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1、化工设备机械基础课程设计1化工设备机械基础化工设备机械基础课程设计课程设计课程设计课程设计化工设备机械基础课程设计2简图简图设计参数要求设计参数要求容器内夹套内 工作压力, MPa 设计压力, Mpa0.20.3 工作温度, 设计温度, 100150介质染料及 有机溶 剂冷却水 或蒸汽全容积,m32.6操作容积,m32.08 传热面积,m23 腐蚀情况微弱 推荐材料Q235-A 搅拌器型式推进式 搅拌轴转速, r/min200轴功率,kw4 接管表符号公称 尺寸 DN连接 面形 式用途a25突面蒸汽入口b25突面加料口 c80凸凹 面视镜d65突面温度计管 口 e25突面压缩空气 入口 f40
2、突面放料口 g25突面冷凝水出 口 h100突面手孔化工设备机械基础课程设计3目录目录1.概述概述.52.设计标准设计标准.63.设计方案的分析和拟定设计方案的分析和拟定.64.各部分结构尺寸的确定和设计计算各部分结构尺寸的确定和设计计算.74.1 罐体和夹套的结构设计罐体和夹套的结构设计7411 罐体几何尺寸计算罐体几何尺寸计算7412 夹套几何尺寸计算夹套几何尺寸计算84.2 夹套反应釜强度计算夹套反应釜强度计算84.3 反应釜的搅拌装置设计反应釜的搅拌装置设计12431 搅拌装置的搅拌器搅拌装置的搅拌器13432 搅拌器的安装方式及其与轴连接的结构设计搅拌器的安装方式及其与轴连接的结构设
3、计13433 搅拌装置的搅拌轴设计搅拌装置的搅拌轴设计144.4 反应釜的传动装置设计反应釜的传动装置设计15441 常用电机及其连接尺寸常用电机及其连接尺寸.15442 釜用减速机类型、标准及其选用釜用减速机类型、标准及其选用.15443 V 带减速机带减速机.16444 凸缘法兰凸缘法兰18445 安装底盖安装底盖18446 机架机架18446. 1 无支点机架无支点机架19446. 2 单支点机架单支点机架19446. 3 双支点机架双支点机架19447 联轴器联轴器204.5 反应釜的轴封装置设计反应釜的轴封装置设计20451 填料密封填料密封20452 机械密封机械密封21化工设备机
4、械基础课程设计44.6 反应釜的其他附件设计反应釜的其他附件设计.224. 6. 1 支座支座.224. 6. 2 手孔和人孔手孔和人孔.224. 6. 3 设备接口设备接口.234. 6. 3. 1 接管与管法兰接管与管法兰.234. 6. 3. 2 补强圈补强圈244. 6. 3. 3 液体出料管液体出料管.244. 6. 3. 4 过夹套的物料进出口过夹套的物料进出口.254. 6. 3. 5 夹套进气管夹套进气管.254. 6. 4 视镜视镜.255.设计小结设计小结.266.参考资料参考资料.27附表附表28附图附图32化工设备机械基础课程设计5设计说明书设计说明书1.概述概述带搅拌
5、的夹套反应釜是染料、医药、试剂、食品及合成材料等工业中主要的反应设备之一。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（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。一台带搅拌的夹套反应釜。它主要由搅拌容器、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。搅拌容器分罐体和夹套两部分，主要由封头和筒体组成，多为中、低压压力容器；搅拌装置由搅拌器和搅拌轴组成，其形式通常由工艺设计而定；传动装置是为带动搅拌装置设置的，主要由电机、减速器、联轴器和传动轴等组成；封头装置为动密封；它们与支座、人孔、工艺接管等附件一起，构成完整的夹套反应釜。夹套反应釜的设计要注重
6、反应的条件，一般考虑夹套和搅拌器的材料、上下进出口的设计，要注意的有：温度-这个一般都应当有严格的控制，所以在设计的时候要注意温度计选择。要是反应温度高可能要使用油浸泡温度计，所以要留可以装油的管槽，要是温度低还要注意冰封现象发生。要是温度在 0100 度之间，要求不高的情况下，可以用塞子直接套温度计（注意压强） 。压强-压强的高低要选择合适的反应釜，一般只要能承受两倍的大气压就可以了。进料口和出料口-一般进料口做一定大就一个可以了，要注意一些比如回流口、真空口什么的，还有就是出料口的大小，有些物质反应后不容易放出，所以要设计合适。材料-一般反应釜都是玻璃的，要是工业生产最好用搪瓷的，搅拌的金
7、属要注意保护不要被腐蚀，放料活塞要可以防腐。还有就是夹套的进出水的控制，防止部分比如盐水的滞留。化工设备机械基础课程设计62.设计标准设计标准（1（HG/T 20569-94 机械搅拌设备（2（GB 150-1998 钢制压力容器（3（HG 2156321572-95 HG 21537.78-92 搅拌传动装置（4（TCED S8-90 压力容器强度计算书统一格式（5（CD 130A20-86 化工设备设计文件编制规定3.设计方案的分析和拟定设计方案的分析和拟定由夹套反应釜设计任务书可知一些设计参数及要求。比如容器内的设计压力为 0.2MPa，夹套内的设计压力为 0.3MPa，容器内的设计温度
8、7 m2封121FHFFm42 夹套反应釜强度计算夹套反应釜强度计算强度计算强度计算( (按内压计算强度按内压计算强度) )据工艺条件或腐蚀情况确定，设备材料选用 Q235-A。由工艺条件给定,设计压力（罐体内） p1=0.2MPa，设计压力（夹套内） p2=0.3MPa，设计温度（罐体内） t1200r/m 的，还要进行临界转速的校核。因本反应釜的转速 n=200r/m，因此不需要进行临界转速的校核。（1） 搅拌轴的材料：选用 45 号钢。（2） 搅拌轴的结构：常用实心或空心直轴，其结构型式根据轴上安装的搅拌器类型、支承的结构和数量、以及与联轴器的连接要求而定，还要考虑腐蚀等因素的影响。本反
9、应釜搅拌轴的结构型式选用实心直轴。连接推进式搅拌器的轴头车削台肩，开键槽，轴端车螺纹。（3）搅拌轴强度校核：由夹套反应釜设计任务书给定，轴功率 P=4kW搅拌轴转数 n=200r/min常用轴材料为 45 号钢。轴所传递的扭矩mmNnPT1911020041055. 91055. 9366查表 轴常用材料的及值，材料许用扭转剪应力=35Mpa，系数 TT0AA0=112。轴端直径。mmnPAd4 .302004112330开一个键槽，轴径扩大 5%，为 d=31.9mm圆整轴端直径 d 得 d=40mm。因此搅拌轴的直径为 40mm。化工设备机械基础课程设计15（4）搅拌轴的形位公差和表面粗糙
10、度要求：搅拌轴转速 n=200r/min，直线度允许差 1000:0.1。（5）搅拌轴的支承：一般搅拌轴可依靠减速器内的一对轴承支承。搅拌轴的支撑采用滚动轴承。反应釜搅拌轴的滚动轴承，通常根据转速、载荷的大小及轴径 d 选择，高转速、轻载荷可选用角接触球轴承；低速、重载荷可选用圆锥滚子轴承。根据轴端直径 d=40mm，选用圆锥滚动轴承，由附表 5-2 圆锥滚动轴承，选用型号为 7208E，d=40mm。安装轴承处轴的公差带采用 k6，外壳孔的公差带采用 H7。安装轴承处轴的配合表面粗糙度 Ra取 1.0，外壳孔与轴承配合表面粗糙度 Ra取 1.6。采用背对背安装成对轴承。44 反应釜的传动装置
11、设计反应釜的传动装置设计反应釜的搅拌器是由传动装置来带动。传动装置通常设置在釜顶封头的上部。反应釜传动装置的设计内容一般包括：电机、减速机的选型；选择联轴器；选用和设计机架和底座等。441 常用电机及其连接尺寸常用电机及其连接尺寸Y 系列全封闭自扇冷式三相异步电动机为最常用的；当有防爆要求时，可选用 YB 系列。由任务书给定，本反应釜用库存电机 Y132M2-6，转速 960r/min,电机功率P=5.5kW。442 釜用减速机类型、标准及其选用釜用减速机类型、标准及其选用反应釜用的立式减速机，主要的类型有谐波减速机、摆线针轮行星减速机、二级齿轮减速机和 V 带传动减速机。由任务书给定，反应釜
12、采用 V 带传动减速机。查表 4-9 标准减速机的功率、转速范围、类型代号及特性参数，V 带传动化工设备机械基础课程设计16减速机标准号 G5-747-78，转速范围 320-500r/min,电机功率范围 0.6-5.5kW，类型代号 P，特性参数为三角皮带型号及根数。443 V 带减速机带减速机V 带减速机的特点是：结构简单，制造方便，价格低廉，能防止过载，噪声小。但不适用于防爆场合。查表 Y 系列三相异步电动机主要技术数据，传动的额定功率 P=5.5 kW小皮带轮转速 min/9601rn 大皮带轮转速 min/2002rn 按附表 9 工作情况系数，选取工况系数 =1.3AKAK设计功
13、率 dPkWPKPAd15. 75 . 53 . 1查附图 3 普通 V 带选型图，根据和选取 V 带型号为 A 型号dP1n速比 i8 . 420096021nni按附表 8 普通 V 带轮的最小基准直径，初选minD小皮带轮计算直径 mmd751smV/3025maxsmV/5min验算带速 V min11/77. 310006096075 100060VsmndV查附表 7 普通 V 带轮的基准直径系数，选取小皮带轮计算直径 =140mm1d验算带速 V smndV/03. 7100060960140 10006011maxminVVV选取滑动率 02. 0大皮带轮计算直径 2d化工设备
14、机械基础课程设计17mmidd6 .65802. 011408 . 4112查附表 7 普通 V 带轮的基准直径系数，选取大皮带轮计算直径 =710mm2d中心距符合 0a2102127 . 0ddadd即 17005950 a初定中心距 mma8000带的基准长度 LdommaddddaLoodo03.303680041407107101402800242222 12 21按附表 6 V 带型号、截面尺寸和基准长度圆整取 mmLd3150中心距mmLLaadod857203.3036315080020安装 V 带时所需最小中心距mmLaad8103150015. 0857015. 0min安
15、装 V 带时所需最大中心距mmLaad952315003. 085703. 0max小皮带轮包角1423 .578571407101803 .5718012 1add符合的条件。1201查附表 12 单根普通 V 带的基本额定功率，选取单根 V 带额定功率 kWP /0kWP10. 21查附表 13 单根普通 V 带额定功率的增量，选取 i1 时，单根普kWP /0通 V 带额定功率的增量 kWP109. 01化工设备机械基础课程设计18查附表 10 包角系数，选取包角修正系数 K894. 0K查附表 11 长度系数，选取带长修正系数 LK13. 1LKV 带根数 z 20. 313. 1894. 0109. 010. 215. 711Ld KKPPPz圆整取
