化工设备机械基础课程设计-《化工设备机械基础课程设计》

1、化工设备机械基础课程设计-化工设备机械基础课程设计1.1 课程设计的目的(1) 综合运用化工设备机械基础及其有关课程的理论知识，巩固和强化有关机械课程的差不多理论和差不多知识。(2)培养学生对化工工程设计的技能以及独立分析咨询题、解决咨询题的能力。树立明确的设计思想，把握化工单元设备设计的差不多方法初步骤，为今后制造性地设计化工设备及机械打下一定的基础。(3)培养学生熟悉、查咨询并综合运用各种有关的设计手册、规范、标难、图册等设计技术资料；进一步培养学生识图、制图、运算、编写设计讲明书等差不多技能；完成作为工程技术人员在机械设计方面所必备的设汁能力的差不多训练。1.2 课程设计的要求(1)树立

2、正确的设计思想。在设计中要本着对工程设计负责的态度，从难从严要求，综合考虑经济性、有用性、安全可靠性和先进性，严肃认真地进行设计，高质量地完成设计任务。(2)具有主动主动的学习态度和进取精神。在课程设计中遇到咨询题不敷衍，通过查阅资料和复习有关教科书，主动摸索，提出个人见解，主动解决咨询题，注重能力培养。(3)学会正确使用标准和规范，使没汁有法可依、有章可循。(4)学会正确的设计方法，统筹兼顾，抓要紧矛盾。1.3 课程设计的内容按照教学大纲要求，完成一种典型设备的机械设计，工作量应包括：设备总装图1 张，设计运算书1 份。课程设计的步骤1.4.1 预备时期(1)设计前应预先预备好设计资料、手册

3、、图册、运算和绘图工具、图纸及报告纸等；(2)认真研究设计任务书，分析设计题目的原始数据和工艺条件，明确设计要求和设计内容1.4.2 机械设计时期化工设备的机械设计是在设备的工艺设计后进行的。按照设备的工艺条件(包括工作压力、温度、介质特性、结构形式和尺寸、管口方位、标高等)，围绕着设备内、外附件的选型进行机械结构设计、围绕着确定厚度大小进行强度、刚度和稳固性的设计和校核运算。这一步往往通过“边算、边选、边画、边改”的做法来进行。一样步骤如下。(1)全面考虑按压力大小、温度高低和腐蚀性大小等因素来选材。通常先按压力因素来选材；当温度高于200或低于一40时，温度确实是选材的要紧因素；在腐蚀强烈

4、或对反应物及物料污染有特定要求的，腐蚀因素又成了选材的依据。在综合考虑以上几方面同时，还要考虑材料的加工性能、焊接性能及材料的来源和经济性。(2)选用零部件。设备内部附件结构类型，如塔板、搅拌器型式，常由工艺设计而定；外部附件结构形式，如法兰、支座、加大圈、开孔附件等，在满足工艺要求条件下，由受力条件、制造、安装等因素决定。(3)运算外载荷，包括内压、外压、设备自重，零部件的偏载、风载、地震载荷等，常用列表法、分项统计的方法来进行。(4)强度、刚度、稳固性设计相校核运算。按照结构形式、受力条件和材料的力学性能、耐腐蚀性能等进行强度、刚度和稳固性运算，最后确定出合理的结构尺寸。因大多数工况下强度

5、是要紧矛盾，因此有的设备设计常不作后两项运算。(5)绘制设备总装图。对初学者，常采纳“边算、边选、边画、边改”的作法，初步计算后，确定大体结构尺寸，分配图纸幅面，轻轻给出视图底稿，待尺寸最后确定后再加深成正式图纸。1.4.3 设计运算讲明书 设计运算讲明书是图纸设计的理论依据，是设计运算的整理和总结，是审核设计的技术文件之一。其内容大致包括：名目；设计任务书；设计方案的分析和拟定；各部分结构尺寸的确定和设计运算；设计小结，参考资料。设计运算讲明书要求运算正确，论述清晰，文字精练，插图简明，书写工整，装订成册。1.4.4 4课程设计答辩课程设计的图样及讲明书全部完成后，须经指导老师批阅，得到认可

6、后，方能参加答辩。课程设计的成绩要按照图样、讲明书和答辩所反映的设计质量和能力以及设计过程中的学习态度综合加以评定。第 2 章 化工设备结构特点及其图示表达特点化工设备的结构特点1.1.1 差不多形体多由回转体组成 化工设备多为壳体容器，其主体结构常采纳圆仕形、椭圆形、球形、圆锥形等回转体。1.1.2 尺寸相差悬殊设备的总体尺寸和局部相差较大。1.1.3 设备的开孔和接管口较多1.1.4 大量采纳焊接结构1.1.5 广泛采纳标准化、通用化、系列化的零部件1.1.6 对材料有专门要求化工设备的材料除考虑强度、刚度外，还要考虑耐腐蚀，耐高温、深冷等。因此材料使用范畴广1.1.7 安全结构要求高对处

7、理有毒、易燃、易爆介质的化工设备，要求密封结构好，安全装置可靠。因此，除对焊缝进行严格的检查外，对各连接面的密封结构提出了较高要求。2.2 化工设备的图示表达特点化工设备图的特点，是由化工设备结构特点决定的。2.2.1 差不多视图的配置因为设备的差不多形体多由回转体组成，因此用两个视图就能够表达它的主体结构。卧式设备一样以主、左 （右 ）视图来表达设备的主体结构，而立式设备，常用主、俯视图表达其主体结构。有时对专门高大或狭长形体的设备，当视图难以按投影关系配置时，承诺将俯（左 ）视图配置在图样的其他空处，但必须标注“俯（左）视图”或“X向”等字样。当设备需较多视图才能表达清晰时，承诺将部分视图

8、画在数张图纸上，但主视图及该设备的明细表、技术要求、技术特性表、管口表等内容均应安排在第一张图纸上。同时在每张图样的附注中应讲明视图间的关系。2.2.2 多次旋转表达方法在设备的壳体圆周上常装有结构方位不同的管口和零部件，为了在同一视图上反映出真实形状和位置，常按机械制图中旋转视图（旋转剖视）的方法.假想将其 通过多次旋转，正好旋转到能在主视图的投影面上反映其真实形状和位置为止，再画下它的视图，这种画法称为多次旋转画法。如图2 2中的人孔通过逆时针45 .旋转，在主视图 的投影面上仍不能反映其原形；然后再将人孔本身沿顺时针旋转90,这时才能在投影面上反嗥出原形。窗口d不管按顺时针依旧逆时针旋转

9、，都会冽眸备中采|纳多次施O显现图形重叠现 另行画出。承田的。遇到这种情形，常用局部剖视的方法转画法，承诺不作标注，其周向方位仍以管口方位图为准叫为局部结构表达的方法由于设总体和I安芸其的零部件尺寸相差悬殊，但总体尺寸选定的绘图比例，往往无法将其局部结构表达清晰。因此在化工设备图中,往往较多的运用局部放大图的方法来表达局部结构详情，常称节点图局部放大图常用剖视、剖面法来表达，也能够用一组视图来表达,如图28中裙座的座圈就用3个视图表达得专门清晰如/日Z T组结构曲同仅尺寸响的零部件时，可用集中综合表达的源法图示表达它他的形状结构.列表填入它们的尺寸系列,u型管序号12344R404S50-L5

10、5。600650管长15B0200030001*1-如图24所示的u型管换热器中的u型管的表达方法，就属此种 的系列春部2邺&尺寸系列mm2.2.5管口方位的表示方法字样。田口方位图4 号 x x连接结构利 已由工艺人员】2g是管口方位已由化工工艺人员单独画出管匕只需注明“管口及支座方位见管口方位图，图例图的俯视图中画出的管口，只表示口真上方位，也不能注方位（角度）尺寸；二是管口方位,现在可在设备俯（左）视图上表示该设备管口方位，并注出方位尺寸，并在技术讲明栏目内注明“管口方位以俯cw种视图上或通过其砌忡生裁准”等字样；三是管口里事线和符号简化兼示管口等结构,方位，如图达清晰的，在设需

11、件结构形状巳在主日中能够用中心2.2.6一些1分匕工设层）的表达方 筛板塔专去:few门大，而它的而料段或腰有塔1上段的结构相同:戈安装方便是有视春的重复变化.这时假才3尔i如此可合料利用2.2.7w i里运四打!Sd- III% ai.fi同的部分段省It咻通函幅画用较大比例绘细长即高大的设备采方法 ；/ 内断开成分段的康口留2 6所常采纳整体图 2 9-j1港后，;王但八、采苗缩小程度歌大的比 据设备总？、各J导线简化画i总体图上应包括白定位廉寸和标高、人u （手）孔的位置、内件）的总数、板间距、顺序理整体感，i制图比例./ >岬、数可卜或其他件的标高位等。&塔节数和呻7设备

12、附2.3 化工设备图的要紧内容2.3.1 一组视图一组视图表达设备的要紧结构形状和零部件之间的装配关系。而且这组视图符合机械制图国标的规定1.1.1 2四类尺寸为设备制造、装配、安装和检验提供的尺寸数据有：表示设备总体大小的总体尺小；表示规格大小的特性尺寸；表示零部件之间装配关系的装配尺寸；表示设备与外界安装关系的安装尺寸。2.3.3 管口符号和管口表 设备上的管口都有专门用途，都应注明，常用拼音字母顺序编号。并把管口的有关数据和用途等内容标注在专门列出的管口表中。2.3.4 零部件编号及明细表把组成设备的所有零部件依次编号，并把每一个编号的零部件名称、规格、材料、数量、单重及有关图号或标准号

13、等内容，填写在主标题栏上方的明细表内。2.3.5 技术特性表技术持性表用表格形式列出设备的要紧工艺持性，如操作压力、操作温度、物料名称、设备容积等内容。2.3.6 技术要求技术要求常用文字讲明的形式提出设备在制造、检验、安装、材料、表面处理、包装和运输等方面的要求。2.3.7 标题栏 标题栏常放在图样的右下角，有规定的格式，用以填写设备的名称、设计单位、图样编号以及设计、制图、校审人员的签字等。2.3.8 其他其他需要讲明的咨询题，如图样名目、附注、修改表等内容。2.4 化工设备图中的简化画法绘制化工设备图时，除采纳机械制图国标中规定的画法外，还按照化工设备结构的特点和设计、生产制造的要求，有

14、关部门对其简化画法作出补充规定。2.4.1 设备结构承诺用单线表示图%ll图242设备上的个.缔如在R有部修国、落件图;一剖视甲; 图能够清晰表示结1号洲形；F装配R中:的歹U产在一以3设备上的凡些绸!A -单线（粗实线）表示。例外；扁1塔、浮中(W局部放大题除嘲匕例简化为阀塔、泡罩塔的塔盘表示如图210。当浮阀、泡罩较多时，亦可用中心线表示或不表示。换热器的折通板、理咫、;榭干、,前巨管、膨胀节等,可按图211单线画出。悬臂吊钩如图212。E零部件的画法设备If的刑部件如J标准邺1复用图根卜域j（如减速性三举岩液面计、搅拌睬口 按比例画出痂机、巾杯、人孑卜手乩等IJ I ）可将更军评. 岗，

15、的外形轮廓线（粗实线）:图413桌几种标准零K 化的外形轮点嬴=高214是心种标准部件简化的外形轮廓图例国 2-14：减速器r ib）电机+ 仃澳料箱1 W 展精器2.4.3 管法兰的简化画法（1）装配图中对管法兰的画法，不必分清法兰类型和密封面型式,一律简化成如图215所示的形式。关于它的类型、密封面型式、焊接型式等均在明细 F管口表中更出门结函视总图巽示出衬层断面可不26层的用小 鸣,而（3）设备上对外连搔的篱法兰除专门场合外，均不配对画出圉2 16- 1平埋法言.对理法为2.4.4重复结构的简化画法2.4.4.1 螺栓连接的简化画法（1）装配图中螺栓孔在图形上用中心线和轴线表示如图2-1

16、7所示UCr21NilJ ICjSANilJA3O22573型不鞘耐热铜用.也矮瞌用于弁种飒焊提«,r?5hS2c JCtKNiZcA4S35-20室不箭耐矮帼用也有用于鼻件制焊接，但帝防止媒捶恳会攻产生<Cr25Ni2OAEHK40炉不焊楼专用4c'jZ5Ni3SZ->,_1»A44?上小.、工、/-"鸵理曾炉侑息黑卡帜罡里HrEM,二一 rt（2）装配今十/干子本=甲女豚4土、豚2、里n , fra杜1头块叫山时,2n18所示J8性惮条,岬困抗拉津度442（附Pa,工艺性箱底好.用于琳西春舞尊贵压元件及J集茂力容春婵接酸性押就.但不能用Ff

17、 .1步压力容辞的勒性要求校昌的场合抵量统性焊条.算肉碗拉强麋）4加对日披拉鳖度42UM辑 他诡格，如Q515A.B.J422J427J4Z6抗检普及4goM网税豫戈1R*如LfiMnRjOMuMrr 16MM市腾8R抵量/性理用，饵后长期酒除际力热处理后,屏肉帆拉强置：4陶J5O7NiTrBJ507RH战低城理条，i4（TC怅时却性良好，粒裹住好常用遥度VH*4Hs用（掂自HG ZQ5B】一I股的婢条牌号S第3章 化工设备装配图和零部件图的绘制化机课程设计的结果是一套图样（包括装配图和零部件图）和一份 讲明书，是化工设备的机械设计的核心内容，应把重点放在装配图的绘制 上。3.1 化工设备装配

18、图的绘制3.1.1 布图3.1.1.1 合理设计视图表达方案（1）合理选择差不多视图。第一是主视图的选择，一样是按设备工 作位置，以最能表达各零部件装配关系，设备工作原理及零部件的要紧结 构形状的视图为主视图。主视图常用全剖视并用多次旋转剖的画法，将管 口等零部件的轴向位置及装配关系表达出来。主视图选定后，再合理配置份（左）视图.以补充表达关于设备要紧 装配关系、结构特点等内容在主视图上没有表达清晰的地点。在俯（左）视图上，常用以表达管口及支座等有关零部件在设备周向的方位。(2)合理选择辅助视图和各种表达方法。化工设备上的零部件连接、接管和法兰的连接焊接结构以及尺寸过小的结构处等无法用差不多视

19、图表达清晰的地点，常采纳局部放大图、方向视图等辅助视图、剖视剖面等方法表达。表3-1图纸H面及幡式CGft 4457门_&t>4J一递增。布逊择绘图比例、 (1)确定幅而大力、。小寸 3.1.1.2幅赋KK合理参非幅面身备眄图嗥按屈或卵制图规定必要时还承诺将二号M面相由边加5.增J口可熬盘边尺寸的二分幅面大小的选择是按照观图数要求等内容多少、所前范H串并. 注意幅由总、金比例选择同时考登管至怖图平峋美 1A4置、明细表大小产技术观等因素未确定。还要A5MBX?10比例是3-1装配图兼作总图格式见表3同时, 如： 按比例虑。(3)图面安/幅画代号3.1.2 绘制视图底稿3.1.2.

20、1 布置视图绘制视图前，先在图幅上布置备视图位置。第一布置好差不多视图的位置.按照各视图大小范畴.定出各视 图要紧轴线(如对称中心线)和绘图基准线的位置。做好这一步.必须注意除 图形外、还要照管到标注尺寸，编写件号等所需位置，视图咨询、视图与 边框间要留有余地.幸免图面疏密不均的现象。3.1.2.2 画视图一舶按照；先画主视图，后画俯(左 )视图；先画主体后画附件；先画外件，后画内件；先定位置，后画形状的原则进行。3.1.3 标注尺寸和焊缝代号3.1.4 . 2 化工设备上常用的尺才基准尺寸基准选用的原则：既要保证设备在制造和安装时达到设计要求常用尺寸基准有四种：设备筒体和封头的中心线；设备筒

21、体相封头连接的环焊缝，法兰的连接面：设备支座、裙座的底平面。3.1.5 . 3 典型结构的尺寸标注举例和注意事项(1)简体的尺寸，一样标注内径(若用管材作简体，则标注外径)、 厚度和高 (或长)。(2)封头的尺寸，标注厚度和封头高(包括直边高在内)。(3)管口尺寸，标注管u 直径相厚度。如果管口的接管为无缝管则需标注外径与厚度。3.1.6 编排零件件号和管口符号3.1.6.1 件号编排原则和方法(1)直截了当组成设备的所有零部件(包括薄衬层、厚衬层，厚涂层)和外购件不论有无零部件图均需编写件号。(2)设备中结构、形状、材料和尺寸完全相同的零部件，不论数量多少，装配位置不同均编成同一件号，且只标

22、注一次。(3)关于互相可替换的零部件应编同一件号，但须在右下角分别标注a、 b、 c 等字母以示区别等。(4)组成一个部件的零件.在部件图编号时，件号由两部分组成， 中间用细实线隔开.如：18 一 6。(5)件号编写方法：件号编写形式同国标机械制图规定；件号字体大小应稍大于尺 寸数字；件号应尽量排在主视图上，由主视图左下角开始，沿顺时针方向连 续编号，在垂宜相水平方向应整齐排列，并力求编排在尺寸线外；件号编排若有遗漏或需增加时，则应编排在外圈，不应混在正常编 号的序列中。3.1. 4.2管口符号的编排原则和方法(1)管口符号一律用a、b、编写，字体大小同件号字样；(2)规格、用途及连接面形式不

23、同的管口，均应单独编写管口符号, 规格、用途及连接面型式完全相同的管口，则应编同一符号，但应在符号 的右下角加阿拉伯数字角标，以示区别。aUVaJ 2H(3)目目、J彳烟J勺刀彳玄 _ _ _用途或名称a)目不J句一年电嘉野口口?仅裾曲，变换代进口上之噌口猫号W勺编与顺序，从主视图E后，按B削针方依写:视匐带对1Z的符耳推柠情50 X1 r> < J 7 V «_1 4 /、 检置IL)0的手孔f 3.1.5编写明细表和管口密蚊放港口rNO. 25 口NZ。HGJ *5*9：突面取样口1U ,加20 ma - 150- »25 M-向 写-r五4巨片七叶.表3T

24、管口表填写图面技术要求3.1.7.2板式塔装配图技术要求(1)本设备按GB150998钢制压力容器和 HG 205841998 钢制化工容器制造技术要求进行制造、试验和验收，并同意国家质量拉木监督局颁发的压力容器安全技术监察规程的监督。(2)焊接采纳电弧焊，焊条牌号为一一(牌号按HG 205811998中 选用，或按表2-3-24选用)。(3)焊接接头型式及尺小除图中注明外.按 GB 985-88或HG20583 1998中规定。对接焊缝为,接管与壳体、封头的角焊缝的焊缝为一一；带补强圈的接管与壳体、封头的角焊缝的焊缝为；角焊缝的焊脚尺寸按较薄板的厚度；法兰焊接按相应法兰标准中的规定。(4)容器上的A类和B类对接焊缝应进行X射线探伤检查，检测长 度不得少于各条焊接接头长度的20%,且不小于250mm. X射线探伤应符 合GB 3323 89中规定一一 级为合格。(5)塔体直线度公差为mm.且不大于mm。塔体安装垂直度公差为mm.且不大于 15mm。塔体直线度及塔体安装束直度公差均为 1 /1000塔高。塔体最大直线度公差：当塔高？ 20m时.不得超过20mm;当塔高 20m时.不得超过 30mm设讣单佗名都尊桁栏X6渊1坐(或支座)犀(孔中心圆公差王.3m