还剩8页未读,继续阅读
本资源只提供10页预览,全部文档请下载后查看!喜欢就下载吧,查找使用更方便
文本内容:
化工机械设计(2009届)题目学院专业班级学号学生姓名指导教师完成日期目录
1.夹套反应釜设计任务书…………………………………………………………
12.设计方案分析和拟定……………………………………………………………33.罐体和夹套设计………………………………………………………………
43.1几何尺寸…………………………………………………………………
43.2强度计算……………………………………………………………………
43.3稳定性校核(按内压校核厚度)…………………………………………
53.4水压试验校核………………………………………………………………
63.5支座形式的选择……………………………………………………………
73.6接管、管法兰及设备法兰的选择…………………………………………
73.
6.1管口表………………………………………………………………
73.
6.2管法兰表……………………………………………………………
73.
6.3设备法兰的选择……………………………………………………
83.7搅拌传动系统设计…………………………………………………………
83.
7.1搅拌器选择…………………………………………………………
83.
7.2搅拌轴设计…………………………………………………………
83.8传动系统……………………………………………………………………
93.
8.1电动机………………………………………………………………
93.
8.2V带减速机…………………………………………………………
93.
8.3轴承、联轴器的选择………………………………………………
103.9凸缘法兰及__底盖………………………………………………………
113.
9.1凸缘法兰……………………………………………………………
113.
9.2__底盖……………………………………………………………
113.10轴封形式的选择…………………………………………………………
113.11总装配图的绘制(见附图)
4.设计总结…………………………………………………………………………
5.____…………………………………………………………………………
1、夹套反应釜设计任务书
一、设计内容设计一台夹套传热式带搅拌的配料罐
二、设计参数和技术特性指示
三、设计要求
1、进行罐体和夹套设计计算;
2、选择支座形式并进行计算;
3、手孔校核计算;
4、选择接管、管法兰、设备法兰;
5、进行搅拌传动系统设计;
(1)进行传动系统方案设计(指定用V带传动);
(2)作带传动设计计算定出带型,带轮相关尺寸(指定选用库存电机Y132M2-6转速960r/min,功率
5.5KW);3选择轴承;
(4)选择联轴器;
(5)进行罐内搅拌轴的结构、搅拌器与搅拌轴的连接结构设计;
6、设计机架结构;
7、设计凸缘及__底盖结构;
8、选择轴封结构;
9、绘制装配图(1#图纸)
2、设计方案的分析和拟定
一、夹套反应釜的总体结构主要由搅拌容器罐体和夹套,主要由封头和筒体组成搅拌装置搅拌器和搅拌轴传动装置为带动搅拌装置设置的,由电动机、减速机、联轴器和传动轴等组合而成轴封装置动密封,一般采用机械密封或填料密封支座接管及一些附件
二、夹套反应釜机械设计步骤先阅读任务书,然后设计
1.罐体和夹套的设计⑴结构设计⑵罐体几何尺寸设计⑶夹套几何尺寸设计⑷强度校核
2.反应釜的搅拌装置确定搅拌的形式推进式,与轴的连接是通过轴套用平键或是深定螺钉固定搅拌轴设计⑴搅拌轴的材料⑵结构⑶校核强度⑷支承⑸轴的临界转变校核计算
3.反应釜的传动装置电机、减速器的选型,选择联轴器,选用和设计机桨和底座主要是设计V带,根据选用的功率、转速
4.反应釜的轴封装置填封密封是由填料箱、压盖、压紧螺栓及油杯等组成一般用于常压、低压、低转速及允许定期维护的搅拌装置机械密封的搅拌装置主要用于腐蚀、易燃、易爆、剧毒及带有固体颗粒的介质中工作的有压和真空设备
三、反应釜的其他附件
1.支座夹套反应釜多为立式__,最常用的支座为耳式支座、标准耳式支座支座分为A型和B型两种,当设备需要保温或直接支承在楼板上时选B型,否则选A型,每台反应釜常用4个支座
2.设备接口⑴接管与管法兰⑵补强圈⑶液体出料口⑷过夹套的物料进出口⑸夹套进气管
3.视镜一般成对使用,当视镜需要斜装或设备直径较小时,采用带颈视镜
3、夹套反应釜设计计算
3.1几何尺寸步骤项目及代号参数及结果备注1-1全容积V,m3由工艺条件给定1-2操作__V1m3由工艺条件给定1-3传热__F㎡由工艺条件给定1-4釜体形式常用结构1-5封头形式常用结构1-6封头形式按____2式表4-2选取1-7初算筒体内径按____2式表4-1选取1-8圆整筒体内径D1㎜按____2式表4-1选取1-9一米高的容积V1mm3按____2式表4-1选取1-10釜体封头容积V1封m3按____2式表4-2选取1-11釜体高度H1=V—V1封/V1mm按____2式表4-2选取1-12圆整釜体高度H1mm选取1-13实际容积V=V1m×H1+V1封m3按文献2式4-3计算1-14夹套筒体内径D2mm按文献2式4-3选取1-15装料系数η=V操/V或按η=
0.6~
0.85选取计算1-16夹套筒体高度H2≥ηV-V1封/V1mm按文献2式4-3计算1-17圆整夹套筒体高度H2mm选取1-18罐体封头表__F1封m2按文献2式4-3选取1-19一米高筒体内表__F1mm2按文献2式4-3选取1-20实际总传热__F=F1m×H2+F1封,m2按文献2式4-5校核
3.2强度计算(按内压计算厚度)步骤项目及代号参数及结果备注2-1设备材料据工艺条件或腐蚀情况确定2-2设计压力(罐体内)p1MPa由工艺条件给定2-3设计压力(夹套内)p2MPa由工艺条件给定2-4设计温度(罐体内)t1℃由工艺条件给定2-5设计温度(夹套内)t2℃由工艺条件给定2-6液柱静压力p1H=10-6ρghMPa按____1计算2-7计算压力p1c=p1+p1HMPa计算2-8液柱静压力p2HMPa忽略2-9计算压力p2c=p2计算2-10罐体及夹套焊接接头系数φ按____1表10-9选取2-11设计温度下材料许用应力[σ]tMPa按____1附表6选取2-12罐体筒体计算厚度按____1式10-12选取2-13夹套筒体计算厚按____1式10-12选取2-14罐体封头计算厚度按____1式10-32选取2-15夹套封头计算厚按____1式10-32选取2-16钢板厚度负偏差C1mm按____1式10-10选取2-17腐蚀裕量C2mm按____1第十章选取2-18厚度附加量C=C1+C2按____1第十章选取2-19罐体筒体设计厚度δ1c=δ1+C2mm按____1式10-12选取2-20夹套筒体设计厚度δ2c=δ2+C2mm按____1式10-12选取2-21罐体封头设计厚度δ/1c=δ/1+C2mm按____1式10-12选取2-22夹套封头设计厚度δ/2c=δ/2+C2mm按____1式10-12选取2-23罐体筒体名义厚度δ1nmm圆整取数2-24夹套筒体名义厚度δ2nmm圆整取数2-25罐体封头名义厚度δ/1nmm圆整取数2-26夹套封头名义厚度δ/2nmm圆整取数
3.3稳定性校核(按外压校核厚度)步骤项目及代号参数及结果备注3-2罐体筒体名义厚度δ1nmm假设3-2厚度附加量C=C1+C2按____1表10-10选取3-3罐体筒体有效厚度δ1e=δ1n-Cmm按____1第十章计算3-4罐体筒体外径D1O=D1+2δ1nmm按____1第十章计算3-5筒体计算长度L=H2+1/3h1+h2mm按____1第十章计算3-6系数L/D1O按____1第十章计算3-7系数D1O/δ1e按____1第十章计算3-8系数A查____1图10-153-9系数B查____1图10-173-10许用外压力按____1式10-25计算3-11罐体筒体名义厚度δ1nmm假设3-12厚度附加量C=C1+C2按____1图10-103-13罐体筒体有效厚度δ1e=δ1n-Cmm按____1第十章计算3-14罐体筒体外径D1O=D1+2δ1nmm按____1第十章计算3-15筒体计算长度L=H2+1/3h1+h2mm按____1第十章计算3-16系数L/D1O按____1第十章计算3-17系数D1O/δ1e按____1第十章计算3-18系数A查____1图10-153-19系数B查____1图10-173-20许用外压力按____1式10-25计算3-21罐体筒体名义厚度δ1nmm确定3-22罐体封头名义厚度δ/1nmm假设3-23厚度附加量C=C1+C2按____1表10-9,10-10选取3-24罐体封头有效厚度δ/1e=δ/1n-Cmm按____1第十章计算3-25罐体封头外径D/1O=D/1+2δ/1nmm按____1第十章计算3-26标准椭圆封头当量球壳外半径R/1O=
0.9D/1Omm按____1第十章计算3-27系数按____1第十章计算3-28系数B查____1图10-173-29许用外压力按____1式10-34计算3-30罐体封头名义厚度δ/1nmm确定
3.4水压试验校核步骤项目及代号参数及结果备注4-1罐体实验压力按____1式10-17计算4-2夹套水压实验压力按____1式10-17计算4-3材料屈服点应力σSMPa按____1附录6计算4-4σT≤
0.9ΦσSMPa按____1式10-19计算4-5罐体圆筒应力按____1式10-19计算4-6夹套内压实验应力按____1式10-19计算
3.5支座形式的选择由于立式反应釜为夹套传热带搅拌的配料罐,属于保温型所以选择标准耳式B型,标准号为JB/T
4712.3-2007,材料为Q345R,由容器公称直径DN=1200mm查____2附录4-9得如下主要尺寸允许载荷Q,kN适用容器公称直径DN高度H底板垫板l1b1δ1s1l3b3δ3e允许载荷Q,kN支座号B型筋板地脚螺栓支座质量,kgB型l2b2δ2dM
3.6接管、管法兰及设备法兰的选择
3.
6.1管口表符号公称直径连接尺寸标准连界面形式用途和名称
3.
6.2管法兰____2附录4-12符号公称直径DN管子外径A连接尺寸六角螺栓、螺栓法兰厚度C法兰内径B法兰理论质量Kg法兰外径D螺栓孔中心圆直径K螺栓孔直径L螺栓孔数量n螺纹ThABCDEFG
3.
6.3设备法兰的选择查____1表11-2可知乙型平焊法兰可满足工艺条件,法兰材料取Q235-A,由____1表11-1可餐区凹凸面密封面,垫片材料选用耐油石油橡胶板,螺栓材料GB700Q235-A,螺母材料为Q235-A查阅相关文献可得乙型平焊法兰尺寸如下PN=
0.6MPa公称直径DN法兰螺栓法兰质量,KgDD1D2D3D4δdH规格数量凹面凸面
3.7搅拌传动系统设计
3.
7.1搅拌器选择搅拌装置由工艺条件可知搅拌器采用推进式搅拌器,其直径DJ常取罐体内经D1的
0.2-
0.5,以DJ=
0.33*D1最为常见,常用与n=100~500r/min的场合推进式搅拌器的主要尺寸见____2表4-6DJdd1d0键槽H质量KgN/nbt不大于
3.
7.2搅拌轴设计搅拌器的机械设计酮一般转动轴搅拌轴材料选用45号钢,搅拌轴转速200r/min
(1)搅拌轴轴的强度校核,步骤如下(见____2表4-7)步骤项目及代号参数及结果备注5-1轴功率PkW由工艺条件确定5-2轴转数nr/min由工艺条件确定5-3轴材料常用5-4轴所传动的扭矩按____1第五章计算5-5材料许用扭转剪应力[τ]MPa按____1第十七章17-1选取5-6系数A0按____1第十七章17-1选取5-7轴端直径按____1第十七章式17-3计算5-8开一个键槽,轴径扩大5%,mm按____1第17章计算5-9圆整轴端直径d,mm圆整选取
(2)搅拌轴的结构实心直轴,与联轴器配合使用,搅拌器与轴的连接是通过轴套用平键或紧钉固定,轴端加固定螺母
(3)搅拌轴的形位公差和表面粗糙度的要求一般搅拌轴要求运转平稳,设计转速为200r/min,则直线允差
10000.
13.8V带减速机
3.
8.1电动机电动机型号额定功率Kw减载转速r/min堵转转矩最大转矩额定转矩额定转矩
3.
8.2V带减速机
(1)特点结构简单,制造方便,__低廉,能防止过载,噪声小
(2)减速机的基本形式和主要尺寸
(3)减速机的设计重点是V带轮的设计计算V带轮的设计计算和步骤如下(见____2表4-22)步骤设计项目单位公式及数据备注6-1传动的额定功率PKW已知电机功率6-2小皮带轮转速n1r/min已知电机转速6-3大皮带轮转速n2r/min已知搅拌机转速6-4工况系数Ka由____1表14-4选出6-5设计功率PdkW计算6-6选V带型号根据____1图14-5选取6-7传动速比i计算6-8小皮带轮计算直径d1mm按____1表14-5初选6-9验算带速vm/sv__x=25-30m/svmin=5m/s6-12滑动率ε选取6-13大皮带轮计算直径dzmm计算后按____1表14-5圆整6-14初定中心距a0mm可根据结构要求定6-15带的基准长度Ld0mm计算后按____1表14-2圆整6-14确定中心距a(确定__V带时所需最小中心距amin和最大中心距a__x)mmamin=a-
0.015Lda__x=a+
0.03Ld按____1式14-12计算6-15小皮带轮包角α1º按____1式14-13计算6-16单根V带额定功率P1kW由____1表14-6选取6-17i≠1时,单根V带额定功率增量△P1kW由____1表14-6选取6-18包角修正系数Kα由____1表14-7选取6-19带长修正系数KL由____1表14-8选取6-20V带根数z计算后圆整
3.
8.3轴承、联轴器的选择
(1)有工艺条件可知,轴承选用角接触球轴承角接触球轴承的主要尺寸如下(按____2附录E-1选取)轴承型号尺寸,mm__尺寸,mm额定静载荷Cr,KN额定动负荷Cr,KN极速转速Kr/mindDBr__inR1__inah最小raz最大
(2)联轴器选用GT型凸缘联轴器(按____2附录E-10选取)标准符号孔径dgH7M__x__主要尺寸,mm质量KgDD1D0HH1H2H3d0ndmr
3.9凸缘法兰及__底盖
3.
9.1凸缘法兰DN≈D1/4选用R型凸缘法兰,标准号HG-21564-1995,____2附录D-6,尺寸如下公称直径DNd1d2kd3d4h1h2h4螺栓d5R1R2质量kgR型数量螺纹d6h
33.
9.2__底盖__底盖公称直径DN机架公称直径d2kd5d6(h7)k1D7S
3.10轴封形式的选择由工艺条件给定,选用填料密封(____1附录5-14)公称直径DN公称压力PN/Kpa轴径dD1D2D3(h6)H法兰螺栓孔填料规格质量。