畢業(yè)設(shè)計(jì)--常壓無(wú)夾套不銹鋼攪拌釜設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　常壓無(wú)夾套不銹鋼攪拌釜設(shè)計(jì)</p><p>　　論文外文題目: Atmospheric pressure without clip set of stainless steel stirred tank design </p>

2、;<p>　　論文主題詞： 攪拌釜的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析 </p><p>　　外文主題詞： Stirred tank general structure design </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)主要通過(guò)YSRG160型反應(yīng)釜做為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)

3、出能滿足植物油的堿煉的攪拌裝置。堿煉的原理是堿溶液與毛油中的游離脂肪酸發(fā)生中和反應(yīng)。反應(yīng)式如下：RCOOH＋NaOH→ROONa＋H2O 。</p><p>　　設(shè)計(jì)攪拌裝置的目的則是在堿煉時(shí)讓堿滴分散得細(xì)，堿液的總表面積變大，從而增加了堿液與游離脂肪酸的接觸機(jī)會(huì)，加快了反應(yīng)速度，縮短了堿煉過(guò)程，有利于精煉率的提高，并且增進(jìn)堿液與游離脂肪酸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，提高反應(yīng)的速率，并使反應(yīng)生成的皂膜盡快地脫離堿滴。所以堿煉的反

4、應(yīng)過(guò)程對(duì)攪拌速率與程度有相當(dāng)高的要求，此次設(shè)計(jì)就是通過(guò)這些要求對(duì)攪拌裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)與選型。</p><p>　　關(guān)鍵詞：攪拌設(shè)備 化工機(jī)械 化學(xué)反應(yīng)器 生物反應(yīng)器 可靠性</p><p><b>　　ABSTRACT </b></p><p>　　This design mainly through the YSRG160 type th

5、e reaction kettle as the foundation, the design of the vegetable oil can meet the alkali refining mixing device. The principle of alkali refining alkali solution and hair oil is the free fatty acid neutralization reactio

6、n happened. Reactive as follows: RCOOH + NaOH-ROONa + H2O besides the neutralization reaction, and some physical chemistry.</p><p>　　The purpose of the design device is in alkali refining alkali drops to let

7、 scattered fine, the total surface area is big, thus increasing the lye contact with free fatty acid, speeding up the reaction speed, shorten the alkali refining process, be helpful for the improvement of refining yield

8、and improve the lye and free fatty acid relative motion, improve the reaction rate, and the reaction of the generation of soap film from alkali drops as soon as possible. So alkali refining reaction process</p>&l

9、t;p>　　Key word: Mixing equipment Chemical machinery Chemical reactors Biological reactor Reliability </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 引言1</b></p><p>

10、;<b>　　1.1 概述1</b></p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)方法2</p><p>　　1.3 國(guó)內(nèi)外研究狀況3</p><p>　　1.4 混合與攪拌的作用3</p><p>　　2 傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.1 功率計(jì)算5</p>

11、<p>　　2.2 減速器的選型與設(shè)計(jì)。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。5</p><p>　　2.3 機(jī)架選擇7</p><p>　　2.4 底座選擇8</p><p>　　2.5 聯(lián)軸器選擇8&

12、lt;/p><p>　　3 攪拌裝置的選擇與尺寸設(shè)計(jì)9</p><p>　　3.1 軸徑的計(jì)算9</p><p>　　3.2 攪拌槳尺寸的設(shè)計(jì)9</p><p>　　4 軸封的設(shè)計(jì)與選型11</p><p>　　4.1 軸封的選型11</p><p>　　4.2 軸封的安裝和操

13、作注意事項(xiàng)11</p><p>　　5 焊縫結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與滲透檢驗(yàn)12</p><p>　　5.1 焊縫結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)12</p><p>　　5.2 焊縫的滲透檢驗(yàn)12</p><p>　　6 固體物料進(jìn)口的開(kāi)孔及補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算13</p><p>　　6.1 開(kāi)人孔后被削弱的金屬面積的計(jì)算13</p

14、><p>　　6.2 有效補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)起補(bǔ)強(qiáng)作用的金屬面積的計(jì)算13</p><p>　　6.2.1 封頭起補(bǔ)強(qiáng)作用金屬面積的計(jì)算13</p><p>　　6.2.2 接管起補(bǔ)強(qiáng)作用金屬面積的計(jì)算13</p><p>　　6.2.3 焊縫起補(bǔ)強(qiáng)作用金屬面積的計(jì)算14</p><p>　　6.3 判斷是否需要補(bǔ)

15、強(qiáng)的依據(jù)14</p><p>　　7 設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)15</p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ)16</b></p><p><b>　　致 謝17</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)18</b></p><p><b>

16、　　附 錄19</b></p><p><b>　　1 引言</b></p><p><b>　　1.1 概述</b></p><p>　　攪拌設(shè)備使用歷史悠久廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、食品、采礦、造紙、涂料、冶金、廢水處理等行業(yè)中。攪拌器除用作化學(xué)反應(yīng)器和生物反應(yīng)器外攪拌反應(yīng)器還大量用于混合、分散、溶解、

17、結(jié)晶、萃取、吸收或解吸、傳熱等操作。一臺(tái)壓力容器從設(shè)計(jì)到投入運(yùn)行要經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)、安裝、運(yùn)行監(jiān)督和維修等多個(gè)環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)是其中一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)的正確、合理與否不僅涉及到制造、檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)的難易程度，影響到壓力容器的制造成本和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用，而且直接關(guān)系到產(chǎn)品運(yùn)行的可靠性。</p><p>　　根據(jù)反應(yīng)釜的制造結(jié)構(gòu)可分為開(kāi)式平蓋式反應(yīng)釜、開(kāi)式對(duì)焊大法蘭式反應(yīng)釜和閉式反應(yīng)釜三大類(lèi)，開(kāi)式平蓋結(jié)構(gòu)有平蓋端部法蘭式和平

18、蓋反向法蘭式兩種型式，此兩種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理念基本相同，但平蓋反向法蘭式在價(jià)格方面要比平蓋端部法蘭式要便宜一些。他們的設(shè)計(jì)理念是基于某些化工產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中需要較高的壓力(4.0-35Mpa)，對(duì)溫度沒(méi)有太大的限制，容積較小(3000L以下)的工況條件。由于是 開(kāi)式結(jié)構(gòu)對(duì)設(shè)備的維修、拆卸都比較方便特別是劇毒、易燃的化學(xué)產(chǎn)品此結(jié)構(gòu)可改善工人的工作環(huán)境，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。因?yàn)榇朔N結(jié)構(gòu)適用于較高的壓力筒體壁厚后所以加工周期較長(zhǎng)。 開(kāi)式對(duì)

19、焊大法蘭式反應(yīng)釜的適用范圍廣，壓力一般比較低(4.0Mpa以下)，容積一般在3000L以下。此結(jié)構(gòu)是基于在低壓情況下使用開(kāi)式平蓋式反應(yīng)釜價(jià)格比較高而設(shè)計(jì)出的一種型式。他具備了開(kāi)式的維修拆卸方便的優(yōu)點(diǎn)和工期較長(zhǎng)的缺點(diǎn)。此結(jié)構(gòu)適用范圍很廣，價(jià)格便宜。 閉式反應(yīng)釜適用于較大的容積(3000L—50000L)壓力沒(méi)有限制。由于是閉式所以需要開(kāi)設(shè)人孔，以方便人員下釜內(nèi)維修和更換零部件。但價(jià)格相對(duì)便 宜且加工周期較短。因?yàn)殚]式反應(yīng)釜拆卸麻煩

20、，</p><p>　　根據(jù)反應(yīng)釜的密封型式不同可分為：填料密封，機(jī)械密封和磁力密封。反應(yīng)釜由釜體、釜蓋、夾套、攪拌器、傳動(dòng)裝置、軸封裝置、支承等組成。攪拌形式一般有錨式、槳式、渦輪式、推進(jìn)式或框式等，攪拌裝置在高徑比較大時(shí)，可用多層攪拌槳葉，也可根據(jù)用戶的要求任意選配。并在釜壁外設(shè)置夾套，或在釜內(nèi)</p><p>　　設(shè)置換熱器，也可通過(guò)外循環(huán)進(jìn)行換熱。加熱方式有電加熱、熱水加熱、導(dǎo)熱油

21、循環(huán)加熱、遠(yuǎn)紅外加熱、外(內(nèi))盤(pán)管加熱等，冷卻方式為夾套冷卻和釜內(nèi)盤(pán)管冷卻，攪拌槳葉的形式等。支承座有支承式或耳式支座等。轉(zhuǎn)速超過(guò)160轉(zhuǎn)以上宜使用齒輪減速機(jī).開(kāi)孔數(shù)量、規(guī)格或其它要求可根據(jù)用戶要求設(shè)計(jì)、制作。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的攪拌釜主要用于植物油的堿煉，并且需要在堿煉的過(guò)程中讓燒堿高度的分散與油脂中，所以此釜對(duì)壓力要求不高但容量較大，因此選用閉式反應(yīng)釜，而在密封和攪拌方面則選擇填料密封與槳式攪拌。

22、</p><p><b>　　1.2 設(shè)計(jì)方法</b></p><p>　　通過(guò)查閱有關(guān)化工設(shè)備方面的書(shū)籍，然后結(jié)合自己對(duì)反應(yīng)釜的理解，并以YSRG160型反應(yīng)釜為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)出能符合生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的攪拌裝置。以下是YSRG160型反應(yīng)釜的相關(guān)參數(shù)表。</p><p>　　表1.1 YSRG160型主要已知參數(shù)表</p><p>

23、;　　1.3 國(guó)內(nèi)外研究狀況</p><p>　　由于我國(guó)目前的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)迅速使得化工工業(yè)在這幾年取的了長(zhǎng)足的發(fā)展,但是其整體的工藝水準(zhǔn)還不高。特別是化工工業(yè)基礎(chǔ)的反應(yīng)釜。而歐美國(guó)家已經(jīng)大量采用新工藝和新材料。特別是以高分子為原料的制造工藝,不久將會(huì)大量運(yùn)用。同國(guó)外相比我國(guó)使用的仍然是舊技術(shù)和舊工藝，化工裝備還有不少差距，主要是化工生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步與設(shè)備技術(shù)開(kāi)發(fā)脫節(jié)，重大設(shè)備的軟件技術(shù)開(kāi)發(fā)差距較大，基本上停留在模仿開(kāi)

24、發(fā)的地步，開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專(zhuān)有技術(shù)的能力弱；設(shè)備開(kāi)發(fā)還不能做到專(zhuān)業(yè)化、系列化；設(shè)備設(shè)計(jì)和制造水平、設(shè)備質(zhì)量和可靠性還有待進(jìn)一步提高。隨著化工工藝的進(jìn)步和發(fā)展，對(duì)化工裝備提出了更高要求。必須加大裝備的開(kāi)發(fā)力度，掌握裝備的核心技術(shù)，形成一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的裝備，做到性能先進(jìn)、質(zhì)量可靠、高效節(jié)能、經(jīng)濟(jì)安全，滿足化學(xué)工業(yè)的發(fā)展需求。</p><p>　　1.4 混合與攪拌的作用</p><p

25、>　　油脂精煉工藝致力于研究油脂及伴隨物的物理、化學(xué)性質(zhì)，并根據(jù)該混合物中各種物質(zhì)性質(zhì)上的差異，采取一定的工藝措施，將油脂與雜質(zhì)分離開(kāi)來(lái)，以提高油脂食用和儲(chǔ)藏的穩(wěn)定性與安全性。油脂精煉是一個(gè)復(fù)雜的多種物理和化學(xué)過(guò)程的綜合過(guò)程。這種物理和化學(xué)過(guò)程能對(duì)伴隨物選擇性地發(fā)生作用，使其與甘油三酸酯的結(jié)合減弱并從油中分離出來(lái)。這些過(guò)程的特性和次序，一方面由油品性質(zhì)和質(zhì)量決定，另一方面由精制所需深度而決定。因此，尤其要注意各個(gè)精煉階段的條件選擇

26、，以便能最大限度地防止油脂與水、空氣中的氧、熱和化學(xué)試劑的不良作用，在這一過(guò)程中混合與攪拌就非常重要。</p><p>　　在油脂精煉工藝中堿煉是用堿中和游離脂肪酸，并同時(shí)除去部分其他雜質(zhì)的一種精煉方法。所用的堿有多種，例如石灰、有機(jī)堿、純堿和燒堿等。國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣泛的是燒堿。</p><p>　　堿煉的原理是堿溶液與毛油中的游離脂肪酸發(fā)生中和反應(yīng)。反應(yīng)式如下： RCOOH＋NaO

27、H→ROONa＋H2O 除了中和反應(yīng)外，還有某些物理化學(xué)作用。①燒堿能中和毛油中游離脂肪酸，使之生成鈉皂（通稱(chēng)為皂腳），它在油中成為不易溶解的膠狀物而沉淀。②皂腳具有很強(qiáng)的吸附能力。因此，相當(dāng)數(shù)量的其他雜質(zhì)（如蛋白質(zhì)、黏液、色素等）被其吸附而沉淀，甚至機(jī)械雜質(zhì)也不例外。③毛棉油中所含的游離棉酚可與燒堿反應(yīng)，變成酚鹽。這種酚鹽在堿煉過(guò)程中更易被皂腳吸附沉淀，因而能降低棉油的色澤，提高精煉棉油的質(zhì)量。堿煉所生成的皂腳內(nèi)含有相當(dāng)數(shù)量

28、的中性油，其原因主要在于：鋼皂與中性油之間的膠溶性；中性油被鈉皂包裹；皂腳凝聚成絮狀時(shí)對(duì)中性油的吸附。在中和游離脂肪酸的同時(shí)，中性油也可能被皂化而增加損耗。因此，必須選擇最佳條件，以提高精油率。</p><p>　　堿煉時(shí)，燒堿與游離脂肪酸的反應(yīng)發(fā)生在堿滴的表面，堿滴分散得愈細(xì)，堿液的總表面積愈大，從而增加了堿液與游離脂肪酸的接觸機(jī)會(huì)，加快了反應(yīng)速度，縮短了堿煉過(guò)程，有利于精煉率的提高?；旌匣驍嚢璨涣紩r(shí)，堿液形不

29、成足夠的分散度，甚至?xí)霈F(xiàn)分層現(xiàn)象，而增加中性油皂化的機(jī)率。因此，攪拌的作用首先就在于使堿液在油相中造成高度的分散。為達(dá)到此目的，加堿時(shí)，攪拌的強(qiáng)度必須強(qiáng)烈些。</p><p>　　攪拌的另一個(gè)作用是增進(jìn)堿液與游離脂肪酸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，提高反應(yīng)的速率，并使反應(yīng)生成的皂膜盡快地脫離堿滴。這一過(guò)程的混合或攪拌強(qiáng)度要溫和些，以免在強(qiáng)烈混合下造成皂膜的過(guò)度分散而引起乳化現(xiàn)象。因此，中和階段的攪拌強(qiáng)度，應(yīng)以不使已經(jīng)分散了的堿液

30、重新聚集和引起乳化為度。</p><p>　　由于在中和反應(yīng)之后，攪拌的目的在于促進(jìn)皂膜凝聚或絮凝，提高皂腳對(duì)色素等雜質(zhì)的吸附效果。為了避免皂團(tuán)因攪拌而破裂，攪拌強(qiáng)度更應(yīng)緩慢一些，一般以15-30 r/min為宜。</p><p>　　2 傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　2.1 功率計(jì)算</b></p><p

31、><b>　　罐體容積 </b></p><p>　　V1=π×(DN/2) 2 ×罐體高度</p><p>　　=3.14×1600/2×1600/2×3500</p><p><b>　　=7.034 m3</b></p><p>　　

32、橢圓封頭容積 V2=1.072 m3</p><p><b>　　總?cè)莘e</b></p><p>　　V=v1+v2×2=7.034+1.072×2≈9.2 m3</p><p>　　按設(shè)計(jì)資料（成大先，《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》P259）最小軸功率為0.2～0.3Kw/m3,按0.3 KW/m3計(jì)算</p><

33、p><b>　　初算軸功率</b></p><p>　　Ps=0.3×總?cè)莘e=0.3×9.2=2.76 KW</p><p><b>　　軸封處摩擦損耗功率</b></p><p><b>　　Pm=0.2 KW</b></p><p><b&g

34、t;　　傳動(dòng)總效率</b></p><p><b>　　η＝0.9</b></p><p><b>　　計(jì)算電動(dòng)機(jī)功率</b></p><p>　　PM＝（Ps+Pm）/η＝(2.76+0.2)/0.9</p><p><b>　　=3.29 KW</b></

35、p><p>　　取電動(dòng)機(jī)功率P＝4 KW</p><p>　　2.2 減速機(jī)的選型與設(shè)計(jì) </p><p>　　在各種機(jī)械中應(yīng)用最多的是圓形齒輪機(jī)構(gòu)。其主要優(yōu)點(diǎn)有：1）.能保證瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定；2）.傳動(dòng)比范圍大可用于增速或減速;3).應(yīng)用范圍廣:圓周速度可達(dá)300m/s;傳遞功率可從小于1W到100000KW;齒輪直徑可由1mm到152.3m; 4).傳動(dòng)效率高;5

36、).壽命長(zhǎng);6).結(jié)構(gòu)緊湊,適用于近距離傳動(dòng)。若采用行星齒輪系,可以在使用為數(shù)不多的齒輪，且結(jié)構(gòu)緊湊的情況下,得到很大的傳動(dòng)比。</p><p>　　帶傳動(dòng)適用于遠(yuǎn)距離的傳動(dòng)；傳動(dòng)的外廓尺寸較大，結(jié)構(gòu)不緊湊，且對(duì)軸的壓力大；帶與帶輪之間存在彈性滑動(dòng)和打滑，不能保證準(zhǔn)確的傳動(dòng)比；機(jī)械效率低，帶的壽命較短；需要張緊裝置。所以帶傳動(dòng)的應(yīng)用范圍是：一般帶速為5～25m/s，高速帶可達(dá)60m/s；平帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比通常為3左

37、右，較大可達(dá)到5；V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比一般不超過(guò)8。</p><p>　　鏈傳動(dòng)的瞬時(shí)傳動(dòng)比不恒定，傳動(dòng)平穩(wěn)性差，不能用于變載和急速反轉(zhuǎn)的場(chǎng)合；鏈條鉸鏈易磨損，只能傳遞平行軸間的同向回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。一般鏈傳動(dòng)傳遞的功率P≤100 KW；鏈速V≤15m/s;傳動(dòng)比i≤7。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中傳動(dòng)比較大，要求瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定，結(jié)構(gòu)緊湊，而且在油脂精煉中混合強(qiáng)度與操作溫度、水化情況都有關(guān)系，隨著混

38、合強(qiáng)度的變化攪拌速度也不斷變化。所以根據(jù)工藝設(shè)計(jì)要求和其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，選擇齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)。綜合考慮諸多因素并結(jié)合本設(shè)備特點(diǎn)，選擇立式擺線減速機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。</p><p>　　功率選擇 P＝載荷功率×工況系數(shù)∕擺線減速器效率</p><p>　?。?.2×1.2∕0.90≈1.6 Kw </p><p>　　效率

39、 η＝0.9</p><p>　　工況系數(shù) K＝1.2 </p><p>　　試選擇XLD4-6-59</p><p>　　輸入功率 N＝4 Kw</p><p>　　傳動(dòng)比 i＝35</p><p>　　減速機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩 &

40、lt;/p><p>　　M＝975×9.8×N×i×η×K/n </p><p>　?。?555×N×i×η×K/n</p><p>　?。?555×4×35×0.9×1.2/1440</p><p>　?。?003.

41、3 Nm </p><p>　　許用扭矩 [m]＝1600 Nm</p><p>　　M＝1003.3 Nm< [m]＝1600 Nm </p><p>　　查產(chǎn)品樣本，選取減速機(jī)型號(hào)為XLD4-6-59。</p><p><b>　　2.3 機(jī)架選擇&l

42、t;/b></p><p>　　根據(jù)XLD4-6-59型減速機(jī)可選擇J-B-65型機(jī)架：表示減速機(jī)出軸軸徑為65毫米的帶中間支承的機(jī)型。如下示意圖所示：</p><p>　　圖2.1 XLD4-6-59型減速機(jī)機(jī)架</p><p><b>　　2.4 底座選擇</b></p><p>　　對(duì)于不銹鋼設(shè)備，本設(shè)計(jì)如

43、下底座的結(jié)構(gòu)，其上部與機(jī)架的輸出端接口和軸封裝置采用可拆相聯(lián)，下部伸入釜內(nèi)，結(jié)構(gòu)與尺寸如圖所示。</p><p><b>　　圖2.2 底座結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　2.5 聯(lián)軸器選擇</p><p>　　根據(jù)工作情況可選擇凸緣聯(lián)軸器：特點(diǎn)是剛性好，傳遞轉(zhuǎn)矩大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，維護(hù)簡(jiǎn)便。</p><p>　

44、　Tc＝K×9550×Pw/n≤[Tn] (N.m)</p><p>　　工況系數(shù) 取K＝1.7</p><p>　　驅(qū)動(dòng)功率 </p><p>　　Pw＝4×0.9＝3.6Kw</p><p>　　工作轉(zhuǎn)速 </p><p>　　n＝1440/35＝41.14

45、r/min</p><p>　　扭矩 </p><p>　　Tc＝1.7×9550×3.6×35/1440＝1420.6N</p><p>　　按設(shè)計(jì)資料（成大先，《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》P270）選擇YLD12型聯(lián)軸器。</p><p>　　3 攪拌裝置的選擇與尺寸設(shè)計(jì)</p>&l

46、t;p>　　3.1 軸徑的計(jì)算</p><p>　　扭矩 M=P/n=9555×4/41=932.20 Nm</p><p><b>　　1） 按強(qiáng)度計(jì)算</b></p><p>　　d1≥C×(P/n)1/3 ＝107×(4/41)1/3 ＝49.3 mm</p><p>　　對(duì)

47、45鋼，C=107</p><p>　　2） 按扭轉(zhuǎn)變形計(jì)算</p><p>　　d1＝155.4×(Mn/([γ]×G×(1-N0^4)))1/4</p><p><b>　?。?0.5 mm</b></p><p>　　Mn：攪拌軸傳遞的最大扭矩，取最大值M=932.20 Nm</

48、p><p>　　No：空心軸內(nèi)徑和外徑的比值，對(duì)實(shí)心軸取0</p><p>　　許用扭轉(zhuǎn)角度[γ]，單跨軸取0.7，懸臂軸取0.35,</p><p><b>　　此處取0.5°/m</b></p><p>　　剪切彈性模量G=81000 Mpa</p><p>　　取最小軸徑d＝65 mm

49、</p><p>　　如取空心軸，計(jì)算彈性模量</p><p>　　實(shí)心軸 W=π/16×d3 =3.14/16×653 =53922.619</p><p>　　空心軸 W=π/16×D3 ×(1-((D-2×a)/D) 4 )</p><p>　　=3.14/16×893&#

50、215;（1-（（89-2×6）/89）4 ）</p><p>　　=60866.735</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　空心軸外徑D=89 mm</p><p>　　空心軸壁厚a=6 mm</p><p><b>　　安全系數(shù)為1.13<

51、/b></p><p>　　可知，空心軸強(qiáng)度符合要求。（其圖詳見(jiàn)于附錄圖2）</p><p>　　3.2 攪拌槳尺寸的設(shè)計(jì)</p><p>　　常規(guī)的攪拌形式有錨式、槳式、渦輪式、推進(jìn)式、框式等，攪拌裝置在高徑比較大時(shí)，可用多層攪拌槳，特殊產(chǎn)品甚至?xí)褂幂^為復(fù)雜的MIG式攪拌。槳葉部分分類(lèi)有攪拌槳葉的分類(lèi)，也可以按照槳葉對(duì)流體作用所產(chǎn)生的流動(dòng)型態(tài)來(lái)分，可將槳

52、葉分成兩種類(lèi)型-軸流式槳葉及徑流式槳葉。</p><p>　　所謂軸流式槳葉，是指槳葉的主要排液方向與攪拌軸平行；螺旋推進(jìn)式槳葉即是一種典型的軸流式槳葉；所謂徑流式槳葉，是指槳葉的主要排液方向與攪拌軸垂直。槳葉特點(diǎn)：</p><p>　　1）錨式、框式使用于低轉(zhuǎn)速一般在60至300rpm之間，這是因?yàn)榭紤]到錨式、框式長(zhǎng)度多有 3到5米，支撐點(diǎn)位于軸頭，攪拌軸強(qiáng)度有限，高速下攪拌軸跳動(dòng)比較大

53、，特別是攪拌底部晃動(dòng)幅度很大，甚至?xí)龅椒磻?yīng)釜內(nèi)壁。同時(shí)結(jié)合物料的粘度選取轉(zhuǎn)數(shù)， 粘度大轉(zhuǎn)速低，粘度小轉(zhuǎn)數(shù)適當(dāng)?shù)母唿c(diǎn)。</p><p>　　2）渦輪式：漿葉數(shù)量多，種類(lèi)多，轉(zhuǎn)速高，使流體均勻地由垂直方向運(yùn)動(dòng)改變成水平方向運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　3）推進(jìn)式：推進(jìn)式也稱(chēng)旋槳式，常為整體鑄造，采用焊接時(shí)，模鍛后再與軸套焊接，加工較困難。制造時(shí)應(yīng)做靜平衡實(shí)驗(yàn)?？捎幂S套、平鍵和緊定螺釘與軸連接。

54、</p><p>　　4）折葉槳式：低速時(shí)為水平環(huán)向流和軸向流，高速時(shí)為徑向流和軸向流。一般多層攪拌器組合使用，適用于非均勻相的混合、溶解、固體懸浮、結(jié)晶傳熱操作。</p><p>　　槳葉選擇：在選攪拌之前，除了關(guān)注物料有幾相、體積、密度、粘度、混合要求等等之外。還應(yīng)該關(guān)注反應(yīng)機(jī)理。有的反應(yīng)速度是由反應(yīng)本身決定的，例如有的有機(jī)反應(yīng)本身就進(jìn)行的很慢，在這種條件下增強(qiáng)（或減弱）攪拌效果對(duì)反應(yīng)

55、收率、反應(yīng)時(shí)間的影響不大；而有的反 應(yīng)，速度主要是由擴(kuò)散控制的，反應(yīng)本身進(jìn)行的很快，在這種情況下增加攪拌效果則反應(yīng)收率以及反應(yīng)時(shí)間都會(huì)有很好的改善。</p><p>　　在植物油的攪拌中增進(jìn)堿液與游離脂肪酸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，提高反應(yīng)的速率，并使反應(yīng)生成的皂膜盡快地脫離堿滴。這一過(guò)程的混合或攪拌強(qiáng)度要溫和些，以免在強(qiáng)烈混合下造成皂膜的過(guò)度分散而引起乳化現(xiàn)象。在蠟的結(jié)晶時(shí)，使油脂中各處的降溫均勻；使晶核與即將析出的蠟分子碰

56、撞，促進(jìn)晶粒有較多機(jī)會(huì)均勻長(zhǎng)大。</p><p>　　所以選用折葉槳式以便用于混合、溶解、固體懸浮、結(jié)晶傳熱操作，并考慮到釜體容積較大于是采用三層折葉槳式進(jìn)行攪拌。（其圖詳見(jiàn)于附錄附圖4）</p><p>　　4 軸封的設(shè)計(jì)與選型</p><p>　　4.1 軸封的選型</p><p>　　軸封是防止泵軸與殼體處泄漏而設(shè)置的密封裝置。常用

57、的軸封型式有填料密封、機(jī)械密封和動(dòng)力封。填料密封又稱(chēng)為壓緊填料（Gland Packings）密封，俗稱(chēng)盤(pán)根（Packings）。盤(pán)根密封是最古老的一種密封結(jié)構(gòu)，在我國(guó)古代的提水機(jī)械中，就是用填塞棉紗的方法來(lái)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。</p><p>　　19世紀(jì)石油和天然氣開(kāi)采技術(shù)的生產(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(jiǎn)單，價(jià)格不貴，來(lái)源廣

58、泛而獲得許多工業(yè)部門(mén)的青睞。填料密封主要用于機(jī)械行業(yè)中的過(guò)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(mén)的閥桿與固定機(jī)體之間的密封。</p><p>　　介于該釜的攪拌速度不高并且填料密封結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、維修方便，所以選擇填料密封并且由于石棉是高致癌物質(zhì)所以使用棉纖維作為填料。</p><p>

59、　?。ㄆ鋱D詳見(jiàn)于附錄附圖3）</p><p>　　4.2 軸封的安裝和操作注意事項(xiàng)</p><p>　　1）根據(jù)相應(yīng)的工況條件等主要因素，合理正確地設(shè)計(jì)填料函的尺寸，并合理地選用填料及其形式。</p><p>　　2）正式投人運(yùn)行后，應(yīng)該隨時(shí)觀察掌握其泄漏情況。一定時(shí)期內(nèi)，對(duì)泄漏量增大的，可以通過(guò)對(duì)壓蓋螺栓的適當(dāng)調(diào)節(jié)進(jìn)行控制。但不宜擰得太緊，否則可能會(huì)產(chǎn)生燒軸的現(xiàn)

60、象，而填料也會(huì)加速老化。</p><p>　　3）軸的磨損、彎曲或是偏心嚴(yán)重是造成泄漏的主要原因。故應(yīng)定期檢查軸承是否損壞，并盡可能將填料腔設(shè)在軸承不遠(yuǎn)處。軸的允許徑向跳動(dòng)量最好在0.03～0.08 mm范圍內(nèi)(大軸徑取大值)，最大為d0.5／100mm。</p><p>　　4）反應(yīng)釜軸封的磨損是其密封失效的重要原因。摩擦面端面的不平或產(chǎn)生熱變形、介質(zhì)中有雜質(zhì)造成摩擦副間有研磨顆粒等，都

61、會(huì)使密封面早期磨損。因此選擇合適的潔凈潤(rùn)滑介質(zhì)，防止密封產(chǎn)生熱變形，均可有效提高密封的使用壽命。</p><p>　　5 焊縫結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與滲透檢驗(yàn)</p><p>　　5.1 焊縫結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　筒體—筒體的焊接與筒體—封頭的焊接都采用雙面焊接并用氣刨焊單面坡口，以保證物料不泄露，并能夠在部分物料發(fā)生反應(yīng)釋放少量氣體時(shí)承受高于常壓的壓強(qiáng)。并且必須

62、把焊縫表面清理干凈，不要有飛濺。如下示意圖所示：</p><p>　　圖5.1 筒體的縱向焊縫 圖5.2 筒體與下封頭的環(huán)向焊縫 </p><p>　　圖5.3 排氣管與封頭的焊縫</p><p>　　5.2 焊縫的滲透檢驗(yàn)</p><p>　　由于該釜設(shè)計(jì)為常壓攪拌釜，其使用條件為常壓，所以在檢測(cè)焊縫質(zhì)量時(shí)可不采用氣壓

63、或水壓實(shí)驗(yàn)，而是根據(jù)煤油的超強(qiáng)滲透性進(jìn)行測(cè)試。</p><p>　　測(cè)試時(shí)，在釜體外的焊縫處涂抹石灰，待石灰干燥后在釜體內(nèi)部焊縫處刷上煤油靜置十分鐘，最后觀察釜體外部石灰的溶解狀況，以判斷是否泄漏。如產(chǎn)生石灰溶解產(chǎn)生泄漏，則將該處氣刨重新焊接并再次測(cè)試。</p><p>　　6 固體物料進(jìn)口的開(kāi)孔及補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算</p><p>　　6.1 開(kāi)人孔后被削弱的金屬面積的

64、計(jì)算</p><p>　　由于人孔的開(kāi)孔直徑較大，因此需要進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算，本設(shè)計(jì)采用等面積補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)方法。</p><p>　　釜體上開(kāi)人孔后被削弱的金屬面積為：</p><p>　　式中：=273+16+2×1.25=254.5（）</p><p><b>　　==2.41（）</b></p>&

65、lt;p><b>　　=1</b></p><p>　　=254.5×2.41=613.65（）</p><p>　　6.2 有效補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)起補(bǔ)強(qiáng)作用的金屬面積的計(jì)算</p><p>　　6.2.1 封頭起補(bǔ)強(qiáng)作用金屬面積的計(jì)算</p><p>　　式中： 取兩者中較大值，</p>

66、<p><b>　　509</b></p><p>　　=6-1.25=4.75）</p><p>　　= 8 - 1.25=6.75（）</p><p><b>　　=1</b></p><p>　　= 619.71（）</p><p>　　6.2.2 接管

67、起補(bǔ)強(qiáng)作用金屬面積的計(jì)算</p><p><b>　　其中：=45.12</b></p><p>　　取其中的較小值45.12</p><p><b>　　= </b></p><p><b>　　=0.227（）</b></p><p><b&g

68、t;　　=0 </b></p><p><b>　　=588.64（）</b></p><p>　　6.2.3 焊縫起補(bǔ)強(qiáng)作用金屬面積的計(jì)算</p><p><b>　　＝18（）</b></p><p>　　6.3 判斷是否需要補(bǔ)強(qiáng)的依據(jù)</p><p&g

69、t;　　= 619.71 + 588.64+ 18 =1226.35（）</p><p><b>　　=613.65</b></p><p>　　因?yàn)椋?，所以不需要補(bǔ)強(qiáng)。 </p><p>　　7 設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)</p><p>　　1）操作人員應(yīng)隨時(shí)注意機(jī)器各部件的運(yùn)行情況。重點(diǎn)檢查支承部分工作情況，齒輪傳動(dòng)是否

70、平穩(wěn)，有異常及時(shí)停車(chē)處理。</p><p>　　2）對(duì)連接部位，要經(jīng)常檢查密封填料的磨損程度，如已嚴(yán)重漏汽漏水，應(yīng)及時(shí)更換。</p><p>　　3）對(duì)機(jī)體上的集塵及時(shí)清理，特別應(yīng)注意清理黏附在齒圈上的細(xì)小硬物，以免劃傷傳動(dòng)件表面。</p><p>　　4）檢查各部件的潤(rùn)滑情況是否良好。</p><p>　　5）檢查各儀表的可靠性，運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)

71、問(wèn)題應(yīng)及時(shí)處理。</p><p>　　6）長(zhǎng)時(shí)間停車(chē)，應(yīng)徹底除去積料和冷凝水，做好傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的防銹工作，并定期開(kāi)動(dòng)電機(jī)，改變其停車(chē)位置。</p><p>　　7）要定期檢查加熱列管是否完好，有沒(méi)有裂縫或封板處脫焊現(xiàn)象。</p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ)</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們走向工作崗位前的一次練兵，

72、是對(duì)大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的一次完整的總結(jié)。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)我們應(yīng)從了解機(jī)械設(shè)計(jì)和創(chuàng)新的一般程序，并且通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀摩和學(xué)習(xí)使自己在專(zhuān)業(yè)上提高一個(gè)檔次，并且在這個(gè)學(xué)習(xí)的過(guò)程中增長(zhǎng)知識(shí)。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)具有非常重要的意義。我們?cè)趯?dǎo)師的安排下通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、專(zhuān)業(yè)書(shū)籍，以及實(shí)物資料、實(shí)地考察等的查詢、收集初步掌握了關(guān)于進(jìn)行此次設(shè)計(jì)的資料題材。該課題屬于中等偏難的題目。當(dāng)然我們還不具備憑空想象來(lái)設(shè)計(jì)出一個(gè)全新的機(jī)器的能力，我

73、們的主要任務(wù)是對(duì)該設(shè)備做改進(jìn)式的設(shè)計(jì)，對(duì)設(shè)備存在的不足之處進(jìn)行改進(jìn)、完善。首先在做之前我們進(jìn)行了資料的搜集和整理工作學(xué)習(xí)了解攪拌釜的工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，我們還進(jìn)行了實(shí)地的調(diào)研工作，對(duì)所設(shè)計(jì)的題目有了理性和感性的雙重認(rèn)識(shí)，以確保我們的設(shè)計(jì)更合理、更實(shí)用。</p><p>　　在設(shè)計(jì)的具體工作階段，我們完成了全部數(shù)據(jù)的理論計(jì)算，包括設(shè)備的總體設(shè)計(jì)、方案確定、傳動(dòng)設(shè)計(jì)等，進(jìn)行了設(shè)計(jì)結(jié)果的圓整以及強(qiáng)度、使用壽命等內(nèi)容校

74、核。這一過(guò)程是整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的主體過(guò)程，也是關(guān)鍵過(guò)程，它不僅體現(xiàn)了我們的學(xué)習(xí)和理解能力，也是對(duì)我們動(dòng)手能力和綜合應(yīng)用知識(shí)能力的檢驗(yàn)。 </p><p>　　設(shè)計(jì)的時(shí)間雖然很短，設(shè)計(jì)中的個(gè)別步驟也顯然沒(méi)提升到工廠的要求，但當(dāng)我們真正按知道老師的要求去規(guī)范自己，以求學(xué)的態(tài)度去鍛煉自己的時(shí)候，才發(fā)現(xiàn)書(shū)本的知識(shí)太多的是理論，自己的能力過(guò)多的是紙上談兵。從一個(gè)小倒角的加工，到整個(gè)機(jī)器部件的裝配，要考慮到工廠實(shí)際加工的可能性，

75、各個(gè)部件正常運(yùn)轉(zhuǎn)的配合，實(shí)際拆裝的活動(dòng)空間等，可以說(shuō)短短數(shù)個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)收獲頗豐。從系統(tǒng)的知識(shí)到嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，這對(duì)快要踏如社會(huì)的我來(lái)說(shuō)是個(gè)實(shí)戰(zhàn)前的演習(xí)，以謙遜和勤奮要求規(guī)范自己，以向上和求實(shí)的目標(biāo)勉勵(lì)自己可以說(shuō)是我在畢業(yè)設(shè)計(jì)最大的心得。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)能夠順利完成，和**老師的悉心指導(dǎo)和同學(xué)們的幫助是分不開(kāi)的。

76、在與同學(xué)們的交流中，我的設(shè)計(jì)思路得以開(kāi)拓，查閱資料互相交流使原本繁瑣的工作變得簡(jiǎn)單。老師耐心的教導(dǎo)，使我不再畏懼遇到的種種難題。在此，向?yàn)楸敬握n程設(shè)計(jì)提供幫助的同學(xué)、老師表示感謝。</p><p>　　通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，加深了我對(duì)于課本知識(shí)的理解，拓寬了我的知識(shí)面，提高了計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，了解了實(shí)際問(wèn)題和理論計(jì)算之間的差別。本次課程設(shè)計(jì)為我們將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際生產(chǎn)力提供了一次行之有效的鍛煉。由于初次面對(duì)實(shí)際工程問(wèn)

77、題，限于個(gè)人知識(shí)有限、缺乏經(jīng)驗(yàn)，缺點(diǎn)和錯(cuò)誤在所難免，懇請(qǐng)希望老師批評(píng)指正。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]劉中孚.汪子云.鋼制壓力容器GB150-1998.國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局.1998年</p><p>　　[2]吳宗澤.機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)（上、下卷）.機(jī)械工業(yè)出版社.2002年</p><

78、p>　　[3]李紅.孫虹雁.高德玉.化工機(jī)械應(yīng)用基礎(chǔ).北京.化學(xué)工業(yè)出版社.2004年</p><p>　　[4]陳立德.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).北京.高等教育出版社.2004年</p><p>　　[5]胡建生.機(jī)械制圖.北京.機(jī)械工業(yè)出版社.2003年</p><p>　　[6]蔡紀(jì)寧.化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū).北京.化學(xué)工業(yè)出版社，2000年</p&g

79、t;<p>　　[7]何七榮.機(jī)械制造工藝與工裝. 北京.高等教育出版社.2003年</p><p>　　[8]湯善甫.化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)(第二版).華東理工大學(xué)出版社.2004年</p><p>　　[9]成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京. 化學(xué)工業(yè)出版社. 2002年</p><p>　　[10]William Jafferson Clinton

80、. Process Planning and Concurrent Engineering. Oxford University Press. 2002</p><p>　　[11]Peeken, H.;Troeder, C.;Cerniak, S. TOROIDAL DRIVE. Oxford University Press. 2002</p><p>　　[12]孫恒、陳作模.機(jī)械

81、原理[M].第六版.北京：高等教育出版社，2001.</p><p>　　[13]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].第三版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1996.</p><p>　　[14] 北京科技大學(xué)，東北大學(xué)主編，工程力學(xué)（靜力學(xué)）.北京：高等教育出版社，1997</p><p>　　[15] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì)主編，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)·減速器和變速器.北京：機(jī)械工

82、業(yè)出版社，2007，2</p><p><b>　　附 錄</b></p><p><b>　　附圖1 攪拌軸</b></p><p><b>　　附圖2 填料密封</b></p><p><b>　　附圖3 攪拌槳葉</b></p>