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1、课程设计说明书化工设备机械基础课程设计配浆槽设计系部：专业：姓名：学号：指导教师：时间：目 录摘要2设备主要技术指标31.罐体壁厚设计41.1受内压罐体壁厚设计41.2受外压罐体壁厚设计42.封头设计52.1内压封头设计52.2受外压封头设计62.3简体平盖封头的设计72.4强度校核73.加强圈尺寸设计84支座的设计95.人孔设计125.1人孔的选取125.2人孔补强126接管设计146.1固体加料管a146.1.1固体加料管a补强146.2放空口b166.3夹套蒸汽进口c166.4夹套蒸汽出口d176.5抽料口e176.6视镜口、176.7备用口g176.8温度计口h17符号说明18参考文献
2、20总 图21致 谢22附 图23附表：24摘要电动搅拌器适用于生物、理化、化妆品、保健品、食品、试剂等实验领域。是液体混和搅拌的实验设备。产品理念设计新颖、制造工艺先进，低速运行转矩输出大，连续使用性能好。驱动电机采用功率大、结构紧凑的串激式微型电机，运行安全可靠；运行状态控制采用数控触摸式无级调速器，调速方便；数字显示运行转速状态，采集数据正确；输出增力机构采用多级非金属齿轮传递增力，转矩成倍增加，运行状态稳定，噪声低；搅拌棒专用轧头，卸装简便灵活等特性。实为工厂、科研机构、大专院校、和医学单位等科学研究、产品开发、品质控制和生产过程中应用的理想设备。用途 适用于给水和排水工程中的混合池，
3、反应池原水与各种药剂的混合及反映过程的搅拌。关键词：搅拌器、结构设计、强度设计设备主要技术指标内筒 设计压力MPa常压设计温度130最高工作压力常压工作温度介质名称苯酚+甲醇设备主要材质16MnR设备容积2.52夹套设计压力MPa0.32设计温度143最高工作压力0.3工作温度介质名称水蒸汽设备主要材质16MnR1.罐体壁厚设计1.1受内压罐体壁厚设计（1）由题目已知条件可知： 查附录6，低合金钢板的许用压力表 143时 =0.8（单面焊对接接头，局部无损检测） 设计容器寿命为10年，取（书表128）计算厚度：设计厚度：根 据：，查书表129得：名义厚度：取，复验故取1.2受外压罐体壁厚设计由
4、题目已知条件可知： 查附录6，低合金钢板的许用压力表 130时 =0.8（单面焊对接接头，局部无损检测） 设计容器寿命为10年，取（书表128）圆筒计算长度：（1）假设筒体的名义厚度为 筒体的有效壁厚：则，（2）在图136的左方找出的点，将其水平右移，与的线交于一点，再垂直下移，在图的下方得到系数A=0.00027.（3）在图1310的下方找到系数A=0.00027所对应的点（此点落在材料温度线的右方），将此点垂直上移，与130的材料温度线交于一点，再将此点水平右移，在图的右方得到：B=37.(4)按式（1317）计算许用外压力P (5)比较与，显然，且比较接近，故取合适，则该外压圆筒采用的1
5、6MnR钢板制造，设置两个加强圈其结果满意。2.封头设计2.1内压封头设计采用椭圆封头，图21 椭圆封头示意图查附录6，低合金钢板的许用压力表 143时 =1.0（单面焊对接接头，100%无损检测） 厚度按书中式（1221）计算：设计容器寿命为10年，取（书表128），负偏差圆整后取，复验故取故内压封头夹套用5mm厚的16MnR钢制作。2.2受外压封头设计采用椭圆封头，查附录6，低合金钢板的许用压力表 143时 =1.0（双面焊对接接头，100%无损检测） （1）假设封头的名义厚度为 ，取C=4mm查下表21根据内差法得，表21 系数2.62.42.22.01.81.61.41.21.01.1
6、81.080.990.900.810.730.650.570.50注 中间值用内插法求得；=0.90为标准椭圆封头。（2）根据式（13-28）计算系数A： （3）曲图13-10查得 利用13-29计算许用外压力（4）比较与：显然，且比较接近。故取5mm合适，可采用厚的16MnR尺钢。2.3简体平盖封头的设计 ， 其厚度计算按书式（12-34）： （K：查分表12-22平盖结构特征系数K选择表，该筒属于第12类型，螺栓连接） 取 根据，由表12-9查取最后采用厚的钢板。2.4强度校核（1）受内压罐体与封头水压实验强度校核：根据式（1218）：式中由附录6得：则：而因为，所以水压试验强度足够。（2
7、）受外压罐体与封头水压实验强度校核：根据式（1218）：式中由附录6得：则：而因为，所以水压试验强度足够。（3）平板封头水压实验强度校核根据式（1218）：式中由附录6得：则：而因为，所以水压试验强度足够。3.加强圈尺寸设计（1）选择加强圈的尺寸规格为的扁钢，加强圈两侧表面的腐蚀裕量均为，则加强圈的设计尺寸为。（2）计算加强圈横截面积及组合截面的惯性矩：加强圈的横截面积：加强圈的惯性矩：加强圈两侧筒体起加强作用部分的宽度：筒体起加强作用部分的横截面积：筒体起加强作用部分的惯性矩：形心离x-x轴的距离a: 计算加强圈与壳体组成段的惯性矩： （3）由书式（1333）计算B：（4）查图1310，得系
8、数（5）由式（1335）计算加强圈与壳体组合截面所需的惯性矩I: （6）比较与，则，故满足要求，最后确定加强圈采用40mm12mm的Q345扁钢。4支座的设计首先初略的计算支腿的负荷 槽体总质量 式中：槽体的自身质量 封头的质量 浆体的质量 夹套蒸汽的质量 附件质量（1）槽体质量（内筒体质量）（夹套筒体质量） （2）封头质量 式中：内筒椭圆封头质量 夹套椭圆封头质量 平盖封头质量 则 则则所以（3）浆体质量其中，装量系数（容规规定：固液混合物装量系数一般为0.60.8）槽容积： 在130时，苯酚与甲醇固液混合物密度为960，则（4）夹套蒸汽质量 夹套体积 0.32MPa, 143时水蒸气密度
9、（5）附件质量查取电机、轴和双层桨板按800kg计算，人孔质量约为200kg，其它接管质量总和200kg计算。 每个支腿承受13.86kN负荷，根据支腿选取标准，即：HG 51579855985.人孔设计5.1人孔的选取根据配浆槽得设计温度、最高工作压力、材质、介质及使用要求等条件，选用工程压力为0.6MPa的垂直吊盖带颈板式平焊法兰人孔，人孔工程直径为450mm，采用榫槽面密封面（TG型）和石棉橡胶垫片。人孔结构如图，人孔各零件名称、材质及尺寸见附表。图41 人孔图5.2人孔补强人孔接管选用的无缝钢管，接管在设计温度下的许用应力为。图51 开孔补强示意图（1）内筒壁补强计算焊接接头系数， 确
10、定壳体和接管的计算厚度及开孔直径：已知，内壳体计算厚度，接管计算厚度为：开孔直径：确定壳体和接管实际厚度、开孔有效补强宽度B及外侧有效补强高度。已知壳体名义厚度 ，补强部分厚度。接管有效补强宽度为：接管外侧有效补强高度为：计算需要补强的金属面积和可以作为补强的金色的面积。需要补强的金属面积为： 式中可以作为补强的金色的面积： 比较与,，同时考虑接管与壳体焊缝面积之后，该开孔接管补强的强度足够。（2）外筒壁补强计算焊接接头系数， 确定壳体和接管的计算厚度及开孔直径：已知，内壳体计算厚度，接管计算厚度为：开孔直径：确定壳体和接管实际厚度、开孔有效补强宽度B及外侧有效补强高度。已知壳体名义厚度，补强
11、部分厚度接管有效补强宽度为：接管外侧有效补强高度为：计算需要补强的金属面积和可以作为补强的金色的面积。需要补强的金属面积为： 式中可以作为补强的金色的面积： 比较与, ，同时考虑接管与壳体焊缝面积之后，该开孔接管补强的强度足够。6接管设计6.1固体加料管a采用的无缝钢管，配用带颈平焊法兰： HG 20592 法兰 SO2001.6 RF 16MnR因为该接管的无缝钢管，外直径大于89mm，故接管开孔需要补强。且伸出长度200 mm需要补强。6.1.1固体加料管a补强壳体开孔满足下述全部条件时，可不另进行补强： 设计压力2.5MPa 两相邻开孔中心距（对曲面间距以弧长计算）应不小于两孔直径之和的两倍。 接管外径89mm 接管最小厚度满足表51表51 最小厚度（mm）接管外径253238454857657689最小厚度3.54.05.06.0接管为的无缝钢管，接管在设计温度下的许用应力为。（1）内筒壁补强计算焊接接头系数， 确定壳体和接管的计算厚度及开孔直径：已知，内壳体计算厚度，接管计算厚度为：开孔直径：确定壳体和接管实际厚度、开孔有效补强宽度B及外侧有效补强高度。已知壳体名义厚度 ，补强部分厚度。接管有效补强宽度为：接管外侧有效补强高度为：计算需要补
