立式夹壳联轴节（D型）。标记为：DN40HG21570—95，构造如图5-1。由文件【5】表5-3-16可确立联轴节的尺寸，如表5-1，由文件【4】表3-5-37可查得零件及资料，如表5-2所示。因为联轴节轴孔直径DN=40mm，所以搅拌轴的直径d调整至40mm。图5-1立式夹壳联轴节1-夹壳；2-悬吊环；3-垫圈；4-螺母；5-螺栓表5-1夹壳联轴节的尺寸Dd1d2d3Ll1l2l3螺栓轴孔直数目规格径DN118483576162207156M1240l4l5l6l7δbfR质量/kg804558516120.60.47.60表5-2夹壳联轴节的零件及资料件号名称资料件号名称资料1左、右夹壳ZG-1Cr18Ni9Ti4螺母0Cr18Ni9Ti2吊环0Cr18Ni9Ti5螺栓A2-703垫圈A-1405.4搅拌桨尺寸的设计框式搅拌桨的构造如图5-2所示。由文件【5】表3-1-17和表3-1-15确立不锈钢框式搅拌桨的尺寸见表5-3、零件明细表见表5-4。图5-2框式搅拌桨的构造1-桨叶。2-横梁。3-筋板。4-连结螺栓。5-螺母。6-穿轴螺栓。7-螺母表5-3框式搅拌桨的尺寸（HG/T2123—91）Dj螺栓螺孔螺栓螺孔add1数目d2d3数目d4δ95050M16216.5M12813463Hh1h2cemff1重量P/n730237350170512035-150.088表5-4零件明细表件号名称数目资料件号名称数目资料1桨叶211895螺母811892横梁211896穿轴螺栓211893筋板411897螺母411894连结螺栓811895.5搅拌轴的构造及尺寸的设计搅拌轴长度的设计搅拌轴的长度L近似由釜外长度L1、釜内未浸入液体的长度L2、浸入液体的长度L3三部分组成。即：L=L1+L3+L2此中L1=HM（H—机架高；M—减速机输出轴长度）=500-79=421（mm）L2=HT+HFHi（HT—釜体筒体的长度；HF—封头深度；Hi液体的装填高度）液体装填高度Hi确实定：釜体筒体的装填高度H1VcVFDi24式中Vc—操作容积，m3；VF—釜体封头容积，m3；Di—筒体的内径，m。故H1=0。762m241.1取H1762mm液体的总装填高度Hi=H1h1h2=762+300=1062（mm）L2=1055+2300-1062=593mm浸入液体搅拌轴的长度L3确实定：搅拌桨的搅拌成效和搅拌效率与其在釜体的地点和液柱高度相关。搅拌桨浸入液体内的最正确深度为：S2Di2Hi（见文件[4]215）33当DiHi时为最正确装填高度；当Di＜Hi时，需要设置两层搅拌桨。因为Hi=1062mm＜Di=1100mm，本设计采纳一个搅拌桨。搅拌桨浸入液体内的最正确深度为：S=2Hi/3=2×1062/3=708mm故浸入液体的长度：L3=708mm搅拌轴搅拌轴的长度L为：L=421+593+708=1722mm；取L=1720mm搅拌轴的构造因为搅拌轴的长度较大，考虑加工的方便，将搅拌轴设计成两部分。与减速机相联的搅拌轴轴长为上半部：L=HM+L4式中，L4为搅拌轴深入釜内的长度，mm；当d40mm时取L4=250mm=500-79+250=671mm取L=670mm搅拌轴下部分的轴长为：L=LL=1720-670=1050mm第六章传动装置的选型和尺寸计算6.1电动机的选型因为反响釜里的物料拥有易燃性和必定的腐化性，应采纳隔爆型三相异步电机（防爆标记

dⅡ

AT4）。依据电机的功率

P＝1.5KW

、转速

n＝1500r/min

，由文件【

6】表10-5-3采纳的电机型号为：

Y2-100L1-4，由文件【

6】表

10-4-5

查得质量为

34kg。6.2减速器的选型减速器的选型依据电机的功率P＝1.5KW、搅拌轴的转速n＝100r/min、传动比i为1430/85＝16.8，采纳直联摆线针轮减速机（JB/T2982-1994），标记ZLD2.2—4A—17。由文件【6】表9-1-36确立其安装尺寸，直联摆线针轮减速机的外形见图6-1、安装尺寸如表6-1。减速机的外形安装尺寸表6—1减速机的外形安装尺寸D4DndP260230200452306-124EhbBM1516148.514400796.3机架的设计因为反响釜传来的轴向力不大，减速机输出轴使用了带短节的夹壳联轴节，且反响釜使用不带内置轴承的机械密封，应采纳WJ型单支点机架（HG21566—95）。由搅拌轴的直径d＝40mm可知，机架的公称直径DN200，由文件【2】附表3可查得其构造尺寸如图6—2所示。图6-1直连摆线针轮减速机图6—2WJ型无支点机架6.4底座的设计关于不锈钢设施，本设计以下底座的构造，其上部与机架的输出端接口和轴封装置采用可拆相联，下部伸入釜内，构造与尺寸如图6-3所示。图6-3底座的构造6.5反响釜的轴封装置设计反响釜的轴封装置选型反响釜中应用的轴封构造主要有两大类，填料箱密封和机械密封。考虑到釜内的物料拥有易燃性和必定的腐化性，所以采纳机械密封。轴封装置的构造及尺寸依据pW＝0.3MPa、t＝65℃、n=100r/min、d=40mm。由文件【6】表7-3-78采纳205型（双端面小弹簧UU型）釜用机械密封，其构造和尺寸如图6-4所示。图6-4釜用205型机械密封构造第八章支座的选型及设计8.1支座的选型及尺寸的初步设计悬挂式支座的选型因为设施外面设置有100mm的保温层，文件【1】表16-23所以选耳式B型支座，支座数目为

4个悬挂式支座的尺寸的初步设计反响釜总质量的估量：

mF

m1

m2

m3

m4+m5式中：

m1—釜体的质量，

kg；（筒体

124.415+封头

63.5×2≈252kg）m2—夹套的质量，

kg；（筒体

139.375+封头

117.7≈258kg）m3—搅拌装置的质量，

kg；（联轴器

7.6+搅拌桨

15+电动机

34+机架

48+搅拌轴

20+减速器

130+底盘

32.56+凸缘法兰

20≈310kg）m4—附件的质量，

kg；（人孔

88.9+视镜

6.8×2+无缝钢管

80+管法兰

54+螺栓螺母垫片

20+其余

243≈500kg）m5—保温层的质量，kg；（100kg）将各已知值代入上式得反响釜的总质量约为1420kg。物料总质量的估量：mWmjmd式中：mj—釜体介质的质量，kg；md—夹套内导热油的质量，kg考虑到后期的水压实验，对物料总质量的计算以水装满釜体和夹套计算，估量结果为2393kg。每个支座承受的重量Q约为：3.813×9.81/2＝18.7KN依据DN1500,Q18.7KN由文件【1】表16-23初选B型耳式支座，支座号为4。标记：JB/T4725-92耳座B4资料：Q235-A·F系列参数尺寸见表8-1。表8-1B型耳式支座的尺寸底板筋板垫板地脚螺栓支座H重量l1b11S1l2b22l3b33ed规格kg25020014014702901601031525084030M2415.78.2支座载荷的校核计算耳式支座实质承受的载荷按下式近似计算：Q[mogGe4(phGeSe)]103knnD（Di22（）式中D=）（）2δn2δ3-b2-2δ22l2-S2=（22=1962mm15002628）（-160-210）2（290-70）g＝9.81m/s2，Ge15009.8114715(N)，mo=3813Kgk0.83，n=4，p=0，Se500(mm)代入上式得Q38139.81147154147155001030.8344196219.5KN因为Q19.5KN＜[Q]=60KN，所以采纳的耳式支座知足要求。第七章焊缝构造的设计第八章人孔的开孔及补强计算8.1封头开人孔后被削弱的金属面积A的计算因为人孔的开孔直径较大，所以需要进行补强计算，本设计采纳等面积补强的设计方法。釜体上封头开人孔后被削弱的金属面积A为：AdSo2SoSet(1fr)式中：ddi2C=480-12+2×（1+6×12.5%）=472mmSopcDi=0.31.11200=1.45mmt1371.020.5pc21.1fr[]et=1[]tAdSo2SoSet(1fr)=472×mm21.45+0=6848.2有效补强区内起补强作用的金属面积的计算封头起补强作用金属面积A1的计算A1BdSeSo2SetSeSo1frB2d2472944mm式中