反應(yīng)釜課程設(shè)計(jì).doc

反應(yīng)釜設(shè)計(jì)的有關(guān)內(nèi)容一、設(shè)計(jì)條件及設(shè)計(jì)內(nèi)容分析由設(shè)計(jì)條件單可知，設(shè)計(jì)的反應(yīng)釜體積為1.5、操作體積為1.2；攪拌裝置配制的電機(jī)功率為2.2、攪拌軸的轉(zhuǎn)速為100、攪拌槳的形式為漿式；加熱的方式為用夾套內(nèi)的水進(jìn)行電加熱；裝置上設(shè)有8個(gè)工藝接管、2個(gè)視鏡、4個(gè)耳式支座、10個(gè)電加熱器套管、1個(gè)固體物料進(jìn)口、2個(gè)測控接管。反應(yīng)釜設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要有：（1）釜體的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；（2）夾套的的強(qiáng)度、剛度計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；（3）設(shè)計(jì)釜體的法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)、選擇接管、管法蘭；（4）人孔的選型及補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算；（5）支座選型及驗(yàn)算；（6）視鏡的選型；（7）焊縫的結(jié)構(gòu)與尺寸設(shè)計(jì)；（8）電機(jī)、減速器的選型；（9）攪拌軸及框式攪拌槳的尺寸設(shè)計(jì)；（10）選擇聯(lián)軸器；（11）設(shè)計(jì)機(jī)架結(jié)構(gòu)及尺寸；（12）設(shè)計(jì)底蓋結(jié)構(gòu)及尺寸；（13）選擇軸封形式；（14）繪總裝配圖及攪拌軸零件圖等。 第一章 反應(yīng)釜釜體的設(shè)計(jì)1.1 釜體公稱直徑和公稱壓力的確定1.1.1 釜體的確定將釜體視為筒體，取L/D=1.2由V=(/4)，L=1.2則：=，圓整由【1】表16-1，可知釜體的1.1.2 釜體PN的確定因操作壓力0.3，由GB1048公稱壓力等級(jí)可知：0.61.2 釜體筒體壁厚的設(shè)計(jì)1.2.1設(shè)計(jì)參數(shù)的確定設(shè)計(jì)壓力：因?yàn)檠b有安全閥（1.051.1），取1.1=1.10.3=0.33MPa；液體靜壓：由筒體高度=L/=1.21.2=1.44m，取液體物料平均密度為1000/m3 ，若按釜內(nèi)全部充滿料液計(jì)算液體靜壓強(qiáng)，則有：hg=1.4410009.807=14122.08； =5，可以忽略；計(jì)算壓力： = = 0.33；設(shè)計(jì)溫度： 65 ；焊縫系數(shù)： 1.0（單面全焊透，100%無損探傷）；許用應(yīng)力：根據(jù)材料0Cr18Ni10Ti、設(shè)計(jì)溫度65，由【1】表14- 4知137；鋼板負(fù)偏差：0.25（查文獻(xiàn)【1】表14-6，GB6654-96）；腐蝕裕量：1.0（耐腐蝕材料，單面腐蝕；查文獻(xiàn)【1】表14-7）。1.2.2 筒體壁厚的設(shè)計(jì)由公式 得：+0.25+1.0=2.697圓整 剛度校核：不銹鋼的考慮筒體的加工壁厚不小于5，故筒體的壁厚取1.3 釜體封頭的設(shè)計(jì)1.3.1 封頭的選型 由文獻(xiàn)【1】表16-4選釜體的封頭選標(biāo)準(zhǔn)橢球型，代號(hào)EHA、標(biāo)準(zhǔn)JB/T47462002。1.3.2 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定由于封頭=1200，故可用整板沖壓成型，因此取焊縫系數(shù)1.0，其他設(shè)計(jì)參數(shù)與筒體相同。 即：1.1=0.33； = = 1.10.3； 1.0（整板沖壓）；0.25（GB6654-96）；1.0。1.3.3 封頭的壁厚的設(shè)計(jì) 由公式得 = 2.696圓整得根據(jù)規(guī)定，取封頭壁厚與筒體壁厚一致1.3.4封頭的直邊尺寸、體積及重量的確定根據(jù)，由文獻(xiàn)1318頁表16- 5知：直邊高度： 25體 積： 0.2545深 度： 300內(nèi)表面積A： 1.6552 質(zhì) 量m:： 63.5kg1.4 筒體長度的設(shè)計(jì)1.4.1筒體長度H的設(shè)計(jì) ， = 1101.82圓整得: =1100 1.4.2釜體長徑比的復(fù)核 = ；滿足要求。1.5外壓筒體壁厚的設(shè)計(jì)1.5.1設(shè)計(jì)外壓的確定 由反應(yīng)釜設(shè)計(jì)條件單可知，夾套內(nèi)介質(zhì)的壓力為常壓，取設(shè)計(jì)外壓=0.1。 1.5.2試差法設(shè)計(jì)筒體的壁厚設(shè)筒體的壁厚6，則：=6-1.25 = 4.75，=1212， 由得：=1.171212= 22651.2筒體的計(jì)算長度= =1100 + (325-25) + 25 = 1225= 22651.2 =1225故該筒體為短圓筒。圓筒的臨界壓力為： =0.5332/3=0.1777 Kgf/cm2由文獻(xiàn)【1】式（15-4），其中m為穩(wěn)定系數(shù)，對(duì)于圓筒m=3，由文獻(xiàn)【1】圖157內(nèi)插得E=。故 =0.1 MPa =0.1777MPa；所以假設(shè)6滿足穩(wěn)定性要求。故筒體的壁厚6。1.5.3 圖算法設(shè)計(jì)筒體的壁厚設(shè)筒體的壁厚6，則：=6-1.25 = 4.75，=1212，。 在文獻(xiàn)【1】圖15- 4中的坐標(biāo)上找到1.011的值，由該點(diǎn)做水平線與對(duì)應(yīng)的線相交，沿此點(diǎn)再做豎直線與橫坐標(biāo)相交，交點(diǎn)的對(duì)應(yīng)值為：0.00032。由文獻(xiàn)1圖15- 7中選取，在水平坐標(biāo)中找到=3.210-4點(diǎn)，由該點(diǎn)做豎直線與對(duì)應(yīng)的材料溫度線相交，沿此點(diǎn)再做水平線與右方的縱坐標(biāo)相交，得到系數(shù)的值為：39、=1.900105。根據(jù)=得： =0.1528（）因?yàn)?.1 0.1528，所以假設(shè)6合理，取封頭的壁厚6。由文獻(xiàn)【1】表16-3知，DN=1200、Sn=6的筒體單位高筒節(jié)的質(zhì)量約178kg/m，則筒體質(zhì)量為1781.100=195.8kg1.6外壓封頭壁厚的設(shè)計(jì)1.6.1 設(shè)計(jì)外壓的確定封頭的設(shè)計(jì)外壓與筒體相同，即設(shè)計(jì)外壓=0.1。1.6.2 封頭壁厚的計(jì)算設(shè)封頭的壁厚=6，則: = 6-1.25 = 4.75（），對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)橢球形封頭=0.9，0.91200=1080（）， =1080/4.75 查文獻(xiàn)【1】式（15-6）可得，計(jì)算系數(shù)：=5.510-4由文獻(xiàn)【1】中圖15- 7中選取，在水平坐標(biāo)中找到=5.510-4點(diǎn)，由該點(diǎn)做豎直線與對(duì)應(yīng)的材料溫度線相交，沿此點(diǎn)再做水平線與右方的縱坐標(biāo)相交，得到系數(shù)的值為值為：68、=1.900105根據(jù)=得： =0.299（）因?yàn)?.1 0.299，所以假設(shè)6偏大，考慮到與筒體的焊接，取封頭的壁厚與筒體一致，故取6。由在文獻(xiàn)【1】表16-6 中對(duì)應(yīng)=1000，=6釜體封頭的結(jié)構(gòu)如圖1-1，封頭質(zhì)量：63.5。釜體封頭的結(jié)構(gòu)與尺寸如圖1-1所示：圖1-1 釜體封頭的結(jié)構(gòu)與尺寸第二章 反應(yīng)釜夾套的設(shè)計(jì)2.1 夾套的公稱直徑和公稱壓力的確定2.1.1夾套的確定 由于采用水加熱，為降低水在夾套內(nèi)的流動(dòng)阻力，夾套的筒體內(nèi)徑按國家標(biāo)準(zhǔn)：Dj = Di + 300 1200 + 300 = 1500（）故夾套的=15002.1.2 夾套的確定由設(shè)備設(shè)計(jì)條件單知，夾套內(nèi)介質(zhì)的工作壓力為常壓，即=0.1，取0.25。2.2 夾套筒體的設(shè)計(jì) 2.2.1 夾套筒體壁厚的設(shè)計(jì)因?yàn)?0.10.3，所以需要根據(jù)剛度條件設(shè)計(jì)筒體的最小壁厚。 15003800，取min2 /1000且不小于3 另加（=1，尚耐腐蝕材料，單面腐蝕）， min21500/1000+1=4（）對(duì)于碳鋼制造的筒體壁厚取6。 2.2.2 夾套筒體長度的初步設(shè)計(jì)根據(jù)=1200，由文獻(xiàn)【1】表16-3可知，單位高的容積=1.131/m由反應(yīng)釜條件單可知，操作容積，設(shè)備容積=1.5，故裝料系數(shù)=，故筒體長度的估算值為： H筒=0.83598=835.98圓整后 H筒=836由文獻(xiàn)【1】表16-3可知，DN=1500、Sn=6的筒體單位高筒節(jié)的質(zhì)量為223kg/m，則夾套筒體質(zhì)量估算為：2230.836=186.4 kg。2.3 夾套封頭的設(shè)計(jì) 2.3.1 封頭的選型查文獻(xiàn)【1】表16-4可知,夾套的下封頭選標(biāo)準(zhǔn)橢球型，內(nèi)徑與筒體相同（1500）。代號(hào)EHA，標(biāo)準(zhǔn)JB/T47462002。夾套的上封頭選無折邊錐形封頭，且半錐角、大端直徑Di=1500、小端直徑Dm=1212。2.3.2 橢球形封頭壁厚的設(shè)計(jì)由反應(yīng)釜設(shè)計(jì)條件單可知，夾套材料為，為低碳鋼因?yàn)闉槌?.3，所以需要根據(jù)剛度條件設(shè)計(jì)封頭的最小壁厚。 15003800，取min2/1000且不小于3 另加，min21500/1000+1=4（），對(duì)碳鋼質(zhì)封頭壁厚取=6。2.3.3橢球形封頭結(jié)構(gòu)尺寸的確定由文獻(xiàn)【1】表16-5,對(duì)應(yīng)DN=1500mm，可得橢球形封頭結(jié)構(gòu)尺寸，如表2-1所示：表2-1橢球形封頭結(jié)構(gòu)尺寸公稱直徑DN/mm總深度H/mm內(nèi)表面積A/容積V/15004002.55680.4860由于封頭直邊高度，所以.在文獻(xiàn)【1】表16-6中，對(duì)應(yīng)DN=1500mm，可查得封頭質(zhì)量為：117.7kg2.3.4橢球形封頭結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)封頭的下部結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。由反應(yīng)釜設(shè)計(jì)條件單知：下料口的100，查文獻(xiàn)【1】表18-4可知封頭下部結(jié)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)尺寸210。2.3.5帶折邊錐形封頭壁厚的設(shè)計(jì)考慮到封頭的大端與夾套筒體對(duì)焊，小端與釜體筒體角焊，因此取封頭的壁厚與夾套筒體的壁厚一致，即6。結(jié)構(gòu)及尺寸如圖2-2。 圖 2-1 下封頭的結(jié)構(gòu) 圖 2-2 上封頭的結(jié)構(gòu) 2.4 傳熱面積的校核由反應(yīng)釜設(shè)計(jì)條件單可知，釜內(nèi)介質(zhì)為,可知釜內(nèi)為吸熱反應(yīng)，需要進(jìn)行傳熱面積的校核。=1200釜體下封頭的內(nèi)表面積 = 1.6552=1200筒體（1高）的內(nèi)表面積= 4.772夾套包圍筒體的表面積= = 4.770.836=3.98772+= 1.6552+ 3.9877 = 5.64292即：將+ = 5.66492與工藝需要的傳熱面積進(jìn)行比較。若+，則不需要在釜內(nèi)另設(shè)置盤管；反之則需要設(shè)置盤管。第三章 反應(yīng)釜釜體及夾套的壓力試驗(yàn)3.1釜體的水壓試驗(yàn)3.1.1水壓試驗(yàn)壓力的確定由反應(yīng)釜設(shè)計(jì)條件單可知，反應(yīng)釜材料為在文獻(xiàn)【1】表14-4中對(duì)應(yīng)65內(nèi)查得對(duì)應(yīng)內(nèi)許用應(yīng)力，。水壓試驗(yàn)的壓力：且不小于(+0.1) ，當(dāng)1.8時(shí)取1.8. ，（+0.1）= 0.43 ， 取=0.433.1.2液壓試驗(yàn)的強(qiáng)度校核 由 得： 0.9 =0.92031.0=182.7（）由54.53 0.9 =182.7， 故液壓強(qiáng)度足夠3.1.3壓力表的量程、水溫及水中濃度的要求 壓力表的最大量程：P表=2=20.43=0.86或1.5PT P表4PT 即0.645 P表1.72 水溫15 ，水中濃度253.1.4水壓試驗(yàn)的操作過程操作過程：在保持釜體表面干燥的條件下，首先用水將釜體內(nèi)的空氣排空，再將水的壓力緩慢升至0.43，保壓不低于30，然后將壓力緩慢降至0.344，保壓足夠長時(shí)間，檢查所有焊縫和連接部位有無泄露和明顯的殘留變形。若質(zhì)量合格，緩慢降壓將釜體內(nèi)的水排凈，用壓縮空氣吹干釜體。若質(zhì)量不合格，修補(bǔ)后重新試壓直至合格為止。水壓試驗(yàn)合格后再做氣壓試驗(yàn)。3.2釜體的氣壓試驗(yàn)3.2.1氣壓試驗(yàn)壓力的確定由反應(yīng)釜設(shè)計(jì)條件單可知，釜內(nèi)有 ，故需進(jìn)行氣壓試驗(yàn)。氣壓試驗(yàn)的壓力： =1.151.10.31.0=0.3795（）3.2.2氣壓試驗(yàn)的強(qiáng)度校核由得： = 48.13（）48.130.8 =0.82031.0=162.4（）氣壓強(qiáng)度足夠3.2.3氣壓試驗(yàn)的操作過程做氣壓試驗(yàn)時(shí)，將壓縮空氣的壓力緩慢將升至0.03795，保持5min并進(jìn)行初檢。合格后繼續(xù)升壓至0.1898，其后按每級(jí)的0.03795級(jí)差，逐級(jí)升至試驗(yàn)壓力0.3795，保持10，然后再降至0.3302，保壓足夠長時(shí)間同時(shí)進(jìn)行檢查，如有泄露，修補(bǔ)后再按上述規(guī)定重新進(jìn)行試驗(yàn)。釜體試壓合格后，再焊上夾套進(jìn)行壓力試驗(yàn)。3.3夾套的液壓試驗(yàn)3.3.1液壓試驗(yàn)壓力的確定由反應(yīng)釜設(shè)計(jì)條件單可知，反應(yīng)釜材料為，在文獻(xiàn)【1】表14-4中對(duì)應(yīng)，100內(nèi)查得對(duì)應(yīng)內(nèi)許用應(yīng)力，。液壓試驗(yàn)的壓力：且不小于(+0.1) ，當(dāng)1.8時(shí)取1.8。=1.251.10.11.0=0.1375，(+0.1)= 0.21(+0.1)， 取=0.213.3.2液壓試驗(yàn)的強(qiáng)度校核由 得： = 33.26（）33.26 0.9 =0.92351.0=211.5（）（單面全焊透，100%無損探傷，=1）液壓強(qiáng)度足夠3.3.3壓力表的量程、水溫的要求壓力表的量程：P表= 2=20.21=0.42或1.5PTP表4PT 即0.315MPa P表0.84MPa，水溫5。3.3.4液壓試驗(yàn)的操作過程在保持夾套表面干燥的條件下，首先用水將夾套內(nèi)的空氣排空，再將水的壓力緩慢升至0.21，保壓不低于30min，然后將壓力緩慢降至0.168，保壓足夠長時(shí)間，檢查所有焊縫和連接部位有無泄露和明顯的殘留變形。若質(zhì)量合格，緩慢降壓將夾套內(nèi)的水排凈，用壓縮空氣吹干。若質(zhì)量不合格，修補(bǔ)后重新試壓直至合格為止。第四章 反應(yīng)釜附件的選型及尺寸設(shè)計(jì)4.1釜體法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：法蘭的設(shè)計(jì)、密封面形式的選型、墊片設(shè)計(jì)、螺栓和螺母的設(shè)計(jì)。4.1.1法蘭的設(shè)計(jì)根據(jù)1200、0.6，由文獻(xiàn)【1】表16-9確定法蘭的類型為甲型平焊法蘭。標(biāo)記：法蘭FF1200-0.6 JB/T4701-2002查文獻(xiàn)【1】表16-12可知，法蘭材料：16MnR查文獻(xiàn)【1】表16-13可知，螺栓規(guī)格：M20；螺栓數(shù)量：48查文獻(xiàn)【1】圖16-7可確定法蘭的結(jié)構(gòu)，表16-3可確定法蘭的主要尺寸，如圖41所示。圖41 甲型平焊法蘭的結(jié)構(gòu)與尺寸4.1.2密封面形式的選型根據(jù)0.61.6、介質(zhì)溫度65和介質(zhì)的性質(zhì)，由文獻(xiàn)【1】表1614知密封面形式為光滑面。4.1.3墊片的設(shè)計(jì)根據(jù)0.61.6、介質(zhì)溫度65和介質(zhì)的性質(zhì)為弱酸強(qiáng)堿，由文獻(xiàn)【1】表1614可知，墊片選用橡膠墊，材料為中壓橡膠石棉板（GB/T539），查文獻(xiàn)【2】表8-5可確定其結(jié)構(gòu)及尺寸見圖42圖4-2 墊片的結(jié)構(gòu)4.1.4螺栓、螺母和墊圈的尺寸規(guī)格本設(shè)計(jì)選用六角頭螺栓（C級(jí)、GB/T5780-2000）、型六角螺母（C級(jí)、JG/T41-2000）平墊圈（100HV、JG/T95-2002）螺栓長度的計(jì)算：螺栓的長度由法蘭的厚度（）、墊片的厚度（）、螺母的厚度（）、墊圈厚度（）、螺栓伸出長度確定。其中=58、=3、=18、=3、螺栓伸出長度取=0.420.8螺栓的長度為：=151.32（）取160螺栓標(biāo)記： JG/T5780-2000 螺母標(biāo)記： JG/T41-2000 墊圈標(biāo)記： JG/T95-2002 20-100HV 4.1.5法蘭、墊片、螺栓、螺母、墊圈的材料 根據(jù)甲型平焊法蘭、工作溫度=55的條件，由文獻(xiàn)3附錄8法蘭、墊片、螺栓、螺母材料匹配表進(jìn)行選材，結(jié)果如表41所示。表41 法蘭、墊片、螺栓、螺母的材料法 蘭墊 片螺 栓螺 母墊 圈16MnR中壓橡膠石棉3525100HV 4.2工藝接管的設(shè)計(jì)由反應(yīng)釜設(shè)計(jì)條件單可知，水出口DN=50，電加熱器套管DN=65，固體物料進(jìn)口DN=200，工藝物料進(jìn)口DN=50，水進(jìn)口DN=65，放料口DN=100，N2（氣）接口DN=25，安全閥接口DN=32。在文獻(xiàn)【2】表8-2對(duì)應(yīng)無縫鋼管的公稱直徑DN可查其外徑D0、壁厚Sn.。再由文獻(xiàn)【1】P333 管法蘭標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)記示例可推出其標(biāo)記。（1）水出口采用573.5無縫鋼管，接管與封頭內(nèi)表面磨平。配用突面板式平焊管法蘭：HG20593 法蘭 PL50-0.1 RF 20。（2）加熱器套管采用無縫鋼管，罐內(nèi)的接管與下封頭內(nèi)表面磨平磨平。配用突面板式平焊管法蘭：HG20593 法蘭 PL65-0.1 RF 20。（3）固體物料進(jìn)口 采用2194.0無縫鋼管，罐內(nèi)的接管與下封頭內(nèi)表面磨平磨平。配用突面板式平焊管法蘭：HG20592 法蘭 PL200-0.1 RF 20。（4）工藝物料進(jìn)口采用573.5無縫鋼管，管的一端切成，伸入罐內(nèi)一定長度。配用的突面板式平焊管法蘭：HG20593 法蘭 PL50-0.6 RF 0Cr18Ni10Ti。（5） 水進(jìn)口接管采用763.5無縫鋼管，罐內(nèi)的接管與夾套內(nèi)表面磨平。配用突面板式平焊管法蘭：HG20593 法蘭 PL65-0.1 RF 20。（6）放料口采用1084.0無縫鋼管，接管與封頭內(nèi)表面磨平。配用突面板式平焊管法蘭：HG20593 法蘭 PL100-0.6 RF 0Cr18Ni10Ti。與其配套的是手動(dòng)下展式鑄不銹鋼放料閥，標(biāo)記：放料閥6-100 HG5-11-81-3.（7）備用口采用1084無縫鋼管，接管與封頭內(nèi)表面磨平。配用凸面板式平焊管法蘭：HG20592 法蘭 PL100-0.6 RF 0Cr18Ni10Ti。（8）N2（氣）進(jìn)口采用323.5無縫鋼管，接管與封頭內(nèi)表面磨平。配用突面板式平焊管法蘭：HG20593 法蘭 PL25-0.6 RF 0Cr18Ni10Ti。（9）安全閥接口采用383無縫鋼管，接管與封頭內(nèi)表面磨平。配用突面板式平焊管法蘭：HG20592 法蘭 PL32-0.6 RF 0Cr18Ni10Ti。4.3管法蘭尺寸的設(shè)計(jì)工藝接管配用的突面板式平焊管法蘭的結(jié)構(gòu)如圖4-3所示。根據(jù)、和接管的，由文獻(xiàn)【4】表3-2-3確定法蘭的尺寸。管法蘭的尺寸見表4-2。圖43 板式平焊管法蘭表4-2 板式平焊管法蘭的尺寸（HG20592）()接管名稱公稱直徑接管外徑連 接 尺 寸法蘭厚度法蘭內(nèi)徑坡口寬度 法蘭理論重/kg密封面厚度f水出口50571401101441216591.513加熱器套管65761601301441216781.853固體物料進(jìn)口20021932028018816222226.853工藝物料進(jìn)口50571401101441216591.513水進(jìn)口65761601301441216781.853放料口、備用口10010821017018416181103.413N2接口2532100751141014330.732安全閥接口3238120901441216421.1934.4墊片尺寸及材質(zhì)工藝接管配用的凸面板式平焊管法蘭的墊片的結(jié)構(gòu)如圖4-3所示，查文獻(xiàn)【2】表7-8可確定其尺寸，尺寸、材質(zhì)如表4-3所示。4.4.1 墊片的結(jié)構(gòu)圖4-4 管道法蘭用軟墊片表4-3 密封面形式及墊片尺寸接管名稱密封面型式墊片尺寸()墊片材質(zhì)外徑內(nèi)徑厚度N2接口RF63322中壓石棉橡膠板工藝物料進(jìn)口RF96572中壓石棉橡膠板水進(jìn)口RF96572中壓石棉橡膠板放料口、備用口RF1521082中壓石棉橡膠板水出口RF96572中壓石棉橡膠板加熱器套管RF116762中壓石棉橡膠板固體物料進(jìn)料口RF2622192中壓石棉橡膠板安全閥接口RF76382中壓石棉橡膠板4.5人孔的設(shè)計(jì)由于釜體的內(nèi)徑900，因此需要在釜體的封頭上設(shè)置人孔，以便于安裝、維修、檢查釜體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，本設(shè)計(jì)選用不銹鋼A型回轉(zhuǎn)蓋帶頸平焊法蘭人孔。由文獻(xiàn)【4】可得其結(jié)構(gòu)如圖45所示、文獻(xiàn)【4】表3-4-1查得其尺寸見表44，材料見表45。1-人孔接管；2-螺母；3-螺栓；4-法蘭；5-墊片；6-手柄；7-法蘭蓋；8-銷軸；9-開口銷；10-墊圈；11、12、13、14-軸耳圖4-5 A型回轉(zhuǎn)蓋帯頸平焊法蘭人孔結(jié)構(gòu)表4-4回轉(zhuǎn)蓋帶頸平焊法蘭人孔的尺寸公稱壓力（）密封面形式公稱直徑/A/B/螺栓規(guī)格數(shù)量0.6突面4504806590550325150207516L/質(zhì)量/kg20022010228/3022262088.9表4-5 人孔1.0450的明細(xì)表件號(hào)名稱數(shù)量材料件號(hào)名稱數(shù)量材料1人孔接管10Cr18Ni10Ti8銷軸1452螺母8259開口銷2353螺栓83510墊圈2100HV4法蘭11Cr18Ni9Ti11軸耳1Q235-A5墊片1中壓石棉橡膠板12軸耳1Q235-A6法蘭蓋11Cr18Ni9Ti13軸耳1Q235-A7手柄1Q235-A14軸耳1Q235-A4. 6視鏡的選型由于釜內(nèi)介質(zhì)壓力較低（0.3）且考慮，由反應(yīng)釜設(shè)計(jì)條件單可知，本設(shè)計(jì)選用兩個(gè)=125mm的不帶頸視鏡。該類視鏡具有結(jié)構(gòu)簡單，不易結(jié)料，窺視范圍大等優(yōu)點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)見圖4-6。 查文獻(xiàn)【4】可確定視鏡的規(guī)定標(biāo)記、標(biāo)準(zhǔn)圖號(hào),文獻(xiàn)【4】表3-5-2確定其尺寸，表3-5-4確定其材料，尺寸見表4-6，材料見表4-7，視鏡在封頭上對(duì)稱布置。標(biāo) 記：視鏡0.6，125標(biāo)準(zhǔn)圖號(hào)：HGJ501-86-19質(zhì)量：14.7kg圖4-6 視鏡的結(jié)構(gòu)表4-6 視鏡的尺寸 視鏡玻璃雙頭螺柱數(shù)量直徑長度125165202251904028601591008M16表4-7 視鏡的材料件號(hào)名稱數(shù)量材料件號(hào)名稱數(shù)量材料1視鏡玻璃1鋼化硼硅玻璃(HGJ501-86-0)4壓緊環(huán)1Q235-A2襯 墊2耐堿石棉橡膠板（GB3985-83）5雙頭螺柱8353接 緣11Cr18Ni9Ti6螺母825第五章 攪拌裝置的選型與尺寸設(shè)計(jì)5.1攪拌軸直徑的初步計(jì)算5.1.1攪拌軸直徑的設(shè)計(jì) 電機(jī)的功率2.2 ，攪拌軸的轉(zhuǎn)速100，文獻(xiàn)【1】表11-1取用材料為1Cr18Ni9Ti ， 25，剪切彈性模量8104，許用單位扭轉(zhuǎn)角1.0/m。 由得：=（） 利用截面法得： =（）由 得：=攪拌軸為實(shí)心軸，則：= 解得 34.77 ， 取36攪拌軸剛度的校核： 由文獻(xiàn)【2】式（8-13） ：，得： =0.8966（） 因?yàn)樽畲髥挝慌まD(zhuǎn)角max0.8966 1 所以圓軸的剛度足夠?？紤]到攪拌軸與聯(lián)軸器配合，36可能需要進(jìn)一步調(diào)整。5.2攪拌抽臨界轉(zhuǎn)速校核計(jì)算由于反應(yīng)釜的攪拌軸轉(zhuǎn)速=100200，故無需作臨界轉(zhuǎn)速校核計(jì)算。5.3聯(lián)軸器的型式及尺寸的設(shè)計(jì) 由于選用擺線針齒行星減速機(jī)，所以聯(lián)軸器的型式選用立式夾殼聯(lián)軸節(jié)（D型），具有拆裝方便，不宜有沖擊的載荷和和重載荷的特點(diǎn)。標(biāo)記為：40 HG 2157095，結(jié)構(gòu)如圖5-1。由文獻(xiàn)【5】表5-2-16可確定聯(lián)軸節(jié)的尺寸，如表5-1，由文獻(xiàn)【3】表3-5-37可查得零件及材料，如表5-2所示。由于聯(lián)軸節(jié)軸孔直徑=40，因此攪拌軸的直徑調(diào)整至40。5-1 立式夾殼聯(lián)軸節(jié)1-夾殼；2-懸吊環(huán)；3-墊圈；4-螺母；5-螺栓 表5-1 夾殼聯(lián)軸節(jié)的尺寸 軸孔直徑40螺栓許用轉(zhuǎn)速/rmin-1公稱轉(zhuǎn)矩/Nm數(shù)量規(guī)格118483576162207156M12質(zhì)量/kg800236804558516120.60.47.60表5-2 夾殼聯(lián)軸節(jié)的零件及材料件號(hào)名 稱材 料件 號(hào)名 稱材 料1左、右夾殼ZG-1Cr18Ni9Ti4螺 母0Cr18Ni9Ti(GB/T 6170)2吊 環(huán)0Cr18Ni9Ti(GB4385)5螺 栓A2-70(GB/T 5782)3墊 圈A-140(GB/T97.2)5.4攪拌槳尺寸的設(shè)計(jì)槳式攪拌槳的結(jié)構(gòu)如圖5-2所示：圖5-2槳式攪拌槳的結(jié)構(gòu)1- 槳葉；2-橫梁；3-筋板；4-連接螺栓；5-螺母；6-穿軸螺栓 查文獻(xiàn)【1】18.3.1節(jié)A 槳式攪拌器可知槳式攪拌器直徑D約取反應(yīng)釜內(nèi)徑Di的，故取其直徑Dj=Di=，圓整為Dj=500。 查文獻(xiàn)【3】表3-1-6可確定槳式攪拌槳的尺寸，如表5-3所示。 查文獻(xiàn)【3】表3-1-5可確定零件明細(xì)表，如表5-4所示。 表5-3 漿式攪拌槳的尺寸（HG/T212391） 螺栓螺釘銷b重量/kg50040數(shù)量數(shù)量數(shù)量M122M122125014010033.38不大于0.02表5-4 零件明細(xì)表件號(hào)名稱數(shù)量材料備注1槳葉1Q235-B扁鋼2螺栓4鋼4、8級(jí)GB/T5781-863螺母4鋼4級(jí)GB/T41-864墊圈4性能等級(jí)100HVGB/T95-855槳葉1Q235-B扁鋼6螺釘133H（鋼）GB/T85-885.5攪拌軸的結(jié)構(gòu)及尺寸的設(shè)計(jì)5.5.1攪拌軸長度的設(shè)計(jì)攪拌軸的長度近似由釜外長度、釜內(nèi)未浸入液體的長度、浸入液體的長度 三部分構(gòu)成。即：=+其中=（機(jī)架高；減速機(jī)輸出軸長度）=500-50=450（）=+（釜體筒體的長度；封頭深度；液體的裝填高度）液體裝填高度的確定：釜體筒體的裝填高度式中操作容積（）；釜體封頭容積（）；筒體的內(nèi)徑（）=0.836（）液體的總裝填高度=836+25+300 =1161（）=1100+2(25+300）-1161 =589（）浸入液體攪拌軸的長度的確定： 攪拌槳的攪拌效果和攪拌效率與其在釜體的位置和液柱高度有關(guān)。攪拌槳浸入液體內(nèi)的最佳深度為： 當(dāng)時(shí)為最佳裝填高度；當(dāng)時(shí)，需要設(shè)置兩層攪拌槳。 由于=1161=1200，本設(shè)計(jì)選用一個(gè)攪拌槳。攪拌槳浸入液體內(nèi)的最佳深度為：S=2Hi/3=21161/3=774（）故浸入液體的長度：=774（）攪拌軸攪拌軸的長度為：=450+589+774=1813（）取=1810（）5.5.2攪拌軸的結(jié)構(gòu)由于攪拌軸的長度較大，考慮加工的方便，將攪拌軸設(shè)計(jì)成兩部分。與減速機(jī)相聯(lián)的攪拌軸軸長為：=+式中攪拌軸深入釜內(nèi)的長度，查文獻(xiàn)【3】表3-5-22可知當(dāng)時(shí)取=250=500-50+250=700（）取 =700攪拌軸下部分的軸長為：=1810-700=1110（） 第六章 傳動(dòng)裝置的選型和尺寸計(jì)算6.1電動(dòng)機(jī)的選型由于反應(yīng)釜里的物料無易燃性和一定的腐蝕性，故由表10-4-5Y2系列選用封閉式（IP54）三相異步電機(jī)。根據(jù)電機(jī)的功率2.2、轉(zhuǎn)速1430，由文獻(xiàn)【5】表10-4-5中對(duì)應(yīng)查找可知：電機(jī)凈重：34；轉(zhuǎn)速：1430；轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：0.00546.2減速器的選型根據(jù)電機(jī)的功率2.2、攪拌軸的轉(zhuǎn)速100、傳動(dòng)比為1430/ 10014.3。根據(jù)文獻(xiàn)【5】P1401 Z型擺針輪減速器適用范圍和代號(hào)可知，本設(shè)計(jì)選用直聯(lián)擺線針輪減速機(jī)（JB/T2982-1994），標(biāo)記ZLD2.23A11。由文獻(xiàn)【4】表9-1-37確定其安裝尺寸，直聯(lián)擺線針輪減速機(jī)的外形見圖6-1、安裝尺寸如表6-1。圖6-1 直連擺線針輪減速機(jī) 表61 減速機(jī)的外形安裝尺寸D2/D3/D4/D/DM/230200170452306124/B/15161381040050456.3機(jī)架的設(shè)計(jì)由于反應(yīng)釜傳來的軸向力不大，減速機(jī)輸出軸使用了帶短節(jié)的夾殼聯(lián)軸節(jié)，且反應(yīng)釜使用不帶內(nèi)置軸承的機(jī)械密封，根據(jù)文獻(xiàn)【2】8.1.19傳動(dòng)裝置機(jī)架內(nèi)容可選用WJ型無支點(diǎn)機(jī)架（HG2156695），結(jié)構(gòu)如圖62所示。由攪拌軸的直徑40可知，機(jī)架的公稱直徑200，由文獻(xiàn)【2】附表3查的其機(jī)架代號(hào)及尺寸，如表6-2所示，。圖62 WJ型無支點(diǎn)機(jī)架表6-2WJ型無支點(diǎn)機(jī)架尺寸表 機(jī)架代號(hào)H1H2H3H4輸入端接口D1D2D3n1-MWJ352415561702002306-M10輸出端接口WJ型D4D5D6a0n2-H質(zhì)量/kg26032036012010-14500456.4底座的設(shè)計(jì)對(duì)于不銹鋼設(shè)備，本設(shè)計(jì)如下底蓋的結(jié)構(gòu)，其上部與機(jī)架的輸出端接口和軸封裝置采用可拆相聯(lián)，下部伸入釜內(nèi)，查文獻(xiàn)【2】確定RS和LRS型安裝底蓋的結(jié)構(gòu)，如圖6-3所示。對(duì)應(yīng)機(jī)架公稱直徑DN=200mm，傳動(dòng)軸直徑d=40mm，查文獻(xiàn)【2】表8-11和表8-12確定其主要尺寸，見表6-3。圖6-3 底座的結(jié)構(gòu)表63 安裝底蓋得主要尺寸 mm底蓋公稱直徑DN機(jī)架公稱直徑DNd2kd5d6(H7)k1d7S20020034029582224540傳動(dòng)軸直徑dD6(H7)k2d10401101454M16第七章 反應(yīng)釜的軸封裝置設(shè)計(jì)7.1 反應(yīng)釜的軸封裝置的選型反應(yīng)釜中應(yīng)用的軸封結(jié)構(gòu)主要有兩大類，填料箱密封和機(jī)械密封。考慮到釜內(nèi)的物料具無易燃性和一定的腐蝕性，因此選用機(jī)械密封。根據(jù)0.3、65、n=100r/min、d=40。由文獻(xiàn)【5】表7-3-78選用205型（雙端面小彈簧UU型）釜用機(jī)械密封，查文獻(xiàn)【5】表7-3-79得其結(jié)構(gòu)及其主要尺寸，結(jié)構(gòu)如圖7-1所示，主要尺寸如表7-1所示。圖7-1 釜用205型機(jī)械密封結(jié)構(gòu)表7-1 釜用機(jī)械密封的主要尺寸（）軸徑Hmax4017514511033522418第八章 支座的選型及設(shè)計(jì)8.1支座的選型及尺寸的初步設(shè)計(jì)：8.1.1 支座的選型 由反應(yīng)釜設(shè)計(jì)條件單可知，本設(shè)計(jì)反應(yīng)釜外部設(shè)置有100的保溫層，文獻(xiàn)【1】16.4.1耳式支座內(nèi)容可選用耳式B型支座，支座數(shù)量為4個(gè)。 8.1.2 懸掛式支座的尺寸的初步設(shè)計(jì)（1） 反應(yīng)釜總質(zhì)量的估算：+式中：釜體的質(zhì)量（）；夾套的質(zhì)量（）；攪拌裝置的質(zhì)量（）附件的質(zhì)量（）；保溫層的的質(zhì)量（） 物料總質(zhì)量的估算：式中：釜體介質(zhì)的質(zhì)量（）；夾套內(nèi)導(dǎo)熱油的質(zhì)量（）=釜體筒體質(zhì)量+封頭質(zhì)量=195.8+63.512=322.82（）；=夾套筒體質(zhì)量+封頭質(zhì)量=186.4+117.7=304.1（）；=電動(dòng)機(jī)質(zhì)量+機(jī)架質(zhì)量+減速器質(zhì)量+聯(lián)軸器質(zhì)量+攪拌槳質(zhì)量+底座質(zhì)量+其他=34+45+7.6+3.38+150+=269.02（）；=法蘭質(zhì)量+螺栓螺母質(zhì)量+墊圈質(zhì)量+接管質(zhì)量（經(jīng)查附圖裝配圖得知法蘭數(shù)量為22個(gè)，螺栓螺母數(shù)量為102個(gè)，墊圈數(shù)量為204個(gè)，接管數(shù)量為20個(gè)）=（215+88.9）+102 0.1+2040.05+205=314.3（）；=100（）； 將各已知值代入上式得反應(yīng)釜的總質(zhì)量估算為：+=322.82+304.1+269.02+314.3+100=1310.24（）1400（）；（2）物料總質(zhì)量的估算： 式中：為釜體介質(zhì)的質(zhì)量，；為夾套內(nèi)水的質(zhì)量，kg。考慮到后期的水壓試驗(yàn)，對(duì)物料總質(zhì)量的計(jì)算以水裝滿釜體和夾套計(jì)算：=體積密度=1.51000=1500（）；=體積密度=（0.4860+0.8361.131）1000=1431.5（）=1500+1431.5=2931.5kg，估算為3000（）。裝置的總質(zhì)量：= 1400+3000=4400（）（3）懸掛式支座的尺寸的初步設(shè)計(jì)由=4400，每個(gè)支座承受的重量按最壞受力情況考慮（即有可能只有兩個(gè)支座承載）：=4.49.807/221.58（） 根據(jù)，由文獻(xiàn)【1】表16-23初選B型耳式支座，支座號(hào)為4。標(biāo)記： JB/T4725-92 耳座B4 材料：Q235-AF 墊板材料：0Cr18Ni9系列參數(shù)尺寸如表8-1。表8-1 B型耳式支座的尺寸（） 底板筋板墊板地腳螺栓支座重量規(guī)格250200140147029016010315250840302415.78.2支座載荷的校核計(jì)算耳式支座實(shí)際承受的載荷按下式近似計(jì)算：式中D=Dj+(Sn+3+L2-S1) 2=1500+(6+8+290-70) 2=1968，9.807，Ge=15009.807=14710.5 N，=5237，=4，=0，將已知值代入得 因?yàn)?60，所以選用的耳式支座滿足要求。第九章 焊縫結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)9.1.釜體上主要焊縫結(jié)構(gòu)的設(shè)機(jī) （a）筒體的縱向焊縫 （b）筒體與下封頭的環(huán)向焊縫 （c）人孔接管與封頭的焊縫 （d）進(jìn)料管與封頭的焊縫 （e）出料口接管與封頭的焊縫 圖9-1 釜體主要焊縫的結(jié)構(gòu)及尺寸9.2夾套上的焊縫結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)夾套上的焊縫結(jié)構(gòu)及尺寸如圖7-2。 （a）夾套的縱向焊縫 （b）夾套與封頭的橫向焊縫 （c）水進(jìn)口接管與筒體的焊縫 （d）水出口接管與筒體的焊縫（e）釜體與夾套的焊縫圖7-2 夾套主要焊縫的結(jié)構(gòu)及尺寸第十章 人孔的開孔及補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算10.1封頭開人孔后被削弱的金屬面積的計(jì)算由于人孔的開孔直徑較大，因此需要進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算，本設(shè)計(jì)采用等面積補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)方法。 釜體上封頭開人孔后被削弱的金屬面積為： 式中：=480-12+2(1+612.5%)=471.5（） = =1.446（）=1=471.51.446+0=681.8（）10.2有效補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)起補(bǔ)強(qiáng)作用的金屬面積的計(jì)算