反应釜设计

一、设计条件及设计内容分析

由设计条件单可知，设计的反应釜体积为1.0m；搅拌轴的转速为200r/min,轴的功率为4kw;搅拌桨的形式为推进式；装置上设有5个工艺接管、2个视镜、4个耳式支座、1个温度计管口。反应釜设计的内容主要有：

（1） 釜体的强度、刚度、稳定性计算和结构设计； （2） 夹套的的强度、刚度计算和结构设计； （3） 设计釜体的法兰联接结构、选择接管、管法兰； （4） 人孔的选型及补强计算； （5） 支座选型及验算； （6） 视镜的选型；

（7） 焊缝的结构与尺寸设计； （8） 电机、减速器的选型；

（9） 搅拌轴及框式搅拌桨的尺寸设计； （10）选择联轴器； （11）设计机架结构及尺寸； （12）设计底盖结构及尺寸； （13）选择轴封形式；

（14）绘总装配图及搅拌轴零件图等。

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3第一章 反应釜釜体的设计

1.1 釜体DN 、PN的确定 1.1.1 釜体DN的确定

将釜体视为筒体，取L/D=1.1 由V=(π/4)DiL，L=1.1Di 则

2Di31.04，Di1.0m，圆整Di1000mm 1.1由1314页表16-1查得釜体的DN1000mm 1.1.2釜体PN的确定

由设计说明书知釜体的设计压力PN＝0.2MPa 1.2 釜体筒体壁厚的设计 1.2.1设计参数的确定

设计压力p1：p1＝0.2MPa；

液柱静压力 p1H=10^(-6)×1.0×10^3×10×1.1=0.011MPa 计算压力p1c： p1c=p1+p1H=0.2+0.011=0.211MPa； 设计温度t1： <100℃ ； 焊缝系数： ＝0.85

许用应力[]t：根据材料Q235-B、设计温度<100℃，由参考文献知[]t＝113MPa；

钢板负偏差C1：C1＝0.6mm（GB6654-96）； 腐蚀裕量C2：C2＝3.0mm。 1.2.2 筒体壁厚的设计

由公式n2pctpcDiC 得：

1n0.2111000+0.6+3.0=4.7mm

21130.850.211圆整 1n6mm

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刚度校核：碳素钢的min3mm

考虑筒体的加工壁厚不小于5mm，故筒体的壁厚取n6mm

1.3 釜体封头的设计 1.3.1 封头的选型

釜体的下封头选标准椭球型，代号EHA、标准JB/T4746—2002。 1.3.2 设计参数的确定

设计压力p1：p1＝0.2MPa；

液柱静压力 p1H=10^(-6)×1.0×10^3×10×1.1=0.011MPa 计算压力p1c： p1c=p1+p1H=0.2+0.011=0.211MPa； 设计温度t1： <100℃ ； 焊缝系数： ＝0.85

许用应力[]t：根据材料Q235-B、设计温度<100℃，由参考文献知[]t＝113MPa；

钢板负偏差C1：C1＝0.6mm（GB6654-96）； 腐蚀裕量C2：C2＝3.0mm。 1.3.3 封头的壁厚的设计

由公式n20.5pctpcDiC得

1n'0.21110000.63.0 = 4.7mm

21130.850.50.211'圆整得1n6mm

1.3.4封头的直边尺寸、体积及重量的确定 根据DN1000mm，由参考文献附表4-2知： 直边高度h2： 25mm 容 积V： 0.1505m3 曲边高度h1： 250mm 内表面积A： 1.1625m2

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质 量m: 53.78kg 1.4 筒体长度H1的设计 1.4.1筒体长度H的设计

筒体高度H1=（V-V封)/V1m=(1-0.1505)/0.785=1.082m 圆整H1至1100mm 1.4.2釜体长径比L/Di的复核

L /Di=H1/Di

=1100 / 1000 = 1.1

在1~1.3的范围内，故所求长径比满足要求。 1.5 外压筒体壁厚的设计 1.5.1设计外压的确定

由设计条任务书可知，夹套内介质的压力为0.3MPa，取设计外压

p=0.3MPa。

1.5.2 图算法设计筒体的壁厚

设筒体的壁厚n＝8mm，则：e =nC=8-3.8 = 4.2mm，

DODi2n

=1016mm，D0/e1016/4.2241.9020。

11L'H2h1h2900250251008.3mm

33L'/D01008.3/10160.99

在参考文献图4-5中的L/Do坐标上找到1.012的值，由该点做水平线与对应的D0/Se322.67线相交，沿此点再做竖直线与横坐标相交，交点的对应值为：A≈0.OOO4。

再由参考文献图4-6中选取，在水平坐标中找到A=2.8×10-4点，由该点做竖直线与对应的材料温度线相交，沿此点再做水平线与右方的纵坐标相交，得到系数B的值为：B≈155MPa、E=2.00×105MPa。

根据[p]=

B155得： [p] = D0/e1016/4.2第 4 页 共 28 页

=0.64（MPa）．

因为p＝0.3MPa < [p]＝0.64MPa，所以假设n＝8mm合理，取筒体的壁厚

n＝8mm。

1.6 外压封头壁厚的设计 1.6.1 设计外压的确定

封头的设计外压与筒体相同，即设计外压p=0.1MPa。 1.6.2 封头壁厚的计算

设封头的壁厚n=8mm，则: e =nC=8-3.8 = 4.2mm，对于标准

RiKDi＝0.9×1000=900Ri/e =900/4.2= 椭球形封头K=0.9，（mm），241.29

计算系数：A=

0.1250.125 Ri/e241.29= 5.18×10-4

在参考文献图4-5中选取，在水平坐标中找到A=5.18×10-4点，由该点做竖直线与对应的材料温度线相交，沿此点再做水平线与右方的纵坐标相交，得到系数B的值为值为：B≈78MPa、E=2.00×105MPa

根据[p]=

B78得： [p] = D0/e241.90=0.322（MPa）．

因为p＝0.3MPa < [p]＝0.322MPa，所以假设n＝8mm合理，考虑到与筒体的焊接，符合封头的壁厚与筒体一致，故取n＝8mm。

由JB/T 4737——95知釜体封头的结构如下图，封头质量：72.05（kg） 下表为釜体封头的尺寸：

Di/mm H/mm 250 ho/mm /mm 8 1000

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第二章 反应釜夹套的设计

2.1 夹套的DN、PN的确定 2.1.1夹套DN的确定

由夹套的筒体内径与釜体筒体内径之间的关系可知：

DjDi100＝1000+100=1100（mm）

故取DN=1100mm 2.1.2 夹套PN的确定

由设备设计条件单知，夹套内介质的工作压力为0.3MPa，取PN＝0.3MPa 2.2 夹套筒体的设计 2.2.1 夹套筒体壁厚的设计

由公式n2pctpcDiC 得：

1n0.2111100+0.6+3.0=4.8mm

21130.850.211圆整 1n6mm

刚度校核：碳素钢的min3mm

考虑夹套筒体与釜体筒体壁厚一致，故筒体的壁厚取n8mm

2.2.2 夹套筒体长度Hj的初步设计 H筒=

VVhV10.810.1505=0.827m=827mm

0.785 圆整后 H筒=900mm 2.3 夹套封头的设计 2.3.1 封头的选型

夹套的下封头选标准椭球型，内径与筒体相同（Dj＝1400mm）。代号EHA，标准JB/T4746—2002。夹套的上封头选带折边锥形封头，且半锥角45。 2.3.2 椭球形封头壁厚的设计

因为pW为常压＜0.3MPa，所以需要根据刚度条件设计封头的最小壁

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厚。

∵ Dj＝1100mm＜3800mm，取min＝2Di/1000且不小于3 mm 另加C2，

∴Smin＝3+3=6（mm），圆整n=8mm。 对于碳钢制造的封头壁厚取n=8mm。 2.3.3椭球形封头结构尺寸的确定 夹套封头的尺寸见下表： 直边高度h1 25mm 深 度h2 275mm 容 积VjF 0.1980m3 质 量 86.49kg 封头的下部结构如下图：

由设备设计条件单知：下料口的DN＝40mm，封头下部结构的主要结构尺寸Dmin＝116mm。

2.3.4带折边锥形封头壁厚的设计

考虑到封头的大端与夹套筒体对焊，小端与釜体筒体角焊，因此取封头的壁厚与夹套筒体的壁厚一致，即n＝8mm。 2.3.5 封头结构的设计

公称直径DN/mm 1100 总深度H/mm 400 第 7 页 共 28 页

内表面积A/m2 2.5568 容积V/m3 0.860 2.3.6 带折边锥形封头壁厚的设计

由于封头过渡部分与锥体部分受力情况不同，分两部分计算 过渡部分：30o K=0.68 f=0.554 R10.15DI，选型为CHA。 n20.5PctKPcDiCfPcDi0.680.3110034.67mm

21130.60.50.3C0.5540.3110034.35mm

21130.60.50.3 锥体部分：n20.5Pct 考虑到与夹套筒体的焊接，故圆整n8mm 2.4 传热面积的校核

DN=1000mm釜体下封头的内表面积Fh = 1.1625m2

DN=1000mm筒体（1m高）的内表面积F1= 3.14m2

夹套包围筒体的表面积FS=F1×Hj = 3.14×0.9=2.826（m2）

Fh+FS=1.1625 + 2.826=3.9885 (m2)

釜内进行的反应是吸热反应，则需进行传热面积的校核，即：将Fh+FS = 5.6429 m2与工艺需要的传热面积F进行比较。Fh+FS=3.9885≥3，满足要求。

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第三章 反应釜釜体及夹套的压力试验

3.1釜体的水压试验 3.1.1水压试验压力的确定 水压试验的压力：pT1.25p[]1.0

，查[]tt PT1.250.21.00.25MPa。 3.1.2液压试验的强度校核 由maxpT(Die) 得：

2emax＝0.25(100083.8)29.88MPa

24.2 0.9 s =0.9×235×0.85=179.8（MPa） 由max＝29.88MPa < 0.9 s=179.8MPa 故液压强度足够

3.1.3压力表的量程、水温及水中Cl浓度的要求 压力表的最大量程：P表=2pT=2×0.25=0.5MPa 或1.5PT P表4PT 即0.375MPa P表1MPa 水温≥15℃

水中Cl浓度≤25mg/L

3.1.4水压试验的操作过程

操作过程：在保持釜体表面干燥的条件下，首先用水将釜体内的空气排空，再将水的压力缓慢升至0.25MPa，保压不低于30min，然后将压力缓慢降至0.2MPa，保压足够长时间，检查所有焊缝和连接部位有无泄露和明显的残留变形。若质量合格，缓慢降压将釜体内的水排净，用压缩空气吹干釜体。若质量不合格，修补后重新试压直至合格为止。水压试验合格后再做气压试验。 3.2夹套的液压试验 3.2.1液压试验压力的确定

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液压试验的压力：pT1.25p[][]，查=1.0 tt[][] pT=1.25×0.3×1.0=0. 375MPa，

取pT=0.375MPa

3.2.2液压试验的强度校核

由maxpT(Die)得：

2emax＝0.37511004.2 =49.3（MPa）

24.2 ∵ max＝49.3MPa ＜0.9 s=0.9×235×10.85=179.8（MPa） ∴ 液压强度足够 3.2.3压力表的量程、水温的要求

压力表的量程：P表= 2pT=2×0.375=0.75MPa

或1.5PT P表4PT 即 0.5625MPa P表1.5MPa 水温≥5℃。

3.2.4液压试验的操作过程

在保持夹套表面干燥的条件下，首先用水将夹套内的空气排空，再将水的压力缓慢升至0.375MPa，保压不低于30min，然后将压力缓慢降至0.3MPa，保压足够长时间，检查所有焊缝和连接部位有无泄露和明显的残留变形。若质量合格，缓慢降压将夹套内的水排净，用压缩空气吹干。若质量不合格，修补后重新试压直至合格为止。

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第四章 反应釜附件的选型及尺寸设计

4.1釜体法兰联接结构的设计

设计内容包括：法兰的设计、密封面形式的选型、垫片设计、螺栓和螺母的设计。

4.1.1法兰的设计

(1)根据DN＝1000mm、PN＝0.6MPa，由参考文献附表4-4，确定法兰的类型为甲型平焊法兰。

标记：法兰RF1000-0.6 JB/T4701-2000 材料：20锻

(2)法兰的结构如下图：

具体的结构尺寸见下表： 公称直径DN/mm 法兰/mm 螺栓 D 1130 D1 D2 1055 D3 1045 D4 1042  d 23 规格 M20 数量 36 1000 1090 48 4.1.2密封面形式的选型

根据PN＝0.6MPa＜1.6MPa、介质温度<100℃和介质的性质，由参考文献知密封面形式为光滑面。 4.1.3垫片的设计

由参考文献表16-14得垫片选用耐油橡胶石棉垫片，材料为耐油橡胶石

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棉板（GB/T539），结构及尺寸如下：

D0/mm di/mm /mm 4 1045 1000 4.1.4螺栓、螺母和垫圈的尺寸规格

本设计选用六角头螺栓（A级和B级、GB/T5782-2000）、Ⅰ型六角螺母（A级、GB/T6172.1-2000）。

平垫圈（100HV、GB/T95-2002）。 螺栓长度L的计算：

螺栓的长度由法兰的厚度（）、垫片的厚度（S）、螺母的厚度（H）、垫圈厚度（h）、螺栓伸出长度0.30.5d确定。

其中=48mm、S=4mm、H=10mm、h=1mm、螺栓伸出长度取

0.3d=0.3×23mm

螺栓的长度L为： L2SH2h0.3d 248410210.323

=120.9（mm） 取L＝120mm

螺栓标记： GB/T5782-2000 ——M20×120 螺母标记： GB/T6172.1-2000——M20 垫圈标记： GB/T95-2002 24-100HV （5）法兰、垫片、螺栓、螺母、垫圈的材料

根据甲型平焊法兰、工作温度t<100℃的条件，由参考文献附录8法兰、垫片、螺栓、螺母材料匹配表进行选材，结果如下表所示。

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法兰、垫片、螺栓、螺母的材料

法 兰 20锻

垫 片 耐油橡胶石棉

螺 栓 35

螺 母 20

垫 圈 100HV

4.2工艺接管的设计

由参考文献附录六查无缝钢管 蒸汽入口

采用￠32×3.0无缝钢管，罐内的接管与夹套内表面磨平。配用突面板式平焊管法兰：法兰 PL25—0.6 RF HG20592——97。

加料口

采用￠32×3.0无缝钢管，管的一端切成45，伸入罐内一定长度。配用突面板式平焊管法兰：法兰 PL25—0.6 RF HG20592——97。

（3）温度计接口

采用￠76×3.0无缝钢管，伸入釜体内一定长度。配用突面板式平焊管法兰：HG20592——97 法兰 PL65-0.6 RF 0Cr18Ni10Ti。

（5）放料口

采用￠45×3.0无缝钢管，接管与封头内表面磨平。配用突面板式平焊管法兰：HG20592——97 法兰 PL40-0.6 RF 0Cr18Ni10Ti。与其配套的是手动下展式铸不锈钢放料阀，标记：放料阀6-100 HG5-11-81-3.

（6）冷凝水出口

采用￠32×3.0无缝钢管，接管与封头内表面磨平。配用突面板式平焊管法兰：HG20592——97 法兰 PL25-0.6 RF 20。

（7）视镜

采用￠89×4.0无缝钢管，接管与封头内表面磨平。配用突面板式平焊管法兰：HG20592——97 法兰 PL80-0.6 RF 0Cr18Ni10Ti。

4.3管法兰尺寸的设计

工艺接管配用的突面板式平焊管法兰的结构如图。

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由参考文献得并根据PN=0.6MPa、和接管的公称直径，由板式平焊管法兰标准（HG20592）确定法兰的尺寸。管法兰的尺寸见下表：

板式平焊管法兰的尺寸（HG20592）

连 接 尺 寸 公称接管名称 直径DN 接管外径密封面 法兰厚度C 法兰厚内径d 度f 坡口宽度 A D K L n Th B b 33 33 91 78 33 46 33 — — — — — — — 蒸汽入口 加料口 视镜 温度计接口 压缩空气入口 放料口 冷凝水出口 25 25 80 65 25 40 25 32 32 89 76 32 45 32 100 75 100 75 190 150 160 130 100 75 130 100 100 75 11 11 18 14 11 14 11 4 4 4 4 4 4 4 M10 M10 M16 M12 M10 14 14 18 16 14 16 14 60 2 60 2 128 3 110 3 60 2 80 3 60 2 M12 M10 4.4垫片尺寸及材质

工艺接管配用的突面板式平焊管法兰的垫片尺寸、材质见参考文献。 4.4.1 垫片的结构

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4.4.2 密封面形式及垫片尺寸

密封面形式及垫片尺寸

垫片尺寸(mm) 接管名称 密封面型式 外径DO 71 内径di 34 厚度 2 垫片材质 耐油石棉橡胶板 耐油石棉橡胶板 耐油石棉橡胶板 耐油石棉橡胶板 耐油石棉橡胶板 耐油石棉橡胶板 耐油石棉橡胶板 蒸汽入口 RF 加料口 RF 71 34 2 视镜 RF 142 89 2 温度计接口 RF 273 220 2 压缩空气入口 RF 71 34 2 放料口 RF 107 61 2 冷凝水出口 4.5视镜的选型

RF 71 34 2 由于釜内介质压力较低（Pc=0.2MPa），且考虑DN=1000，本设计选用两个DN=100、PN=0.6MPa的带颈视镜，其结构如下：

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由参考文献附表，确定视镜的规定标记、标准图号、视镜的尺寸及材料。 标 记：视镜Ⅱ PN0.6，DN 100 标准图号：HG502-1986-8。 视镜的尺寸见下表：

双头螺柱

DN

视镜玻璃 dH×S 108×4

D

D1

b1 b2 h

24

dH H1

数量

直径×长度

100 180 150 24 84 108 140 8

133×4

视镜的材料见下表： 序号 1 名称 数量 材料 硼硅玻璃(SJ-6) 石棉橡胶板 序号 名称 数量 材料 视镜玻璃 1 4 压紧环 双头螺柱 螺母 1 Q235-A 2 衬 垫 2 5 8 Q235-A 3 接 缘 1 1Cr18Ni9Ti 6 16 Q235-A 4.6支座的选型及设计

夹套反应釜多为立式安装，最常用的支座为耳式支座。标准耳式支座（JB/T 4725-92）分为A型和B型两种。当设备需要保温或支承在楼板上时选B型，否则选A型。

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4.6.1支座的选型及尺寸的初步设计：

这里初步将支座定为B型耳式支座，数目为4个。

每台反应釜常用4个支座，但作承重计算时，考虑到安装误差造成的受力情况变坏，应按两个支座计算。

(1)粗略估算反应釜的总质量m0 ①釜体筒体质量m1

DN=1000㎜，n=8mm的筒节，每米的质量q1=199㎏ 所以m1= q1×H1=199×1.1=218.9㎏ ②釜体封头的质量m2

DN=1000㎜，n=8mm，直边高度h=25㎜的标准椭圆形封头， 其质量m2=74.1㎏ ③夹套筒体质量m3 m3=160㎏

④夹套封头质量m4

由参考文献查得m4=86.49㎏ ⑤物料质量m5

m5=0.8×1.0×103×1=0.8×103㎏ ⑥附件质量m6 m6=70㎏

所以反应釜的总质量m0= m1+ m2+ m3+ m4+ m5+ m6

=218.9+74.1+160+86.49+800+70

=1409.49㎏ (2)粗选耳式支座的型号 每个支座承受的重量

Q=mg/2=1409.49×9.8/2=6906.5N

根据DN=1000 Q=6.9065KN由参考文献附表4-9初选B型耳式支座，支座号为2。

标记： JB/T4725-92 耳座B2 材料：Q235-B

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B型耳座的尺寸参数见下表：

底板 H l1 b1 1 S1 l2 b2 2 l3 b3 3 e d 规格 筋板 垫板 地脚螺栓 支座 重量 kg 160

125 80 8 40 180 100 6 200 160 6 24 24 M20 4.3 结构形状见下图：

4.6.2支座载荷的校核计算

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耳式支座实际承受的载荷按下式近似计算：

Q[mogGe4(phGeSe)]103 knnD式中D=(10002826)2(10025)22(10040)=1144mm，g＝9.8m/s2，

Ge=0，mo=5300Kg，k0.83，n=4，p=0，

1409.499.841570250310将已知值代入得Q 0.83331144 =5.01KN

因为Q=5.01KN＜[Q]=20KN，所以选用的耳式支座满足要求。 5.1搅拌轴直径的初步计算 5.1．1搅拌轴直径的设计

轴的功率P＝4KW ，搅拌轴的转速n＝200r/min，材料为45 ， []＝35MPa，系数C=112,剪切弹性模量G＝2×105MPa，许用单位扭转角[]＝0.35°/m。。

轴所传递的扭矩T=9.55×106P/n=9.551064（Nmm） 200 =191×10³（Nmm） 搅拌轴为实心轴，

轴端直径dC3P4112330.4mm n200开一个键槽，轴径扩大5%， d=30.4×1.05=31.92㎜ （2）搅拌轴刚度的校核 maxMTmax180103≤[] GJ 其中IP=d4/32

d15374P41537435.5mm Gn[]21052000.35第 19 页 共 28 页

搅拌轴的直径应同时满足强度和刚度两个条件，故取两者中的较大值，圆整后得d=36㎜;

考虑到推进式搅拌器的尺寸选择，可将轴端直径圆整至40㎜

5.1.2搅拌抽临界转速校核计算

由参考文献知，搅拌轴的转速n>200r/min时，都应做临界转速校核。 由于反应釜的搅拌轴转速n=200r/min，故不作临界转速校核计算。 5.2联轴器的型式及尺寸的设计

联轴器的型式选用刚性凸缘联轴器（GT45），标记为：GT—45。由参考文献确定联轴器的结构和尺寸如下：

GT型凸缘联轴器的刚性及尺寸表

标定孔径dg Mnmax Nm D D1 D0 H 主要尺寸,mm H1 H2 H3 d0 n dm r 质量 kg 符号 （H7） GT—45 45 1600 145 115 75 162 85 20 25 M12 4 M12 48.3 16 第 20 页 共 28 页

5.3推进式搅拌器尺寸的设计

推进式搅拌器的直径Dj常取罐体内径D1的1/5~1/2，以Dj=0.33 D1最为常见，

Dj=0.33×1000=330mm,由参考文献表4-6，可将其圆整至300mm.

推进式搅拌器如下图所示，类似风扇扇叶结构。它与轴的连接是通过轴套用平键或紧定螺钉固定，轴端加固定螺母。

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推进式搅拌器的尺寸见下表：(mm)

键槽 Dj 300 d 40 d1 80 d0 M12 b 12 t 43.6 H 65 质量，kg 3.62 N/n 不大于 0.02 5.4搅拌轴的结构及尺寸的设计

5.4.1搅拌轴结构的设计

搅拌轴成阶梯形，其主要目的是便于轴上零件的装拆、区分加工表面和利用轴肩定位等。

搅拌轴的结构型式应根据轴上安装的搅拌器类型、支承的结构和数量、以及与联轴器的连接要求而定，还要考虑腐蚀等因素的影响。

具体的结构见零件图

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5.4.2搅拌轴的尺寸设计 (1)加固定螺母的轴端

直径为M36，长度L1=18×2+△=50mm。 (2)安装搅拌器的轴段

由搅拌器的尺寸参数确定此段轴的直径为¢40，长度L2=H-3=65-3=62mm。 (3)釜内的主体轴段

此处轴径变化主要是为了搅拌器的安装和定位，通常取半径差a≥(0.07~0.1)d，所以此处轴径为¢45，长度L3=1135-65/2+4+15.5=1122mm。

(4)安装分半环的轴段

为便于分半环的安装，可取直径¢40，L4=12。 (5)安装填料密封的轴段

考虑到填料密封的尺寸参数，取此处轴径为¢50， 长度L5=340-4-(22.75×2-3)+14.5=308mm。 (6)安装轴承的轴段

考虑到所选的30211型轴承，此处轴径为¢55， 长度L6=2×T-3=2×22.75-3=42.5mm。 (7)安装轴承压盖并定位轴承的轴段

此处轴径的变化是为了轴承的定位和轴承压盖的安装，通常取半径差a≥(0.07~0.1)d，所以此处轴径可取¢60，取长度L7=56mm。

(8)安装联轴器的轴段

此处轴径变化是为了联轴器的定位和安装，考虑到联轴器的尺寸参数，此处轴径为¢55，长度L8=72mm。

(9)安装螺母的轴段

此处轴径为M36，长度L9=18+2=20mm。

所以搅拌轴的总长 L= L1+L2+L3+L4+L5+L6+L7+L8+L9

=50+62+1122+12+308+42.5+56+72+20=1744.5mm 5.4.3轴上键的选择与设计

安装搅拌器的轴段：键12×56 GB/T 1096——2003； 安装联轴器的轴段：键16×65 GB/T 1096——2003。

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第六章 传动装置的选型和尺寸计算 6.1电动机的选型

由于反应釜里的物料腐蚀情况微弱且没有防爆要求，所以可选择最常用的Y系列全封闭自扇冷式三相异步电动机。

电机功率必须满足搅拌器运转功率与传动系统、轴封系统功率损失的要求，还要考虑到有时在搅拌操作中会出现不利条件造成功率过大。

电机功率可按下式确定：

Pd=(P+Pm)/η

式中Pd——电机功率；

P——搅拌器功率（已经给出为4kw）；

Pm——轴封系统的摩擦损失；

η——传动系统的机械效率（由参考文献表4-8，可取0.992）。 所以Pd=（4+△）/0.992≈4kw

由参考文献附表5-4，选用Y132M1-6型电动机，额定功率为4kw，满载转速为960r/min。

6.2减速机的选型

反应釜用的立式减速机，主要类型有谐波减速机、摆线针轮行星减速机、二级齿轮减速机和V带传动减速机。

根据电机的功率P=4kw、搅拌轴的转速n=200 r/min，查参考文献表4-11，可选用LC齿轮减速机，其型号尺寸从HG 5——746——78标准中查得为LC100-11。在相同速比范围内，较之于其他传动来说，两级齿轮减速机传动具有体积小、效率高、制造成本低、结构简单、装配检修方便等，传动比准确，寿命长。

减速机的外形安装尺寸见参考文献。 6.3机架的设计

由于反应釜传来的轴向力不大，减速机输出轴使用了刚性凸缘联轴器，且反应釜使用不带内置轴承的机械密封，故选用WJ型单支点机架（HG21566—95）。机架代号为DJ35。机架的结构如下图所示：

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DJ单支点机架的主要尺寸见下表： 机架代号 输入端接口 H2 H3 H4 H5 H6 D1 D2 D3 n1-M D4 D5 D6 n2-¢ 输出端接口 质H 量，kg DJ35 340 15 24 5 6 170 200 230 6-M10 260 320 360 12-¢14 600 78 6.4反应釜的轴封装置设计 6.4.1 反应釜的轴封装置的选型

轴封是搅拌设备的一个重要组成部分，其任务是保证搅拌设备内处于一定的正压和真空状态及防止反应物料逸出和杂质的渗入。鉴于搅拌设备以立式容器中心顶插式搅拌为主，很少满釜操作，轴封的对象主要为气体；而且搅拌设备由于

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工况复杂，轴的偏摆振动大，运转稳定性差等特点，故不是所有形式的轴封都能用于搅拌设备上。

反应釜搅拌处的轴封，属于动密封，常用的轴封结构主要有两大类，填料箱密封和机械密封。

填料密封式搅拌设备最早采用的一种轴封结构，它的基本结构是由填料、填料箱、压盖、压紧螺栓及油杯等组成。特点是结构简单、易于制造，在搅拌设备上曾得到广泛应用。一般用于常压、低压、低转速及允许定期维护的搅拌设备。

机械密封是一种功耗小、泄漏率低，密封性能可靠，使用寿命长的转轴密封。主要用于腐蚀、易燃、易爆、剧毒及带有固体颗粒的介质中工作的有压和真空设备。

由设计任务书知，釜内介质的腐蚀性微弱，釜内压力较低，所以可以选择应用广泛的填料密封。

6.4.2 填料密封的结构及尺寸

根据轴径¢50，选择公称压力PN0.6的填料密封。 填料密封的结构如下图：

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填料密封的主要尺寸参数见下表：

釜用机械密封的主要尺寸（mm）

法兰螺栓孔 填料规格 n ¢ 轴径d D1 D2 D3 H PN0.6 质量 Kg 50

240 210 176 156 8 18 10×10 15.4 第 27 页 共 28 页

第七章 焊缝结构的设计 7.1.釜体上主要焊缝结构的设计

(a)筒体的纵向焊缝 （b）筒体与下封头的环向焊缝

（c）出料口接管与封头的焊缝 7.2夹套上的焊缝结构的设计

（a）夹套的纵向焊缝 （b）夹套与封头的横向焊缝

（c）蒸汽入口接管与夹套筒体的焊缝 （f）釜体与夹套的焊缝

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