2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、<p><b>  課 程 設(shè) 計</b></p><p>  2015 年 月 日</p><p><b>  課程設(shè)計任務(wù)書</b></p><p><b>  一、課程設(shè)計的內(nèi)容</b></p><p>  1、通過查閱有關(guān)資料,熟悉基本工作原理

2、、特點和流程組成的設(shè)備及結(jié)構(gòu)。</p><p>  2、進(jìn)行工藝參數(shù)的確定</p><p>  3、主要設(shè)備工作部件尺寸的設(shè)計</p><p><b>  4、繪制裝配圖 </b></p><p>  5、撰寫課程設(shè)計說明書</p><p>  二、課程設(shè)計的要求與數(shù)據(jù)</p>&l

3、t;p>  每天貯液的體積:80m3 (料液密度ρL =1100 kg/m3 )</p><p>  貯罐的填充系數(shù):80% </p><p>  每天分2班,每班用4個貯液罐</p><p>  每2個貯罐中的果汁用泵(半小時之內(nèi))輸送至3個帶攪拌裝置的攪拌罐;攪拌罐的填充系數(shù)75%。</p><p>  三、課程設(shè)計應(yīng)完成的工作&

4、lt;/p><p>  1.課程設(shè)計說明書(紙質(zhì)版和電子版) 各1份(3000字)2.設(shè)備裝配圖(A4)1張,裝訂在說明書的最后面。</p><p>  四、課程設(shè)計進(jìn)程安排</p><p>  五、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)</p><p>  [1] 陳英南, 劉玉蘭. 常用化工單元設(shè)備的設(shè)計[M]. 杭州:華東理工大學(xué)出版社,2005&l

5、t;/p><p>  [2] 張裕中.食品加工技術(shù)裝備[M]. 北京:中國輕工業(yè)出版社,2000</p><p>  [3] 無錫輕工大學(xué),天津輕工業(yè)學(xué)院.食品工廠機(jī)械與設(shè)備[M].北京:中國輕工業(yè)出版社,1989</p><p>  [4] 崔建云. 食品加工機(jī)械與設(shè)備[M] . 北京:中國輕工業(yè)出版社,2008</p><p>  [5] 李

6、功樣,陳蘭英,崔英德. 常用化工單元設(shè)備設(shè)計[M]. 廣州: 華南理工大學(xué)出版社,2003</p><p>  [4] GB/T 14690-1993-1993,技術(shù)制圖比例[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,1993.</p><p>  發(fā)出任務(wù)書日期: 2015 年 9月 21日 指導(dǎo)教師簽名:</p><p>  計劃完成日期: 2015 年 10月26日

7、 基層教學(xué)單位責(zé)任人簽章:</p><p><b>  主管院長簽章:</b></p><p><b>  課程設(shè)計考核表</b></p><p><b>  目 錄</b></p><p>  1. 設(shè)計方案的分析7</p><p>  1.1貯

8、罐類型分類與選型7</p><p>  1.1.1貯罐類型分類7</p><p>  1.1.2 貯罐類型選擇7</p><p>  1.2鋼體的選擇8</p><p>  1.2.1容器用鋼8</p><p>  1.2.2附件用鋼8</p><p>  1.3容器的幾何形狀8&

9、lt;/p><p><b>  1.4人孔選型8</b></p><p>  1.5法蘭的選擇9</p><p>  1.6墊片的選擇9</p><p>  1.7鞍座選擇依據(jù)9</p><p>  2. 工藝設(shè)計要求9</p><p>  3. 設(shè)計基本參數(shù)10&

10、lt;/p><p>  3.1物料的物理化學(xué)性能參數(shù)10</p><p>  4. 貯罐結(jié)構(gòu)設(shè)計10</p><p>  4.1設(shè)備容量的確定10</p><p>  4.3材質(zhì)選擇10</p><p>  4.3幾何尺寸的確定11</p><p>  4.4 壁厚確定12</p&

11、gt;<p>  4.5 封頭選擇13</p><p>  4.6攪拌器軸功率的計算13</p><p><b>  4.7人孔14</b></p><p><b>  4.8視鏡16</b></p><p>  4.9物料進(jìn)出口管17</p><p>

12、;  4.10溫度計17</p><p>  4.11液面計17</p><p>  4.12排氣和排液孔18</p><p>  4.13鞍座的選擇18</p><p>  4.14 壓力容器法蘭的設(shè)計20</p><p>  4.15 管法蘭選擇20</p><p>  4.16

13、 墊片的選取20</p><p>  4.17 螺栓選型21</p><p>  5. 攪拌罐結(jié)構(gòu)設(shè)計23</p><p>  5.1罐容量的確定23</p><p>  5.2罐體的尺寸確定23</p><p>  5.3 夾套幾何尺寸確定24</p><p>  5.4擋板尺寸

14、25</p><p>  5.5攪拌器幾何尺寸確定25</p><p><b>  5.6 接管25</b></p><p><b>  5.7 人孔25</b></p><p><b>  5.8 視鏡26</b></p><p>  5.10

15、筒體強(qiáng)度計算26</p><p>  5.11夾套強(qiáng)度計算26</p><p>  5.12封頭強(qiáng)度計算27</p><p>  5.13攪拌功率計算27</p><p>  5.14電動機(jī)額定功率的確定27</p><p>  5.15攪拌軸設(shè)計28</p><p>  5.16傳

16、動裝置設(shè)計28</p><p><b>  5.17支座29</b></p><p>  5.18支座承受的實際載荷Q30</p><p>  5.19開孔補強(qiáng)計算30</p><p><b>  5.20接管31</b></p><p><b>  5.

17、21法蘭31</b></p><p><b>  6泵選型31</b></p><p><b>  設(shè)計總結(jié)32</b></p><p>  參 考 文 獻(xiàn)32</p><p><b>  摘要</b></p><p>  本說

18、明書根據(jù)任務(wù)書所給要求,查閱相關(guān)書籍和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),初步做出設(shè)計方案,然后通過工藝計算,最終確定用臥式貯罐貯存果汁,立式攪拌罐攪拌果汁的具體結(jié)構(gòu)尺寸。工藝計算過程涵蓋了果汁的特性確定,設(shè)計參數(shù)的選擇,果汁貯罐的分類及選型,攪拌器的分類及選型,工藝尺寸的確定,容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計和泵選型等方面的內(nèi)容,通過對一系列參數(shù)的考慮與確認(rèn),最終完成該課程設(shè)計,并對整個設(shè)計過程進(jìn)行了總結(jié)。 </p><p>  關(guān)鍵詞:果汁,臥式貯罐,

19、立式攪拌罐,工藝尺寸,結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p><b>  設(shè)計方案的分析</b></p><p>  1.1貯罐類型分類與選型</p><p>  1.1.1貯罐類型分類</p><p>  貯罐按其形狀可分為方形,矩形容器,球型容器,圓筒型容器(立式,臥式)。</p><p>  按其承壓性質(zhì)

20、可分為內(nèi)壓和外壓容器,內(nèi)壓容器又可分為低壓、中壓、高壓和超高壓4個壓力等級。</p><p>  按其工作的溫度可分為低溫、常溫、中溫、高溫容器。</p><p>  按制造器的材料可分為金屬制與非金屬制兩類。</p><p>  按其應(yīng)用情況可分為反應(yīng)壓力容器(R)、換熱壓力容器(E)、分離壓力容器(S)、儲存壓力容器(C)等。</p><p&

21、gt;  1.1.2 貯罐類型選擇</p><p>  本次設(shè)計的貯罐采用臥式圓筒貯罐,臥式貯罐主要應(yīng)用與儲存量較小,并且貯罐的耐壓能力較強(qiáng)。由于設(shè)計體積較?。s為40m3)且工作壓力較小(P=0.25MPa)可采用臥式圓筒形容器。貯罐是較典型的貯藏設(shè)備,在工業(yè)中應(yīng)用已有悠久歷史,具有易制造,成本低,處理能力大,能夠加熱物料,較方便,可供選用的結(jié)構(gòu)材料廣闊,適應(yīng)性強(qiáng),可用于各種溫度和壓強(qiáng)場合等優(yōu)點,故在大型貯罐中

22、占優(yōu)勢。</p><p>  臥式貯罐的特點是,具有耐壓能力好,進(jìn)口揚程低,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,強(qiáng)度大,易清洗且造價低。</p><p><b>  1.2鋼體的選擇</b></p><p><b>  1.2.1容器用鋼</b></p><p>  壓力容器的使用工況(如溫度、壓力、介質(zhì)特性和操作特點等)差

23、別很大, 制造壓力容器的鋼種類很多,即有碳素鋼、低合金高強(qiáng)度鋼和低溫鋼,也有中溫抗氫鋼、不銹鋼和耐熱鋼,還有復(fù)合鋼板。</p><p>  一般中低壓設(shè)備可采用屈服極限為245Mpa~345Mpa級的鋼材;直徑較大、壓力較高的設(shè)備,均應(yīng)采用普通低碳鋼,強(qiáng)度級別宜用400Mpa級或以上;如果容器的操作溫度超過 400℃,還需要考慮材質(zhì)的蠕變強(qiáng)度和持久強(qiáng)。</p><p>  本設(shè)計貯液為牛奶

24、或果汁,沒有毒性,基本沒有腐蝕性。而AISI304不銹鋼材質(zhì)具有良好的特性。</p><p><b>  1.2.2附件用鋼</b></p><p>  優(yōu)質(zhì)低碳鋼的強(qiáng)度較低,塑性好,焊接性能好,因此在化工設(shè)備制造中常用作于熱介換列管、設(shè)備接管、法蘭的墊片包皮。</p><p>  優(yōu)質(zhì)中碳鋼的強(qiáng)度較高,韌性較好,但焊接性能較差,不宜采用做接管

25、用鋼。</p><p>  由于接管掏錢焊接性能好且塑性好,故選擇10號優(yōu)質(zhì)低碳鋼的普通無縫鋼管制作各型號接管。</p><p>  由于法蘭必須具有足夠大的強(qiáng)度和剛度,以滿足連續(xù)條件,使之能夠封密良好,故選用Q235-A的普通碳素鋼。</p><p>  16MnR的鋼良好的綜合力學(xué)性能、焊接性能、工藝性能以及 低溫沖擊韌性。適合用作封頭鋼材。支座選取與筒體相同的

26、材料,即AISI304不銹鋼材質(zhì)。封頭選擇依據(jù)從強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)和制造方面綜合考慮,采用橢圓形封頭最為合理。</p><p>  1.3容器的幾何形狀</p><p>  我國容器已經(jīng)實習(xí)了系列化和標(biāo)準(zhǔn)化</p><p><b>  1.4人孔選型</b></p><p>  壓力容器入孔是為了檢查設(shè)備的內(nèi)部空間以及安裝和訴卸

27、設(shè)備的內(nèi)部構(gòu)件。入孔主要由筒節(jié)、法蘭、蓋板和手柄組成。一般入孔有兩個手柄。選用時應(yīng)綜合考慮公稱壓力,公稱直徑,工作溫度 以及人、手孔的結(jié)構(gòu)和材料等諸方面的因素。入孔的類型很多,選擇使用上有較大的靈活性,其尺寸大小及位置以設(shè)備內(nèi)件安裝和工人進(jìn)出方便為原則。通常可以根據(jù)操作需要,在這考慮到入孔蓋直徑較大較重,可以選擇回轉(zhuǎn)蓋對焊法蘭入孔。</p><p><b>  1.5法蘭的選擇</b><

28、;/p><p>  壓力容器法蘭分平焊法蘭與對焊法蘭。平焊法蘭又分為甲型與乙型兩種。管法蘭分帶頸平焊法蘭和板式平焊法蘭。本次課程設(shè)計是設(shè)計壓力位0.25Mpa,所以分別選用甲型平焊法蘭和板式平焊法蘭。</p><p><b>  1.6墊片的選擇</b></p><p>  在化工貯罐,普通使用的墊片是石棉膠板(代號:XB350)。但是本次設(shè)計貯罐

29、貯藏的物料是鮮奶或果汁,屬于食品。而石棉因有害健康被禁止使用,因此此次的設(shè)計選用無石棉材料的天然膠片(代號:NR)</p><p><b>  1.7鞍座選擇依據(jù)</b></p><p>  鞍式支座是應(yīng)用最廣泛的一種臥式支座。而一臺臥式容器支座一般情況不宜多于兩個。鞍式雙支座分S型和F型。本次設(shè)計選用雙鞍座輕型鞍座,并采用S型。</p><p&g

30、t;<b>  工藝設(shè)計要求</b></p><p>  臥式貯罐設(shè)計工藝設(shè)計條件</p><p>  每天貯液的體積80m3;</p><p>  貯罐的填充系數(shù):80%;</p><p>  每天分兩班,每班4個貯液罐;</p><p>  每2個貯罐中的果汁用泵(半小時之內(nèi))輸送至3個帶攪拌

31、裝置的攪拌罐;</p><p>  攪拌罐的填充系數(shù)75%。</p><p><b>  設(shè)計基本參數(shù)</b></p><p>  3.1物料的物理化學(xué)性能參數(shù)</p><p>  鮮奶的密度為1100kg/m3</p><p>  設(shè)計壓力(最大使用壓力):0.25Mpa   </p>

32、;<p>  貯存物料的溫度:最高貯存溫度為室溫,最低貯存溫度取物料的凝固點</p><p><b>  設(shè)計溫度:25℃</b></p><p>  腐蝕性:低腐蝕性,腐蝕余量大約為1mm</p><p><b>  毒性:無毒 </b></p><p>  進(jìn)出量:每天貯液體積為8

33、0,分2個班,每班4個貯罐,所以每天貯罐的裝液體積為 </p><p>  設(shè)計0.5h內(nèi)裝液完畢,所以體積流量為:</p><p>  Vs==80÷(2×4) ÷(0.5×3600) =0.0056m3/s </p><p><b>  貯罐結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p&

34、gt;  4.1設(shè)備容量的確定</p><p>  生產(chǎn)能力要求:每天貯液的體積V=80m3/d</p><p><b>  填充系數(shù):80%</b></p><p>  貯液罐的總體積:/d</p><p>  分2班,每班用4個貯液罐,則每個貯罐的容量為:</p><p>  100÷

35、;(2×4)=12.5m3/d </p><p>  將容積圓整到13m3,數(shù)量取5個(一個備用)。 </p><p><b>  4.3材質(zhì)選擇</b></p><p>  選用AISI304不銹鋼材質(zhì)</p><p>  4.3幾何尺寸的確定</p><p>  貯液罐兼有攪拌作用

36、,取平蓋,橢圓封頭(底),帶攪拌 為節(jié)省材料,取筒 </p><p><b>  高H=D ,</b></p><p>  解得:D=2.74,</p><p>  查JB/T4737-1995橢圓形封頭得,取D=1800,厚度取8mm,則封頭尺寸如下:</p><p><b>  圖4-1</b>

37、;</p><p><b>  則筒體高度H為</b></p><p><b>  H=m</b></p><p>  取整為H=4400mm</p><p><b>  核算填充系數(shù)η:</b></p><p>  η=V/V´==0.774

38、</p><p>  即實際填充系數(shù)77.9%,比80%小2.1%,即設(shè)計填充量比要求的填充量小,貯罐略偏大,情況可以接受。</p><p>  HGT-3154-1985 臥式橢圓型封頭貯罐系列國際標(biāo)準(zhǔn),得到一下數(shù)據(jù):</p><p>  表5.1 HG5-1580-85(2.5Mpa)</p><p>  公 全 公 筒

39、 筒 封 支 支 貯 焊 允 貯</p><p>  稱 容 稱 體 體 頭 座 座 罐 縫 許裕 罐</p><p>  容 積 直 壁 長 厚 位 位 總 系 腐度 重 </p><p

40、>  積 徑 厚 度 度 置 置 長 數(shù) 蝕 量</p><p>  Vt V Dt S L S1 L1 L2 LФ φ mm kg</p><p>  13 12.92 1800 6 4400 8 3420

41、 490 5380 1.0 1.5 2593 </p><p><b>  4.4 壁厚確定</b></p><p>  按上面查得壁厚為S=6mm,封頭壁厚S1= 8mm(選擇原則:在壓力為2.5Mpa的情況下,對于內(nèi)徑小于3800mm的最小厚度約為內(nèi)徑的0.002倍,碳素鋼或普通合金鋼不小于3mm,不銹鋼容器不小于2mm,封頭比筒壁厚2-3mm

42、)</p><p>  標(biāo)準(zhǔn)編號:JB/T4735-1997</p><p>  標(biāo)準(zhǔn)名稱:鋼制焊接常壓容器</p><p>  頒布部門:中華人民共和國機(jī)械工業(yè)部 </p><p>  內(nèi)容簡介:本貯罐標(biāo)準(zhǔn)系列的設(shè)計壓力P為2.5(25)、6(59)、10(98)、16(157)、18(176)、20(196)、22(216)、25(24

43、5)、30(294)、40(392)kgf/cm2(10-2 ×Mpa),設(shè)計溫度為-20℃<t<200℃,公稱容積Vg為0.5-100m3</p><p>  本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了鋼制焊接常用容器的設(shè)計,制造,檢驗與驗收要求。</p><p><b>  4.5 封頭選擇</b></p><p>  查表JB/T4737-199

44、5橢圓型封頭得在公徑1800的封頭的數(shù)據(jù)一下:</p><p>  表4.4JBT4737-1995</p><p>  公稱直徑 曲面高度 直邊高度 厚度 內(nèi)表面積 容積 質(zhì)量</p><p><b>  (碳素鋼低</b></p><p><b>  合金鋼</b&g

45、t;</p><p>  復(fù)合鋼板) </p><p>  DN(mm) h(mm) h2(mm) δ(mm) A(m2) V(m3) m(kg)</p><p>  1800 450 40 8 3

46、.6536 0.8270 224.36</p><p>  即封頭JBT4737-1995DN1800X8-16MnR,在這次課程設(shè)計,選用和筒體相同的材料,為AISI304。</p><p>  4.6攪拌器軸功率的計算</p><p>  攪拌直徑d=D/3=1.8/3=0.6m</p><p>  根據(jù)公式:P=2

47、Nω3ρLd5</p><p>  PO—無通氣攪拌輸入功率(W);</p><p>  NP—功率準(zhǔn)數(shù),是攪拌雷諾系數(shù)Re的函數(shù),NP≈3.5雙槳式45度攪拌器;</p><p>  Ω —渦輪轉(zhuǎn)速:取1r/min;</p><p>  ρL—液體密度(kg/m3)</p><p><b>  2 —攪拌器

48、擋數(shù)</b></p><p>  P= 2×3.5×13×1100×(0.6)5 =598.75 W =0.599KW </p><p><b>  電機(jī)功率 </b></p><p>  K—附加功率消耗系數(shù),取K=1.5</p><p>  η—傳動系數(shù),取η=0

49、.9</p><p><b>  P—軸功率(KW)</b></p><p>  Pg=1.5×0.599÷0.9=0.998KW</p><p><b>  4.7人孔</b></p><p>  人孔的設(shè)置是為了安裝、拆卸、清洗和檢修設(shè)備內(nèi)部的裝置。</p>&

50、lt;p>  本次設(shè)計只設(shè)置了1個人孔,查閱文獻(xiàn),選取標(biāo)準(zhǔn)號HG21518-95、公稱壓力為2.5MPa、 直徑為450mm,高度為393mm的人孔,開在筒體軸線中點正上方。材料規(guī)格為Q235-AF碳素鋼。</p><p><b>  4.8視鏡</b></p><p>  用于觀察果汁貯罐罐內(nèi)部的情況,本次設(shè)計設(shè)置了1個視鏡,材料是Q235碳素鋼,查文獻(xiàn),根據(jù)

51、標(biāo)準(zhǔn)號HG21505-1992,以0.6MPa作為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)格確定。采用A型凸面視鏡設(shè)計,視鏡直徑為DN=150m,高度為54m,開在頂封頭上,位于右邊軸線離中心軸500mm處。尺寸如下:</p><p><b>  4.9物料進(jìn)出口管</b></p><p>  由3.1知Vs=0.0116m3/s,且果汁屬于低粘度液體,依據(jù)《化工單元操作與設(shè)備》上冊表1-1知果汁

52、在管道中的流速范圍為1.5-3.0m/s之間,現(xiàn)取果汁進(jìn)入貯罐流速為Us=2.0m/s,則:</p><p>  d== =0.0597m=59.7mm</p><p>  故管道接口選取如下:</p><p>  進(jìn)料口:PN0.25 DN76,HG20593-97,接管口M76×8開在筒體壁上端;</p><p>  出料口:P

53、N0.25 DN76,HG20593-97,出管口M76×8,開在筒體壁左下端。</p><p><b>  4.10溫度計</b></p><p>  本次設(shè)計設(shè)置了1個溫度計Pt100,尺寸標(biāo)準(zhǔn)PN0.25 DN32,HGJ49-91,公稱直徑為32mm。分別在貯罐體兩邊成對稱分布。</p><p><b>  4.11

54、液面計</b></p><p>  本貯罐采用反射式玻璃板液面計R6-1,尺寸標(biāo)準(zhǔn):PN0.25 DN25,HGJ49-91,公稱直徑為25mm。根據(jù)HG21590-1995,可知液面計長度為850mm。</p><p>  4.12排氣和排液孔</p><p>  均為公稱直徑:45mm,規(guī)格為M45×6mm標(biāo)準(zhǔn):GB8163-87</

55、p><p>  貯液罐設(shè)備性能技術(shù)參數(shù)</p><p>  序號 名稱 單位 指標(biāo)</p><p>  1 電機(jī) Kw 0.998</p><p>  2 攪拌軸

56、 Rpm 1.5</p><p>  3 總?cè)萘?m3 13 </p><p>  4 實容量 m3 12.9</p><p>  5 貯液罐

57、 mm M1800×6</p><p>  6 貯液罐進(jìn)出口接管 mm M76×8 </p><p>  7 氣/液體排氣/液管 mm M45×6</p><p><b>  4.

58、13鞍座的選擇</b></p><p>  臥式貯罐可選擇鞍式支座(標(biāo)準(zhǔn):JB/T4712.1-2007),根據(jù)罐的公稱直徑DN=1800mm,允許載荷的大小和圓筒強(qiáng)度閱相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn),可選擇120°包角重型不帶墊板鞍式支座,型號為BI1800-S。</p><p><b>  數(shù)量:2個;</b></p><p>  位置:

59、兩個鞍座間距3400mm,各自距筒體兩端500mm。</p><p>  表4.7 DN1800 鞍座尺寸表1 (mm)</p><p><b>  接上表:</b></p><p>  表4.7 DN1800 鞍座尺寸表2 (mm)</p><p>  支座材料與筒體材料相同,焊接采用電焊焊接,焊條型號根據(jù)支座材料(即

60、筒體材料,為AISI304不銹鋼材質(zhì))參照選用GB517-95碳鋼焊條。焊接接頭形式和尺寸按GB/T985-1998規(guī)定,選用對接形式,尺寸為焊絲直徑為4mm</p><p>  4.14 壓力容器法蘭的設(shè)計</p><p>  根據(jù)TB4702-92壓力容器法蘭采用甲型平焊法蘭(平面密封),設(shè)計壓力0.25MPa,材料為6Mn(鍛)。</p><p>  壓力容器

61、法蘭尺寸表 單位:mm</p><p>  4.15 管法蘭選擇</p><p>  計壓力0.25MPa,材料6Mn(鍛)。由標(biāo)準(zhǔn)20593-97,選取板式平焊鋼制管法蘭(PL),具體尺寸如下:</p><p>  管法蘭尺寸表 單位;mm</p><p>  4.16 墊片

62、的選取</p><p>  設(shè)計壓力為0.25MPa,據(jù)HG20606-197標(biāo)準(zhǔn),選取全平面墊片,材料為天然橡膠(NR)。如下圖示:</p><p><b>  4.17 螺栓選型</b></p><p>  設(shè)計壓力為0.25MPa,材料為Q235。鋼制管法蘭緊固件應(yīng)符合HG20613標(biāo)準(zhǔn),在此管法蘭六角形螺栓應(yīng)符合其GB5785(細(xì))標(biāo)準(zhǔn)

63、。</p><p><b>  對應(yīng)使用的螺母為</b></p><p><b>  六角形螺栓規(guī)格表</b></p><p>  螺紋相應(yīng)的墊片尺寸采用GB3103.3-82、GB5267-85、GB90-85標(biāo)準(zhǔn),螺栓墊片材料采用非金屬墊片天然橡膠(NR)。</p><p>  螺紋對應(yīng)墊片尺寸

64、表 單位:mm</p><p><b>  攪拌罐結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p><b>  5.1罐容量的確定</b></p><p>  生產(chǎn)能力要求:每2個貯罐中的果汁用泵(半小時之內(nèi))輸送至3個帶攪拌裝置的攪拌罐,填充系數(shù):75%</p><p>  每天兩班,

65、每班用到4個貯罐,則需要6個帶攪拌裝置攪拌罐,則攪拌罐全容積</p><p><b>  /d</b></p><p>  每個攪拌罐公稱容量為</p><p>  數(shù)量:7個(一個備用)。</p><p>  5.2罐體的尺寸確定</p><p>  本設(shè)計選用立式圓筒形罐體,標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭,整

66、體夾套。</p><p>  設(shè)備內(nèi)物料為液-固相、液-液相時,一般攪拌罐的長徑比范圍在1~1.3,在本設(shè)計中長徑比取1.2。</p><p><b>  初步計算筒體內(nèi)徑</b></p><p><b>  2.34m</b></p><p>  代入已知解得:Di=2.34,圓整到公稱直徑Di

67、=2000mm </p><p>  封頭厚度與貯罐一樣取8mm,查JB/T4737-1995橢圓形封頭得DN=2000mm 的橢圓形封頭尺寸如下:</p><p><b>  則筒體高度</b></p><p>  H==2.51m,取整為2500mm</p><p>  核算長徑比H/Di與填充系數(shù)η</p&g

68、t;<p><b>  填充系數(shù)η</b></p><p>  η=V/V´==0.746</p><p>  即實際填充系數(shù)74.6,與75%相差很小,實際容積略大,情況合理。</p><p><b> ?、陂L徑比</b></p><p>  H/Di=2500/2000=

69、1.25</p><p>  在1~1.3范圍內(nèi),結(jié)果合理。</p><p>  封頭公稱直徑DN為2000mm, 標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭,厚度為8mm,材質(zhì)為0Cr18Ni9。</p><p>  攪拌罐內(nèi)徑2000mm,筒體長度2500mm。</p><p>  5.3 夾套幾何尺寸確定</p><p>  夾套內(nèi)徑取220

70、0mm;</p><p>  夾套高度H2=0.75H=0.75×2.5=1.875m=1875mm,取整為H2=1800mm。</p><p>  因此傳熱面積A=πDiH2=3.14×2.5×1.8=14.13m2。</p><p>  即夾套DN=2200mm,高度H=1800,厚度10mm。</p><p&g

71、t;<b>  5.4擋板尺寸</b></p><p>  b1=0.1Di=0.1×2=0.2m</p><p><b>  擋板個數(shù):Z=4</b></p><p>  5.5攪拌器幾何尺寸確定</p><p>  要求物料攪拌均勻,防止分散相,果汁粘度不高,所以攪拌槳選六直葉開啟渦輪

72、攪拌槳。如下圖示,</p><p>  攪拌槳直徑Dj=1/3Di=2/3=0.67m,圓整為700mm,由di:l:b=20:5:4,故攪拌槳葉片寬度</p><p>  B=0.2di=0.2×700=140mm</p><p>  l=0.25di=0.25×700=175mm</p><p><b>  

73、Z=6</b></p><p>  查HG/T3796.112-2005可得輪轂直徑為90mm,軸孔外徑d=60mm。葉片厚度10mm。攪拌器距器底長度</p><p>  H=0.5D=0.5×2=1m=600mm</p><p>  因為液面較深,故設(shè)置兩個攪拌槳,相距900mm。</p><p><b>

74、  5.6 接管</b></p><p>  根據(jù)工藝條件,確定各接管尺寸,選用板式平焊法蘭,公稱壓力0.6MPa。</p><p><b>  5.7 人孔</b></p><p>  人孔的作用是便于安裝,清洗,拆卸和檢修設(shè)備,可在上封頭上開開一個公稱直徑為450mm的人孔,選用HG/T21516-2005標(biāo)準(zhǔn)中的回旋板式平焊法

75、蘭人孔。材料規(guī)格為Q235-AF碳素鋼。</p><p><b>  5.8 視鏡</b></p><p>  為方便觀察內(nèi)部情況,攪拌罐需要安裝一個視鏡.。</p><p>  材料是Q235碳素鋼,設(shè)計壓力0.6MPa,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)號HG21505-1992標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)格確定。采用A型凸面視鏡設(shè)計,視鏡直徑為DN=150mm,高度為54m,開在頂

76、封頭上,位于軸線離中心軸600mm處。</p><p>  5.10筒體強(qiáng)度計算</p><p>  攪拌罐內(nèi)為常壓,夾套內(nèi)工作壓力為0.2 MPa,取其設(shè)計壓力為P=0.22 MPa,則攪拌罐圓筒承受外壓,故需進(jìn)行穩(wěn)定性計算。筒體材質(zhì)為0Cr18Ni9,焊接接頭系數(shù)φ=0.85,[σ]=137 MPa 。</p><p>  圓筒的厚度為 12mm,取鋼板厚度負(fù)偏

77、差為C1=0.5mm,則筒體的有效厚度δe= 11.5mm ,筒體外直徑D0=2023mm ,筒體長度L=4400mm</p><p>  因D0/δe=175.9,L/ D0=2.17,由GB150-1998圖6-2,圖6-8查得:</p><p>  A=0.00029[3],E=1.93×105MPa ,B= 45MPa [3] </p><p> 

78、 所以 [p]= 45/175.9=0.26 MPa</p><p>  圓筒穩(wěn)定性滿足要求,所以取圓筒名義厚度δn=12mm</p><p>  5.11夾套強(qiáng)度計算</p><p>  夾套工作壓力為0.2 MPa,取設(shè)計壓力為=0.22 MPa,夾套筒體材質(zhì)為Q235B,焊接接頭系數(shù)=0.85,[σ]t=113 MPa,</p><

79、;p>  則攪拌罐壁厚δ===2.32 mm</p><p>  取腐蝕余量C2 =2mm , C1=0.8mm,則厚度附加量C= C2+ C1 =2.8 mm</p><p>  夾套的設(shè)計厚度為 δd=2.09+2.8=4.89 mm</p><p>  圓整取夾套厚度為 δn=10mm</p><p>  5.12封頭強(qiáng)度計算

80、</p><p>  查JB/T4746-2002可知,公稱直徑DN為2000mm 標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭最小厚度為8mm,而容器內(nèi)為常壓,故取橢圓封頭名義厚度為8mm,封頭材質(zhì)為0Cr18Ni9。</p><p>  5.13攪拌功率計算</p><p>  已知n=180r/min=2s-1,dj=700mm=0.7m,ρ=1100kg/m3, μ=0.00263 Pa&

81、#183;s</p><p>  對于單層攪拌器而言:雷諾數(shù)Re= ==614829</p><p>  查Rushton 的-Re圖[4],可知功率因數(shù)=1.0 ,有擋板且為全擋板條件時, 不需考慮Fr數(shù),則 =Np。</p><p>  由功率數(shù)Np=知,單層攪拌器的功率</p><p>  N'=Npn3dj5=1.0

82、15;1100×33×0.75=4992W=4.99 kW</p><p>  近似認(rèn)為2層攪拌器的功率是單層攪拌器的2倍,雙層攪拌槳功率為</p><p>  N=2N'=9.98 kW</p><p>  5.14電動機(jī)額定功率的確定</p><p>  填料密封功率損失約為攪拌器10%或至少0.368kW。而機(jī)械密封

83、的功率損失僅為填料密封的10%~50%。在此選用機(jī)械密封,其功率損失約為0.24kW。</p><p>  選用傳送帶,機(jī)械效率=0.95,則有Nm=0.24kW</p><p>  故電動機(jī)功率PN==10.76 kW</p><p>  為了安全生產(chǎn),選用三相防爆異步電動機(jī)Y160M1-2,額定功率P=11kW[5]。</p><p>

84、<b>  5.15攪拌軸設(shè)計</b></p><p><b>  按彎矩計算:</b></p><p>  軸材料選用45鋼,則選=58.3Ma,實心軸直徑:</p><p>  d= =37.1mm</p><p><b>  按剛度計算:</b></p>&

85、lt;p>  對于碳鋼及合金鋼G=7.94×104MPa;一般傳動和攪拌軸的計算可選為1/2(º)/m,故在此選=1/2 (º)/m。則攪拌軸直徑</p><p>  d===54.1mm</p><p>  因此選擇軸徑d=60mm。</p><p>  軸的轉(zhuǎn)速低于200r/min,故不需計算軸的臨界轉(zhuǎn)速。</p>

86、<p>  5.16傳動裝置設(shè)計</p><p>  電動機(jī)選用Y160M1-2-11kW。減速器可選用擺線針齒行星裝置型號LC125[6],與電動機(jī)直徑相連。軸封選用機(jī)械密封。中間軸承選用SL80-2000T1。</p><p><b>  5.17支座</b></p><p>  標(biāo)準(zhǔn)為JB/T4725-92。不用墊板。<

87、;/p><p>  選用4個A5耳式支座[7]進(jìn)行校核,支座本體允許載荷[Q]=100kN。</p><p>  設(shè)備殼體內(nèi)徑D1i=2000mm,總高度約3.6mm,夾套殼體內(nèi)徑D2i=2100mm,夾套厚10mm,總重(包括物料),無偏心載荷。本地區(qū)的基本風(fēng)壓為q0=400N?m-3,地震設(shè)防烈度為8度(取α=0.24)。支座材料為Q235A,[σ]t=113MPa。A5支座相關(guān)尺寸:δ3

88、=10mm,b2=180mm,l2=200mm,s1=90mm 。支座底板離地面高度為3m,h=1m。不均勻系數(shù) k=0.83。</p><p>  總高度h=h1+h2+h3+h4=2.5+0.370+0.523+0. 525×2=4. 443 m</p><p>  式中 h1——筒體高度,2.5m;</p><p>  h2——電動機(jī)高度,0.

89、370m;</p><p>  h3——減速機(jī)高度,0.523m;</p><p>  h4——封頭高度,0. 525m。</p><p><b>  h取5m。</b></p><p>  總重(包括物料) m0= m1×2+ m2+ m3+ m4+ m5+ m6×4+ m7+ m8+ m9+ m1

90、0</p><p>  =257.59×2+575.6+7370+128+24+11.1×4+102+249+350+300=9661 kg</p><p>  式中 m1——封頭質(zhì)量,257.59kg;</p><p>  m2——筒體質(zhì)量,575.6kg;</p><p>  m3——物料質(zhì)量,7370kg;<

91、/p><p>  m4——電動機(jī)質(zhì)量,128kg;</p><p>  m5——六直葉開啟渦輪攪拌器質(zhì)量,24kg;</p><p>  m6——支座質(zhì)量,11.1kg;</p><p>  m7——人孔質(zhì)量,302kg;</p><p>  m8——減速器質(zhì)量,249 kg;</p><p>  

92、m9——夾套質(zhì)量,350kg;</p><p>  m10——接管,法蘭及其他附件質(zhì)量,300kg。</p><p>  m0取10000kg。</p><p>  5.18支座承受的實際載荷Q</p><p>  地震載荷:Pe==0.24×10000×9.81=23544 N=23.5kN</p><

93、;p>  風(fēng)載荷:=1.2×1.0×400×2.12×4.443=4521N=4.5kN</p><p>  fi=1.0 (設(shè)備高度4,4m,按H0=5m取值),則</p><p>  =23544+0.25×4521=24674N=24.6kN</p><p><b>  安裝尺寸:</b&

94、gt;</p><p><b>  ==1.42 m</b></p><p><b>  =34.3 kN</b></p><p>  則 kN,滿足支座本體允許載荷的要求。</p><p>  5.19開孔補強(qiáng)計算</p><p><b>  人孔:</b&

95、gt;</p><p>  本設(shè)計考慮人孔筒節(jié)直徑較大較重,故選用水平吊蓋人孔。該人孔結(jié)構(gòu)中有吊鉤和銷軸,檢修時只需松開螺栓將蓋板繞銷軸旋轉(zhuǎn)一個角度,由吊鉤吊住,不必將蓋板取下。</p><p>  該人孔標(biāo)記為:HG21522-2005 Ⅰ人孔RF(A?G)450-0.6</p><p><b>  人孔補強(qiáng)確定:</b></p>

96、;<p>  本設(shè)計所選用的人孔筒節(jié)內(nèi)徑d=450mm,壁厚δn=10mm。故補強(qiáng)圈尺寸為:補強(qiáng)圈內(nèi)徑D1=484mm,外徑D2=760mm,補強(qiáng)圈的厚度按下式估算[2]:</p><p>  ===18.26 mm</p><p><b>  5.20接管</b></p><p>  壓料接管體積流量Vs=6.7/(30

97、5;60)=0.0037m3/s,時間為0.5h。果汁在管道內(nèi)流速范圍為1.5-3m/s,取流速u=2m/s,則入料口接管內(nèi)徑為</p><p>  d==0.048m=48mm</p><p>  根據(jù)GB8163-87標(biāo)準(zhǔn),壓料接管取普通無縫鋼管,規(guī)格為M60×6mm。</p><p>  出料口接管同樣取普通無縫鋼管,規(guī)格為M60×6mm。

98、</p><p>  壓料口選擇普通無縫鋼管,MM108×6mm。</p><p><b>  5.21法蘭</b></p><p><b>  6泵選型</b></p><p>  每兩個貯罐的果汁輸送到三個攪拌罐,每個貯罐裝液量為80÷(2×4)=10m3,每個貯罐

99、中的液體要求在0.5h內(nèi)輸送至攪拌罐,則泵流量為</p><p>  Vs=10/0.5=20m3/h</p><p>  果汁為低粘度流體,低腐蝕性,密度與水相差不是很大,因此選擇IS型單級單吸式清水泵,據(jù)流量選擇的泵型號為IS65-50-160。</p><p>  定果汁通過泵的流速為2m/s,流量為10/1800=0.0056m3/s通過計算可得進(jìn)出口管內(nèi)徑

100、</p><p>  d=0.0595m=59.5mm</p><p>  故取進(jìn)出口管規(guī)格為M76×6mm。</p><p><b>  設(shè)計總結(jié)</b></p><p>  經(jīng)過多天的努力,我終于完成了設(shè)計。這次設(shè)計參考了很多他人的成果,也學(xué)會了查找和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計雖然做出來了,但還有很多細(xì)節(jié)沒有完成,有很

101、多的地方還需要改進(jìn)。</p><p><b>  本次設(shè)計我學(xué)會了:</b></p><p>  (1)查閱文獻(xiàn)的能力。一是查找標(biāo)準(zhǔn),二是參考別人是怎樣設(shè)計的,為什么會這樣設(shè)計;</p><p>  (2)我更加熟悉Word文檔的編排、公式編輯器的使用、目錄的自動生成更加熟悉;</p><p>  (3)對機(jī)械設(shè)備選型有

102、更深刻的認(rèn)識,例如攪拌器、電動機(jī)、減速機(jī)、支座和泵等。</p><p> ?。?)對設(shè)計的工藝計算更加熟練。</p><p>  不足之處:一、由于經(jīng)驗的不足,所以很多的細(xì)節(jié)問題被忽略;二、沒有形成一個順暢的設(shè)計思路,都是參考別人的來設(shè)計。</p><p>  參 考 文 獻(xiàn) </p><p>  李功祥,陳蘭英,崔英德. 常用化工

103、單元設(shè)備設(shè)計[M]. 廣州:華南理工大學(xué)出版社</p><p>  陳英南,劉玉蘭 常用化工單元設(shè)備的設(shè)計[M]. 杭州:華東理工大學(xué)出版社2005</p><p>  張裕中.食品加工技術(shù)裝備[M]. 北京:中國輕工業(yè)出版社,2000</p><p>  無錫輕工大學(xué),天津輕工業(yè)學(xué)院.食品工廠機(jī)械與設(shè)備[M].北京:中國輕工業(yè)出版 社.1989</p>

104、<p>  崔建云.食品加工機(jī)械與設(shè)備[M]. 北京:中國輕工業(yè)出版社,2008</p><p>  方書起主編.化工設(shè)備課程設(shè)計指導(dǎo)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社2010.5:174-177.</p><p>  譚蔚主編.化工設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ)[M].天津:天津大學(xué)出版社,2010:191-215.</p><p>  中國發(fā)改委.圓盤渦輪式攪拌器[S].

105、 中國化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),2006:2-3.</p><p>  中國石化集團(tuán)上海工程有限公司.化工工藝設(shè)計手冊[S].化學(xué)工業(yè)出版社,2009:414.</p><p>  中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會.ZJ系列行星齒輪減速器[S] .中國國家標(biāo)準(zhǔn).2006.11.27</p><p>  中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會.容器支座[S] .中國國家標(biāo)準(zhǔn).200

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