1.5立方米带搅拌装置的反应釜课程设计.doc

课程设计说明书 题目: m带搅拌装置的反应釜设计院 系： 化学工程学院 专业班级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 2013 年 月 日安徽理工大学课程设计任务书化工学院 制药工程系学 号学生姓名专业（班级）制药10-设计题目1.5m3反应釜的设计()设计技术参数釜内压力: 3.0Kgf/cm2； 夹套压力: 常 压设备容积: 1.5m3； 操作容积: 1.2 m3釜内温度: 55； 夹套温度: 6065釜内介质: FeSO46H2O、Fe2(SO4)3xH2O、NaOH的混合溶液、N2（气）夹套介质: 水电机功率: 2.2KW； 搅拌轴转速: 100r/min搅拌桨形式： 桨 式设计要求根据反应釜设计条件单提供的设计参数, 对反应釜的主要元件(釜体的筒体、封头；夹套的筒体、封头)进行强度、刚度和稳定性计算和结构设计；对反应釜的附件进行选型；熟悉反应釜质量的检验方法；进行焊缝的结构设计；绘制出反应釜的装配图和搅拌轴的部件图；工作量按照规定体式的要求书写反应釜设计说明书一份，反应釜装配图和搅拌轴的部件图以指导教师提供的反应釜装配图和部件图为蓝本，结构和尺寸与之不同之处自行修改。工作计划6月28日布置设计任务，介绍课程设计的内容和要求；6月29日7月1日完成反应釜设计的计算、焊缝结构的设计，搅拌装置的选型，釜体固体进料口的开孔补强的计算；7月2日4日绘制装配图和部件图；7月5日6日完成设计说明书的文字、图表的输入工作；7月7日检查设计说明书的内容及装配图、并打印装订成册。参考资料 吴宗泽主编. 机械设计实用手册（第二版）曲文海等. 压力容器与化工设备实用手册（上、下）魏崇光，郑晓梅. 化工工程制图.化工设备设计全书编辑委员会 王剀，虞军等编.搅拌设备余国琮主编.化工机械工程手册（上、中、下卷）指导教师签字系主任签字 反应釜设计条件单设备名称：1.5反应釜(1)技术特性指标简 图压力釜内0. 3L hfbadkiDjn eedcigffDic夹套常 压温度釜内55夹套6065介质釜内Fe2+、Fe3+、NaOH的溶液、N2（气）夹套水腐蚀情况微 弱搅拌桨型式桨 式搅拌轴转速100 r/min电机功率2.2KW操作容积1.2 m3设备容积1.85m3设备长径比L/Di =1.2建议采用材料釜体：0Cr18Ni10Ti夹套：Q235B管 口 表编 号名 称管径/mma水 出 口50b1-12电加热器套管65c固体物料进口200d工艺物料进口50e水 进 口65f放 料 口100g1-2视镜、125h备用口100iN2（气）接口25k安全阀接口32备 注釜体上装有安全阀、夹套外设置100 mm的保温层。 目录反应釜设计的有关内容1第一章 反应釜釜体的设计21.1釜体、的确定21.1.1釜体的确定21.1.2釜体PN的确定21.2釜体筒体壁厚的设计21.2.1设计参数的确定21.2.2筒体壁厚的设计31.3釜体封头的设计31.3.1封头的选型31.3.2设计参数的确定31.3.3封头的壁厚设计41.3.4封头的直边尺寸、体积及重量的确定41.4筒体长度的设计41.4.1筒体长度H的设计41.4.2釜体长径比的复核41.5外压筒体壁厚的设计51.5.1设计外压的确定51.5.2试差法设计筒体的壁厚51.5.3图算法设计筒体的壁厚61.6外压封头壁厚的设计71.6.1设计外压的确定71.6.2封头壁厚的计算71.6.3封头的结构与尺寸7第二章 反应釜夹套的设计82.1夹套的、的确定82.1.1夹套的确定82.1.2夹套的确定82.2夹套筒体的设计82.2.1夹套筒体壁厚的设计82.2.2夹套筒体长度的初步设计92.3夹套封头的设计92.3.1封头的选型92.3.2设计参数的确定92.3.3封头壁厚的设计102.3.4封头的直边尺寸、体积及重量的确定102.3.5封头结构的设计102.3.6带折边锥形封头壁厚的设计102.4传热面积的校核11第三章 反应釜釜体及夹套的压力试验113.1釜体的水压试验113.1.1水压试验压力的确定123.1.2液压试验的强度校核123.1.3压力表的量程、水温及水中浓度的要求123.1.4水压试验的操作过程123.2釜体的气压试验123.2.1气压试验压力的确定133.2.2气压试验的强度校核133.2.3气压试验的操作过程133.3夹套的液压试验133.3.1液压试验压力的确定133.3.2液压试验的强度校核143.3.3压力表的量程、水温的要求143.3.4液压试验的操作过程14第四章 反应釜附件的选型及尺寸设计144.1釜体法兰联接结构的设计144.1.1法兰的设计144.1.2密封面形式的选型154.1.3垫片的设计154.1.4螺栓、螺母和垫圈的尺寸规格164.1.5法兰、垫片、螺栓、螺母、垫圈的材料164.2工艺接管的设计174.3管法兰尺寸的设计194.4垫片尺寸及材质204.4.1垫片的结构204.4.2密封面形式及垫片尺寸204.5人孔的设计214.5.1人孔的结构214.5.2人孔的尺寸214.5.3人孔的材质224.6视镜的选型224.6.1视镜的选型224.6.2视镜的结构234.6.3视镜的规定标记、标准图号、视镜的尺寸及材料23第五章 搅拌装置的选型与尺寸设计245.1搅拌轴直径的初步计算245.1.1搅拌轴直径的设计245.1.2搅拌轴刚度的校核245.2搅拌抽临界转速校核计算245.3联轴器的型式及尺寸的设计255.4搅拌桨尺寸的设计255.5搅拌轴的结构及尺寸的设计265.5.1搅拌轴长度的设计275.5.2搅拌轴的结构28第六章 传动装置的选型和尺寸计算28 6.1电动机的选型286.2减速器的选型286.2.1减速器的选型286.2.2减速机的外形安装尺寸29表62 减速机的外形安装尺寸296.3机架的设计296.4底座的设计316.5反应釜的轴封装置设计316.5.1反应釜的轴封装置的选型326.5.2轴封装置的结构及尺寸32第七章 支座的选型及设计337.1支座的选型及尺寸的初步设计337.1.1悬挂式支座的选型337.1.2悬挂式支座的尺寸的初步设计337.2支座载荷的校核计算35第八章 焊缝结构的设计358.1釜体上主要焊缝结构的设计358.2夹套上的焊缝结构的设计36第九章 人孔的开孔及补强计算379.1封头开人孔后被削弱的金属面积的计算379.2有效补强区内起补强作用的金属面积的计算389.2.1封头起补强作用金属面积的计算389.2.2接管起补强作用金属面积的计算389.2.3焊缝起补强作用金属面积的计算399.3判断是否需要补强的依据39第十章 反应釜的装备图3910.1视图的选择3910.1.1选择主视图3910.1.2确定俯视图4010.1.3选择辅助图4010.1.4部件图4010.2技术要求4010.3技术特征及接管表4010.4明细表及标题栏4010.5反应釜的装配图40鸣谢41参考文献423 反应釜设计的有关内容由设计条件单可知，设计的反应釜体积为1.5、操作体积为1.；搅拌装置配制的电机功率为2.2、搅拌轴的转速为100、搅拌桨的形式为桨式；加热的方式为用夹套内的水进行电加热；装置上设有6个工艺接管、2个视镜、4个耳式支座、10个电加热器套管、1个人孔、2个测控接管。反应釜设计的内容主要有：（1）釜体的强度、刚度、稳定性计算和结构设计；（2）夹套的的强度、刚度计算和结构设计；（3）设计釜体的法兰联接结构、选择接管、管法兰；（4）人孔的选型及补强计算；（5）支座选型及验算；（6）视镜的选型；（7）焊缝的结构与尺寸设计；（8）电机、减速器的选型；（9）搅拌轴及框式搅拌桨的尺寸设计；（10）选择联轴器；（11）设计机架结构及尺寸；（12）设计底盖结构及尺寸；（13）选择轴封形式；（14）绘总装配图及搅拌轴零件图等。 第一章 反应釜釜体的设计1.1釜体、的确定1.1.1釜体的确定已知L/ =1.2，由V=(/4)，L=1.2，得，圆整由文献【1】表16-1查得釜体的1.1.2釜体PN的确定由于操作压力0.3故：0.61.2釜体筒体壁厚的设计1.2.1设计参数的确定设计压力：（1.051.1），取1.1=1.10.3MPa；液体静压：由筒体高度=1.21.2=1.44m,取液体物料的平均密度为860kg/,若按釜内全部充满料液计算液相静压强，则有=12145.0Pa因=5，故可以忽略；计算压力： = = 1.1；设计温度：80 ；焊缝系数： 0.85（局部无损探伤）；许用应力：根据材料0Cr18Ni10Ti、设计温度80，由文献【1】表14-4知3 137；钢板负偏差：0.25（查文献【1】表14-6，GB6654-96）；腐蚀裕量：1.0（尚耐腐蚀材料，单面腐蚀；查文献【1】表14-7）。1.2.2筒体壁厚的设计由公式 得：+0.25+1.0=2.95mm圆整 刚度校核：不锈钢的考虑筒体的加工壁厚不小于5mm，故筒体的壁厚取1.3釜体封头的设计1.3.1封头的选型由文献【1】表16-4选釜体的封头选标准椭球型，代号EHA、标准JB/T47462002。1.3.2设计参数的确定1.1=1.1；=1.1；由于封头，故可用整板冲压成型，1.0；0.25（GB6654-96）；1.0。1.3.3封头的壁厚设计由公式得 =2.70圆整得根据规定，取封头壁厚与筒体壁厚一致1.3.4封头的直边尺寸、体积及重量的确定根据，由文献【1】表16- 5知：直边高度：25容 积：0.2545总深度 ：325内表面积A：1.6552质 量 ：63.5kg1.4筒体长度的设计1.4.1筒体长度H的设计，=1.102圆整得:=11001.4.2釜体长径比的复核=；满足要求1.5外压筒体壁厚的设计1.5.1设计外压的确定由设计条件单可知，夹套内介质的压力为常压，取设计外压=0.1。1.5.2试差法设计筒体的壁厚设筒体的壁厚5，则:=5-1.25=3.75，=1210，由得：=1.171210=25430.1筒体的计算长度=式中 标偶读准椭圆封头直边 标准椭圆封头曲面高度，=25430.1；故该筒体为短圆筒。圆筒的临界压力为：由=/，=3得=0.291/3=0.197因=0.1 =0.097；所以假设5 不能满足稳定性要求。再假设6，则:=6-1.25=4.75，=1212，由得：=1.171212=22651.3圆筒的临界压力为：由=/，=3得=0.525/3=0.175因=0.1 =0.175；所以假设6 能满足稳定性要求1.5.3图算法设计筒体的壁厚设筒体的壁厚6，则：=6-1.25 = 4.75，=1212，。筒体的计算长度=1075在文献【1】图15- 4中的坐标上找到0.887的值，由该点作水平线与对应的线相交，沿此点再作竖直线与横坐标相交，交点的对应值为：0.00038。由文献【1】图15-7中选取，在水平坐标中找到=3.810-4点，由该点作竖直线与对应的材料温度线相交，沿此点再作水平线与右方的纵坐标相交，得到系数的值为：46MPa、=1.87105。根据=得：=0.180（）因为0.10.180，所以假设6合理，取封头的壁厚6。由文献【1】表16-3知：DN=1200mm，=6的筒体单位高筒节质量约为178kg/m，则筒体质量为1781.100=195.8kg 筒体既可能承受内由于压，也可能只承受外压，因此，筒体壁厚应取两者中的大值，即确定筒体的厚度为61.6外压封头壁厚的设计1.6.1设计外压的确定封头的设计外压与筒体相同，即设计外压=0.1。1.6.2封头壁厚的计算设封头的壁厚=6，则：= 6-1.25=4.75（），对于标准椭球形封头=0.9，0.91200=1080，=1080/4.75查文献【1】式（15-6）可得，计算系数：= 5.49810-4由文献【1】图15- 7的水平坐标上找到=5.49810-4点，由该点作竖直线与对应的材料温度线相交，沿此点再作水平线与右方的纵坐标相交，得到系数的值为值为：60、=1.87105根据=得：=0.264因为0.11.8时取1.8，+0.1= 0.43， 取=0.433.1.2液压试验的强度校核由 得：因55.01.8时取1.8。=1.250.111.0=0.138，+0.1= 0.21取=0.213.3.2液压试验的强度校核由 得： 因28.8 0.9 =0.9235085=179.7（）故液压强度足够3.3.3压力表的量程、水温的要求压力表的量程：P表 = 2=20.21=0.42或0.3150.84MPa，水温5。3.3.4液压试验的操作过程 在保持夹套表面干燥的条件下，首先用水将夹套内的空气排空，再将水的压力缓慢升至0.21，保压不低于30min，然后将压力缓慢降至0.168，保压足够长时间，检查所有焊缝和连接部位有无泄露和明显的残留变形。若质量合格，缓慢降压将夹套内的水排净，用压缩空气吹干。若质量不合格，修补后重新试压直至合格为止。 第四章 反应釜附件的选型及尺寸设计4.1釜体法兰联接结构的设计设计内容包括：法兰的设计、密封面形式的选型、垫片设计、螺栓和螺母的设计。4.1.1法兰的设计(1)根据1200mm、0.6，由文献【1】表16-9确定法兰的类型为甲型平焊法兰。标记：法兰FF1200-0.6 JB/T4701-2002查文献【1】表16-12可知，材料：16MnR查文献【1】表16-13可知，螺栓规格：M20；螺栓数量：48（2） 查文献【1】图16-7可确定法兰的结构，表16-3可确定法兰的主要尺寸，法兰的结构和主要尺寸如图41 如表41 图41 甲型平焊法兰表 41 法兰结构尺寸公称直径DN/法兰/螺栓规格数量1200133012901255124112386023M20524.1.2密封面形式的选型根据0.61.6、介质温度200和介质的性质，由文献【1】表1614 可知密封面型式为光滑面。4.1.3垫片的设计由文献【1】表16-14垫片选用橡胶垫，材料为中压石棉橡胶板，文献【2】表8-5可确定其结构及尺寸，见图42和表4-2 图4-2 垫片的结构表4-2 垫片的尺寸1240120034.1.4螺栓、螺母和垫圈的尺寸规格本设计选用六角头螺栓（C级、GB/T5780-2000）、型六角螺母（C级、GB/T41-2000）平垫圈（100HV、GB/T95-2002）螺栓长度的计算：螺栓的长度由法兰的厚度（）、垫片的厚度（）、螺母的厚度（）、垫圈厚度（）、 螺栓伸出长度确定。其中=58、=3、=30、=3、螺栓伸出长度取=0.427.7螺栓的长度为：166.08 取170 螺栓标记： GB/T5780-2000 螺母标记： GB/T41-2000 垫圈标记： GB/T95-2002 24-100HV 4.1.5法兰、垫片、螺栓、螺母、垫圈的材料根据甲型平焊法兰、工作温度=55的条件，由文献【3】附录8法兰、垫片、螺栓、螺母材料匹配表进行选材，结果如表43所示。表43 法兰、垫片、螺栓、螺母的材料法 兰垫 片螺 栓螺 母垫 圈16MnR中压石棉橡胶板 35 20100HV4.2工艺接管的设计搅拌设备由于工艺操作的原因，需要进行开孔或设有接管。管法兰标准应参见HG/T20592，主要参数是公称直径（DN）和公称压力（PN）。接管的外伸长度一般取150mm，如果设备需要保温，则外伸长度为200mm。如果接管公称直径，则外伸长度可取100mm。对带有夹套结构的下封头底部接管，夹套底与容器封头的连接方式有封口锥和封口环两种如下图4-3所示 （a） (b)图4-3 液体出料管过夹套的接管结构如图4-4所示，图4-4 过夹套的接管结构接管尺寸见表4-4表4-4 过夹套接管尺寸 /mm管道公称直径DN因为夹套内为蒸汽，所以蒸汽从夹套上部进入，由底部出口排出冷凝水。当夹套设进气管时，为防止气体直接冲罐壁，可采取如图4-5所示的结构 (a) (b) (c)图4-5 夹套进气接管在文献【2】表8-2对应无缝钢管的公称直径DN可查其外径D0、壁厚Sn.。（1）水进口接管采用764无缝钢管，罐内的接管与夹套内表面磨平。配用突面板式平焊管法兰：HG20592 法兰 PL40-0.1 RF 20。（2）N2（g）进口采用323.5无缝钢管，接管与封头内表面磨平。配用突面板式平焊管法兰：HG20592 法兰 PL25-0.6 RF 0Cr18Ni10Ti。（3）工艺物料进口采用573.5无缝钢管，管的一端切成，伸入罐内一定长度。配用的突面板式平焊管法兰：HG20592 法兰 PL40-0.6 RF 0Cr18Ni10Ti。（4）放料口采用1084.0无缝钢管，接管与封头内表面磨平。配用突面板式平焊管法兰：HG20592 法兰 PL100-0.6 RF 0Cr18Ni10Ti。与其配套的是手动下展式铸不锈钢放料阀，标记：放料阀6-100 HG5-11-81-3.（5）水出口采用573.5无缝钢管，接管与封头内表面磨平。配用突面板式平焊管法兰：HG20592 法兰 PL40-0.1 RF 20。（6）安全阀接口采用383.5无缝钢管，接管与封头内表面磨平。配用突面板式平焊管法兰：HG20592 法兰 PL25-0.6 RF 0Cr18Ni10Ti。（7）备用口采用1084.0无缝钢管，接管与封头内表面磨平。配用突面板式平焊管法兰：HG20592 法兰 PL100-0.6 RF 0Cr18Ni10Ti。（8）加热器套管采用764无缝钢管，罐内的接管与下封头内表面磨平磨平。配用突面板式平焊管法兰：HG20592 法兰 PL50-0.1 RF 20。（9）固体物料进口采用2196无缝钢管，罐内的接管与下封头内表面磨平磨平。配用突面板式平焊管法兰：HG20592 法兰 PL200-0.1 RF 20。（10）视镜采用无缝钢管，接管与封头内表面磨平。配用突面板式平焊管法兰：HG20592 法兰 PL80-0.6 RF 0Cr18Ni10Ti。4.3管法兰尺寸的设计工艺接管配用的突面板式平焊管法兰的结构如图。由文献【4】表3-2-3并根据PN=0.25MPa、和接管的，由板式平焊管法兰标准（HG20592）确定法兰的尺寸。管法兰的结构和尺寸见图4-3和表4-4。图43 板式平焊管法兰表4-4 板式平焊管法兰的尺寸（HG20592）接管名称公称直径接管外径 连 接 尺 寸法兰厚度密封面厚度法兰内径坡口宽度b安全阀接口32381209014412162395工艺物料进口505714011014412162596水进口657616013014412162785固体物料进口200219320280188162222226放料口100108210170184161821105水出口505714011014412162595加热器套管657616013014412162785N2接口253210075114142335视镜1251332402001881821356备用口1001082101701841618211054.4垫片尺寸及材质工艺接管配用的突面板式平焊管法兰的垫片的结构如图4-4所示，查文献【2】表7-8可确定其尺寸，尺寸、材质表4-5所示。4.4.1垫片的结构图4-4 管道法兰用软垫片4.4.2密封面形式及垫片尺寸表4-5 密封面形式及垫片尺寸接管名称公称通径DN密封面型式垫片尺寸()垫片材质外径内径厚度安全阀接口32RF76382中压石棉橡胶板工艺物料进口50RF96572中压石棉橡胶板水进口65RF116762中压石棉橡胶板固体物料进口200RF2622192中压石棉橡胶板放料口100RF1521082中压石棉橡胶板水出口50RF 96572中压石棉橡胶板加热器套管65RF116762中压石棉橡胶板N2接口25RF63322中压石棉橡胶板视镜125RF1821332中压石棉橡胶板4.5人孔的设计4.5.1人孔的结构由于釜体的内径=，因此需要在釜体的封头上设置人孔，以便于安装、维修、检查釜体的内部结构，本设计选用不锈钢A型回转盖带颈平焊法兰人孔，其结构尺寸如图4-5所示。 图4-5 A型回转盖带颈平焊法兰人孔结构1-人孔接管；2-螺母；3-螺栓；4-法兰；5-垫片；6-手柄；7-法兰盖；8-销轴；9-开口销；10-垫圈；11、12、13、14-轴耳4.5.2人孔的尺寸由文献【4】表3-4-1查得其尺寸见表4-6表4-6回转盖平焊法兰进料口的尺寸公称压力（MPa）密封面形式公称直径DNd wSDD1AB螺栓规格数量0.6突面4504806590550325150M207516LH1H2bb1b2d重量(kg)20022010228/3022262088.94.5.3人孔的材质材料见表4-7表4-7 物料进口0.6450的明细表件号名称数量材料1接管10Cr18Ni10Ti2螺母8253螺栓8354法兰11Cr18Ni9Ti5垫片1中压石棉橡胶板6法兰盖11Cr18Ni9Ti7手柄2Q235-A4.6视镜的选型4.6.1视镜的选型由于釜内介质压力较低（0.3）且考虑mm，本设计选用两个=125mm的不带颈视镜。该类视镜具有结构简单，不易结料，窥视范围大等优点。4.6.2视镜的结构图4-6 视镜的结构型式 4.6.3视镜的规定标记、标准图号、视镜的尺寸及材料查文献【4】可确定视镜的规定标记、标准图号,文献【4】表3-5-2确定其尺寸，表3-5-4确定其材料见图4-6，尺寸见表4-7，材料见表4-8，视镜在封头上对称布置。标 记：视镜0.6，DN 125标准图号：JB593-64-7质 量：7.7 kg 表4-8 视镜的尺寸视镜玻璃双头螺柱数量直径长度125133422519040281438M1240表4-9 视镜的材料件号名称数量材料不锈钢1视镜玻璃1钢化硼硅玻璃（HGJ 501-86-0）2衬垫2石棉橡胶板（GB 3985-83）3接缘11Cr18Ni9Ti4压紧环1Q245R5螺柱6356螺母625 第五章 搅拌装置的选型与尺寸设计5.1搅拌轴直径的初步计算5.1.1搅拌轴直径的设计电机的功率2.2，搅拌轴的转速100，根据文献【1】表11-1选择搅拌轴材料为1Cr18Ni9Ti，20，剪切弹性模量8104，许用单位扭转角1.0/m。由得：=利用截面法得：=由得：=拌轴为实心轴，由：=解得37.4mm，取38mm5.1.2搅拌轴刚度的校核由文献【2】式（8-13）：得：=0.72因为最大单位扭转角max0.721.0，所以圆轴的刚度足够。考虑到搅拌轴与联轴器配合，38可能需要进一步调整。5.2搅拌抽临界转速校核计算由于反应釜的搅拌轴转速200，故无需做临界转速校核计算。5.3联轴器的型式及尺寸的设计由于选用摆线针齿行星减速机，所以联轴器的型式选用立式夹壳联轴节（D型）。标记为：40 HG 2157095，结构如图5-1。由文献【5】表5-3-16可确定联轴节的尺寸，如表5-1，由文献【4】表3-5-37可查得零件及材料，如表5-2所示。由于联轴节轴孔直径=40，因此搅拌轴的直径调整至40。图5-1 立式夹壳联轴节1-夹壳；2-悬吊环；3-垫圈；4-螺母；5-螺栓表5-1 夹壳联轴节的尺寸轴径dL许用扭矩()质量/40110162261691007.6表5-2 夹壳联轴节的零件及材料件号名 称材 料件 号名 称材 料1左、右夹壳ZG-1Cr18Ni9Ti4螺 母0Cr18Ni9Ti2吊 环0Cr18Ni9Ti5螺 栓A2-70 3垫 圈A-1405.4搅拌桨尺寸的设计搅拌装置由搅拌器、轴及其支撑组成。搅拌器的形式主要有：桨式、推进式、框式、涡轮式、螺杆式和螺带式等。本釜选用折叶桨式搅拌器。根据表 3-1 选择搅拌器参数：表 5-3 搅拌器的重要参数桨型常用尺寸常用运转条件常用介质粘度范围桨式叶片数折叶角叶端线速度小于根据条件选取得；，得；选取折叶角。 桨式搅拌器与轴的连接常用螺栓对夹。当轴径时，应加紧定螺钉；当时，加穿孔螺栓或圆柱销固定。桨式搅拌器的主要尺寸见表 3-2。 表 5-4 桨式搅拌器的主要尺寸/mm螺栓螺钉E质量不大于数量数量35030M122110401208531.770.014001.935004012501401003.380.025503.62600601104.590.025700504169045410.420.0585012.110.075950M16M1615013.5711001207020.95注： 计算功率； 搅拌器每分钟转速，；搅拌器桨叶强度所允许的数值，其计算温度2005.5搅拌轴的结构及尺寸的设计5.5.1搅拌轴长度的设计搅拌轴的长度近似由釜外长度、釜内未浸入液体的长度、浸入液体的长度 三部分构成。即：=+其中=（机架高；减速机输出轴长度）=500-79=421（）=+（釜体筒体的长度；封头深度；液体的装填高度）液体装填高度的确定：釜体筒体的装填高度式中操作容积，；釜体封头容积，；筒体的内径，。故=0.8364m取液体的总装填高度=836+325=1161（）=1100+2325-1161=589mm浸入液体搅拌轴的长度的确定：搅拌桨的搅拌效果和搅拌效率与其在釜体的位置和液柱高度有关。搅拌桨浸入液体内的最佳深度为：（见文献4215）当时为最佳装填高度；当时，需要设置两层搅拌桨。由于=1161=1200，本设计选用一个搅拌桨。搅拌桨浸入液体内的最佳深度为：S=2/3=21161/3=774故浸入液体的长度：=774搅拌轴搅拌轴的长度为：=421+589+774=1784；取=17805.5.2搅拌轴的结构由于搅拌轴的长度较大，考虑加工的方便，将搅拌轴设计成两部分。与减速机相联的搅拌轴轴长为上半部：=+式中，为搅拌轴深入釜内的长度，mm；当时取=250=500-79+250=671取 =670搅拌轴下部分的轴长为：=1780-670=1110 第六章 传动装置的选型和尺寸计算6.1电动机的选型由于反应釜里的物料具有易燃性和一定的腐蚀性，故选用隔爆型三相异步电机（防爆标志）。根据电机的功率2.2、转速100，由文献【6】表10-5-3选用的电机型号为：Y100L1-4，由文献【6】表10-5-12查得质量为34kg。6.2减速器的选型6.2.1减速器的选型根据电机的功率2.2、搅拌轴的转速100、传动比为1400/10014，选用直联摆线针轮减速机（JB/T2982-1994），标记ZLD2.24A17。由文献【6】 表9-1-36确定其安装尺寸，直联摆线针轮减速机的性能参数见表6-1。 表6-1标注减速器的性能参数减速器类型转速范围/(r/min)电动机功率范围/KW类型代号特性参数谐波减速器4-160.6-13XB柔轮分度圆直径摆线针轮行星减速器16-1600.6-30BLD电动机功率、机型、减速比二级齿轮减速器125-2500.6-30LC中心距V带传动减速器320-5000.6-5.5PV带型号和根数6.2.2减速机的外形安装尺寸 表62 减速机的外形安装尺寸D4DP260230200452306124EBM1516148.51440079 图6-1 直连摆线针轮减速机 6.3机架的设计由于反应釜传来的轴向力不大，减速机输出轴使用了带短节的夹壳联轴节，且反应釜使用带内置轴承的机械密封，故选用单支点机架（HG2156695）。由搅拌轴的直径40mm可知，机架的公称直径200，由文献【2】附表4可查得其结构尺寸如图62所示。 图6-2公称直径为200mm的单支点机架 表6-3 单支点机架尺寸机架公称直径传动轴轴径轴承型号机架质量200402452953403303608-22575730220295462104448 表 6-4 单支点机架的支点轴承间距L 单支点机架单支点机架公称直径200250300400500700支点间距405435560630750859485620690750880960 6.4底座的设计对于不锈钢设备，本设计如下底座的结构，其上部与机架的输出端接口和轴封装置采用可拆相联，下部伸入釜内，结构与尺寸如图6-3所示。图6-3 底座的结构6.5反应釜的轴封装置设计6.5.1反应釜的轴封装置的选型轴封是搅拌设备的一个重要组成部分。其任务是保证搅拌设备内处于一定的正压和真空状态以及防止反应物料逸出和杂质的渗入。鉴于搅拌设备以立式容器中心顶插式搅拌为主，很少满釜操作，轴封的对象主要为气体；而且搅拌色设备由于反应工况复杂轴的偏摆振动大，运转稳定性差等特点。故不是所有形式的轴封都能用于搅拌设备上。 反应釜搅拌轴处的密封，属于动密封。常用的有填料密封和机械密封两种形式。填料密封结构简单、易于制造，在搅拌设备上广泛应用，一般用于常压、低压、低转速及允许定期维护的搅拌设备。机械密封是一种功耗小、泄露率低，密封性能可靠，使用寿命长的转轴密封，主要用于腐蚀、易燃、易爆、剧毒及带有固体颗粒