機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)-搪玻璃反應(yīng)釜說明書

3000升開式搪玻璃反響釜的設(shè)計(jì)摘要：搪玻璃設(shè)備具有質(zhì)量好、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)資源的節(jié)約、我國經(jīng)濟(jì)開展和石油工業(yè)的開展起著巨大的作用。設(shè)計(jì)一臺(tái)操作容積為3000L的搪玻璃反響釜，全容積為3715L。按照GB150-1998《鋼制壓力容器》，HG2432-2001《搪玻璃設(shè)備技術(shù)條件》，HG/T2371-2003《搪玻璃開式攪拌容器》進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)和驗(yàn)收。容器圓筒的材料為Q235B，工作壓力為0.4MPa，工作溫度為0~200℃；夾套材料為Q235B，工作壓力為0.6MPa，工作溫度為0~200℃。此次設(shè)計(jì)主要進(jìn)行了搪玻璃反響釜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度計(jì)算。進(jìn)行了圓筒壁厚計(jì)算，夾套的壁厚計(jì)算，電動(dòng)機(jī)軸功率校核，攪拌器強(qiáng)度校核，開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算，耳座的校核等。該設(shè)備按JB/T4709-2009進(jìn)行焊接，焊縫進(jìn)行無損探傷。該設(shè)備應(yīng)根據(jù)TSGR0004-2009《固定式壓力容器平安技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》和《壓力容器定期檢驗(yàn)規(guī)那么》的要求定期檢驗(yàn)。關(guān)鍵詞：搪玻璃；反響釜；耐腐蝕Thedesignfor3,000litresopen-cycleglassliningreactionkettleAbstract:Glass-linedequipmentwithgoodquality,corrosionresistance,etc.,resourceconservation,economicdevelopmentandthedevelopmentoftheoilindustryplaysahugerole.Thedesignoperatingglass-linedreactorwithavolumeof3000L,3715Lfullvolume.《Steelpressurevessel》inaccordancewiththeGB150-1998HG2432-2001《glass-linedequipmenttechnicalconditions》,HG/T2371-2003《glass-linedopenmixingvessel》forthedesign,manufacture,inspectionandacceptance.ThematerialofthecontainercylinderQ235B,workingpressureto0.4MPa,theoperatingtemperatureof0to200°C;jacketmaterialforQ235B,workingpressureof0.6MPa,theoperatingtemperatureof0to200°C.Thedesignismainlyforthestructuraldesignandstrengthcalculationofglass-linedreactor.Cylinderwallthickness,thewallthicknessofthejacket,themotorshaftpowercheck,stirrerstrengthcheck,openingreinforcementcalculation,earseatcheck.ThedeviceJB/T4709-2009welding,weldNDT.TheequipmentshouldbebasedontherequirementsoftheTSGR0004-2009《fixed-pressurevesselsafetytechnologytomonitortheprocedures》and《regularpressurevesselinspectionrules》periodicinspection.Keywords:Honingglass;reactionkettle;corrosionresistance.目錄摘要……………………1Abstract………………2緒論……………………5第一章反響釜釜體與傳熱裝置……………………71.1反響釜釜體…………………71.1.1確定反響釜釜體的直徑和高度…………71.1.2確定反響釜夾套的直徑和高度…………81.1.3夾套類型的選擇…………91.1.4夾套圓筒的應(yīng)力計(jì)算……………………91.1.5夾套試驗(yàn)壓力…………101.2確定反響釜內(nèi)筒的材料和壁厚……………111.3封頭、卡子及密封裝置的選擇……………13反響釜的傳遞裝置…………142.1減速裝置…………………142.2電動(dòng)機(jī)根本特性及選用…………………162.3機(jī)架………………………172.3.1機(jī)架的選用原那么………172.4傳動(dòng)軸……………………182.5聯(lián)軸器……………………19反響釜的攪拌裝置…………203.1攪拌器……………………203.1.1攪拌器的選擇…………203.1.2攪拌器的強(qiáng)度計(jì)算……………………213.2攪拌軸……………………243.2.1攬拌軸的材質(zhì)及加工要求……………243.2.2攪拌軸直徑確實(shí)定及強(qiáng)度計(jì)算………24反響釜的軸封裝置………344.1軸封裝置的選用原那么……………………344.2機(jī)械密封原理……………344.3填料密封原理……………354.4機(jī)械密封與填料密封的比照……………354.5機(jī)械密封及其循環(huán)保護(hù)系統(tǒng)的選擇……354.6反響釜耳座的選用計(jì)算…………………36反響釜開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算……………………385.1人孔M的開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算………………385.2溫度計(jì)套管口T的開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算……405.3攪拌孔e的補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算……………………425.4放料口f的補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算……………………44第六章主要技術(shù)要求……………466.1材料方面…………………466.2焊接方面…………………466.3焊縫無損探傷……………46結(jié)語…………………47參考文獻(xiàn)……………48致謝…………………50緒論搪玻璃反響釜是將含高二氧化硅的玻璃，襯在鋼制容器的內(nèi)外表，經(jīng)高溫灼燒而牢固地密著于金屬外表上成為復(fù)合材料制品。所以，它具有玻璃的穩(wěn)定性和金屬強(qiáng)度的雙重優(yōu)點(diǎn)，是一種優(yōu)良的耐腐蝕設(shè)備。搪玻璃反響釜廣泛地應(yīng)用于化工、石油、醫(yī)藥、農(nóng)藥、食品等工業(yè)。搪瓷反響釜技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：使用壓力：0.2---0.4Mpa2、耐酸性：對(duì)各種有機(jī)酸、無機(jī)酸、有機(jī)溶劑均有較好的抗蝕性。如將我廠生產(chǎn)的搪玻璃試樣置于20%HCI溶液中煮沸48h，腐蝕速率為0.9lg/m2.d〔優(yōu)等品指標(biāo)為1.0g/m2.d〕。3、耐堿性：搪玻璃對(duì)堿性溶液抗蝕性較酸溶液差。但將我廠搪玻璃試樣置于1N氫氧化鈉溶液腐蝕，試驗(yàn)溫度80℃時(shí)間48h。腐蝕速率為6.76g/m2.d〔優(yōu)等品指標(biāo)為7.0g/m2.d〕。4、操作溫度：搪玻璃設(shè)備加熱和冷卻時(shí)，應(yīng)緩慢進(jìn)行。我廠制造的搪玻璃設(shè)備使用溫度為0－200℃，耐溫急變性≥200℃。5、瓷層厚度：玻璃設(shè)備的瓷層厚度0.8-2.0mm，搪玻璃設(shè)備附件的瓷層厚度0.6-1.8mm。6、耐壓電：搪玻璃具有良好的絕緣性，當(dāng)搪玻璃在規(guī)定厚度內(nèi)用20KV高頻電火花檢查瓷層時(shí)，高頻電火花不能擊穿瓷層。7、耐沖擊性：玻璃層的內(nèi)應(yīng)力越小，彈性越好，硬度越大，抗彎抗壓強(qiáng)度越高，那么耐沖擊就越好。8搪玻璃設(shè)備的耐溫差急變性是指搪玻璃外表或其反側(cè)的金屬基體經(jīng)受突然溫度急變的性能。搪玻璃設(shè)備耐溫差急變溫度為：冷急變溫度為110℃，熱急變溫度為120℃。本設(shè)計(jì)主要介紹制膠搪玻璃反響釜的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和各個(gè)零件的選型原那么。制膠搪玻璃反響釜的根本結(jié)構(gòu)：反響釜、攪拌裝置、傳動(dòng)裝置、軸封等組成。攪拌裝置由攪拌軸和攪拌器組成，靠攪拌軸傳動(dòng)動(dòng)力，由攪拌器到達(dá)攪拌目的。傳動(dòng)裝置包括電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、機(jī)座、聯(lián)軸器、底座、和活套法蘭等附件，它為攪拌器提供攪拌動(dòng)力和相應(yīng)的條件。軸封裝置為反響釜和攪拌軸間的密封裝置，以封住反響釜體內(nèi)的流體不致泄露。制膠搪玻璃反響釜機(jī)械設(shè)計(jì)的依據(jù)：制膠搪玻璃反響釜機(jī)械設(shè)計(jì)是在工藝設(shè)計(jì)之后進(jìn)行的。工藝設(shè)計(jì)所確定的對(duì)反響釜的工藝要求是機(jī)械設(shè)計(jì)的依據(jù)。反響釜的工藝要求通常包括反響釜的面積、最大工作壓力、工作溫度、工作介質(zhì)、腐蝕情況、傳熱面積、換熱方式、攪拌形勢(shì)、轉(zhuǎn)動(dòng)及速率、接管方位尺寸確實(shí)定等。反響釜中的攪拌器有錨式、框式、漿式、渦輪式，刮板式，組合式，轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可采用擺線針輪減速機(jī)、無級(jí)變速減速機(jī)或變頻調(diào)速等，可滿足各種物料的特殊反響要求。密封裝置可采用機(jī)械密封、填料密封等密封機(jī)構(gòu)。加熱、冷卻可采用夾套、半管、盤管、米勒板等機(jī)構(gòu)，加熱方式有蒸汽、電加熱、導(dǎo)熱油，以滿足耐酸、耐高溫、設(shè)計(jì)磨損、抗腐蝕等不同工作環(huán)境的工藝要求?？筛鶕?jù)用戶工藝要求進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造。制膠搪玻璃反響釜機(jī)械設(shè)計(jì)大體包括：1確定反響釜的結(jié)構(gòu)形式和尺寸；2選擇材料；3計(jì)算強(qiáng)度或穩(wěn)定性；4選擇主要零件；5繪制圖樣；6提出技術(shù)要求。反響釜釜體與傳熱裝置攪拌設(shè)備常被稱作攪拌釜〔或攪拌槽〕，當(dāng)攪拌設(shè)備用作反響器時(shí)，又被稱為攪拌釜式反響器，有時(shí)簡(jiǎn)稱反響釜。釜體的結(jié)構(gòu)型式通常是立式圓筒形，其高徑比值主要依據(jù)操作容器的裝液高徑比以及裝料系數(shù)大小而定。傳熱方式有兩種：夾套式壁外傳熱結(jié)構(gòu)和釜體內(nèi)部蛇管聯(lián)合使用。根據(jù)工藝需要，釜體上還需要安裝各種工藝接管。所以，反響釜釜體和傳熱裝置設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括釜體的結(jié)構(gòu)和局部尺寸、傳熱形式和結(jié)構(gòu)、各種工藝接管的安設(shè)等。1.1反響釜釜體確定反響釜釜體的直徑和高度在攪拌器的操作容積后，首先要選擇筒體適宜的長徑比〔H/Di〕，以確定筒體直接和高度。選擇筒體長徑比主要考慮一下兩方面因素：長徑比對(duì)攪拌功率的影響：在轉(zhuǎn)速不變的情況下，PD5(其中D：攪拌器直徑；P：攪拌功率〕，P隨釜體直徑的增大而增大很多，減小長徑比只能無謂的損耗一些攪拌功率。一次一般情況下，長徑比應(yīng)該大一點(diǎn)。長徑比對(duì)傳熱的影響：當(dāng)容積一定時(shí)H/Di越高越有利于傳熱。長徑比確實(shí)定通常采用經(jīng)驗(yàn)值。表1-1種類罐體物料類型H/Di一般攪拌罐液-固或液-液相物料1-1.3氣-液相物料1-2發(fā)酵罐類在確定反響釜直徑和高度時(shí)，還應(yīng)該根據(jù)反響釜操作時(shí)所允許的裝料程度---裝料系數(shù)η等予以綜合考慮，通常裝料系數(shù)η可取.如果物料在反響過程中產(chǎn)生泡沫或沸騰狀態(tài)，η應(yīng)取較低值，一般為；假設(shè)反響狀態(tài)平穩(wěn)，可取〔物料粘度大時(shí)可取最大值〕。因此，釜體的容積V與操作溶積V0有如下關(guān)系：V=V0/η…………………〔1.1〕選取反響釜裝料系數(shù)η=0.8，由V=V0/η可得設(shè)備容積：V=V0/η=2.97/0.8=3.715對(duì)液-液相類型選取H/Di=1.3，由公式……〔1.2〕將計(jì)算結(jié)果圓整至公稱直徑標(biāo)準(zhǔn)系列，選取筒體直徑Di=1600mm，查JB/T4746-2002，DN=1600mm時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)封頭曲面高度h=400mm，直邊高度h2=25mm，封頭容積Vh=0.5864，內(nèi)外表積Fh=2.9007，由手冊(cè)查得每一米高的筒體容積為，外表積。由公式可知筒體高度…〔1.3〕筒體高度圓整為H=2100mm。于是，復(fù)核結(jié)果根本符合原定范圍。確定反響釜夾套的直徑和高度Dj可根據(jù)罐體內(nèi)徑按下表推薦的數(shù)據(jù)選取。表1.2夾套直徑Dj與罐體直徑Di的關(guān)系〔mm〕Di500~600700~18002000~3000DjDi+50Di+100Di+200對(duì)于筒體內(nèi)徑Di=700~1800mm，夾套內(nèi)徑Dj=Di+100，因此Dj=1600+100=1700mm，符合壓力容器公稱直徑系列。按式……………〔1.4〕取夾套高度Hj=1200mm，那么夾套頂部與釜體法蘭間應(yīng)留有足夠的距離：這樣便于筒體法蘭拆裝。驗(yàn)算夾套傳熱面積：〔查化工設(shè)備根底16-516-6得〕夾套傳熱面積符合傳熱要求。符號(hào)說明—厚度附加量—鋼板或鑄鐵件厚度的負(fù)偏差—夾套的腐蝕余量—夾套的內(nèi)直徑—夾套的外直徑〔〕—計(jì)算壓力—夾套的最大允許工作壓力—夾套的計(jì)算厚度—夾套的有效厚度—夾套的名義厚度—設(shè)計(jì)溫度下圓通材料的需用應(yīng)力—焊接接頭系數(shù)—設(shè)計(jì)溫度下材料的彈性模量—許用外壓力—容器筒體的實(shí)際壁厚,—夾套筒體、封口錐或通道的實(shí)際壁厚，夾套類型的選擇U型整體夾套，采用封口錐方式與筒體連接夾套的最高工作壓力夾套的材料為Q235 B，許用應(yīng)力夾套的最高工作壓力夾套的壁厚的計(jì)算所以夾套圓筒的厚度圓整為。夾套圓筒的應(yīng)力計(jì)算夾套圓筒的有效厚度的計(jì)算的計(jì)算圓筒的應(yīng)力計(jì)算所以應(yīng)力強(qiáng)度符合要求。夾套圓筒的最大允許工作壓力所以夾套圓筒的最大允許工作壓力符合要求[1]。夾套試驗(yàn)壓力夾套的水壓試驗(yàn)所以夾套水壓試驗(yàn)壓力為0.75。夾套壓力試驗(yàn)前的應(yīng)力校核壓力試驗(yàn)前，應(yīng)按下式校核夾套應(yīng)力：液壓試驗(yàn)時(shí)，滿足所以夾套試驗(yàn)前得應(yīng)力校核滿足要求。夾套橢圓形封頭的計(jì)算設(shè)計(jì)溫度下標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭的計(jì)算厚度的計(jì)算那么夾套橢圓形封頭厚度圓整為。有效厚度的計(jì)算所以夾套封頭厚度符合要求。夾套橢圓形封頭最大允許工作壓力的計(jì)算所以夾套橢圓形封頭最大允許工作壓力符合要求。封口錐所以封口錐的厚度符合要求。封口錐厚度應(yīng)等于或大于某相接的夾套筒體壁厚那么取等于。1.2確定反響釜內(nèi)筒的材料和壁厚筒體材料的選用要根據(jù)所給相關(guān)數(shù)據(jù)來選取，材料Q235-B的設(shè)計(jì)壓力P≤1.6MP，使用溫度為0~350℃，用于殼體時(shí)，鋼板厚度不大于20mm，不可用于毒性強(qiáng)度為高度和極危害介質(zhì)的壓力容器，還根據(jù)本次設(shè)計(jì)要求，選Q235-B，筒體受內(nèi)壓，取設(shè)計(jì)壓力0.4MP，設(shè)計(jì)溫度為200℃。符號(hào)說明—厚度附加量—鋼板或鑄鐵件厚度的負(fù)偏差—筒體的腐蝕余量—筒體的內(nèi)直徑—封頭曲面深度—筒體的外直徑〔〕—計(jì)算壓力—筒體的最大允許工作壓力—筒體的計(jì)算厚度—筒體的有效厚度—筒體的名義厚度—設(shè)計(jì)溫度下圓通材料的需用應(yīng)力—焊接接頭系數(shù)—系數(shù)，查GB150圖6—1~表6—9—系數(shù)，查圖6—3~圖6—10.—設(shè)計(jì)溫度下材料的彈性模量—圓筒計(jì)算長度—許用外壓力內(nèi)壓圓筒壁厚的計(jì)算的計(jì)算公式適用范圍所以該公式適用內(nèi)壓圓筒的計(jì)算厚度假設(shè)令外壓圓筒的計(jì)算與校核查GB150得使用下面方法進(jìn)行外壓圓筒的計(jì)算假設(shè)，那么=橢圓直邊段之間的長度加上曲面深度的那么由，、查得：外壓或軸向受壓圓筒和管子集合參數(shù)計(jì)算圖外壓圓筒、管子和球殼厚度計(jì)算圖。許用外壓力的計(jì)算那么假設(shè)成立，取圓筒的。1.3封頭、卡子及密封裝置的選擇封頭的選擇橢圓形封頭是由半個(gè)橢球面和短圓筒組成，直邊段的作用是防止封頭和圓筒的連接焊縫處出現(xiàn)經(jīng)向曲率半徑突變，以改善焊縫的受力狀況。由于封頭的橢球局部經(jīng)線曲率變化平滑連續(xù)，故應(yīng)力分布比擬均勻，且橢圓形封頭深度較半球形封頭小得多，易于沖壓成型，適合中、低壓容器。故該搪玻璃反響釜選用橢圓形封頭?？ㄗ拥倪x型根據(jù)HG/T2054-2007《搪玻璃設(shè)備卡子》規(guī)定，A型卡子適用于設(shè)計(jì)溫度高于-20℃~200℃，設(shè)計(jì)壓力小于等于1.0MPa的搪玻璃設(shè)備，該設(shè)備選用法蘭高度為110mm。那么h3=110mm，所以選用卡子的型號(hào)為AM20[15]。密封裝置的選用密封主要有兩種：填料密封和機(jī)械密封。本設(shè)備選用機(jī)械密封。機(jī)械密封是把轉(zhuǎn)軸的密封面從軸向改為徑向，通過動(dòng)環(huán)和靜環(huán)兩個(gè)端面的相互貼合，并做相對(duì)運(yùn)動(dòng)到達(dá)密封的裝置，又稱端面密封。機(jī)械密封的泄漏率低，密封性能可靠，功耗小，使用壽命長，在攪拌反響器中得到廣泛使用。故本設(shè)備選用機(jī)械密封作為密封裝置。反響釜的傳遞裝置反響釜的傳動(dòng)裝置包括電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、機(jī)架、傳動(dòng)軸、傳動(dòng)軸聯(lián)軸器、攪拌釜內(nèi)聯(lián)軸器、活套法蘭、安裝底蓋、攪拌軸軸封等。反響釜的長動(dòng)裝置通常設(shè)置在反響釜的頂蓋〔上封頭〕上，一般采用立式布置電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速機(jī)將轉(zhuǎn)速減至工藝要求的攪拌轉(zhuǎn)速，再通過聯(lián)軸器帶動(dòng)攪拌軸轉(zhuǎn)速，從而帶動(dòng)攪拌器轉(zhuǎn)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)與減速機(jī)配套使用，減速機(jī)下設(shè)置一機(jī)架，安裝在反響釜的封頭上?？紤]到傳動(dòng)裝置與軸封裝置安裝時(shí)要求保持一定的同心度以及裝卸檢修的方便，常在機(jī)架下安裝一個(gè)安裝底蓋，還在上封頭的開口處安裝一個(gè)活套法蘭。2.1減速裝置主要形式：目前我國已公布的標(biāo)準(zhǔn)釜用立式減速機(jī)，有擺線針齒行星減速機(jī)、兩級(jí)齒輪減速機(jī)、三角皮帶減速機(jī)和諧波減速機(jī)四種。擺線針齒星減速機(jī)：減速比87~9，轉(zhuǎn)速16~160r/min,功率0.6~30kw。特點(diǎn)是傳動(dòng)效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，拆裝方便，壽命長，承載能力高，工作平穩(wěn)，允許正反轉(zhuǎn)。兩級(jí)齒輪減速機(jī)：為兩級(jí)同中心距并流式斜齒輪減速傳動(dòng)裝置。減速比11.6~5.63，轉(zhuǎn)速125~250r/min，功率0.6~30Kw。體積小，效率高，制造本錢低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝配檢修方便，可以正反轉(zhuǎn)。三角皮帶減速機(jī)：?jiǎn)渭?jí)三角皮帶傳動(dòng)的減速裝置。減速比4.53~2.9，轉(zhuǎn)速320~550r/min，功率0.6~5.5Kw。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，過載打滑，起保護(hù)作用，允許反轉(zhuǎn)。諧波減速機(jī)：減速比359~90，轉(zhuǎn)速4~16r/min，功率0.6~13Kw。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，承載能力高，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，封閉性好，可用于有防爆要求的場(chǎng)合。查標(biāo)準(zhǔn)《攪拌傳動(dòng)裝置系統(tǒng)組合、選用及技術(shù)要求》〔HG21563-1995〕以及《釜用立式減速機(jī)》，按照攪拌功率和轉(zhuǎn)速選擇擺線針齒行星減速機(jī)，攪拌轉(zhuǎn)速為85r/min，功率為5.5kw，查標(biāo)表可知，選用機(jī)型號(hào)為3，減速比為17的擺線針齒行星減速機(jī)，其傳動(dòng)效率為0.9。標(biāo)定符號(hào)為:BLD3-3-17。表2.1釜用立式減速機(jī)的根本特性特性減速機(jī)類型擺線針齒行星減速機(jī)兩級(jí)齒輪減速機(jī)三角皮帶減速機(jī)諧波減速機(jī)減速比范圍87-911-64.5-3360-90輸出軸轉(zhuǎn)速范圍r/min，(配用四級(jí)電動(dòng)機(jī))16-100125-250320-5004-16功率范圍kw0.6-300.6-300.6-13效率0.930.91大于0.83主要特點(diǎn)本機(jī)為利用少齒內(nèi)嚙合行星傳動(dòng)的減速裝置，減速比大，壽命長，故障少，裝拆方便，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，與同功率的渦輪減速機(jī)相比，效率高而體積可小一半左右:有取代渦輪減速機(jī)的趨向。本機(jī)為兩級(jí)同中心距斜齒輪傳動(dòng)的減速裝置，傳動(dòng)比準(zhǔn)確，壽命長。本機(jī)為單級(jí)三角皮帶傳動(dòng)的減速裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，過載時(shí)會(huì)產(chǎn)生打滑現(xiàn)象，因此能起平安保護(hù)作用，但由于皮帶滑動(dòng)不能保持精確的傳動(dòng)比。本NL為利用行星輪為柔輪的少齒差內(nèi)嚙合行星傳動(dòng)的減速裝置,減速比可很大。特性參數(shù)功率、按輸出軸軸頸面分的機(jī)型號(hào)、減速比中心距三角皮帶型號(hào)、根數(shù)柔輪分度圓直徑應(yīng)用條件對(duì)過載和沖擊載荷有較強(qiáng)承受能力，可短期過載75%，允許正反旋轉(zhuǎn)，可用于有防爆要求的車間，與電動(dòng)機(jī)直聯(lián)供給允許正反旋轉(zhuǎn)，應(yīng)采用夾殼聯(lián)軸器或彈性塊式聯(lián)軸器與攪抖軸連接，不允許承受外加軸向載荷，適用于連續(xù)攪拌的化工設(shè)備，可用于有防爆要求的車間.與電動(dòng)機(jī)直聯(lián)供給允許正反旋轉(zhuǎn)，一般以夾殼聯(lián)軸器與攪拌軸連接，攪拌器重量可由本機(jī)承受，不能用于有防爆要求的車問，適用于連純攪拌的化工設(shè)備可不需多級(jí)傳動(dòng)而用十轉(zhuǎn)速低級(jí)的攪拌傳動(dòng)裝置，可用于有防爆要求的車間標(biāo)定符號(hào)BLD功率-機(jī)型號(hào)-減速比BLY機(jī)型號(hào)-減速比-功率LC-中心距-順序號(hào)P三角皮帶型弓根數(shù)-順序號(hào)XB柔輪分度圓直徑-順序號(hào)標(biāo)準(zhǔn)圖號(hào)HG5-744-78HG5-745-78HG5-746-78HG5-747-78注:電動(dòng)機(jī)假設(shè)采用AJ02(防爆型)型時(shí)，在標(biāo)定符號(hào)前加“A"字樣，對(duì)BJ02(隔爆型)加“B”字樣，對(duì)J02型電動(dòng)機(jī)那么不加寫代號(hào)。2.2電動(dòng)機(jī)的根本特性及選用通常電動(dòng)機(jī)與減速及配套供給，設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)反響器應(yīng)配電機(jī)功率、轉(zhuǎn)速、安裝形式及防爆要求，選擇電動(dòng)機(jī)及配套的減速機(jī)。電動(dòng)機(jī)的軸功率校核符號(hào)說明—軸封處摩擦損耗功率,—攪拌軸功率,—電動(dòng)機(jī)計(jì)算功率,—傳動(dòng)效率軸封處摩擦損耗功率的計(jì)算由于該填料密封采用單端面密封那么攪拌軸功率的計(jì)算其中攪拌介質(zhì)選擇乳膠聚合那么電動(dòng)機(jī)計(jì)算功率的計(jì)算由傳動(dòng)類型為擺線針輪行星傳動(dòng)，那么傳動(dòng)裝置各零部件的傳動(dòng)效率。那么圓整為2.3機(jī)架機(jī)架的選用原那么具備以下條件之一者，可選用單支點(diǎn)機(jī)架:①減速機(jī)輸出軸側(cè)的軸承作為一個(gè)支點(diǎn)者;②設(shè)置底軸承，作為一個(gè)支點(diǎn)者:⑧在攪拌容器內(nèi)設(shè)置中間軸承，并能作為一個(gè)支點(diǎn)者。本設(shè)計(jì)中以減速機(jī)輸出軸側(cè)的軸承作為一個(gè)支點(diǎn)者，應(yīng)選用單支點(diǎn)機(jī)架。為了與標(biāo)準(zhǔn)配合，傳動(dòng)軸的軸徑選用d=80mm，參考標(biāo)準(zhǔn)〔HG21566-95《攪拌傳動(dòng)裝置-單支點(diǎn)機(jī)架》〕，選用機(jī)架公稱直徑為300mm,B型單支點(diǎn)機(jī)架。結(jié)構(gòu)如以下圖:具體尺寸表:表2.2機(jī)架尺寸表mm查表可知:傳動(dòng)軸軸徑d=80mm時(shí)，機(jī)架的公稱直徑取300mm,D1=320mm,D2=400mm,D3=445mm,D4=495mm,D5=530mm,H=1040mm,H1=399mm,螺栓數(shù)量為12-M22,軸承型號(hào)46219，機(jī)架質(zhì)量137kg,又由表查得:單支點(diǎn)機(jī)架的支點(diǎn)軸承間距L=690mm。機(jī)架的標(biāo)記為:HG21566-1995機(jī)架B300-80。2.4傳動(dòng)軸為了與標(biāo)準(zhǔn)配合，傳動(dòng)軸的軸徑選用d=80mm，材料為Q235-B，并且在軸的外外表加一玻璃層，以提高其耐腐蝕性。傳動(dòng)軸采用上裝式，傳動(dòng)軸釜外軸頭形式為D型，即釜外聯(lián)軸器為帶短節(jié)聯(lián)軸器。傳動(dòng)軸釜外軸頭形式如下:查表可知:傳動(dòng)軸軸徑d=80mm，上端軸徑d1=65mm,釜內(nèi)軸長L=550mm,下端軸徑d2=80mm。傳動(dòng)軸的標(biāo)記為:HG21568-1995BSD300-80/550-Q235-B。2.5聯(lián)軸器帶短節(jié)聯(lián)軸器用于攪拌機(jī)傳動(dòng)裝置的減速機(jī)輸出軸與傳動(dòng)軸的連接，并在拆卸聯(lián)軸器的短節(jié)之后，能在不撤除減速機(jī)和機(jī)架的條件下，裝拆機(jī)架的中間支點(diǎn)、軸承箱和軸封。因此釜外聯(lián)軸器選用帶短節(jié)聯(lián)軸器。查表《帶短節(jié)聯(lián)軸器的形式及與機(jī)架、傳動(dòng)軸的配套》可選用B型帶短節(jié)聯(lián)軸器。如以下圖:帶短節(jié)聯(lián)軸器軸孔與軸的配合代號(hào)為H7/m6。減速機(jī)輸出軸的軸孔直徑，即上半聯(lián)軸孔徑為80mm，傳動(dòng)軸的上端軸孔，即下半聯(lián)軸孔徑直徑為65mm，材料為ZG270-500的B型帶短節(jié)聯(lián)軸器，其標(biāo)記為:HG21569.1-95聯(lián)軸器B90/75-ZG。第三章反響釜的攪拌裝置攪拌裝置由攪拌器、攪拌軸及其支撐組成。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)攪拌軸上的攪拌器以一定的方向和轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，使靜止的流體形成對(duì)流循環(huán)，并維持一定的湍流強(qiáng)度，從而到達(dá)加強(qiáng)混合、提高傳熱和傳質(zhì)速率的目的。3.1攪拌器攪拌器又稱攪拌槳或攪拌葉輪，是攪拌反響器的關(guān)鍵部件，其功能是提供過程所需的能量和適宜的流動(dòng)狀態(tài)。其類型分為:推進(jìn)式、漿式、渦輪式、錨式、框式、螺桿式、螺帶式等，攪拌器選型時(shí)，主要考慮:具有顯著的攪拌效果，特別是對(duì)多相反響。攪拌所消耗的能量應(yīng)盡可能小。保證從反響器壁或侵入式熱交換裝置到反映混合物能有高的給熱系數(shù)。3.1.1攪拌器的選擇按攪拌器類型和適用條件選型:對(duì)低粘度流體的混合，推進(jìn)式攪拌器由于循環(huán)能力強(qiáng)，動(dòng)力消耗小，可應(yīng)用到很大容積的釜中;渦輪式攪拌器應(yīng)用最廣，各種攪拌操作都適用，但流體粘度不超過50Pa}s;槳式攪拌器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在小容積的流體混合幣應(yīng)用較廣，對(duì)大容積的流體混合，那么循環(huán)能力缺乏;對(duì)于高粘度流體的混合以錨式、框式、螺桿式、螺帶式更為適宜。本設(shè)計(jì)的攪拌器選擇不帶擋板的框式攪拌器。表4-1攪拌器型試選擇攪拌器型式流動(dòng)狀態(tài)攪拌目的攪拌容器容積/m3轉(zhuǎn)速范圍/(r/min)最高粘度/(Pa.s)對(duì)流循環(huán)湍流擴(kuò)散剪切流低粘度混合高粘度液混合反響分散溶解固體懸浮氣體吸收結(jié)晶傳熱液相反響渦輪式●●●●●●●●●●●●1-10010-30050槳式●●●●●●●●●●1-10010-30050推進(jìn)式●●●●●●●●●1-100010-5002折葉開啟渦輪式●●●●●●●●1-100010-30050布魯馬●●●●●●●1-10010-30050金式錨式●●●1-1001-100100螺桿式●●●1-500.5-50100螺帶式●●●1-500.5-50100注:有●者為可用:空白者不詳或不合用。3.1.2攪拌器的強(qiáng)度計(jì)算符號(hào)說明—攪拌器強(qiáng)度計(jì)算時(shí)的設(shè)計(jì)功率，—每個(gè)槳葉強(qiáng)度計(jì)算時(shí)設(shè)計(jì)功率,—軸上相同攪拌器的層數(shù)—攪拌器的槳葉數(shù)，選擇的是框式攪拌器，那么槳葉數(shù)為4—I-I斷面上彎矩,—由扭矩在I-I斷面上增加的彎矩,—I-I斷面上的扭矩,—I-I斷面的抗彎截面系數(shù)—I-I斷面彎曲應(yīng)力,—槳葉的厚度圖1框式攪拌器攪拌器強(qiáng)度計(jì)算時(shí)的設(shè)計(jì)功率每個(gè)槳葉強(qiáng)度計(jì)算時(shí)設(shè)計(jì)功率框式攪拌器I-I斷面上彎矩的計(jì)算槳葉垂直方向懸臂高度查表得：槳葉總高度攪拌器半徑攪拌器葉根半徑那么槳葉垂直方向懸臂高度H1按一下公式計(jì)算：攪拌器橫梁寬度中心線至橢圓形葉寬中心線的距離按下式計(jì)算：[3]。系數(shù)a的計(jì)算I-I斷面上的扭矩的計(jì)算由扭矩在I-I斷面上增加的彎矩按的計(jì)算I-I斷面的抗彎截面系數(shù)的計(jì)算I-I斷面彎曲應(yīng)力所以I-I斷面彎曲應(yīng)力符合要求?？蚴綌嚢杵?2\*ROMANII-=2\*ROMANII斷面的計(jì)算=2\*ROMANII-=2\*ROMANII斷面的彎矩=2\*ROMANII-=2\*ROMANII斷面上的彎曲應(yīng)力=2\*ROMANII-=2\*ROMANII斷面的抗彎斷面模數(shù)=2\*ROMANII-=2\*ROMANII斷面上的彎曲應(yīng)力應(yīng)滿足：所以=2\*ROMANII-=2\*ROMANII斷面上的彎曲應(yīng)力符合要求[7]。3.2攪拌軸3.2.1攬拌軸的材質(zhì)及加工要求攪拌軸工作時(shí)，主要受扭轉(zhuǎn)、彎曲和沖擊作用，故對(duì)軸的材質(zhì)應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度和韌性。本設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速較低，攪拌軸可用合金鋼Q235-B，又因?yàn)樵O(shè)計(jì)中介質(zhì)的腐蝕性較強(qiáng)，外加一層搪玻璃層以提高攪拌軸的耐腐蝕性。攪拌軸直徑確實(shí)定及強(qiáng)度計(jì)算符號(hào)說明—懸臂軸兩支點(diǎn)間〔跨間〕的距離，；—設(shè)計(jì)最終確定的實(shí)心軸軸徑或空心軸外徑，；—設(shè)計(jì)最終確定的密封部位實(shí)心軸軸徑或空心軸外徑，；—按扭轉(zhuǎn)變形計(jì)算的傳動(dòng)側(cè)軸承處實(shí)心軸軸徑或空心軸外徑，；—按強(qiáng)度計(jì)算的懸臂軸攪拌側(cè)軸承處實(shí)心軸軸徑或空心軸外徑；強(qiáng)度計(jì)算的單跨軸跨間段實(shí)心軸軸徑或空心軸外徑，；—懸臂軸跨間段實(shí)心軸軸徑或空心軸外徑，；—懸臂軸段跨間段實(shí)心軸軸徑或空心軸外徑，；—軸材料的彈性模量，；—攪拌軸及各層圓盤〔攪拌器及附件〕組合重心處的許用偏心距；—攪拌軸及各層圓盤〔攪拌器及附件〕組合重心處質(zhì)量偏心引起的離心力，；—第個(gè)攪拌器上的流體徑向力，；—軸材料剪切彈性模量，(合金鋼)—懸臂軸跨間軸段的慣性矩，；—懸臂軸懸臂軸段〔實(shí)心或空心〕的慣性矩，；—1～個(gè)圓盤〔攪拌器及附件〕的每個(gè)圓盤懸臂長度〔對(duì)于懸臂軸〕或1～個(gè)圓盤〔攪拌器及附件〕的每個(gè)圓盤至傳動(dòng)側(cè)軸承的距離〔對(duì)于單跨軸〕，；—攪拌軸及各層圓盤〔攪拌器及附件〕組合重心離攪拌側(cè)軸承的距離〔對(duì)于懸臂軸〕或攪拌軸及各層圓盤〔攪拌器及附件〕組合重心離傳動(dòng)側(cè)軸承的距離〔對(duì)于單跨軸〕，；—軸上彎矩總和，；—由軸向推力引起作用于軸的彎矩，；—按傳動(dòng)裝置的效率計(jì)算的攪拌軸傳遞扭矩，；—軸傳遞的最大轉(zhuǎn)矩，—由徑向力引起作用于軸的彎矩，；—固定在攪拌軸上的圓盤〔攪拌器及附件〕數(shù)；、……—圓盤〔攪拌器及附件〕1、2……的質(zhì)量，；、……—圓盤〔攪拌器及附件〕1、2……的有效質(zhì)量，；—懸臂軸段軸的質(zhì)量—懸臂軸段軸的有效質(zhì)量，；—懸臂軸及各層圓盤〔攪拌器及附件〕的組合質(zhì)量，；—空心軸內(nèi)徑與外徑的比值；—軸的轉(zhuǎn)速，；—軸的一階臨界轉(zhuǎn)速，；—電動(dòng)機(jī)額定功率，；5.5—軸封處摩擦損耗功率，；—設(shè)備內(nèi)的設(shè)計(jì)壓力，；—相當(dāng)質(zhì)量的折算點(diǎn)；—傳動(dòng)側(cè)軸承游隙，；—懸臂軸攪拌側(cè)軸承或單跨軸末端軸承游隙，；—單跨軸段或懸臂軸段軸有效質(zhì)量的相當(dāng)質(zhì)量，；、……—、……的相當(dāng)質(zhì)量，；—在點(diǎn)所有相當(dāng)質(zhì)量的總和，；—攪拌軸軸線與安裝垂直線的夾角，〔°〕—第個(gè)攪拌器葉片傾斜角〔°〕—軸的扭轉(zhuǎn)角，；—由軸承徑向游隙引起在軸上離軸承距離處的徑向位移，；—由流體徑向作用力引起在軸上離軸承距離處的徑向位移；—由組合質(zhì)量偏心引起在軸上離軸承處產(chǎn)生的徑向位移，；—離軸承距離處軸的徑向總位移，；—懸臂軸段慣性矩與跨間軸段慣性矩的比值—攪拌物料的密度，；—軸材料的密度，；—軸上所有攪拌器其對(duì)應(yīng)編號(hào)之和?！獋鲃?dòng)裝置效率，0.9按扭轉(zhuǎn)變形計(jì)算攪拌軸的軸徑攪拌軸受轉(zhuǎn)矩和彎矩的聯(lián)合作用，扭轉(zhuǎn)變形過大會(huì)造成軸的振動(dòng)，使軸封失效，因圖2攪拌軸受力圖此應(yīng)將軸單位長度最大扭轉(zhuǎn)角限制在允許的范圍內(nèi)，軸轉(zhuǎn)矩的剛度條件為軸傳遞的最大轉(zhuǎn)矩的計(jì)算空心軸內(nèi)徑與外徑的比值的計(jì)算攪拌軸直徑的計(jì)算—許用扭轉(zhuǎn)角，對(duì)于懸臂梁。故攪拌軸的直徑為那么取符合要求。按臨界轉(zhuǎn)速校核攪拌軸的直徑攪拌軸有效質(zhì)量的計(jì)算對(duì)于帶框式攪拌器的剛性軸，其有效質(zhì)量等于軸自身的質(zhì)量。懸臂軸兩支點(diǎn)間距離的計(jì)算第一個(gè)攪拌器懸臂長度的計(jì)算攪拌軸的有效質(zhì)量的計(jì)算合金鋼那么：對(duì)于懸臂軸圓盤有效質(zhì)量的計(jì)算①柔性軸以及帶錨式和框式攪拌器的剛性軸的圓盤有效質(zhì)量等于圓盤自身的質(zhì)量，即：②軸及攪拌器的有效質(zhì)量在點(diǎn)的等效質(zhì)量之和的計(jì)算③慣性矩的計(jì)算④一階臨界轉(zhuǎn)速的計(jì)算合金彈性模量那么那么所以臨界轉(zhuǎn)速符合要求按強(qiáng)度計(jì)算攪拌軸的直徑軸上扭矩的計(jì)算徑向力引起的軸上彎矩的計(jì)算流體徑向力系數(shù)的計(jì)算式中—根本流體徑向力系數(shù)，—物料粘度修正系數(shù)—攪拌容器內(nèi)平直擋板數(shù)的修正系數(shù)—攪拌器偏心安裝的修正系數(shù)—攪拌容器內(nèi)件的修正系數(shù)攪拌器功率產(chǎn)生的扭矩的計(jì)算攪拌器上的流體徑向力的計(jì)算—攪拌器的直徑，，查標(biāo)準(zhǔn)得，那么：攪拌軸與各層攪拌器的組合質(zhì)量的計(jì)算攪拌軸及各層圓盤〔攪拌器及附件〕組合重心處許用偏心距的計(jì)算平衡精度等級(jí)，取那么：攪拌軸與攪拌器質(zhì)量偏心引起的離心力的計(jì)算—對(duì)剛性軸初值取0.5那么：對(duì)于懸臂軸攪拌軸與各層攪拌器組合重心離軸承的距離的計(jì)算徑向力引起的軸上彎矩的計(jì)算軸上扭矩和彎矩同時(shí)作用時(shí)的當(dāng)量扭矩的計(jì)算的粗略計(jì)算當(dāng)或軸上所有攪拌器時(shí)，取那么軸上扭矩和彎矩同時(shí)作用時(shí)的當(dāng)量扭矩的計(jì)算軸材料的許用剪切應(yīng)力的計(jì)算—軸材料的抗拉強(qiáng)度，受強(qiáng)度控制的軸徑的計(jì)算MA的精確計(jì)算按上述粗略求得后，再按下述方法求精確計(jì)算段長度的計(jì)算回轉(zhuǎn)半徑的計(jì)算軸承型式系數(shù)軸的壓縮屈服限回轉(zhuǎn)半徑由于那么當(dāng)量長度為的軸與攪拌器重力總和的計(jì)算作用在攪拌軸上的軸向合力的計(jì)算—流體作用在攪拌器的軸向推力，由軸向推力引起作用于軸上的彎矩按下式計(jì)算那么返回重新取軸上彎矩總和按下式計(jì)算軸上扭矩和彎矩同時(shí)作用是的當(dāng)量扭矩按下式計(jì)算受強(qiáng)度控制的軸徑按下式計(jì)算那么取符合要求。按軸封處允許徑向位移驗(yàn)算軸徑由軸徑，軸承型式為滾動(dòng)軸承那么軸承徑向游隙為對(duì)于懸臂軸，因軸承徑向游隙,所引起的軸上任意點(diǎn)離軸承距離位移的計(jì)算由流體徑向作用所引起的軸上任意點(diǎn)離軸承處位移的計(jì)算其中懸臂軸段慣性矩與跨間軸段慣性矩比值那么由攪拌軸與攪拌器組合質(zhì)量偏心引起的離心力在軸上任意點(diǎn)離軸承距離處產(chǎn)生的位移的計(jì)算由對(duì)于剛性軸總位移按下式計(jì)算查得：驗(yàn)算應(yīng)滿足以下條件符合要求。第四章反響釜的軸封裝置反響釜中介質(zhì)的泄漏會(huì)造成物料浪費(fèi)并污染環(huán)境，易燃、易爆、劇毒、腐蝕，介質(zhì)的泄漏會(huì)危及人身平安和設(shè)備平安，因此選擇合理的密封裝置是非常重要的，為了防止介質(zhì)從傳動(dòng)軸與封頭之間的間隙泄漏而設(shè)置的密封裝置為軸封裝置。4.1軸封裝置的選用原那么機(jī)械密封:機(jī)械密封是一種旋轉(zhuǎn)機(jī)械的油封裝置。比方離心泵、離心機(jī)、反響釜和壓縮機(jī)等設(shè)備。由于傳動(dòng)軸貫穿在設(shè)備內(nèi)外，這樣，軸與設(shè)備之間存在一個(gè)圓周間隙，設(shè)備中的介質(zhì)通過該間隙向外泄露，如果設(shè)備內(nèi)壓力低于大氣壓，那么空氣向設(shè)備內(nèi)泄露，因此必須有一個(gè)阻止泄露的軸封裝置。軸封的種類很多，由于機(jī)械密封具有泄漏量少和壽命長等優(yōu)點(diǎn)，所以當(dāng)今世界上機(jī)械密封是在這些設(shè)備最主要的軸密封方式。機(jī)械密封又叫端面密封，在國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中是這樣定義的:“由至少一對(duì)垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面在流體壓力和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)彈力(或磁力)的作用以及輔助密封的配合下保持貼合并相對(duì)滑動(dòng)而構(gòu)成的防止流體泄漏的裝置?！雹倜芊饨橘|(zhì)為易燃、易爆、有毒物料，可選機(jī)械密封，介質(zhì)壓力高時(shí)(>0.6Mpa)，選用平衡型雙端面機(jī)械密封;介質(zhì)壓力低時(shí)(<0.6Mpa)選用非平衡型雙端面機(jī)械密封或非平衡性單端面密封。②被密封介質(zhì)為一般物料，選用單端面機(jī)械密封，介質(zhì)壓力高時(shí)(>0.6Mpa)，選用平衡型機(jī)械密封;介質(zhì)壓力低時(shí)(<0.6Mpa)，選用非平衡型機(jī)械密封。③密封要求高時(shí)，攪拌軸和傳動(dòng)軸承受較大的徑向力時(shí)，應(yīng)選用帶內(nèi)置軸承的機(jī)械密封，但機(jī)械密封的內(nèi)置軸承不能作為軸的支點(diǎn)。④機(jī)械密封的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度T>80℃時(shí)，攪拌軸的圓周線速度v>1.5m/s時(shí)，機(jī)械密封應(yīng)配置循環(huán)保護(hù)系統(tǒng)。(按HG21572-95)填料密封:填料密封又稱為壓緊填料(GlandPackings〕密封，俗稱盤根密封。盤根密封是最古老的一種密封結(jié)構(gòu)，在我國古代的提水機(jī)械中，就是用填塞棉紗的方法來堵住泄漏的，世界上最早出現(xiàn)的蒸汽機(jī)也是采用這種密封形式的。而19世紀(jì)石油和天然氣開采技術(shù)的生產(chǎn)與開展，使填料密封的材料有了新的開展。到了20世紀(jì)，填料密封因其結(jié)構(gòu)比擬簡(jiǎn)單，價(jià)格不貴，來源廣泛而獲得許多工業(yè)部門的青睞。填料密封主要用于機(jī)械行業(yè)中的過程機(jī)器和設(shè)備運(yùn)動(dòng)局部等動(dòng)密封，比方離心泵、壓縮機(jī)、真空泵、攪拌機(jī)、反響釜的轉(zhuǎn)軸密封和往復(fù)泵、往復(fù)式壓縮機(jī)的柱塞或活塞桿，以及做螺旋運(yùn)動(dòng)閥門的閥桿與固定機(jī)體之間的密封。①被密封介質(zhì)為一般物料，介質(zhì)壓力中等，選用填料密封。②介質(zhì)壓力低，密封要求不高時(shí)，選用一般石棉或浸漬石棉填料的填料密封箱。③介質(zhì)壓力中等，密封要求較高時(shí)，選用高性能填料并組配循環(huán)保護(hù)系統(tǒng)中的流程圖。4.2機(jī)械密封原理當(dāng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，攪拌軸帶動(dòng)彈簧座、彈簧墊板、動(dòng)環(huán)等零件一起旋轉(zhuǎn)。由于彈簧力的作用，動(dòng)環(huán)緊緊壓在靜環(huán)上，靜環(huán)靜止不動(dòng)，這樣動(dòng)環(huán)和靜環(huán)相接觸的環(huán)形斷面就阻止了介質(zhì)的泄漏。4.3填料密封原理填料裝入填料腔以后，經(jīng)壓蓋螺絲對(duì)它作軸向壓縮，當(dāng)軸與填料有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于填料的塑性，使它產(chǎn)生徑向力，并與軸緊密接觸。與此同時(shí)，填料中浸漬的潤滑劑被擠出，在接觸面之間形成油膜。由于接觸狀態(tài)并不是特別均勻的，接觸部位便出現(xiàn)“邊界潤滑”狀態(tài)，稱為“軸承效應(yīng)”;而未接觸的四部形成小油槽，有較厚的油膜，接觸部位與非接觸部位組成一道不規(guī)那么的迷宮，起阻止液流泄漏的作用，此稱“迷宮效應(yīng)”。這就是填料密封的機(jī)理。顯然，良好的密封在于維持“軸承效應(yīng)”和“迷宮效應(yīng)”。也就是說，要保持良好的潤滑和適當(dāng)?shù)膲壕o。假設(shè)潤滑不良，或壓得過緊都會(huì)油膜中斷，造成填料與軸之間出現(xiàn)干摩擦，最后導(dǎo)致燒軸和出現(xiàn)嚴(yán)重磨損。為此，需要經(jīng)常對(duì)填料的壓緊程度進(jìn)行調(diào)整。以便填料中的潤滑劑在運(yùn)行一段時(shí)間流失之后，再擠出一些潤浴劑，同時(shí)補(bǔ)償填料因體積變化所造成的壓緊力松弛。顯然，這樣經(jīng)常擠壓填料，最終將使浸漬枯竭，所以定期更換填料是必要的。此外，為了維持液膜和帶走摩擦熱，有意讓填料處有少量泄露也是必要的。4.4機(jī)械密封與填料密封的比照密封可靠，在較長的試用期中不會(huì)泄露，清潔，無死角，可以防止雜菌污染。使用壽命長，正確選擇摩擦負(fù)荷比壓的機(jī)械密封可以使用2-5年，最長有用到9年。維修周期長，在正常的使用情況下，不需要維修。軸或軸套不受磨損。摩擦功耗少，一般約為填料密封的10%-15%。機(jī)械密封對(duì)軸精度和光潔度沒有填料密封要求那么嚴(yán)格，對(duì)旋轉(zhuǎn)軸的振擺和軸對(duì)殼體孔的偏移不敏感，對(duì)軸的震動(dòng)敏感性小。適用范圍廣，能適用低溫，高溫，高真空，高壓，各種轉(zhuǎn)速以及腐蝕性，磨損性，易燃，易爆，有毒介質(zhì)的密封。鑒于軸封裝置的選用原那么以及本設(shè)計(jì)中介質(zhì)為有毒物質(zhì)，所以選用軸向雙端面非平衡型機(jī)械密封2005型(帶內(nèi)置軸承)，以保證軸封的嚴(yán)密性。4.5機(jī)械密封及其循環(huán)保護(hù)系統(tǒng)的選擇機(jī)械密封主要部件:動(dòng)環(huán)和靜環(huán)。輔助密封件:密封圈(有O形、X形、U形、楔形、矩形柔性石墨、PTFE包覆橡膠O圈等〕。彈力補(bǔ)償機(jī)構(gòu):彈簧、推環(huán)。傳動(dòng)件:彈簧座及鍵或各種螺釘。查表根據(jù)壓力、溫度選擇其型式，根據(jù)傳動(dòng)軸軸徑選取d=60mm，其他外形尺寸可查標(biāo)準(zhǔn)HG21571-1995得到雙端面飛平衡性機(jī)械密封2005結(jié)構(gòu)如以下圖：選擇機(jī)械密封的循環(huán)保護(hù)系統(tǒng)根據(jù)《過程設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì)》標(biāo)表34-3推薦選用表根據(jù)壓力等級(jí)1.6MPa，介質(zhì)溫度大于80℃可選擇循環(huán)保護(hù)系統(tǒng)流程3。4.6耳座計(jì)算符號(hào)說明—支座本體允許載荷，—支座承受的實(shí)際載荷，—地震影響系數(shù)—偏心載荷，—偏心距，—設(shè)置地區(qū)根本風(fēng)壓—地震載荷，—風(fēng)載荷，—支座處圓筒所受支座彎矩，—耳座的數(shù)目選型選用個(gè)支座，，支座本體允許載荷。假設(shè)：地震設(shè)防烈度為，那么地震影響系數(shù)偏心載荷為，偏心距設(shè)置地區(qū)根本風(fēng)壓為計(jì)算支座承受的實(shí)際載荷Q地震載荷的計(jì)算風(fēng)載荷的計(jì)算〔按設(shè)備質(zhì)心高度為取值，地面粗糙度類別選擇，離地面距離取〕那么水平力的計(jì)算安裝尺寸的計(jì)算實(shí)際載荷的計(jì)算所以滿足支座本體允許載荷要求。計(jì)算支座處圓筒所受支座彎矩筒體有效厚度根據(jù)和查得由于,那么支座滿足要求。反響釜開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算5.1人孔M的開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算補(bǔ)強(qiáng)及補(bǔ)強(qiáng)方法判別補(bǔ)強(qiáng)判別：允許不另行補(bǔ)強(qiáng)的最大接管外徑為。本開孔弦長為故需要另行考慮其補(bǔ)強(qiáng)[12]。②補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算方法判別開孔直徑本凸形封頭開孔直徑，滿足等面積法開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算的適用條件，故可用等面積補(bǔ)強(qiáng)法進(jìn)行開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算[8]。開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積①封頭計(jì)算厚度由于橢圓形封頭中心區(qū)域開孔，所以封頭計(jì)算厚度按下式計(jì)算確定封頭材料為,那么式中〔查GB150得〕。開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積強(qiáng)度削弱系數(shù)，，接管有效厚度為。開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積按下式計(jì)算有效補(bǔ)強(qiáng)范圍①.有效寬度按下式計(jì)算故。②有效高度?外側(cè)有效高度按下式計(jì)算故?內(nèi)側(cè)有效高度h2按下式計(jì)算故。有效補(bǔ)強(qiáng)面積①封頭多余金屬面積封頭的有效厚度封頭多余金屬面積按下式計(jì)算②接管多余金屬面積接管計(jì)算厚度接管多余金屬面積按下式計(jì)算③有效補(bǔ)強(qiáng)面積因所以此開孔不需另行補(bǔ)強(qiáng)[19]。5.2溫度計(jì)套管口T的開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算由查得：補(bǔ)強(qiáng)及補(bǔ)強(qiáng)方法判別①補(bǔ)強(qiáng)判別允許不另行補(bǔ)強(qiáng)的最大接管外徑為。本開孔外徑為,故需要另行考慮其補(bǔ)強(qiáng)。②補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算方法判別接管內(nèi)徑(畫CAD圖測(cè)量得出)開孔直徑本凸形封頭開孔直徑，滿足等面積法開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算的適用條件，故可用等面積補(bǔ)強(qiáng)法進(jìn)行開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積①封頭計(jì)算厚度由于橢圓形封頭中心區(qū)域開孔，所以封頭計(jì)算厚度按下式計(jì)算確定式中〔查GB150得〕。②.開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積強(qiáng)度削弱系數(shù)，，接管有效厚度為。開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積按下式計(jì)算有效補(bǔ)強(qiáng)范圍①有效寬度按下式計(jì)算故。②有效高度?外側(cè)有效高度按下式計(jì)算故。?內(nèi)側(cè)有效高度按下式計(jì)算故。有效補(bǔ)強(qiáng)面積①封頭多余金屬面積封頭的有效厚度封頭多余金屬面積按下式計(jì)算②接管多余金屬面積接管計(jì)算厚度接管多余金屬面積按下式計(jì)算③有效補(bǔ)強(qiáng)面積因所以此開孔不需另行補(bǔ)強(qiáng)。5.3攪拌孔a的補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算由查得：補(bǔ)強(qiáng)及補(bǔ)強(qiáng)方法判別①補(bǔ)強(qiáng)判別允許不另行補(bǔ)強(qiáng)的最大接管外徑為。本開孔外徑為,故需要另行考慮其補(bǔ)強(qiáng)。②補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算方法判別開孔直徑本凸形封頭開孔直徑，滿足等面積法開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算的適用條件，故可用等面積補(bǔ)強(qiáng)法進(jìn)行開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積①封頭計(jì)算厚度由于橢圓形封頭中心區(qū)域開孔，所以封頭計(jì)算厚度按下式計(jì)算確定式中〔查GB150得〕。②開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積強(qiáng)度削弱系數(shù)，，接管有效厚度為。開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積按下式計(jì)算有效補(bǔ)強(qiáng)范圍①有效寬度按下式計(jì)算故。②有效高度?外側(cè)有效高度按下式計(jì)算故?內(nèi)側(cè)有效高度按下式計(jì)算故。有效補(bǔ)強(qiáng)面積①封頭多余金屬面積封頭的有效厚度封頭多余金屬面積按下式計(jì)算②接管多余金屬面積接管內(nèi)徑接管計(jì)算厚度接管多余金屬面積A2按下式計(jì)算③有效補(bǔ)強(qiáng)面積因所以此開孔不需另行補(bǔ)強(qiáng)。5.4放料口f的補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算由查得：補(bǔ)強(qiáng)及補(bǔ)強(qiáng)方法判別①補(bǔ)強(qiáng)判別允許不另行補(bǔ)強(qiáng)的最大接管外徑為。本開孔外徑為,故需要另行考慮其補(bǔ)強(qiáng)。②補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算方法判別開孔直徑本凸形封頭開孔直徑，滿足等面積法開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算的適用條件，故可用等面積補(bǔ)強(qiáng)法進(jìn)行開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積①封頭計(jì)算厚度由于橢圓形封頭中心區(qū)域開孔，所以封頭計(jì)算厚度按下式計(jì)算確定式中〔查GB150得〕。②開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積強(qiáng)度削弱系數(shù)，，接管有效厚度為。開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積按下式計(jì)算有效補(bǔ)強(qiáng)范圍①有效寬度按下式計(jì)算故。②有效高度?外側(cè)有效高度按下式計(jì)算故?內(nèi)側(cè)有效高度按下式計(jì)算故。有效補(bǔ)強(qiáng)面積①封頭多余金屬面積封頭的有效厚度封頭多余金屬面積按下式計(jì)算②接管多余金屬面積接管內(nèi)徑接管計(jì)算厚度接管多余金屬面積A2按下式計(jì)算③有效補(bǔ)強(qiáng)面積因所以此開孔不需另行補(bǔ)強(qiáng)。第六章主要技術(shù)要求6.1材料方面Q235B板材正火狀態(tài)交貨，按批進(jìn)行機(jī)械性能和按爐進(jìn)行化學(xué)成分復(fù)檢。Q235B鋼板應(yīng)做0℃時(shí)的低溫夏比〔V型缺口〕沖擊試驗(yàn)，三個(gè)縱向標(biāo)準(zhǔn)值試樣的沖擊功平均值不小于34J。10鋼板材正火狀態(tài)交貨，應(yīng)做-20℃時(shí)的低溫夏比〔V型缺口〕沖擊試驗(yàn)，三個(gè)縱向標(biāo)準(zhǔn)值試樣的沖擊功平均值不小于31J。6.2焊接方面按JB/T4709-2000規(guī)定，低溫型低合金鋼相同鋼號(hào)相焊選用焊接材料應(yīng)保證焊縫金屬的力學(xué)性能高于或等于相應(yīng)母材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定下限值，或滿足圖樣規(guī)定的技術(shù)條件。手工電弧焊選用焊條牌號(hào)：J507〔E5015〕，自動(dòng)焊焊絲：H08MnA，焊劑：HJ401-H08A。6.3焊縫無損探傷容器及夾套內(nèi)A、B 類每條焊縫長度的20%〔不少于250mm〕X射線檢測(cè)技術(shù)AB級(jí)，接頭質(zhì)量符合JB/T4730.2-2005Ⅲ級(jí)合格，上接環(huán)與夾套組裝的對(duì)接接頭按JB/T4730.2-2005做100%磁粉檢測(cè)，Ⅰ級(jí)為合格。結(jié)語搪玻璃的生產(chǎn)和應(yīng)用歷史已經(jīng)很悠久，搪玻璃是由非金屬無機(jī)物質(zhì)在高溫條件下采用搪瓷的方法，施涂在金屬基體材料上而形成的一種玻璃狀瓷層，并與金屬緊密結(jié)合的制品，具有金屬材料的強(qiáng)度和剛度，非金屬無極物質(zhì)的美觀、光滑、耐腐蝕等特點(diǎn)。搪玻璃容器是含硅量高的搪玻璃釉通過900℃左右的屢次高溫煅燒，使搪玻璃密著于金屬基體外表而制成。搪玻璃層的厚度一般為0.8～1.5mm。由于搪玻璃層金屬的保護(hù)，使搪玻璃容器具有優(yōu)良的耐腐蝕性能，并能防止某些介質(zhì)與金屬離子發(fā)生作用而污染物品。本次設(shè)計(jì)中從釜體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到傳動(dòng)裝置、攪拌裝置等的設(shè)計(jì)過程，都遇到大大小小的問題，但在不斷的檢查驗(yàn)算之后，都得到了比擬滿意的結(jié)果，這讓我從中又深刻的學(xué)習(xí)了各種知識(shí)，除了設(shè)計(jì)的過程，還有在繪圖中的進(jìn)步，CAD的應(yīng)用雖然以前也實(shí)踐過，但是那些都不能真正的讓自己了解這個(gè)繪圖軟件，經(jīng)過反復(fù)的實(shí)踐后，繪圖已經(jīng)不成問題，所以通過這次比擬完整的搪玻璃反響釜的設(shè)計(jì)，我不再只是局限于對(duì)理論知識(shí)的了解，而是對(duì)整個(gè)過程的熟知，在不斷的更改中，設(shè)計(jì)也在不斷的完善中，這即到達(dá)了本次設(shè)計(jì)對(duì)學(xué)生知識(shí)的考察，也讓學(xué)生對(duì)理論的實(shí)踐做了更好的診釋，雖然只局限于對(duì)容器的設(shè)計(jì)，其使用過程和維護(hù)過程還不能更好的了解，但是在設(shè)計(jì)的過程中，也會(huì)考慮到以后使用過程的各種范圍，能讓容器符合設(shè)計(jì)要求。無論是論文或者是設(shè)計(jì)，即使在屢次的更改后，也會(huì)有諸多缺乏等待改良，更何況是我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我的設(shè)計(jì)中肯定會(huì)有各種各樣的缺陷。但是，我確實(shí)得到了不同的進(jìn)步，對(duì)于其他的缺乏，我想我會(huì)不斷的改良。這次設(shè)計(jì)的完成是我大學(xué)四年的一次學(xué)習(xí)表達(dá)，雖然不是完美的連釋，雖然不能為社會(huì)做什么奉獻(xiàn)，但是這是一次珍貴的經(jīng)驗(yàn)，我會(huì)認(rèn)真的吸取教訓(xùn)，使得自己更加優(yōu)秀，希望各位老師監(jiān)督指教!參考文獻(xiàn)[1]鄭津洋等.過程設(shè)備設(shè)計(jì)(第三版)[M]，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.5[2]潘紅良等.過程設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì)[M]，上海：華東理工大學(xué)出版社，2006.7[3]賀匡國.化工容器及設(shè)備簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)(第二版)[M]，北京：化學(xué)工業(yè)出版社2002.4[4]王凱等.化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書-攪拌設(shè)備，北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2003.8[5]朱思明等北工設(shè)備機(jī)械根底[M]，上海:華