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

1、<p><b>  制藥設(shè)備與工程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>  課程設(shè)計(jì)</b></p><p>  題目:公稱容積30 m3纈氨酸發(fā)酵罐設(shè)計(jì)</p><p><b>  設(shè)計(jì)小組: </b></p><p>  專業(yè)班級(jí):制藥 班</p>

2、<p><b>  設(shè)計(jì)組成員:</b></p><p><b>  指導(dǎo)教師: </b></p><p><b>  生命科學(xué)與工程學(xué)院</b></p><p><b>  二〇一三年十二月</b></p><p><b>  目

3、錄</b></p><p>  一、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)………………………………………………………………</p><p>  1.1設(shè)計(jì)內(nèi)容………………………………………………………………</p><p>  1.2設(shè)計(jì)參數(shù)和技術(shù)特性指標(biāo)……………………………………………………</p><p>  1.3設(shè)計(jì)要求……………………………………

4、…………………………</p><p>  二、概述………………………………………………………………</p><p>  2.1設(shè)計(jì)目的………………………………………………………………</p><p>  2.2設(shè)計(jì)思想及依據(jù)………………………………………………………………</p><p>  2.3設(shè)計(jì)原則………………………………………………

5、………………</p><p>  2.4發(fā)酵罐設(shè)計(jì)概述………………………………………………………………</p><p>  三、罐體及傳熱裝置的設(shè)計(jì)………………………………………………………………</p><p>  3.1罐體及換熱裝置的設(shè)計(jì)………………………………………………………</p><p>  3.1.1確定罐體高徑比………………

6、………………………………………</p><p>  3.1.2罐體容積計(jì)算…………………………………………………………</p><p>  3.1.3管體厚度的確定………………………………………………………</p><p>  3.1.4上封頭厚度的確定…………………………………………………………</p><p>  3.1.5下封頭厚度的確

7、定………………………………………………………</p><p>  3.1.6罐體壓力試驗(yàn)…………………………………………………………</p><p>  3.2夾套直徑和高度的確定………………………………………………………</p><p>  3.3夾套材料和壁厚的確定………………………………………………………</p><p>  3.3.1

8、夾套封頭厚度的確定……………………………………………………</p><p>  3.3.2夾套壓力試驗(yàn)………………………………………………………</p><p>  四、攪拌裝置及附件設(shè)計(jì)………………………………………………………………</p><p>  4.1攪拌軸計(jì)算………………………………………………………………</p><p>  

9、4.1.1攪拌軸功率計(jì)算…………………………………………………………</p><p>  4.1.2按扭矩計(jì)算軸的強(qiáng)度………………………………………………………</p><p>  4.1.3攪拌器支撐尺寸計(jì)算………………………………………………………</p><p>  4.2攪拌器選型及分布………………………………………………………………</p>

10、<p>  4.2.1攪拌器基本尺寸計(jì)算………………………………………………………</p><p>  4.2.2攪拌器結(jié)構(gòu)………………………………………………………………</p><p>  4.3擋板設(shè)置………………………………………………………………</p><p>  五、傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)及部分其它裝置選型設(shè)計(jì)………………………………………………<

11、;/p><p>  5.1電動(dòng)機(jī)選擇………………………………………………………………</p><p>  5.2減速機(jī)選型………………………………………………………………</p><p>  5.2.1 V帶設(shè)計(jì)………………………………………………………………</p><p>  5.3聯(lián)軸器選型………………………………………………………………&

12、lt;/p><p>  5.4密封裝置選型………………………………………………………………</p><p>  5.5機(jī)架選型………………………………………………………………</p><p>  5.6安裝底蓋………………………………………………………………</p><p>  5.7凸緣法蘭選型………………………………………………………………&

13、lt;/p><p>  5.8罐體上接管口………………………………………………………………</p><p>  5.9人孔選型………………………………………………………………</p><p>  5.10接管法蘭………………………………………………………………</p><p>  5.11支座設(shè)計(jì)和計(jì)算…………………………………………………………

14、……</p><p>  5.11.1支座選型………………………………………………………………</p><p>  5.11.2計(jì)算總載荷…………………………………………………………</p><p>  六、剩余其它裝置選型設(shè)計(jì)………………………………………………………………</p><p>  6.1視鏡選型設(shè)計(jì)……………………………………

15、…………………………</p><p>  6.2消泡裝置選型設(shè)計(jì)………………………………………………………………</p><p>  6.3液面計(jì)設(shè)計(jì)………………………………………………………………</p><p>  6.4無(wú)菌空氣分布管設(shè)計(jì)…………………………………………………………</p><p>  七、設(shè)計(jì)總結(jié)……………………………

16、…………………………………</p><p>  7.1設(shè)計(jì)組成員信息………………………………………………………………</p><p>  7.2設(shè)計(jì)分工………………………………………………………………</p><p>  7.3組員個(gè)人總結(jié)………………………………………………………………</p><p>  八、公稱容積30 m3纈氨酸發(fā)酵罐

17、設(shè)計(jì)裝配圖(附圖)</p><p>  九、參考文獻(xiàn)………………………………………………………………</p><p><b>  一、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</b></p><p><b>  1.1設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>  公稱容積 纈氨酸發(fā)酵罐設(shè)計(jì)</p><p>  1

18、.2建議設(shè)計(jì)參數(shù)和技術(shù)特性指標(biāo)</p><p>  取 ;裝料系數(shù) 取 ;通風(fēng)管通風(fēng)比(通氣速率/發(fā)酵液體積)取 發(fā)酵液密度為 ,最大粘度 ;初始水溫 .</p><p><b>  接管建議(推薦):</b></p><p><b>  1.3設(shè)計(jì)要求</b></p><p>  1.3.1

19、機(jī)械攪拌生物反應(yīng)器機(jī)械計(jì)算及整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。</p><p>  1.3.1.1進(jìn)行罐體及夾套(或內(nèi)部蛇管)設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>  1.3.1.2進(jìn)行攪拌裝置設(shè)計(jì):攪拌器的選型設(shè)計(jì);選擇軸承、聯(lián)軸器,罐內(nèi)攪拌軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),攪拌軸計(jì)算和校核;</p><p>  1.3.1.3攪拌器、電機(jī)功率計(jì)算、傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算:盡可能采用V帶傳動(dòng),進(jìn)行傳動(dòng)系

20、統(tǒng)方案設(shè)計(jì);進(jìn)行帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算; </p><p>  1.3.1.4密封裝置的選型設(shè)計(jì)</p><p>  1.3.1.5選擇支座形式并計(jì)算</p><p>  1.3.1.6手孔或人孔選型</p><p>  1.3.1.7選擇接管、管法蘭、設(shè)備法蘭</p><p>  1.3.1.8設(shè)計(jì)機(jī)架結(jié)構(gòu)</p>

21、;<p>  1.3.1.9設(shè)計(jì)凸緣及安裝底蓋結(jié)構(gòu)</p><p>  1.3.1.10空氣分布管、視鏡的選型設(shè)計(jì)</p><p>  1.3.2繪制攪拌式生物反應(yīng)器裝配圖(3號(hào)圖紙)。</p><p><b>  二、概述</b></p><p><b>  2.1設(shè)計(jì)目的</b>&

22、lt;/p><p>  本設(shè)計(jì)涉及到《化工原理》、《制藥工藝學(xué)》、《工程制圖》以及《制藥設(shè)備與工程設(shè)計(jì)》等多門課程所學(xué)知識(shí),通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)我們對(duì)所學(xué)各科知識(shí)有一個(gè)具體的運(yùn)用機(jī)會(huì),同時(shí)達(dá)到溫故知新的目的。在設(shè)計(jì)過(guò)程中會(huì)遇到不同的問(wèn)題,需要靠組員的積極協(xié)調(diào)與配合才能保質(zhì)保量的完成設(shè)計(jì),所以此設(shè)計(jì)要求我們要在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后積極獨(dú)立的分析問(wèn)題并討論出解決問(wèn)題的辦法。設(shè)計(jì)要求各組員按各自專長(zhǎng)進(jìn)行分工,已達(dá)到資源充分合理的利用。&

23、lt;/p><p>  2.2設(shè)計(jì)思想及依據(jù)</p><p>  本機(jī)械攪拌發(fā)酵罐的設(shè)計(jì)主要是按照指導(dǎo)老師給定的設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)進(jìn)行設(shè)計(jì),在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的問(wèn)題先是組員之間協(xié)商解決,若不能再與其他組成員進(jìn)行交流,希望能夠盡量獨(dú)立完成這次設(shè)計(jì)。對(duì)于設(shè)備的參數(shù)選擇及選型嚴(yán)格按照《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》和相關(guān)參考資料進(jìn)行選擇設(shè)計(jì)。</p><p><b>  2.3設(shè)計(jì)原則<

24、;/b></p><p>  本設(shè)計(jì)中遵循“邊算、邊選、邊改,最后繪圖”的原則,設(shè)備參數(shù)選擇及選型多從生產(chǎn)要求出發(fā)考慮經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行選擇,已達(dá)到經(jīng)濟(jì)高效的生產(chǎn)目的。</p><p>  2.4發(fā)酵罐設(shè)計(jì)概述</p><p>  發(fā)酵罐是用于培養(yǎng)微生物或細(xì)胞的封閉容器或生物反應(yīng)裝置。因材料、大小和形狀的差異,發(fā)酵罐有很多種類,可用于研究、分析和生產(chǎn)。</p&

25、gt;<p>  本纈氨酸發(fā)酵罐的設(shè)計(jì)根據(jù)工藝要求并考慮制造、安裝、維護(hù)檢修的方便,需要確定換熱裝置、傳熱裝置、攪拌裝置和其他附件的參數(shù)和型號(hào)。由設(shè)計(jì)題目,我組設(shè)計(jì)的纈氨酸發(fā)酵罐總?cè)莘e ,裝料量約 ,總高度約 ,罐體公稱直徑 。采用夾套換熱器、 帶減速器、直葉渦輪圓盤(pán)式攪拌器,聯(lián)軸器設(shè)計(jì)在罐體內(nèi)部,還包括接管、支座、軸封、法蘭、安裝底座、人孔、試鏡、液面計(jì)、消泡器等附件。</p><p>  三、罐

26、體及換熱裝置的設(shè)計(jì)</p><p>  3.1罐體及封頭幾何尺寸計(jì)算</p><p>  圖1 罐體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖</p><p>  圖中: 罐直筒部分高度, ;</p><p><b>  罐直徑, ;</b></p><p><b>  攪拌器直徑, ;</b></p

27、><p>  攪拌器槳距離罐底距離, ;</p><p>  多個(gè)攪拌槳時(shí)的槳距, ;</p><p>  選取標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭,封頭的公稱直徑與筒體相同,結(jié)構(gòu)如圖:</p><p><b>  圖2 封頭結(jié)構(gòu)</b></p><p>  3.1.1確定罐體高徑比</p><p&g

28、t;  表 1 幾種攪拌釜的長(zhǎng)徑比值</p><p>  對(duì)于機(jī)械攪拌發(fā)酵罐,這里取高徑比為 </p><p>  3.1.2罐體容積計(jì)算</p><p>  已知公稱容積 ,選取高徑比 </p><p>  罐體內(nèi)徑: ,圓整取公稱直徑 </p><p>  查手冊(cè)得, 的標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭曲面高 ,直邊高度 ,封

29、頭容積 ,表面積 ,查手冊(cè)得一米高筒體容積 ,表面積 </p><p><b>  計(jì)算筒高:</b></p><p><b>  筒體高度圓整得 </b></p><p>  由計(jì)算結(jié)果得實(shí)際高徑比 </p><p>  復(fù)核結(jié)果與選取高徑比相同,滿足要求。</p><p&g

30、t;  3.1.2.1全容積:罐的圓柱體部分體積和上下封頭體積之和</p><p><b>  即: </b></p><p>  3.1.2.2公稱容積:罐的圓柱體部分體積和下封頭的體積之和(取整數(shù))</p><p><b>  即: </b></p><p>  3.1.2.3設(shè)備總?cè)莘e:

31、 </p><p>  裝料量: (裝料量系數(shù) )</p><p>  傳熱面積: (傳熱面積按 裝料量計(jì)算)</p><p>  3.1.3筒體厚度的確定</p><p>  3.1.3.1設(shè)計(jì)要求</p><p>  罐內(nèi)壓力 ;夾套或蛇管壓力 ;工作溫度:罐內(nèi)小于或等于 ,蛇管或夾套小于或等于

32、;工作介質(zhì):罐內(nèi)輕微腐蝕性,蛇管或夾套蒸汽;攪拌器轉(zhuǎn)速 ,物料密度 </p><p>  3.1.3.2筒體厚度計(jì)算</p><p>  選用 鋼材,查表得 鋼 ,厚度 ,設(shè)計(jì)溫度 的許應(yīng)力為 。</p><p>  選取筒內(nèi)設(shè)計(jì)壓力 ,同時(shí)需判斷是否考慮液體靜壓力</p><p>  ,超過(guò)設(shè)計(jì)壓力的 ,應(yīng)計(jì)算在設(shè)計(jì)壓力內(nèi)</p>

33、;<p>  筒體的焊縫采用單面對(duì)接焊縫,幾部無(wú)損傷,焊縫系數(shù) </p><p>  設(shè)鋼板厚度 ,則取負(fù)偏差 ,雙面腐蝕度 </p><p><b>  所以 </b></p><p>  考慮安全裕量,并參考筒體容積、面積和質(zhì)量的關(guān)系,取筒體厚度 </p><p>  3.1.4上封頭厚度的確定<

34、/p><p>  在上封頭厚度計(jì)算公式中,對(duì)標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭 </p><p>  根據(jù)容器最小壁厚的規(guī)定,其最小壁厚不應(yīng)小于 ,腐蝕裕量另加,負(fù)偏差 上封頭外面無(wú)夾套,所以無(wú)物料腐蝕, 所以上上封頭的設(shè)計(jì)厚度為:</p><p>  為了便于制造,上封頭與筒體設(shè)計(jì)為相同厚度,即: </p><p>  3.1.5下封頭厚度的確定</p>

35、;<p>  據(jù)公稱直徑查相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的參數(shù)得:</p><p>  曲面高度: ,直面高度: </p><p>  所以下封頭裝液的高度: </p><p>  ,超過(guò)設(shè)計(jì)壓力的 ,應(yīng)計(jì)算在設(shè)計(jì)壓力內(nèi),故 </p><p>  取負(fù)偏差 ,雙面腐蝕度 , </p><p><b>  下

36、封頭設(shè)計(jì)厚度為:</b></p><p>  為了便于制造,下封頭與筒體設(shè)計(jì)為相同厚度,即: </p><p>  3.1.6罐體壓力試驗(yàn)</p><p>  采用水壓試驗(yàn),試驗(yàn)壓力公式:</p><p>  屈服點(diǎn)強(qiáng)度 ,所以 </p><p>  得到 ,所以壓力試驗(yàn)強(qiáng)度足夠</p>&l

37、t;p>  3.2夾套直徑和高度的確定</p><p><b>  表 2</b></p><p>  對(duì)于筒體內(nèi)徑 ,在 范圍內(nèi)</p><p>  夾套內(nèi)徑 ,符合壓力容器公稱直徑</p><p>  查手冊(cè)得: 的標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的封頭容積 ,表面積 ,一米高筒體容積 ,表面積 </p><

38、p>  根據(jù)夾套內(nèi)徑計(jì)算夾套高度:</p><p>  夾套高度不得低于料液高度,為保證安全,選取夾套高度 </p><p><b>  驗(yàn)算夾套傳熱面積:</b></p><p><b>  符合設(shè)計(jì)要求</b></p><p>  3.3夾套材料和壁厚的確定</p><

39、p>  為便于制造,同樣選取 為夾套材料</p><p>  查表得:厚度在 罐內(nèi)溫度 的許應(yīng)力 ,選取夾套設(shè)計(jì)壓力 ,焊接系數(shù) ,取負(fù)偏差 ,單面腐蝕取腐蝕裕量 ,所以 </p><p>  考慮安全裕量,選取夾套厚度 </p><p>  3.3.1夾套封頭厚度的確定</p><p>  采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭,壁厚附加量取 </

40、p><p>  取夾套的筒體和封頭的壁厚均為 </p><p>  3.3.2夾套壓力試驗(yàn)</p><p>  采用水壓試驗(yàn),試驗(yàn)壓力公式:</p><p>  屈服點(diǎn)強(qiáng)度 ,所以 </p><p>  得到 ,所以壓力試驗(yàn)強(qiáng)度足夠</p><p>  四、攪拌裝置及附件設(shè)計(jì)</p>

41、<p><b>  4.1攪拌軸計(jì)算</b></p><p>  4.1.1攪拌軸功率計(jì)算</p><p>  由于設(shè)計(jì)攪拌發(fā)酵罐,攪拌器既要有較強(qiáng)剪切力,又要有較大的流體循環(huán)特性,渦輪式適于攪拌多種物料,尤其對(duì)中等粘度液體特別有效;混合生產(chǎn)能力較高,能量消耗少,攪拌效率較高;有較高的局部剪切效應(yīng);容易清洗和造價(jià)較高。渦輪式攪拌機(jī)常用于制備低粘度的乳濁液、懸

42、浮液和固體溶液。所以選用直葉圓盤(pán)渦輪式攪拌器。當(dāng)高徑比小于 時(shí)一般采用單層攪拌器,此后每多 倍,就加一層攪拌器,由于 ,則攪拌器層數(shù)取 </p><p>  已知 ,一般 ,取 </p><p>  下層攪拌器與罐底的距離高度 ,取 </p><p><b>  所以 </b></p><p>  兩攪拌器之間的間距 ,

43、取 </p><p>  為避免攪拌器工作時(shí)產(chǎn)生漩渦,應(yīng)使攪拌器暴露在空氣中,第一個(gè)攪拌器距離料液液面的高度不小于攪拌器外徑的1.5倍,所以 ,圓整取 </p><p>  由于 , ,料液濃度 ,料液粘度 ,則</p><p>  所以,料液流動(dòng)狀態(tài)為湍流</p><p><b>  攪拌功率計(jì)算:</b></p

44、><p>  表3 湍流時(shí)各攪拌的功率準(zhǔn)數(shù)</p><p>  氨基酸發(fā)酵攪拌過(guò)程為固體有機(jī)物懸浮,所以攪拌功率系數(shù)取 </p><p>  對(duì)于多層攪拌器來(lái)說(shuō),其功率用下列公式計(jì)算</p><p>  式中 為攪拌層數(shù),故 </p><p>  4.1.2按扭矩計(jì)算軸的強(qiáng)度</p><p>  

45、攪拌軸材料采用45鋼,45鋼的許用應(yīng)力 ,計(jì)算系數(shù) ,則攪拌軸直徑估算</p><p>  考慮到鍵槽和腐蝕取裕量 ,取 </p><p>  4.1.3攪拌器支撐尺寸</p><p><b>  圖3 攪拌軸結(jié)構(gòu)</b></p><p>  根據(jù)經(jīng)驗(yàn)軸的懸臂 、軸徑 和兩軸承間距 應(yīng)滿足系列關(guān)系:</p>

46、<p><b>  , </b></p><p>  根據(jù) , ,所以 ,則取 </p><p><b>  取 ,所以 </b></p><p>  由于攪拌軸較長(zhǎng),故在底部增加一個(gè)底軸承。</p><p>  4.2攪拌器選型及分布</p><p>  4.

47、2.1攪拌器基本尺寸設(shè)計(jì)</p><p>  由于漿徑 ,所以采用兩葉可拆的圓盤(pán)式渦輪,根據(jù)直葉圓盤(pán)渦輪式攪拌器,槳徑:槳長(zhǎng):槳寬 </p><p><b>  則 , </b></p><p>  圓盤(pán)直徑一般取漿徑 ,所以圓盤(pán)直徑 </p><p>  為保持一定的剛性及支持周邊的槳葉,取圓盤(pán)厚度為 </p&g

48、t;<p>  4.2.2攪拌器結(jié)構(gòu)</p><p>  圖4 直葉圓盤(pán)攪拌器結(jié)構(gòu)</p><p><b>  4.3擋板設(shè)置</b></p><p>  由于釜內(nèi)物質(zhì)粘度不大,選擇把擋板裝在壁上,擋板類型選擇 型,擋板數(shù)量 ,擋板材料選取 材料。</p><p><b>  擋板寬度 ,取 &l

49、t;/b></p><p>  擋板與筒體壁的縫隙 </p><p>  擋板高度應(yīng)由罐底起至設(shè)計(jì)液面高度為止,由 ,</p><p><b>  取整得擋板高度 </b></p><p><b>  五、傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)</b></p><p>  攪拌釜的傳動(dòng)裝置一般

50、包括:電動(dòng)機(jī)、減速器、聯(lián)軸器、機(jī)架及傳動(dòng)軸。電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速器將轉(zhuǎn)速降低,再通過(guò)聯(lián)軸器帶動(dòng)攪拌軸旋轉(zhuǎn),從而帶動(dòng)攪拌器轉(zhuǎn)動(dòng)。整個(gè)傳動(dòng)裝置連同機(jī)架及軸封裝置都安裝在底座上。</p><p><b>  圖5</b></p><p>  5.1 電動(dòng)機(jī)的選擇</p><p><b>  表4</b></p><p

51、>  電動(dòng)機(jī)用 帶傳動(dòng),由上表選擇傳動(dòng)系統(tǒng)的效率 </p><p><b>  電動(dòng)機(jī)功率:</b></p><p>  公式中: 為電機(jī)功率, ;</p><p>  為攪拌所需的軸功率, ;</p><p>  為軸封摩擦損失功率,一般為 的1%, ;</p><p>  為傳動(dòng)系統(tǒng)的效

52、率,取</p><p>  攪拌所需要的軸功率 </p><p><b>  軸封摩擦損失功率 </b></p><p><b>  電動(dòng)機(jī)功率:</b></p><p>  由上表得選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)為: </p><p>  即:電動(dòng)機(jī)按 型安裝,功率為 ,電機(jī)同步轉(zhuǎn)速 ,

53、滿載轉(zhuǎn)速 </p><p>  表5 電動(dòng)機(jī)安裝代號(hào)</p><p><b>  圖6 電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)</b></p><p><b>  單位: </b></p><p>  表6 電動(dòng)機(jī)安裝及外形尺寸</p><p><b>  5.2減速機(jī)選型</b&

54、gt;</p><p>  根據(jù)電機(jī)的功率 ,攪拌轉(zhuǎn)速 ,傳動(dòng)比 ,所以選擇帶傳動(dòng)減速器</p><p>  帶減速器的特點(diǎn)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造方便,價(jià)格低廉,能防止過(guò)載,噪音小。但不適用于防爆場(chǎng)合。傳動(dòng)帶按照截面形狀可分為:平帶、 形帶(又稱三角帶)、圓形帶等類型。普通V形帶的工作面是兩側(cè)面,與平帶相比,由于截面的楔形效應(yīng),其摩擦力較大,所以能傳遞較大的功率。普通V形帶無(wú)接頭,傳動(dòng)平穩(wěn),應(yīng)

55、用最廣泛。由于設(shè)計(jì)的電動(dòng)功率小于 ,傳動(dòng)比 ,故本設(shè)計(jì)采用普通 形帶傳動(dòng)。</p><p>  帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)和計(jì)算主要內(nèi)容:帶的選型、根數(shù)、長(zhǎng)度、帶輪直徑、中心距及帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸等。</p><p><b>  5.2.1V帶設(shè)計(jì)</b></p><p><b>  圖7 帶傳動(dòng)組成</b></p><

56、p>  5.2.1.1傳動(dòng)額定功率 : (電動(dòng)機(jī) )</p><p>  5.2.1.2小皮帶輪轉(zhuǎn)速 : </p><p>  5.2.1.3大皮帶輪轉(zhuǎn)速 : </p><p>  5.2.1.4工況系數(shù)選擇</p><p><b>  表7</b></p><p>  根據(jù)上表,由于是液體

57、攪拌機(jī),生產(chǎn)時(shí)工作時(shí)長(zhǎng)大于 ,載荷幾乎無(wú)變動(dòng),所以工況系數(shù)選擇 </p><p>  5.2.1.5設(shè)計(jì)功率 :</p><p>  5.2.1.6 帶型號(hào)選擇</p><p><b>  表8</b></p><p>  根據(jù)上表,由設(shè)計(jì)功率 和小帶輪轉(zhuǎn)速 決定選擇B型</p><p>  5.

58、2.1.7速度比 :</p><p>  5.2.1.8小皮帶輪計(jì)算直徑 </p><p>  由表初選 ,驗(yàn)算帶速:</p><p>  所以不符合要求,應(yīng)重新選帶</p><p><b>  選帶 </b></p><p>  5.2.1.9驗(yàn)算帶速 :</p><p&g

59、t;  通常V型帶的帶速 ,所以 符合要求</p><p>  5.2.1.10滑動(dòng)率 :對(duì)于V形帶 ,本設(shè)計(jì)選取 </p><p>  5.2.1.11大皮帶輪計(jì)算直徑 :</p><p><b>  圓整取 </b></p><p>  5.2.1.12初定中心距 :</p><p>  因?yàn)?/p>

60、 ,經(jīng)計(jì)算初定 </p><p>  5.2.1.13帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 :</p><p><b>  查手冊(cè),圓整后取 </b></p><p>  5.2.1.14初定中心距 :</p><p>  安裝V帶時(shí)所需要的最小中心距 和最大中心距 計(jì)算</p><p>  5.2.1.15小皮帶輪包角

61、 :</p><p><b>  ,符合要求</b></p><p>  5.2.1.16單根V帶額定功率 :</p><p><b>  查手冊(cè)得, </b></p><p>  5.2.1.17 時(shí),單根V帶額定功率增量 :</p><p><b>  查手冊(cè)

62、得, </b></p><p>  5.2.1.18包角修正系數(shù) </p><p>  查手冊(cè)得,包角修正系數(shù) </p><p>  5.2.1.19帶長(zhǎng)修正系數(shù) :</p><p>  查手冊(cè)得,帶長(zhǎng)修正系數(shù) </p><p>  5.2.1.20V帶根數(shù) :</p><p>&l

63、t;b>  取整得 </b></p><p><b>  ,所以符合要求</b></p><p><b>  5.3聯(lián)軸器選型</b></p><p>  選擇聯(lián)軸器時(shí)主要考慮以下幾個(gè)方面:載荷的大小及性質(zhì),軸轉(zhuǎn)速的高低,兩軸相對(duì)位移的大小及性質(zhì),工作環(huán)境,裝拆、調(diào)整維護(hù)要求及價(jià)格等。對(duì)載荷平穩(wěn)的低速軸,

64、如兩軸對(duì)中精確,軸本身剛度較好時(shí),可選用剛性聯(lián)軸器。本設(shè)計(jì)根據(jù)要求選擇立式夾殼聯(lián)軸器 </p><p>  圖8 立式夾殼聯(lián)軸器 結(jié)構(gòu)圖</p><p>  由于攪拌軸的軸徑 ,所以選擇軸徑為 的聯(lián)軸器,手冊(cè)可得所選聯(lián)軸器 和聯(lián)軸節(jié) 主要結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù):</p><p><b>  單位: </b></p><p>  

65、表9 聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)尺寸</p><p><b>  驗(yàn)算聯(lián)軸器的扭矩:</b></p><p>  查手冊(cè)得,工況系數(shù) </p><p>  對(duì)聯(lián)軸器計(jì)算名義扭矩:</p><p><b>  確定計(jì)算扭矩:</b></p><p><b>  符合要求</b

66、></p><p><b>  5.4密封裝置選型</b></p><p>  密封裝置有填料函密封和機(jī)械密封,一般采用機(jī)械密封。機(jī)械密封分為平衡型和非平衡型兩大類,常用的機(jī)械密封裝置已有標(biāo)準(zhǔn)系列,可根據(jù)軸徑等要求直接選用。軸封是攪拌軸與機(jī)架間的密封裝置,本設(shè)計(jì)選擇機(jī)械密封。機(jī)械密封的密封性能良好,摩擦功率損失小,對(duì)軸的磨損輕微,工作狀態(tài)穩(wěn)定,維修周期長(zhǎng),能滿足

67、多種特殊工藝條件的需要。選擇軸徑為 的202型標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械密封</p><p>  圖9 202型標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械密封結(jié)構(gòu)</p><p><b>  單位: </b></p><p>  表10 機(jī)械密封結(jié)構(gòu)尺寸</p><p><b>  5.5機(jī)架選型</b></p><p>

68、  機(jī)架是安放加速器用的,它與減速器底座尺寸相匹配。標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架有無(wú)支點(diǎn)機(jī)架、單支點(diǎn)機(jī)架和雙支點(diǎn)機(jī)架。本設(shè)計(jì)中選用的V帶減速器直徑較小的齒輪連接在傳動(dòng)機(jī)軸上,較大的選用單點(diǎn)無(wú)支點(diǎn)機(jī)架。由于罐體封頭為橢圓型,選擇Ⅰ型底面螺孔布置。由于聯(lián)軸器的 ,所選擇得機(jī)架的內(nèi)徑應(yīng)大于 ,考慮到空間和成本,選擇公稱直徑為 的WJ型機(jī)架 。</p><p>  圖10 WJ型無(wú)支點(diǎn)機(jī)架</p><p><

69、b>  單位: </b></p><p><b>  表11 機(jī)架尺寸</b></p><p><b>  5.6安裝底蓋</b></p><p>  安裝底蓋采用螺栓等緊固件,上與機(jī)架相連,下與凸緣法蘭連接,是整個(gè)攪拌傳動(dòng)裝置與容器連接的主要連接件。安裝底蓋的公稱直徑與機(jī)架公稱直徑相同,機(jī)架公稱直徑 ,

70、所以安裝底蓋公稱直徑 </p><p>  圖11 RS和LRS型安裝底蓋</p><p><b>  單位: </b></p><p>  表12 安裝底蓋尺寸</p><p><b>  5.7凸緣法蘭選型</b></p><p>  型突面凸緣法蘭較 型凹面凸緣法蘭

71、與安裝底盤(pán)能更緊密的結(jié)合,更合理的配合,所以本設(shè)計(jì)選擇 型突面凸緣法蘭。安裝底蓋公稱直徑 ,所以對(duì)應(yīng)的 型突面凸緣法蘭的公稱直徑也為 。</p><p>  圖12 R型突面凸緣法蘭結(jié)構(gòu)</p><p>  表13 凸緣法蘭尺寸</p><p><b>  5.8罐體上接管口</b></p><p>  進(jìn)料口接管伸

72、入設(shè)備內(nèi)部并制成 斜口可避免物料沿罐體內(nèi)壁流動(dòng),減少料液對(duì)壁面的磨損和腐蝕。本設(shè)計(jì)選用如圖所示進(jìn)料管結(jié)構(gòu),進(jìn)料管插入液面 ,以減少?zèng)_擊液面而產(chǎn)生泡沫,管上部液面以上分開(kāi) 小孔,以防料液虹吸。</p><p>  出料管有上出料(壓料管)和下出料兩種,當(dāng)罐體壁溫度與夾套壁溫度相等時(shí)采用如圖所示出料管結(jié)構(gòu)</p><p><b>  進(jìn)料口</b></p>

73、<p><b>  出料口</b></p><p><b>  圖13 接管圖</b></p><p>  儀表的接管和罐體的安裝都用插入式,處于常低壓條件下采用單面或雙面角焊接,否則采用開(kāi)坡口的單面或雙面焊。溫度計(jì)應(yīng)深入料液中,由于受到料液的沖擊,常采用多層套管加強(qiáng)保護(hù)。</p><p><b> 

74、 5.9人孔選型</b></p><p>  罐體直徑大于 可開(kāi)設(shè)人孔,若直徑較小則應(yīng)開(kāi)設(shè)手孔。因?yàn)樵O(shè)備的直徑大于 ,所以選擇開(kāi)設(shè)人孔。又圓形人孔制造比較方便,所以選擇圓形人孔。設(shè)計(jì)技術(shù)要求人孔直徑 ,滿足容器直徑 的要求,但因手冊(cè)建議括號(hào)中公稱直徑盡量不采用,所以改選直徑為 人孔,同時(shí),也滿足 。</p><p>  公稱壓力 ,公稱直徑 , 型蓋軸耳,采用 型密封面,其中墊

75、片采用石棉橡膠板墊的回轉(zhuǎn)蓋帶頸平焊法蘭人孔</p><p>  圖14 回轉(zhuǎn)蓋帶頸平焊法蘭人孔結(jié)構(gòu)圖</p><p><b>  單位:mm</b></p><p>  表14 人孔尺寸表</p><p><b>  5.10接管法蘭</b></p><p>  據(jù)手冊(cè)法

76、蘭選用 突面板式平焊鋼制管法蘭</p><p>  圖15 突面板式平焊鋼制管法蘭結(jié)構(gòu)</p><p>  根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)結(jié)合手冊(cè)上突面板式平焊鋼制管法蘭理論尺寸對(duì)實(shí)際設(shè)計(jì)接管尺寸進(jìn)行合理調(diào)整得到:</p><p><b>  單位: </b></p><p><b>  表15</b></

77、p><p><b>  單位: </b></p><p>  表16 接管法蘭尺寸</p><p>  5.11支座設(shè)計(jì)和計(jì)算</p><p>  5.11.1支座選型</p><p>  最常用的支座為耳式支座 ,分為 型和 型兩種。當(dāng)設(shè)備需要保溫或直接支承在樓板上時(shí),選 型,故本設(shè)計(jì)選 型。&l

78、t;/p><p>  圖16 A型耳式支座結(jié)構(gòu)</p><p>  5.11.2計(jì)算總載荷</p><p>  5.11.2.1料液總重量</p><p>  5.11.2.2設(shè)備總重量</p><p>  查手冊(cè)得:厚度為 的筒體1米高筒節(jié)鋼板理論質(zhì)量 ,筒高 重力加速度 ,所以筒體重量:</p><

79、;p>  查手冊(cè)得:直徑為 且厚度為 ,曲邊高度 ,直邊高度 的橢圓形封頭質(zhì)量 ,所以封頭重量:</p><p><b>  所以,罐體重量:</b></p><p>  夾套高度 ,厚度 ,夾套外徑 , 鋼的密度 ,冷凝水密度 所以?shī)A套重量:</p><p><b>  冷凝水重量</b></p>&

80、lt;p>  其余部件的重量較小,可以忽略不計(jì),所以設(shè)計(jì)的機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)備總重量:</p><p>  加滿料液后發(fā)酵罐的總重量:</p><p>  5.11.2.3支座選型</p><p>  每臺(tái)攪拌罐常用4個(gè)支座,但作承重計(jì)算時(shí),考慮到安裝誤差造成的受力情況變壞,應(yīng)按兩個(gè)支座計(jì)算。如果不考慮動(dòng)載荷,支座承受的總重量為設(shè)備的總重量及工作介質(zhì)及冷卻介質(zhì)的

81、總重量之和。</p><p>  按兩個(gè)支座計(jì)算允許載荷:</p><p>  所選支座的允許載荷應(yīng)大于計(jì)算允許載荷,所以選擇允許載荷為 的支座</p><p><b>  單位: </b></p><p>  表17 型耳式支座主要尺寸</p><p>  六、其他裝置選型設(shè)計(jì)</p

82、><p><b>  6.1視鏡選型設(shè)計(jì)</b></p><p>  視鏡主要用來(lái)觀察攪拌罐內(nèi)物料混合情況,也可作液面指示鏡。根據(jù)HG/T 21575-94選擇帶燈有頸視鏡尺寸</p><p>  圖17 帶燈有頸視鏡結(jié)構(gòu)</p><p>  表18 帶燈有頸視鏡尺寸</p><p>  6.2消

83、泡裝置選型設(shè)計(jì)</p><p>  常用的機(jī)械消泡裝置分為罐內(nèi)消泡裝置和罐外消泡裝置。本設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)一個(gè)攪拌發(fā)酵罐選用罐內(nèi)消泡裝置。</p><p>  最簡(jiǎn)單的是在攪拌軸上加上一個(gè)消泡漿,通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的剪切力打碎泡沫,也有利用泡沫旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力破泡的形式。裝置結(jié)構(gòu)主要有耙式,旋轉(zhuǎn)圓板式,沖擊反射式等。</p><p><b>  常用消泡裝置介紹:<

84、;/b></p><p>  耙式消泡槳,固定在攪拌軸上,安裝在液面略上部位,隨攪拌軸一起轉(zhuǎn)動(dòng),利用耙齒將泡沫打碎,消泡效果有限,輔助消泡,與消泡劑配合使用。</p><p>  旋轉(zhuǎn)圓板式消泡裝置,在發(fā)酵罐內(nèi)的氣相中,與發(fā)酵液面保持平行。圓板旋轉(zhuǎn)的同時(shí)將槽內(nèi)發(fā)酵液注入圓板的中央,通過(guò)離心力將破碎成微小泡沫散向槽壁,達(dá)到消泡的目的。但需要?jiǎng)恿ρb置,本著節(jié)約能量的原則本設(shè)計(jì)不選用此種消

85、泡裝置。</p><p>  變徑孔式消泡槳,消泡槳安裝在發(fā)酵液液面略上的攪拌軸上,依靠原來(lái)電機(jī)提供動(dòng)力,變徑孔氏消泡槳主要是依靠泡沫通過(guò)變徑時(shí)所產(chǎn)生的壓力變化以及轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的剪切力來(lái)消除泡沫。</p><p>  此種消泡裝置節(jié)省能源,消泡效果較好,適用于本次所設(shè)計(jì)的裝置。</p><p><b>  圖18</b></p>

86、<p><b>  6.3液面計(jì)設(shè)計(jì)</b></p><p>  液面計(jì)是用來(lái)觀察設(shè)備內(nèi)部液面位置的裝置。常見(jiàn)的液面計(jì)有板式液面計(jì)、玻璃管液面計(jì)、浮子式液面計(jì)、和磁性液面計(jì)4種類型,尤其以玻璃管液面計(jì)最為常用。液面計(jì)結(jié)構(gòu)有多種型式,其中部分已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化,最常用的是玻璃管液面計(jì)、玻璃板液面計(jì)等。</p><p>  其中玻璃板液位計(jì)具有讀書(shū)清析、直觀、可靠、結(jié)構(gòu)

87、簡(jiǎn)單、維修方便、經(jīng)久耐用的特點(diǎn),所以本次設(shè)計(jì)選用玻璃板液面計(jì)。其中T型液面計(jì)適用于公稱壓力2.5及6.3的情況,R型適用于公稱壓力4.0的情況,S型適用于常壓及公稱壓力為0.6的情況。所以本次選用S型S0.6-ⅢQ由碳鋼Ⅲ制成的玻璃板式液面計(jì)。</p><p><b>  圖19</b></p><p>  6.4無(wú)菌空氣分布管設(shè)計(jì)</p><p&

88、gt;  無(wú)菌空氣分布管采用空氣分布裝置,其作用是吹入無(wú)菌空氣,使空氣分布均勻。采用單管裝置,單管裝置簡(jiǎn)單實(shí)用,單次通入量大。</p><p>  因?yàn)榕囵B(yǎng)液體積為 ,通風(fēng)管通風(fēng)比(通氣/發(fā)酵液體積)取 ,本設(shè)計(jì)取0.2</p><p><b>  則計(jì)算空氣流量: </b></p><p>  計(jì)算壓縮空氣流量:</p>&l

89、t;p>  通風(fēng)管中壓縮空氣流速為 ,則管徑</p><p><b>  選用 的無(wú)縫鋼管</b></p><p><b>  七、設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p>  7.1設(shè)計(jì)組成員信息(按學(xué)號(hào)先后排序)</p><p><b>  表19</b></p>

90、<p><b>  7.2設(shè)計(jì)分工</b></p><p><b>  表20</b></p><p><b>  7.3組員個(gè)人總結(jié)</b></p><p>  八、公稱容積30 m3纈氨酸發(fā)酵罐設(shè)計(jì)裝配圖(附圖)</p><p><b>  九、參考

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