3000升开式搪玻璃反应釜的设计毕业设计(编辑修改稿)

3000升开式搪玻璃反应釜的设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

求的车间，与电动机直 联供应 允许正反旋转，应采用夹壳联轴器或弹性块式联轴器与搅抖轴连接，不允许承受外加轴向载荷，适用于连续搅拌的化工设备，可用于有防爆要求的车间 .与电动机直联供应 允许正反旋转，一 般以夹壳联轴器与搅拌轴连接，搅拌器重量可由本机承受，不能用于有防爆要求的车问，适用于连纯搅拌的化工设备 可不需多级传动而用十转速低级的搅 拌 传动装置，可用于有防爆要求的车间 标定符号 BLD 功率 机型号 减速比 BLY 机 型号 减速比 功率 LC中心距 顺序号 P 三角皮带型弓 根数 顺序号 XB 柔轮分度圆直径 顺序号 标准图号 HG574478 HG574578 HG574678 HG574778 注 :电动机若采用 AJ02(防爆型 )型时，在标定符号前加“ A字样，对 BJ02(隔爆型 )加“ B” 字样，对 J02 型电动机则不加写代号。 电动机的基本特性及选用 通常电动机与减速及配套供应，设计时可根据反应器应配电机功率、转速、安装形式及防爆要求，选择电动机及配套的减速机。 电 动机的轴功率校核 符号说明 mP — 轴封处摩擦损耗功率 ,kw zP — 搅拌轴功率 ,kw dP — 电动机计算功率 ,kw — 传动效率 轴封处摩擦损耗功率的计算 由于该填料密封采用单端面密封 则 kwdP m 2 3 9  搅拌轴功率的计算 其中搅拌介质选择乳胶聚合 内蒙古科技大学毕业设计 17 则 kwVP z  电动机计算功率的计算 由传动类型为摆线针轮行星传动，则传动装置各零部件的传动效率 。 则 kwPPP mzd   圆整为 机架 机架的选用原则 具备下列条件之一者，可选用单支点机架 : ①减速机输出轴侧的轴承作为一个支点者。 ②设置底轴承，作为一个支点者 : ⑧在搅拌容器内设置中间轴承，并能作为一个支点者。 本设计中以减速机输出轴侧的轴承作为一个支点者，故选用单支点机架。 为了与标准配合，传动轴的轴径选用 d=80mm，参考标准（ HG2156695《搅拌传动装置 单支点机架》 ），选用机架公称直径为 300mm, B 型单支点机架。 结构如下图 : 内蒙古科技大学毕业设计 18 具体尺寸表 : 表 机架尺寸表 mm 查表可知 :传动轴轴径 d=80mm 时，机架的公称直径取 300mm, D1=320mm, D2=400mm, D3=445mm, D4=495mm, D5=530mm, H=1040mm, H1=399mm,螺栓数量为 12M22,轴承型号 46219，机架质量 137kg,又由表查得 :单支点机架的支点轴承间距 L=690mm。 机架的标记为 :HG215661995 机架 B 30080。 传动轴 为了与标准配合，传动轴的轴径选用 d=80mm，材料为 Q235B，并且在轴的外表面加一玻璃层，以提高其耐腐蚀性。 内蒙古科技大学毕业设计 19 传动轴采用上装式，传动轴釜外轴头形式为 D 型，即釜外联轴器为带短节联轴器。 传动轴釜外轴头形式如下 : 查表可知 :传动轴轴径 d=80mm，上端轴径 d1= 65mm,釜内轴长 L=550mm,下端轴径 d2=80mm。 传动轴的标记为 :HG215681995 BSD 30080/550Q235B。 联轴器 带短节联轴器用于搅拌机传动装置的减速机输出轴与 传动轴的连接，并在拆卸联轴器的短节之后，能在不拆除减速机和机架的条件下，装拆机架的中间支点、轴承箱和轴封。 因此釜外联轴器选用带短节联轴器。 查表《带短节联轴器的形式及与机架、传动轴的配套》可选用 B 型带短节联轴器。 如下图 : 内蒙古科技大学毕业设计 20 带短节联轴器轴孔与轴的配合代号为 H7/m6。 减速机输出轴的轴孔直径，即上半联轴孔径为 80mm，传动轴的上端轴孔，即下半联轴孔径直径为 65mm，材料为 ZG270500 的 B 型带短节联轴器，其标记为 :HG 21569. 195 联轴器 B90/75ZG。 第三章 反应 釜 的 搅拌 装置 搅拌装置由搅拌器、搅拌轴及其支撑组成。 电动机驱动搅拌轴上的搅拌器以一定的方向和转速旋转，使静止的流体形成对流循环，并维持一定的湍流强度， 从而达到加强混合、提高传热和传质速率的目的。 搅拌器 搅拌器又称搅拌桨或搅拌叶轮，是搅拌反应器的关键部件，其功能是提供过程所需的能量和适宜的流动状态。 其类型分为 :推进式、浆式、涡轮式、锚式、框式、螺杆式、螺带式等，搅拌器选型时，主要考虑 : ① 具有显著的搅拌效果，特别是对多相反应。 ② 搅拌所消耗的能量应尽可能小。 ③ 保证从反应器壁或侵入式热交换装置到反映混合物能有高的给 热系数。 搅拌器的选择 按搅拌器类型和适用条件选型 :对低粘度流体的混合，推进式搅拌器由于循环能力强，动力消耗小，可应用到很大容积的釜中。 涡轮式搅拌器应用最广，各种搅拌操作都适用，但流体粘度不超过 50Pa} s。 桨式搅拌器结构简单，在小容积的流体混合币应用较广，对大容积的流体混合，则循环能力不足。 对于高粘度流体的混合以锚式、框式、螺杆式、螺带式更为合适。 本设计的搅拌器选择不带挡板的框式搅拌器。 表 41 搅拌器型试选择 搅拌器型式 流动状态 搅拌目的 搅拌容 器容积/m3 转速范围 /(r/min) 最高粘 度 /(P) 对流循环 湍流扩散 剪切流 低粘度混合 高粘度液混合反应 分散 溶解 固体悬浮 气体吸收 结晶 传热 液相反应 涡轮式 ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● 1100 10300 50 桨式 ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● 1100 10300 50 内蒙古科技大学毕业设计 21 推进式 ● ● ● ● ● ● ● ● ● 11000 10500 2 折叶开启涡轮式 ● ● ● ● ● ● ● ● 11000 10300 50 布鲁马 ● ● ● ● ● ● ● 1100 10300 50 金式 锚式 ● ● ● 1100 1100 100 螺杆式 ● ● ● 150 0.550 100 螺带式 ● ● ● 150 0.550 100 注 :有 ● 者为可用 :空白者不详或不合用。 搅拌器的强度计算 符号说明 qP— 搅拌器强度计算时的设计功率， kw jP— 每个桨叶强度计算时设计功率 , kw Z— 轴上相同搅拌器的层数 jZ— 搅拌器的桨叶数，选择的是框式搅拌器，则桨叶数为 4 IM— II 断面上弯矩 , mN. 39。 IM — 由扭矩在 II 断面上增加的弯矩 , mN. nIM— II 断面上的扭矩 , mN. W— II 断面的抗弯截面系数 内蒙古科技大学毕业设计 22 I— II 断面弯曲应力 ,MPa S — 桨叶的厚度 图 1 框式搅拌器 搅拌器强度计算时的设计功率 kwZ PPP mdq .   每个桨叶强度计算时设计功率 框式搅拌器 II 断面上弯矩的计算 mNZn PMjqI .135485  桨叶垂直方向悬臂高度 查表得： mmttmmBmmHmmH 9750,1 4 4 0,7 5 0,8 0 0 2132  桨叶总高度 mmHH m 8002  搅拌器半径 mmR 7201  搅拌器叶根半径 mmR 6232  则桨叶垂直方向悬臂高度 H1按一下公式计算： mmtBHHH a n15791440215015t a n)22()( 2321 。 ）（。 kwZPPjqj 内蒙古科技大学毕业设计 23 搅拌器横梁宽度中心线至椭圆形叶宽中心线的距离 L 按下式计算： mmtHL 23 [3]。 系数 a 的计算 1)6 2 37 2 0(8 0 09721)(..244212   RRHtam II 断面上的扭矩的计算 mNMaRR HRRM InI .)()623720( )623720(32.)1) . (( ).(.32 44 33424113231    由扭矩在 II 断面上增加的弯矩按的计算 mNMLHaM II . 3 0 1 2 9)(2 1..)1.(2 1 139。  II 断面的抗弯截面系数的计算 321221 41 2296 2)1697()1650(6 297506 )22)(2(6. mmStStttW  II 断面弯曲应力   M P aM P aW MM III 639。    所以 II 断面弯曲应力  符合要求。 框式搅拌器 IIII 断面的计算 IIII 断面的弯矩 IIM mNHH HMM mnI .) 980 0 921().21( 11II  IIII 断面上的弯曲应力 II IIII 断面的抗弯断面模数 mW  内蒙古科技大学毕业设计 24 IIII 断面上的弯曲应力 II 应满足：   M P aM P aM 5IIII    所以 IIII 断面上的弯曲应力 II 符合要求 [7]。 搅拌轴 揽拌轴的材质及加工要求 搅拌轴工作时，主要受扭转、弯曲和冲击作用，故对轴的材质应有足够的强度、刚度和韧性。 本设计转速较低，搅拌轴可用合金钢 Q235B，又因为设计中介质的腐蚀性较强，外加一层搪玻璃层以提高搅拌轴的耐腐蚀性。 搅拌轴直径的确 定及强度计算 符号说明 a — 悬臂轴两支点间（跨间）的距离， mm ； d — 设计最终确定的实心轴轴径或空心轴外径， mm ； od — 设计最终确定的密封部位实心轴轴径或空心轴外径， mm ； 1d — 按扭转变形计算的传动侧轴承处实心 轴轴径或空心轴外径， mm ； 2d — 按强度计算的悬臂轴搅拌侧轴承处实心轴轴径或空心轴外径； 强度计算的单跨轴跨间段实心轴轴径或空心轴外径， mm ； ad — 悬臂轴跨间段实心轴轴径或空心轴外径， mm ； 1Ld — 悬臂轴 1L 段跨间段实心轴轴径或空心轴外径， mm ； E — 轴材料的弹性模量， MPa ； ][e — 搅拌轴及各层圆盘（搅拌器及附件）组合重心处的许用偏心距 mm ； eF — 搅拌轴及各层圆盘（搅拌器及附件）组合重心处质量偏心引起的 离心力， N ； ihF — 第 i 个搅拌器上的流体径向力， N ； G — 轴材料剪切弹性模量， 10 (合金钢 ) 内蒙古科技大学毕业设计 25 aI — 悬臂轴跨间轴段的惯性矩， 4mm ； 1LI — 悬臂轴悬臂轴段（实心或空心）的惯性矩， 4mm ； iLLL ......21 — 1～ i 个圆盘（搅拌器及附件）的每个圆盘悬臂长度（对于悬臂轴）或 1～ i 个圆盘（搅拌器及附件）的每个圆盘至传动侧轴承的距离（对于单跨轴）， mm ； eL — 搅拌轴及各层圆盘（搅拌器及附件）组合重心离搅拌侧轴承的距离（对于悬臂轴）或搅拌轴及各层圆。