機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)--3000升開式搪玻璃反應(yīng)釜的設(shè)計(jì)

1、<p>　　3000升開式搪玻璃反應(yīng)釜的設(shè)計(jì)</p><p>　　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)發(fā)展和石油工業(yè)的發(fā)展起著巨大的作用。設(shè)計(jì)一臺(tái)操作容積為3000L的搪玻璃反應(yīng)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

2、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)行了搪玻璃反應(yīng)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)TSG R0004-2009《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》和《壓力容

3、器定期檢驗(yàn)規(guī)則》的要求定期檢驗(yàn)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：搪玻璃；反應(yīng)釜；耐腐蝕</p><p>　　The design for 3,000 litres open-cycle glass lining reaction kettle</p><p>　　Abstract: Glass-lined equipment with good quality, co

4、rrosion resistance, etc., resource conservation, economic development and the development of the oil industry plays a huge role. The design operating glass-lined reactor with a volume of 3000L, 3715L full volume.《Steel p

5、ressure vessel》in accordance with the GB150-1998 HG2432-2001《glass-lined equipment technical conditions》, HG/T2371-2003《glass-lined open mixing vessel》for the design, manufacture, inspection and acceptance. The material

6、of the </p><p>　　Key words: Honing glass ; reaction kettle; corrosion resistance.</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　摘要……………………………………………………………………………………1</p><p>　　A

7、bstract………………………………………………………………………………2</p><p>　　緒論……………………………………………………………………………………5</p><p>　　第一章 反應(yīng)釜釜體與傳熱裝置……………………………………………………7</p><p>　　1.1反應(yīng)釜釜體…………………………………………………………………7</p>

8、;<p>　　1.1.1確定反應(yīng)釜釜體的直徑和高度…………………………………………7</p><p>　　1.1.2確定反應(yīng)釜夾套的直徑和高度…………………………………………8</p><p>　　1.1.3夾套類型的選擇…………………………………………………………9</p><p>　　1.1.4夾套圓筒的應(yīng)力計(jì)算………………………………………………

9、……9</p><p>　　1.1.5夾套試驗(yàn)壓力…………………………………………………………10</p><p>　　1.2確定反應(yīng)釜內(nèi)筒的材料和壁厚……………………………………………11</p><p>　　1.3封頭、卡子及密封裝置的選擇……………………………………………13</p><p>　　反應(yīng)釜的傳遞裝置………………………………

10、…………………………14</p><p>　　2.1減速裝置…………………………………………………………………14</p><p>　　2.2電動(dòng)機(jī)基本特性及選用…………………………………………………16</p><p>　　2.3機(jī)架………………………………………………………………………17</p><p>　　2.3.1機(jī)架的選用原則……

11、…………………………………………………17</p><p>　　2.4傳動(dòng)軸……………………………………………………………………18</p><p>　　2.5聯(lián)軸器……………………………………………………………………19</p><p>　　反應(yīng)釜的攪拌裝置…………………………………………………………20</p><p>　　3.1攪拌器…

12、…………………………………………………………………20</p><p>　　3.1.1攪拌器的選擇…………………………………………………………20</p><p>　　3.1.2攪拌器的強(qiáng)度計(jì)算……………………………………………………21</p><p>　　3.2攪拌軸……………………………………………………………………24</p><p>

13、;　　3.2.1攬拌軸的材質(zhì)及加工要求……………………………………………24</p><p>　　3.2.2攪拌軸直徑的確定及強(qiáng)度計(jì)算………………………………………24</p><p>　　反應(yīng)釜的軸封裝置………………………………………………………34</p><p>　　4.1軸封裝置的選用原則……………………………………………………34</p>&

14、lt;p>　　4.2機(jī)械密封原理……………………………………………………………34</p><p>　　4.3填料密封原理……………………………………………………………35</p><p>　　4.4機(jī)械密封與填料密封的對(duì)比……………………………………………35</p><p>　　4.5機(jī)械密封及其循環(huán)保護(hù)系統(tǒng)的選擇……………………………………35</

15、p><p>　　4.6反應(yīng)釜耳座的選用計(jì)算…………………………………………………36</p><p>　　反應(yīng)釜開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算……………………………………………………38</p><p>　　5.1人孔M的開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算………………………………………………38</p><p>　　5.2 溫度計(jì)套管口T的開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算……………………………………40&

16、lt;/p><p>　　5.3 攪拌孔e的補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算……………………………………………………42</p><p>　　5.4 放料口f的補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算……………………………………………………44</p><p>　　第六章 主要技術(shù)要求……………………………………………………………46</p><p>　　6.1 材料方面…………………………………………

17、………………………46</p><p>　　6.2 焊接方面…………………………………………………………………46</p><p>　　6.3 焊縫無損探傷……………………………………………………………46</p><p>　　結(jié)語…………………………………………………………………………………47</p><p>　　參考文獻(xiàn)……………………

18、………………………………………………………48</p><p>　　致謝…………………………………………………………………………………50</p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　搪玻璃反應(yīng)釜是將含高二氧化硅的玻璃，襯在鋼制容器的內(nèi)表面，經(jīng)高溫灼燒而牢固地密著于金屬表面上成為復(fù)合材料制品。所以，它具有玻璃的穩(wěn)定性和金屬強(qiáng)度

19、的雙重優(yōu)點(diǎn)，是一種優(yōu)良的耐腐蝕設(shè)備。搪玻璃反應(yīng)釜廣泛地應(yīng)用于化工、石油、醫(yī)藥、農(nóng)藥、食品等工業(yè)。</p><p>　　搪瓷反應(yīng)釜技術(shù)規(guī)范： </p><p>　　使用壓力：0.2---0.4Mpa </p><p><b>　　2、耐酸性：</b></p><p>　　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

20、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）。</p><p><b>　　3、耐堿性：</b></p><p>　　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）。<

21、/p><p>　　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℃。</p><p>　　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。</p><p>　　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

22、不能擊穿瓷層。</p><p>　　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，則耐沖擊就越好。</p><p>　　8搪玻璃設(shè)備的耐溫差急變性是指搪玻璃表面或其反側(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℃。</p><p>　　本設(shè)計(jì)主要介紹制膠搪玻璃反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和各

23、個(gè)零件的選型原則。</p><p>　　制膠搪玻璃反應(yīng)釜的基本結(jié)構(gòu)：反應(yīng)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，由攪拌器達(dá)到攪拌目的。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。軸封裝置為反應(yīng)釜和攪拌軸間的密封裝置，以封住反應(yīng)釜體內(nèi)的流體不致泄露。</p><p>　　制膠搪玻璃反應(yīng)釜機(jī)械

24、設(shè)計(jì)的依據(jù)：制膠搪玻璃反應(yīng)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)反應(yīng)釜的工藝要求是機(jī)械設(shè)計(jì)的依據(jù)。反應(yīng)釜的工藝要求通常包括反應(yīng)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、轉(zhuǎn)動(dòng)及速率、接管方位尺寸的確定等。反應(yīng)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應(yīng)要求。密封裝置可采用機(jī)械密封、填料密封等

25、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。</p><p>　　制膠搪玻璃反應(yīng)釜機(jī)械設(shè)計(jì)大體包括：1確定反應(yīng)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。</p><p>　　反應(yīng)釜釜體與傳熱裝置&

26、lt;/p><p>　　攪拌設(shè)備常被稱作攪拌釜（或攪拌槽），當(dāng)攪拌設(shè)備用作反應(yīng)器時(shí)，又被稱為攪拌釜式反應(yīng)器，有時(shí)簡稱反應(yīng)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，反應(yīng)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)和部分尺寸、傳熱形式和結(jié)構(gòu)、各種工藝接管的安設(shè)等

27、。</p><p><b>　　1.1反應(yīng)釜釜體</b></p><p>　　1.1.1確定反應(yīng)釜釜體的直徑和高度</p><p>　　在已知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：</p><p>　　長徑比對(duì)攪拌功率的影響：在轉(zhuǎn)速不變的情

28、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)。</p><p>　　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。</p><p>　　長徑比的確定通常采用經(jīng)驗(yàn)值。</p><p><b>　　表1-1</b></p>

29、;<p>　　在確定反應(yīng)釜直徑和高度時(shí)，還應(yīng)該根據(jù)反應(yīng)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0.6-0.85.如果物料在反應(yīng)過程中產(chǎn)生泡沫或沸騰狀態(tài)，η應(yīng)取較低值，一般為0.6-0.7；若反應(yīng)狀態(tài)平穩(wěn)，可取0.8-0.85（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：</p><p>　　V=V0/η…………………………………………………

30、………………（1.1）</p><p>　　選取反應(yīng)釜裝料系數(shù)η=0.8，由V=V0/η可得設(shè)備容積：</p><p>　　V=V0/η=2.97/0.8=3.715</p><p>　　對(duì)液-液相類型選取H/Di=1.3，</p><p>　　由公式……………………………………（1.2）</p><p>　　將計(jì)算結(jié)

31、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)表面積Fh=2.9007，由手冊(cè)查得每一米高的筒體容積為，表面積。</p><p>　　由公式可知筒體高度…………………（1.3）</p><p>　　筒體高度圓整為H=2100mm。</p

32、><p>　　于是，復(fù)核結(jié)果基本符合原定范圍。</p><p>　　1.1.2確定反應(yīng)釜夾套的直徑和高度</p><p>　　Dj可根據(jù)罐體內(nèi)徑按下表推薦的數(shù)據(jù)選取。</p><p>　　表1.2夾套直徑Dj與罐體直徑Di的關(guān)系（mm）</p><p>　　對(duì)于筒體內(nèi)徑Di=700~1800mm，夾套內(nèi)徑Dj=Di+100

33、，因此Dj=1600+100=1700mm，符合壓力容器公稱直徑系列。</p><p><b>　　按式</b></p><p>　　……………………………（1.4）</p><p>　　取夾套高度Hj=1200mm，則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。</p><p><b>　　驗(yàn)

34、算夾套傳熱面積：</b></p><p>　?。ú?化工設(shè)備基礎(chǔ) 16-5 16-6得 ）</p><p>　　夾套傳熱面積符合傳熱要求。</p><p><b>　　符號(hào)說明</b></p><p><b>　　—厚度附加量</b></p><p>　　—鋼

35、板或鑄鐵件厚度的負(fù)偏差</p><p><b>　　—夾套的腐蝕余量</b></p><p><b>　　—夾套的內(nèi)直徑</b></p><p>　　—夾套的外直徑（） </p><p><b>　　—計(jì)算壓力</b></p><p>　　—夾套的

36、最大允許工作壓力</p><p><b>　　—夾套的計(jì)算厚度</b></p><p><b>　　—夾套的有效厚度</b></p><p><b>　　—夾套的名義厚度</b></p><p>　　—設(shè)計(jì)溫度下圓通材料的需用應(yīng)力</p><p><

37、;b>　　—焊接接頭系數(shù)</b></p><p>　　—設(shè)計(jì)溫度下材料的彈性模量</p><p><b>　　—許用外壓力</b></p><p>　　—容器筒體的實(shí)際壁厚,</p><p>　　—夾套筒體、封口錐或通道的實(shí)際壁厚，</p><p>　　1.1.3夾套類型的選擇&

38、lt;/p><p>　　U型整體夾套，采用封口錐方式與筒體連接</p><p><b>　　夾套的最高工作壓力</b></p><p>　　夾套的材料為Q235B，許用應(yīng)力</p><p><b>　　夾套的最高工作壓力</b></p><p><b>　　夾套的壁厚

39、的計(jì)算</b></p><p>　　所以夾套圓筒的厚度圓整為。</p><p>　　1.1.4夾套圓筒的應(yīng)力計(jì)算</p><p>　　夾套圓筒的有效厚度的計(jì)算</p><p><b>　　的計(jì)算</b></p><p><b>　　圓筒的應(yīng)力計(jì)算</b></

40、p><p>　　所以應(yīng)力強(qiáng)度符合要求。</p><p>　　夾套圓筒的最大允許工作壓力</p><p>　　所以夾套圓筒的最大允許工作壓力符合要求[1]。</p><p>　　1.1.5夾套試驗(yàn)壓力</p><p><b>　　夾套的水壓試驗(yàn)</b></p><p>　　所以夾

41、套水壓試驗(yàn)壓力為0.75。</p><p>　　夾套壓力試驗(yàn)前的應(yīng)力校核</p><p>　　壓力試驗(yàn)前，應(yīng)按下式校核夾套應(yīng)力：</p><p><b>　　液壓試驗(yàn)時(shí)，滿足</b></p><p>　　所以夾套試驗(yàn)前得應(yīng)力校核滿足要求。</p><p>　　夾套橢圓形封頭的計(jì)算</p>

42、;<p>　　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</p><p>　　則夾套橢圓形封頭厚度圓整為。</p><p><b>　　有效厚度的計(jì)算</b></p><p>　　所以夾套封頭厚度符合要求。</p><p>　　夾套橢圓形封頭最大允許工作壓力的計(jì)算</p><p>　　所

43、以夾套橢圓形封頭最大允許工作壓力符合要求。</p><p><b>　　封口錐</b></p><p>　　所以封口錐的厚度符合要求。</p><p>　　封口錐厚度應(yīng)等于或大于某相接的夾套筒體壁厚則取等于。</p><p>　　1.2確定反應(yīng)釜內(nèi)筒的材料和壁厚</p><p>　　筒體材料的選用

44、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，已知筒體受內(nèi)壓，取設(shè)計(jì)壓力0.4MP，設(shè)計(jì)溫度為200℃。</p><p><b>　　符號(hào)說明</b></p><p><b>　　—厚度附加量&l

45、t;/b></p><p>　　—鋼板或鑄鐵件厚度的負(fù)偏差</p><p><b>　　—筒體的腐蝕余量</b></p><p><b>　　—筒體的內(nèi)直徑</b></p><p><b>　　—封頭曲面深度</b></p><p><b&g

46、t;　　—筒體的外直徑（）</b></p><p><b>　　—計(jì)算壓力</b></p><p>　　—筒體的最大允許工作壓力</p><p><b>　　—筒體的計(jì)算厚度</b></p><p><b>　　—筒體的有效厚度</b></p><

47、;p><b>　　—筒體的名義厚度</b></p><p>　　—設(shè)計(jì)溫度下圓通材料的需用應(yīng)力</p><p><b>　　—焊接接頭系數(shù)</b></p><p>　　—系數(shù)，查GB150 圖6—1~表6—9</p><p>　　—系數(shù)，查圖6—3~圖6—10. </p><

48、;p>　　—設(shè)計(jì)溫度下材料的彈性模量</p><p><b>　　—圓筒計(jì)算長度</b></p><p><b>　　—許用外壓力</b></p><p><b>　　內(nèi)壓圓筒壁厚的計(jì)算</b></p><p><b>　　的計(jì)算</b></p

49、><p><b>　　公式適用范圍</b></p><p><b>　　所以該公式適用</b></p><p><b>　　內(nèi)壓圓筒的計(jì)算厚度</b></p><p><b>　　假設(shè)</b></p><p><b>　　令&

50、lt;/b></p><p>　　外壓圓筒的計(jì)算與校核</p><p>　　查GB150得使用下面方法進(jìn)行外壓圓筒的計(jì)算</p><p><b>　　假設(shè)，則</b></p><p>　　=橢圓直邊段之間的長度加上曲面深度的</p><p><b>　　則</b><

51、;/p><p><b>　　由 ， 、</b></p><p>　　查得：外壓或軸向受壓圓筒和管子集合參數(shù)計(jì)算圖 </p><p>　　外壓圓筒、管子和球殼厚度計(jì)算圖。</p><p><b>　　許用外壓力的計(jì)算</b></p><p>　　則假設(shè)成立，取圓筒的。</p&

52、gt;<p>　　1.3封頭、卡子及密封裝置的選擇</p><p><b>　　封頭的選擇</b></p><p>　　橢圓形封頭是由半個(gè)橢球面和短圓筒組成，直邊段的作用是避免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。由于封頭的橢球部分經(jīng)線曲率變化平滑連續(xù)，故應(yīng)力分布比較均勻，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

53、中、低壓容器。故該搪玻璃反應(yīng)釜選用橢圓形封頭。</p><p><b>　　卡子的選型</b></p><p>　　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。則h3=110mm，所以選用卡子的型號(hào)為AM20[15]。</p>

54、<p><b>　　密封裝置的選用</b></p><p>　　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)達(dá)到密封的裝置，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，在攪拌反應(yīng)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。</p>&l

55、t;p><b>　　反應(yīng)釜的傳遞裝置</b></p><p>　　反應(yīng)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。</p><p>　　反應(yīng)釜的長動(dòng)裝置通常設(shè)置在反應(yīng)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

56、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，安裝在反應(yīng)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。</p><p><b>　　2.1減速裝置</b></p><p><b>　　主要形式： </b></p><p>　　目

57、前我國已頒布的標(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。</p><p>　　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)。</p><p>　　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

58、，轉(zhuǎn)速125~250r/min，功率0.6~30Kw。體積小，效率高，制造成本低，結(jié)構(gòu)簡單，裝配檢修方便，可以正反轉(zhuǎn)。</p><p>　　三角皮帶減速機(jī)：單級(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)簡單，過載打滑，起保護(hù)作用，允許反轉(zhuǎn)。</p><p>　　諧波減速機(jī)：減速比359~90，轉(zhuǎn)速4~16r/min，功率0.6

59、~13Kw。結(jié)構(gòu)簡單，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合。</p><p>　　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)，已知攪拌轉(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。</p><p&g

60、t;　　標(biāo)定符號(hào)為:BLD 3-3-17。</p><p>　　表2.1釜用立式減速機(jī)的基本特性</p><p>　　注:電動(dòng)機(jī)若采用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)則不加寫代號(hào)。</p><p>　　2.2電動(dòng)機(jī)的基本特性及選用</p><p>　　通常電動(dòng)機(jī)與減

61、速及配套供應(yīng)，設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)反應(yīng)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)。</p><p><b>　　電動(dòng)機(jī)的軸功率校核</b></p><p><b>　　符號(hào)說明</b></p><p>　　—軸封處摩擦損耗功率,</p><p><b>　　—攪拌軸功率,&

62、lt;/b></p><p><b>　　—電動(dòng)機(jī)計(jì)算功率,</b></p><p><b>　　—傳動(dòng)效率</b></p><p>　　軸封處摩擦損耗功率的計(jì)算</p><p>　　由于該填料密封采用單端面密封</p><p><b>　　則</b&g

63、t;</p><p><b>　　攪拌軸功率的計(jì)算</b></p><p>　　其中攪拌介質(zhì)選擇乳膠聚合</p><p><b>　　則</b></p><p>　　電動(dòng)機(jī)計(jì)算功率的計(jì)算</p><p>　　由傳動(dòng)類型為擺線針輪行星傳動(dòng)，則傳動(dòng)裝置各零部件的傳動(dòng)效率。<

64、/p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　圓整為</b></p><p><b>　　2.3機(jī)架</b></p><p>　　2.3.1機(jī)架的選用原則</p><p>　　具備下列條件之一者，可選用單支點(diǎn)機(jī)架:</p>

65、<p>　　①減速機(jī)輸出軸側(cè)的軸承作為一個(gè)支點(diǎn)者;</p><p>　?、谠O(shè)置底軸承，作為一個(gè)支點(diǎn)者:</p><p>　?、嘣跀嚢枞萜鲀?nèi)設(shè)置中間軸承，并能作為一個(gè)支點(diǎn)者。</p><p>　　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，故選用單支點(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)

66、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)如下圖:</p><p><b>　　具體尺寸表:</b></p><p>　　表2.2機(jī)架尺寸表mm</p><p>　　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=530

67、mm, 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。</p><p>　　機(jī)架的標(biāo)記為:HG21566-1995機(jī)架B 300-80。</p><p><b>　　2.4傳動(dòng)軸</b></p><p>　　為了與標(biāo)準(zhǔn)配合，傳動(dòng)軸的軸徑選

68、用d=80mm，材料為Q235-B，并且在軸的外表面加一玻璃層，以提高其耐腐蝕性。 </p><p>　　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。</p><p>　　傳動(dòng)軸釜外軸頭形式如下:</p><p>　　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。<

69、/p><p>　　傳動(dòng)軸的標(biāo)記為:HG21568-1995 BSD 300-80/550-Q235-B。</p><p><b>　　2.5聯(lián)軸器</b></p><p>　　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，能在不拆除減速機(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

70、節(jié)聯(lián)軸器。</p><p>　　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。如下圖:</p><p>　　帶短節(jié)聯(lián)軸器軸孔與軸的配合代號(hào)為H7/m6。</p><p>　　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:HG 21569

71、. 1-95聯(lián)軸器B90/75-ZG。</p><p>　　第三章反應(yīng)釜的攪拌裝置</p><p>　　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，</p><p>　　從而達(dá)到加強(qiáng)混合、提高傳熱和傳質(zhì)速率的目的。</p><p><b>　

72、　3.1攪拌器</b></p><p>　　攪拌器又稱攪拌槳或攪拌葉輪，是攪拌反應(yīng)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:</p><p>　　具有顯著的攪拌效果，特別是對(duì)多相反應(yīng)。</p><p>　　攪拌所消耗的能量應(yīng)盡可能小。</p>

73、;<p>　　保證從反應(yīng)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)。</p><p>　　3.1.1攪拌器的選擇</p><p>　　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)簡單，在小容積的流體混合幣應(yīng)用較廣

74、，對(duì)大容積的流體混合，則循環(huán)能力不足;對(duì)于高粘度流體的混合以錨式、框式、螺桿式、螺帶式更為合適。本設(shè)計(jì)的攪拌器選擇不帶擋板的框式攪拌器。</p><p>　　表4-1攪拌器型試選擇</p><p>　　注:有●者為可用:空白者不詳或不合用。</p><p>　　3.1.2攪拌器的強(qiáng)度計(jì)算</p><p><b>　　符號(hào)說明<

75、/b></p><p>　　—攪拌器強(qiáng)度計(jì)算時(shí)的設(shè)計(jì)功率， </p><p>　　—每個(gè)槳葉強(qiáng)度計(jì)算時(shí)設(shè)計(jì)功率, </p><p>　　—軸上相同攪拌器的層數(shù)</p><p>　　—攪拌器的槳葉數(shù)，選擇的是框式攪拌器，則槳葉數(shù)為4</p><p>　　—I-I斷面上彎矩,</p><p&g

76、t;　　—由扭矩在I-I斷面上增加的彎矩, </p><p>　　—I-I斷面上的扭矩, </p><p>　　—I-I斷面的抗彎截面系數(shù)</p><p>　　—I-I斷面彎曲應(yīng)力,</p><p><b>　　—槳葉的厚度</b></p><p><b>　　圖1 框式攪拌器<

77、/b></p><p>　　攪拌器強(qiáng)度計(jì)算時(shí)的設(shè)計(jì)功率</p><p>　　每個(gè)槳葉強(qiáng)度計(jì)算時(shí)設(shè)計(jì)功率</p><p><b>　　框式攪拌器</b></p><p>　　I-I斷面上彎矩的計(jì)算</p><p>　　槳葉垂直方向懸臂高度</p><p><b&g

78、t;　　查表得：</b></p><p><b>　　槳葉總高度</b></p><p><b>　　攪拌器半徑</b></p><p><b>　　攪拌器葉根半徑</b></p><p>　　則槳葉垂直方向懸臂高度H1按一下公式計(jì)算：</p><

79、;p>　　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：</p><p><b>　　[3]。</b></p><p><b>　　系數(shù)a的計(jì)算</b></p><p>　　I-I斷面上的扭矩的計(jì)算</p><p>　　由扭矩在I-I斷面上增加的彎矩按的計(jì)算</p>&

80、lt;p>　　I-I斷面的抗彎截面系數(shù)的計(jì)算</p><p><b>　　I-I斷面彎曲應(yīng)力</b></p><p>　　所以I-I斷面彎曲應(yīng)力符合要求。</p><p>　　框式攪拌器II-II斷面的計(jì)算</p><p>　　II-II斷面的彎矩</p><p>　　II-II斷面上的彎曲

81、應(yīng)力</p><p>　　II-II斷面的抗彎斷面模數(shù)</p><p>　　II-II斷面上的彎曲應(yīng)力應(yīng)滿足：</p><p>　　所以II-II斷面上的彎曲應(yīng)力符合要求[7]。</p><p><b>　　3.2攪拌軸</b></p><p>　　3.2.1攬拌軸的材質(zhì)及加工要求</p&g

82、t;<p>　　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。</p><p>　　3.2.2攪拌軸直徑的確定及強(qiáng)度計(jì)算</p><p><b>　　符號(hào)說明</b></p><p&g

83、t;　　—懸臂軸兩支點(diǎn)間（跨間）的距離，；</p><p>　　—設(shè)計(jì)最終確定的實(shí)心軸軸徑或空心軸外徑，；</p><p>　　—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，；</p><p>　　—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，；</p><p>　　—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；</

84、p><p>　　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，；</p><p>　　—懸臂軸跨間段實(shí)心軸軸徑或空心軸外徑，；</p><p>　　—懸臂軸段跨間段實(shí)心軸軸徑或空心軸外徑，；</p><p>　　—軸材料的彈性模量，；</p><p>　　—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；</

85、p><p>　　—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</p><p><b>　　離心力，；</b></p><p>　　—第個(gè)攪拌器上的流體徑向力，；</p><p>　　—軸材料剪切彈性模量，(合金鋼)</p><p>　　—懸臂軸跨間軸段的慣性矩，；</p>

86、<p>　　—懸臂軸懸臂軸段（實(shí)心或空心）的慣性矩，；</p><p>　　—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），；</p><p>　　—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），

87、；</p><p><b>　　—軸上彎矩總和，；</b></p><p>　　—由軸向推力引起作用于軸的彎矩，；</p><p>　　—按傳動(dòng)裝置的效率計(jì)算的攪拌軸傳遞扭矩，；</p><p>　　—軸傳遞的最大轉(zhuǎn)矩，</p><p>　　—由徑向力引起作用于軸的彎矩，；</p>

88、<p>　　—固定在攪拌軸上的圓盤（攪拌器及附件）數(shù)；</p><p>　　、……—圓盤（攪拌器及附件）1、2……的質(zhì)量，；</p><p>　　、……—圓盤（攪拌器及附件）1、2……的有效質(zhì)量，；</p><p><b>　　—懸臂軸段軸的質(zhì)量</b></p><p>　　—懸臂軸段軸的有效質(zhì)量，；</

89、p><p>　　—懸臂軸及各層圓盤（攪拌器及附件）的組合質(zhì)量，；</p><p>　　—空心軸內(nèi)徑與外徑的比值；</p><p><b>　　—軸的轉(zhuǎn)速，；</b></p><p>　　—軸的一階臨界轉(zhuǎn)速，；</p><p>　　—電動(dòng)機(jī)額定功率，；5.5</p><p>　　

90、—軸封處摩擦損耗功率，；</p><p>　　—設(shè)備內(nèi)的設(shè)計(jì)壓力，；</p><p>　　—相當(dāng)質(zhì)量的折算點(diǎn)；</p><p>　　—傳動(dòng)側(cè)軸承游隙，；</p><p>　　—懸臂軸攪拌側(cè)軸承或單跨軸末端軸承游隙，；</p><p>　　—單跨軸段或懸臂軸段軸有效質(zhì)量的相當(dāng)質(zhì)量，；</p><p&g

91、t;　　、……—、……的相當(dāng)質(zhì)量，；</p><p>　　—在點(diǎn)所有相當(dāng)質(zhì)量的總和，；</p><p>　　—攪拌軸軸線與安裝垂直線的夾角，（°）</p><p>　　—第個(gè)攪拌器葉片傾斜角（°）</p><p><b>　　—軸的扭轉(zhuǎn)角，；</b></p><p>　　—由軸

92、承徑向游隙引起在軸上離軸承距離處的徑向位移，；</p><p>　　—由流體徑向作用力引起在軸上離軸承距離處的徑向位移；</p><p>　　—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，；</p><p>　　—離軸承距離處軸的徑向總位移，；</p><p>　　—懸臂軸段慣性矩與跨間軸段慣性矩的比值</p><p&

93、gt;　　—攪拌物料的密度，；</p><p><b>　　—軸材料的密度，；</b></p><p>　　—軸上所有攪拌器其對(duì)應(yīng)編號(hào)之和。</p><p>　　—傳動(dòng)裝置效率，0.9</p><p>　　按扭轉(zhuǎn)變形計(jì)算攪拌軸的軸徑</p><p>　　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)

94、造成軸的振動(dòng)，使軸封失效，因</p><p><b>　　圖2 攪拌軸受力圖</b></p><p>　　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</p><p>　　軸傳遞的最大轉(zhuǎn)矩的計(jì)算</p><p>　　空心軸內(nèi)徑與外徑的比值的計(jì)算</p><p><b>

95、;　　攪拌軸直徑的計(jì)算 </b></p><p>　　—許用扭轉(zhuǎn)角，對(duì)于懸臂梁。</p><p><b>　　故攪拌軸的直徑為</b></p><p><b>　　則取 符合要求。</b></p><p>　　按臨界轉(zhuǎn)速校核攪拌軸的直徑</p><p>　　攪拌軸

96、有效質(zhì)量的計(jì)算</p><p>　　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。</p><p>　　懸臂軸兩支點(diǎn)間距離的計(jì)算</p><p>　　第一個(gè)攪拌器懸臂長度的計(jì)算</p><p>　　攪拌軸的有效質(zhì)量的計(jì)算</p><p><b>　　合金鋼</b></p>&

97、lt;p><b>　　則：對(duì)于懸臂軸</b></p><p><b>　　圓盤有效質(zhì)量的計(jì)算</b></p><p>　?、偃嵝暂S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：</p><p>　　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</p><p><b

98、>　?、蹜T性矩的計(jì)算</b></p><p>　?、芤浑A臨界轉(zhuǎn)速的計(jì)算</p><p><b>　　合金彈性模量</b></p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　則</b></p><p>　　所以臨界轉(zhuǎn)速符

99、合要求</p><p>　　按強(qiáng)度計(jì)算攪拌軸的直徑</p><p><b>　　軸上扭矩的計(jì)算</b></p><p>　　徑向力引起的軸上彎矩的計(jì)算</p><p>　　流體徑向力系數(shù)的計(jì)算</p><p>　　式中 —基本流體徑向力系數(shù)，</p><p><b

100、>　　—物料粘度修正系數(shù)</b></p><p>　　—攪拌容器內(nèi)平直擋板數(shù)的修正系數(shù)</p><p>　　—攪拌器偏心安裝的修正系數(shù)</p><p>　　—攪拌容器內(nèi)件的修正系數(shù)</p><p>　　攪拌器功率產(chǎn)生的扭矩的計(jì)算</p><p>　　攪拌器上的流體徑向力的計(jì)算</p>&

101、lt;p>　　—攪拌器的直徑，，查標(biāo)準(zhǔn)得，</p><p><b>　　則：</b></p><p>　　攪拌軸與各層攪拌器的組合質(zhì)量的計(jì)算</p><p>　　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</p><p><b>　　平衡精度等級(jí)，取</b></p>

102、<p><b>　　則：</b></p><p>　　攪拌軸與攪拌器質(zhì)量偏心引起的離心力的計(jì)算</p><p>　　—對(duì)剛性軸初值取0.5</p><p>　　則：對(duì)于懸臂軸 </p><p>　　攪拌軸與各層攪拌器組合重心離軸承的距離的計(jì)算</p><p>　　徑向力引起的軸上

103、彎矩的計(jì)算</p><p>　　軸上扭矩和彎矩同時(shí)作用時(shí)的當(dāng)量扭矩的計(jì)算</p><p><b>　　的粗略計(jì)算</b></p><p>　　當(dāng)或軸上所有攪拌器時(shí)，取</p><p><b>　　則</b></p><p>　　軸上扭矩和彎矩同時(shí)作用時(shí)的當(dāng)量扭矩的計(jì)算<

104、/p><p>　　軸材料的許用剪切應(yīng)力的計(jì)算</p><p>　　—軸材料的抗拉強(qiáng)度，</p><p>　　受強(qiáng)度控制的軸徑的計(jì)算</p><p><b>　　MA的精確計(jì)算</b></p><p>　　按上述粗略求得后，再按下述方法求精確</p><p><b>　

105、　計(jì)算段長度的計(jì)算</b></p><p><b>　　回轉(zhuǎn)半徑的計(jì)算</b></p><p><b>　　軸承型式系數(shù) </b></p><p><b>　　軸的壓縮屈服限 </b></p><p><b>　　回轉(zhuǎn)半徑 </b></

106、p><p><b>　　由于 則</b></p><p>　　當(dāng)量長度為的軸與攪拌器重力總和的計(jì)算</p><p>　　作用在攪拌軸上的軸向合力的計(jì)算</p><p>　　—流體作用在攪拌器的軸向推力，</p><p>　　由軸向推力引起作用于軸上的彎矩按下式計(jì)算</p><p

107、><b>　　則返回重新取</b></p><p>　　軸上彎矩總和按下式計(jì)算</p><p>　　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</p><p>　　受強(qiáng)度控制的軸徑按下式計(jì)算</p><p><b>　　則取符合要求。</b></p><p>　　按軸

108、封處允許徑向位移驗(yàn)算軸徑</p><p>　　由軸徑，軸承型式為滾動(dòng)軸承</p><p><b>　　則軸承徑向游隙為</b></p><p>　　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</p><p>　　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</p><p&

109、gt;<b>　　其中 </b></p><p>　　懸臂軸段慣性矩與跨間軸段慣性矩比值</p><p><b>　　則</b></p><p>　　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</p><p><b>　　由 </b><

110、;/p><p>　　對(duì)于剛性軸總位移按下式計(jì)算</p><p><b>　　查得：</b></p><p><b>　　驗(yàn)算應(yīng)滿足以下條件</b></p><p><b>　　符合要求。</b></p><p>　　第四章反應(yīng)釜的軸封裝置</p>

111、<p>　　反應(yīng)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)危及人身安全和設(shè)備安全，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。</p><p>　　4.1軸封裝置的選用原則</p><p><b>　　機(jī)械密封:</b></p><p>

112、　　機(jī)械密封是一種旋轉(zhuǎn)機(jī)械的油封裝置。比如離心泵、離心機(jī)、反應(yīng)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，則空氣向設(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

113、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。”</p><p>　?、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. 6 Mpa)選用非平衡型雙端面機(jī)械密封或非平衡性單端面密封。</p><p>　　②被密封介質(zhì)為一般物料，選

114、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)(<0.6 Mpa)，選用非平衡型機(jī)械密封。</p><p>　?、勖芊庖蟾邥r(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)。</p><p>　?、軝C(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)，

115、機(jī)械密封應(yīng)配置循環(huán)保護(hù)系統(tǒng)。(按HG 21572-95 )</p><p><b>　　填料密封:</b></p><p>　　填料密封又稱為壓緊填料(Gland Packings）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

116、生產(chǎn)與發(fā)展，使填料密封的材料有了新的發(fā)展。到了20世紀(jì)，填料密封因其結(jié)構(gòu)比較簡單，價(jià)格不貴，來源廣泛而獲得許多工業(yè)部門的青睞。</p><p>　　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)部分等動(dòng)密封，比如離心泵、壓縮機(jī)、真空泵、攪拌機(jī)、反應(yīng)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。</p><p>　?、俦幻芊饨橘|(zhì)為一般物料，介

117、質(zhì)壓力中等，選用填料密封。</p><p>　?、诮橘|(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。</p><p>　?、劢橘|(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。</p><p><b>　　4.2機(jī)械密封原理</b></p><p>　　當(dāng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，攪拌軸帶動(dòng)彈簧座

118、、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。</p><p><b>　　4.3填料密封原理</b></p><p>　　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</p><p>　　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

119、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)則的迷宮，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。若潤滑不良，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

120、擦，最后導(dǎo)致燒軸和出現(xiàn)嚴(yán)重磨損。</p><p>　　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。</p><p>　　4.4機(jī)械密封與填料密封的對(duì)比</

121、p><p>　　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。</p><p>　　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。</p><p>　　維修周期長，在正常的使用情況下，不需要維修。</p><p><b>　　軸或軸套不受磨損。</b></p>

122、<p>　　摩擦功耗少，一般約為填料密封的10%-15%。</p><p>　　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。</p><p>　　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。</p><p>　　鑒于軸封裝置的選用原則

123、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。</p><p>　　4.5機(jī)械密封及其循環(huán)保護(hù)系統(tǒng)的選擇</p><p>　　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。</p><

124、p>　　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)如下圖：</p><p>　　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。</p><p><b>　　4.6耳座計(jì)算<

125、;/b></p><p><b>　　符號(hào)說明</b></p><p>　　—支座本體允許載荷，</p><p>　　—支座承受的實(shí)際載荷，</p><p><b>　　—地震影響系數(shù)</b></p><p><b>　　—偏心載荷，</b><

126、;/p><p><b>　　—偏心距，</b></p><p><b>　　—設(shè)置地區(qū)基本風(fēng)壓</b></p><p><b>　　—地震載荷，</b></p><p><b>　　—風(fēng)載荷， </b></p><p>　　—支座處圓筒

127、所受支座彎矩，</p><p><b>　　—耳座的數(shù)目</b></p><p><b>　　選型</b></p><p>　　選用個(gè)支座，，支座本體允許載荷。</p><p>　　假設(shè)：地震設(shè)防烈度為，則地震影響系數(shù)</p><p><b>　　偏心載荷為，偏心距

128、</b></p><p><b>　　設(shè)置地區(qū)基本風(fēng)壓為</b></p><p>　　計(jì)算支座承受的實(shí)際載荷Q</p><p><b>　　地震載荷的計(jì)算</b></p><p><b>　　風(fēng)載荷的計(jì)算</b></p><p>　?。ò丛O(shè)備