化工设备机械基础课程设计-夹套反应釜设计(编辑修改稿)

化工设备机械基础课程设计-夹套反应釜设计(编辑修改稿)内容摘要：

点应力 Mpas 235 M p asT 7 92 3   罐体圆筒应力 T1    1 1 1110 . 2 5 1 4 0 0 7 . 2 2 4 . 4 3 1 7 9 . 8 M P a2 2 7 . 2TeTepD        夹套内压试验应力 T2    2 2 2220 . 3 7 5 1 5 0 0 7 . 2 3 9 . 2 5 1 7 8 . 8 M P a2 2 7 . 2TeTepD        4． 3 反应釜的搅拌装置设计 本反应釜的搅拌装置由搅拌器，轴及其支承组成。 化工设备机械基础课程设计 13 4． 3． 1 搅拌装置的搅拌器 搅拌器的型式主要有：桨式、推进式、框式、涡轮式、螺杆式和螺带式等。 当用来调和（低黏度均相液体混合）时，适用的搅拌器型式有推进式和涡轮式，主要受到容积循环速率的影响。 当用来分散（非均匀相液体混合），适用的搅拌器型 式有涡轮式，主要受到液滴大小（分散度）、容积循环速率的影响。 当用于固体悬浮时，按固体粒度、含量及密度，决定用桨式、推进式或涡轮式，主要受到容积循环速率、湍流强度的影响。 当用于气体吸收时，适用的搅拌器型式有涡轮式，主要受到剪切作用、容积循环速率、高速度的影响。 当用于传热时，适用的搅拌器型式有桨式、推进式、涡轮式，主要受到容积循环速率、流经传热面的湍流速度的影响。 当用于高黏度操作时，适用的搅拌器型式有框式、涡轮式、螺杆式、螺带式、带横挡板的桨式，主要受到容积循环速率、低速 度的影响。 当用于结晶时，按控制因素用涡轮式、桨式和桨式变种，主要受到容积循环速率、剪切作用低速度的影响。 本反应釜搅拌装置的搅拌器采用推进式，主要用于调和染料及其有机溶剂。 4． 3． 2 搅拌器的安装方式及其与轴连接的结构设计 推进式搅拌器是类似风扇扇叶结构。 它与轴的连接是通过轴套用平键或紧定螺钉固定，轴端加固定螺母。 为防螺纹腐蚀加轴头保护帽。 本反应釜的推进式搅拌器直径 1 3 14 00 3 46 6. 7JD D m m     圆整推进式搅拌器直径 DJ=500mm 按表 46 推进式 搅拌器的主要尺寸 ,当 DJ=500mm时 ,d=65mm,d1=110mm,do=M16,键槽 b=18mm,t=, H=105mm,质量 m=,N/n 不大于。 化工设备机械基础课程设计 14 4． 3． 3 搅拌装置的搅拌轴设计 搅拌轴的机械设计内容主要是结构设计（包括轴的支承结构）和强度校核 , 对于 n200r/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 mmNnPT  366 查表 轴常用材料的 TT 及 0A 值，材料许用扭转剪应力 ][ =35Mpa，系数 A0=112。 轴端直径 mmnPAd 330 。 开一个键槽，轴径扩大 5%，为 d= 圆整轴端直径 d得 d=40mm。 因此搅拌轴的直径为 40mm。 （ 4）搅拌轴的形位公差和表面粗糙度要求：搅拌轴转速 n=200r/min，直线度允许差 1000:。 （ 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、载荷的大小及轴化工设备机械基础课程设计 15 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 52 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 ，外壳孔与轴承配合表面粗糙度 Ra取。 采用背对背安装成对轴承。 4． 4 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。 4． 4． 1 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 Y132M26，转速 960r/min,电机功率P=。 4． 4． 2 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，反应釜采用 V 带传动减速机。 查表 49标准减速机的功率、转速范围、类型代号及特性参数， V带传动减速机标准号 G574778，转速范围 320500r/min,电机功率范围 ，类型代号 P，特性参数为三角皮带型号及根数。 化工设备机械基础课程设计 16 4． 4． 3 V 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= kW 小皮带轮转速 min/9601 rn  大皮带轮转速 min/2020 rn  按 附 表 9 工作情况系数 AK ，选取工况系数 AK = 设计功 率 dP kWPKP Ad  查 附 图 3 普通 V带选型图，根据 dP 和 1n 选取 V带型号为 A 型号 速比 i 20206021  nni 按 附 表 8 普通 V带轮的最小基准直径 minD ，初选 小皮带轮计算直径 mmd 751  smV /3025m a x  smV /5min  验算带速 V m i n11 / 96075100060 VsmndV     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 1d =140mm 验算带速 V smndV / 0 0 060 9 6 01 4 01 0 0 060 11     m axm in VVV  选取滑动率  大皮带轮计算直径 2d     mmidd 5 4   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 2d =710mm 化工设备机械基础课程设计 17 中心距 0a 符合    21021 ddadd  即 1700595 0  a 初定中心距 mma 8000  带的基准长度 Ldo         mma ddddaLoodo 14071071014028002422 221221   按 附 表 6 V带型号、截面尺寸和基准长度圆整取 mmLd 3150 中心距 mmLLaa dod 8572  安装 V带时所需最小中心距 mmLaa d 8 1 03 1 5 00 1 5 70 1 i n  安装 V带时所需最大中心距 mmLaa d 9 5 23 1 5 5 a x  小皮带轮包角  121 a dd 符合 1201 的条件。 查 附 表 12 单根普通 V带的基本额定功率 kWP/0 ，选取单根 V带额定功率 kWP  查 附 表 13 单根普通 V带额定功率的增量 kWP/0 ，选取 i 1时，单根普通V带额定功率的增量 kWP  查 附 表 10 包角系数 K ，选取包角修正系数 K 查 附 表 11 长度系数 LK ，选取带长修正系数 LK V带根数 z 化工设备机械基础课程设计 18      Ld KKPP Pz  圆整取 z=4 4． 4． 4 凸缘法兰 凸缘法 兰一般焊接于搅拌容器封头上，用于连接搅拌传动装置，亦可兼作安装，维修，检查用孔。 凸缘法兰分整体和衬里两种结构形式，密封面分突面（ R）和凹面（ M）两种。 根据搅拌轴的直径和附图，由附表 46 凸缘法兰主要尺寸，选择公称直径DN=400mm，螺纹为 M24，螺栓数量为 16 个，质量为 46kg 的 R 型凸缘法兰。 选择的 凸缘法兰焊接于搅拌容器封头上，采用整体结构形式，密封面采用突面（ R）。 4． 4． 5 安装底盖 安装底盖采用螺柱等紧固件，上与机架连接，下与凸缘法兰连接，是整个搅拌传动装置与容器连接的主要连接件。 安装 底盖的常用形式为 RS 和 LRS 型，其他结构（整体或衬里）、密封面形式（突面或凹面）以及传动轴的安装形式（上装或下装），按 HG2156595选取。 安装底盖的公称直径与凸缘法兰相同。 形式选取时应注意与凸缘法兰的密封面配合（突面配突面，凹面配凹面）。 本反应釜安装底盖采用螺柱等紧固件，上与机架连接，下与凸缘法兰连接。 采用 RS 型形式，整体结构、密封面形式（突面）以及传动轴的安装形式（上装），按 HG2156595 选取。 安装底盖的公称直径与凸缘法兰相同，均为DN=500mm。 4． 4． 6 机架 机架是安放减速 机用的，它与减速机底座尺寸应匹配。 V带减速机自带机架，选用其他类型标准釜用减速机按标准选配机架。 标准机架有三种。 化工设备机械基础课程设计 19 4． 4． 6. 1 无支点机架 无支点机架的选用条件： ①电动机或减速机具备两个支点，并经核算确认轴承能够承受由搅拌轴传递而带来的径向和轴向载荷者； ②电动机或减速机有一个支点，但釜内设有底轴承，中间轴承或轴封本体设有可以作为支点的轴承，上下组成一对轴支撑者。 无支点机。