食品機(jī)械與設(shè)備課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)

1、西華大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院 食品機(jī)械與設(shè)備課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)食品機(jī)械與設(shè)備課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)一、 課程設(shè)計(jì)的目的與性質(zhì)食品機(jī)械與設(shè)備課程設(shè)計(jì)是食品機(jī)械與設(shè)備課程的一個(gè)實(shí)踐性、總結(jié)性和綜合性的教學(xué)環(huán)節(jié)，是學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)、掌握食品機(jī)械與設(shè)備課程的重要組成部分，也是培養(yǎng)學(xué)生綜和運(yùn)用課堂所學(xué)知識(shí)分析、解決實(shí)際問(wèn)題所必不可少的教學(xué)過(guò)程?，F(xiàn)代工業(yè)要求相關(guān)技術(shù)人員不僅應(yīng)當(dāng)具備工藝師或檢驗(yàn)員的能力，還應(yīng)當(dāng)具備按工藝要求進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)線的選型配套及工程設(shè)計(jì)能力。食品機(jī)械與設(shè)備課程設(shè)計(jì)對(duì)學(xué)生進(jìn)行初步的工程設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)及進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)、實(shí)踐意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)打下基礎(chǔ)。二、課程設(shè)計(jì)的

2、基本要求(1)在設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)一步掌握和正確運(yùn)用所學(xué)基本理論和基本知識(shí)，了解工程設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容，掌握設(shè)計(jì)的程序和方法，培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的獨(dú)立工作能力。 (2)在設(shè)計(jì)中要體現(xiàn)兼顧技術(shù)上的先進(jìn)性、可行性和經(jīng)濟(jì)上的合理性，注意勞動(dòng)條件和環(huán)境保護(hù)，樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)和科學(xué)的工作作風(fēng)。 (3)正確查閱文獻(xiàn)資料和選用計(jì)算公式，準(zhǔn)確而迅速地進(jìn)行過(guò)程計(jì)算及主要設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算。(4)用簡(jiǎn)潔的文字和清晰的圖表表達(dá)設(shè)計(jì)思想和計(jì)算結(jié)果。三、設(shè)計(jì)題目題目1：試設(shè)計(jì)一液氨儲(chǔ)罐。工藝尺寸已確定：儲(chǔ)罐內(nèi)徑di=2500mm，儲(chǔ)罐（不包括封頭）長(zhǎng)度l=4500mm。使用地點(diǎn)：成都。題目2：試設(shè)

3、計(jì)一液氨儲(chǔ)罐。工藝尺寸已確定：儲(chǔ)罐內(nèi)徑di=3000mm，儲(chǔ)罐（不包括封頭）長(zhǎng)度l=5000mm。使用地點(diǎn)：成都。題目3：試設(shè)計(jì)一液氨儲(chǔ)罐。工藝尺寸已確定：儲(chǔ)罐內(nèi)徑di=3500mm，儲(chǔ)罐（不包括封頭）長(zhǎng)度l=5500mm。使用地點(diǎn)：成都。題目4：試設(shè)計(jì)一液氨儲(chǔ)罐。工藝尺寸已確定：儲(chǔ)罐內(nèi)徑di=4000mm，儲(chǔ)罐（不包括封頭）長(zhǎng)度l=6000mm。使用地點(diǎn)：成都。題目5：試設(shè)計(jì)一液氨儲(chǔ)罐。工藝尺寸已確定：儲(chǔ)罐內(nèi)徑di=4500mm，儲(chǔ)罐（不包括封頭）長(zhǎng)度l=6500mm。使用地點(diǎn)：成都。四、課程設(shè)計(jì)的任務(wù)（內(nèi)容）要求與進(jìn)度1搜集資料、閱讀教材，擬定設(shè)計(jì)方案 (0.3周)2工藝設(shè)計(jì)及計(jì)算（物料衡

4、算、能量衡算、工藝參數(shù)選定及其計(jì)算） (0.5周)3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其尺寸的確定等） (0.4周)4繪制設(shè)備裝配圖（包括設(shè)備的各類尺寸、技術(shù)特性表等，用1號(hào)圖紙繪制） (0.4周)5編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（包括封面、目錄、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)、概述或引言、設(shè)計(jì)方案的說(shuō)明和論證、設(shè)計(jì)計(jì)算與說(shuō)明、對(duì)設(shè)計(jì)中有關(guān)問(wèn)題的分析討論、設(shè)計(jì)結(jié)果匯總、參考文獻(xiàn)目錄、總結(jié)及感想等。） (0.4周)五、課程設(shè)計(jì)方法與步驟1、通過(guò)閱讀教材、查閱文獻(xiàn)資料和本指導(dǎo)書(shū)所列示例，了解題目相關(guān)的工藝與設(shè)備的知識(shí)，熟悉工藝設(shè)計(jì)、計(jì)算和設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法、步驟；2、根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)給定的生產(chǎn)任務(wù)和操作條件，進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)及計(jì)算；3、根據(jù)工

5、藝設(shè)計(jì)及計(jì)算的結(jié)果，進(jìn)行設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；4、以工藝設(shè)計(jì)及計(jì)算為基礎(chǔ)，結(jié)合設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的結(jié)果，繪制設(shè)備裝配圖生產(chǎn)線設(shè)備連接與安裝圖；5、編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)工作的進(jìn)行書(shū)面總結(jié)，設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)應(yīng)當(dāng)用簡(jiǎn)潔的文字和清晰的圖表表達(dá)設(shè)計(jì)思想、計(jì)算過(guò)程和設(shè)計(jì)結(jié)果。六、成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)態(tài)度20分，技術(shù)水平與實(shí)際能力30分，論文(計(jì)算書(shū)、圖紙)撰寫(xiě)質(zhì)量50分，詳見(jiàn)以下課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表。評(píng)定時(shí)可從設(shè)計(jì)過(guò)程情況，提交的設(shè)計(jì)資料，答辯情況等進(jìn)行綜合評(píng)定。 課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表項(xiàng)目分值優(yōu)秀(100x90)良好(90>x80)中等(80>x70)及格(70>x60)不及格(x<60)評(píng)分學(xué)習(xí)態(tài)度20

6、學(xué)習(xí)態(tài)度認(rèn)真，工作作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)，嚴(yán)格遵守教學(xué)紀(jì)律，保證設(shè)計(jì)按進(jìn)度要求進(jìn)行，能圓滿完成設(shè)計(jì)任務(wù)。學(xué)習(xí)態(tài)度好，工作作風(fēng)認(rèn)真，遵守教學(xué)紀(jì)律，能按期圓滿完成設(shè)計(jì)任務(wù)。學(xué)習(xí)態(tài)度尚好，遵守教學(xué)紀(jì)律較好，能按設(shè)計(jì)作息時(shí)間作業(yè)，能較好地按期完成各項(xiàng)工作。學(xué)習(xí)態(tài)度尚可，能遵守教學(xué)紀(jì)律，能按期完成任務(wù)，完成的質(zhì)量一般。學(xué)習(xí)態(tài)度馬虎，紀(jì)律渙散，工作作風(fēng)不嚴(yán)謹(jǐn)，不能按設(shè)計(jì)作息時(shí)間作業(yè)，不能按期完成任務(wù)或完成質(zhì)量差。技術(shù)水平與實(shí)際能力30技術(shù)路線正確，論證合理充分，能把文獻(xiàn)報(bào)道的新技術(shù)應(yīng)用于設(shè)計(jì)中，引用數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，計(jì)算正確。技術(shù)路線正確，論證較合理、較充分，能把文獻(xiàn)報(bào)道的新技術(shù)應(yīng)用于設(shè)計(jì)中，引用數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，計(jì)算正確。技術(shù)路線正

7、確，論證較合理、較充分，能把文獻(xiàn)報(bào)道的新技術(shù)應(yīng)用于設(shè)計(jì)中，引用數(shù)據(jù)較準(zhǔn)確，計(jì)算基本正確。技術(shù)路線基本正確，論證較合理、較充分，引用數(shù)據(jù)較準(zhǔn)確，計(jì)算基本正確。技術(shù)路線不正確，論證不合理、不充分，引用數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，計(jì)算不正確。論文(計(jì)算書(shū)、圖紙)撰寫(xiě)質(zhì)量50設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)寫(xiě)作結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、合理，邏輯性強(qiáng)，層次清晰，語(yǔ)言準(zhǔn)確，文字流暢，書(shū)寫(xiě)工整或用計(jì)算機(jī)打印成文。圖紙規(guī)范。設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)寫(xiě)作結(jié)構(gòu)合理，邏輯性較強(qiáng)，層次分明，語(yǔ)言準(zhǔn)確，文字流暢，書(shū)寫(xiě)工整或用計(jì)算機(jī)打印成文。圖紙規(guī)范。設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)寫(xiě)作結(jié)構(gòu)較合理，層次較分明，文理較通順，書(shū)寫(xiě)較工整或計(jì)算機(jī)打印成文。圖紙較規(guī)范。設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)寫(xiě)作結(jié)構(gòu)基本合理，邏輯基本清楚，文字

8、尚通順，書(shū)寫(xiě)較工整，圖紙基本規(guī)范。設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)寫(xiě)作內(nèi)容空泛，結(jié)構(gòu)混亂，文字表達(dá)不清，錯(cuò)別字較多，達(dá)不到規(guī)范化要求。圖紙不規(guī)范。七、成績(jī)?cè)u(píng)定方法1、學(xué)生提交作業(yè)時(shí)進(jìn)行驗(yàn)收和單獨(dú)答辯，時(shí)間為510分鐘。2、根據(jù)作業(yè)質(zhì)量、作業(yè)期間指導(dǎo)答疑和提交作業(yè)時(shí)答辯的情況，初步評(píng)定課程設(shè)計(jì)成績(jī)等級(jí)。3、課程設(shè)計(jì)成績(jī)按設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和設(shè)計(jì)圖紙的內(nèi)容完整性、設(shè)計(jì)計(jì)算的正確性和合理性及完成質(zhì)量；作業(yè)進(jìn)度和工作態(tài)度、掌握本課程相關(guān)知識(shí)的程度、分析和解決問(wèn)題的能力及完成設(shè)計(jì)的能力進(jìn)行綜合評(píng)分。八、參考文獻(xiàn)1食品機(jī)械與設(shè)備 機(jī)械工業(yè)出版社2食品機(jī)械學(xué)下冊(cè) 四川教育出版社3壓力容器手冊(cè) 勞動(dòng)人事出版社4鋼制石油化工壓力容器手冊(cè) 化

9、學(xué)工業(yè)出版社5化工管路手冊(cè) 化學(xué)工業(yè)出版社6化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書(shū)化工容器 化學(xué)工業(yè)出版社7化工機(jī)械基礎(chǔ) 化學(xué)工業(yè)出版社 九、參考文獻(xiàn)摘錄與設(shè)計(jì)計(jì)算示例容器設(shè)計(jì)舉例（化工機(jī)械基礎(chǔ) 化學(xué)工業(yè)出版社）試設(shè)計(jì)一液氨儲(chǔ)罐。工藝尺寸已確定：儲(chǔ)罐內(nèi)徑di=2600mm，儲(chǔ)罐（不包括封頭）長(zhǎng)度l=4800mm。使用地點(diǎn)：天津。1. 罐體壁厚設(shè)計(jì)根據(jù)第二篇第8章選材所進(jìn)行的分析，本儲(chǔ)罐選用16mnr制作罐體和封頭。設(shè)計(jì)壁厚根據(jù)式（10-12）計(jì)算 式中設(shè)計(jì)壓力。本儲(chǔ)罐在夏季最高溫度可達(dá)40，這時(shí)氨的飽和蒸汽壓為1.555mpa（絕對(duì)壓力），故取=1.1×1.455=1.6mpa（表壓），=2600mm,

10、=170mpa（附錄6），=1.0（雙面對(duì)接焊縫，100%探傷，表10-9），=1.0mm，于是取=0.8mm（見(jiàn)表10-10），圓整后取=16mm厚的16mnr鋼板制作罐體。2. 封頭厚壁設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭。雙面對(duì)接焊縫100%探傷=1.0。設(shè)計(jì)壁厚按式（10-32）計(jì)算?？紤]鋼板厚度負(fù)偏差及沖壓減薄量，圓整后取厚的16mnr鋼板制作封頭。校核罐體與封頭水壓試驗(yàn)強(qiáng)度的計(jì)算根據(jù)式（10-19）。式中，（附錄6）。則水壓試驗(yàn)滿足強(qiáng)度要求。3. 鞍座設(shè)計(jì)首先粗略計(jì)算鞍座負(fù)荷。儲(chǔ)罐總質(zhì)量式中罐體質(zhì)量；封頭質(zhì)量；充液質(zhì)量；附件質(zhì)量。（1）罐體質(zhì)量 表dn=2600mm，=16mm的筒節(jié)，每米質(zhì)量為

11、=1030kg/m（見(jiàn)附錄12），故=l=1030×4.8=4944kg（2）封頭質(zhì)量 dn=2600mm，=16mm，直邊高度h=40mm的橢圓形封頭，其質(zhì)量為=1100kg（見(jiàn)附錄12），故=2=2×1100=2200kg（3）充液質(zhì)量=v式中 v儲(chǔ)罐容積，v=v封+v筒=2×2.51（見(jiàn)附錄12）+4.8×5.309（見(jiàn)附錄12）=30.42m3； 水的密度為1000kg/ m3。=30.42×1000=30420kg（4）附件質(zhì)量 人孔質(zhì)量為200kg，其他接管的總和按300kg計(jì)，故=500kg設(shè)備總質(zhì)量為=4944+2200+304

12、20+500=38064kg38.1t每個(gè)鞍座只約承受190kn負(fù)荷，所以選用輕型帶墊板、包角為120°的鞍座，即jb/t4712-92鞍座a2600-f，jb/t4712-92鞍座a2600-s。4. 人孔設(shè)計(jì)根據(jù)儲(chǔ)罐是在常溫及最高工作壓力為1.6mpa的條件下工作，人孔標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)按公稱壓力為1.6mpa的等級(jí)選取。從人孔類型系列標(biāo)準(zhǔn)可知，公稱壓力為1.6mpa的人孔類型很多。本設(shè)計(jì)考慮人孔蓋直徑較大較重，故選用水平吊蓋人孔。該人孔結(jié)構(gòu)中有吊鉤和銷軸，檢修時(shí)只需松開(kāi)螺栓將蓋板繞銷軸旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，由吊鉤吊住，不必將蓋板取下。該人孔標(biāo)記為hg21523-95 人孔rf （a.g）450-1

13、.6，其中rf指突面密封，指接管與法蘭的材料為20r，a.g指用普通石棉橡膠板墊片，450-1.6是指公稱直徑為450mm、公稱壓力為1.6mpa。5. 人孔補(bǔ)強(qiáng)確定由于人孔的筒節(jié)不是采用無(wú)縫鋼管，故不能直接選用補(bǔ)強(qiáng)圈標(biāo)準(zhǔn)。本設(shè)計(jì)所選用的人孔筒節(jié)內(nèi)徑=450mm，壁厚=10mm。故補(bǔ)強(qiáng)圈尺寸確定如下：補(bǔ)強(qiáng)圈內(nèi)徑d1=484mm，外徑d2=760mm，根據(jù)補(bǔ)強(qiáng)的金屬面積應(yīng)大于或等于開(kāi)孔減少的截面積，補(bǔ)強(qiáng)圈的厚度按下式估算，即故補(bǔ)強(qiáng)圈取26mm厚。6. 接口管設(shè)計(jì)本儲(chǔ)罐設(shè)有以下接口管。（1）液氨進(jìn)料管 采用57mm×3.5mm無(wú)縫鋼管（強(qiáng)度應(yīng)驗(yàn)算，在此略去）。管的一端切成45°

14、，伸入儲(chǔ)罐內(nèi)少許。配用具有突面密封的平焊管法蘭，法蘭標(biāo)記為hg 20592法蘭so50-1.6 rf 16mnr。因?yàn)闅んw名義壁厚=16mm>12mm，接管公稱直徑小于80mm，故不用補(bǔ)強(qiáng)。（2）液氨出料管 采用可拆的壓出管25mm×3mm，將它用法蘭套在接口管38mm×3.5mm內(nèi)。罐體的接口管法蘭采用法蘭為hg 20592 法蘭so32-1.6 rf 16mnr。該法蘭與38mm×3.5mm的接口管相配并焊接在一起，另一法蘭蓋與該法蘭用螺栓緊固，法蘭蓋上穿過(guò)25mm×3mm的壓出管，兩者焊牢。其聯(lián)接尺寸和厚度與hg 20592 法蘭 so32-

15、1.6 rf 16mnr相同，但其內(nèi)徑為25mm（見(jiàn)總裝配圖的局部放大圖）。液氨壓出管的端部法蘭（與氨輸送管相聯(lián)接）采用hg20592 法蘭so20-1.6 rf 16mnr。這些小管都不必補(bǔ)強(qiáng)。壓出管伸入儲(chǔ)罐2.5m。（3）排污管 儲(chǔ)罐右端最底部安設(shè)排污管1個(gè)，管子規(guī)格是57mm×3.5mm，管端焊有一與截止閥j41w-16相配的管法蘭hg 20592 法蘭 so50-1.6 rf 16mnr。排污管與罐體聯(lián)接處焊有一厚度為10mm的補(bǔ)強(qiáng)圈。（4）液面計(jì)接口管 本儲(chǔ)罐采用玻璃管液面計(jì)biw pn1.6，l=1000mm，hg 5-227-80兩支。與液面計(jì)相配的接口管尺寸為18mm

16、×3mm，管法蘭為hg 20592 法蘭so15-1.6 rf 16mnr。（5）放空管接口管 采用32mm×3.5mm無(wú)縫鋼管，法蘭hg 20592法蘭so25-1.6 rf 16mnr。（6）安全閥接口管 其尺寸由安全閥泄放量決定。本儲(chǔ)罐選用32mm×2.5mm的無(wú)縫鋼管，法蘭為hg 20592法蘭so25-1.6 rf 16mnr。7. 設(shè)備總裝配圖儲(chǔ)罐的總裝配圖如圖13-1所示，各零部件的名稱、規(guī)格、尺寸、材料等見(jiàn)明細(xì)表。本儲(chǔ)罐技術(shù)要求如下。本設(shè)備按gb150-1998鋼制壓力容器進(jìn)行制造、試驗(yàn)和驗(yàn)收。焊接材料，對(duì)接焊接接頭形式及尺寸可按gb985-80中

17、規(guī)定（設(shè)計(jì)焊接接頭系數(shù)=1.0）。焊接采用電弧焊，焊條型號(hào)為e4303。殼體焊縫應(yīng)進(jìn)行無(wú)損探傷檢查，探傷長(zhǎng)度為100%。設(shè)備制造完畢后，以2mpa表壓進(jìn)行水壓試驗(yàn)。管口方位按接管表。技術(shù)特性表名稱指標(biāo)名稱指標(biāo)設(shè)計(jì)壓力1.6mpa物料名稱液氨工作溫度40容積30.52接管表符號(hào)聯(lián)接法蘭標(biāo)準(zhǔn)密封面形式用途hg 20592 so15-1.6 rf突面液面計(jì)接口管hg 20592 so15-1.6 rf突面液面計(jì)接口管chg 20592 so450-1.6 rf突面人孔dhg 20592 so32-1.6 rf突面出料口ehg 20592 so50-1.6 rf突面進(jìn)料口fhg 20592 so25-

18、1.6 rf突面安全閥接口管ghg 20592 so25-1.6 rf突面放空管hhg 20592 so50-1.6 rf突面排污管裝配圖明細(xì)表22gb 8163-87出料接口管38×3.5 l=200 1010.521hb 20592-95法蘭 so32-1.6 rf16mnr11.620hb 20592-95法蘭內(nèi)徑35，其他尺寸按so32-1.616mnr118619gb 8163-87壓料接口管25×3 l=27501014.518hb 20592-95法蘭 so20-1.6 rf16mnr10.9417gb 8163-87排污接口管57×3.5 l=2101011.016hb 20592-95法蘭 so50-1.6 rf16mnr12.7715jb/t 4712-92jb/t4712-92鞍座a2600-fjb/t4712-92鞍座a2600-sq235-a.f242084014hb 20592-95法蘭 so25-1.6 rf16mnr11.1213gb 8163-87放空管