搅拌反应釜机械设计
JIAOBAN FANYINGFU JIXIE SHEJI
──专业课课程设计指导
过程装备与控制工程专业编
淮海工学院
机械工程学院过程机械系
目 录
1 绪论…………………………………………………………………………………1
1.1 课程设计的目的………………………………………………………………………1
1.2 课程设计的要求………………………………………………………………………1
1.3 课程设计的内容………………………………………………………………………2
1.4 课程设计的步骤………………………………………………………………………2
1.5 设计任务、参数和参考进程…………………………………………………………2
2 搅拌反应釜的机械设计………………………………………………………………5
2.1 反应釜的总体结构………………………………………………………………………5
2.2 反应釜机械设计的内容和步骤…………………………………………………………5
2.3 釜体（罐体）和夹套的设计……………………………………………………………5
2.4 反应釜的搅拌装置………………………………………………………………………9
2.5 反应釜的传动装置………………………………………………………………………13
2.6 反应釜的轴封装置………………………………………………………………………17
2.7 反应釜的其他附件………………………………………………………………………19
3 搅拌反应釜机械设计举例………………………………………………………24
3.1 已知条件…………………………………………………………………………………24
3.2 确定釜体的直径和高度…………………………………………………………………24
3.3 确定夹套的直径和高度…………………………………………………………………25
3.4 验算夹套传热面积………………………………………………………………………25
3.5 釜体和夹套的强度计算…………………………………………………………………25
3.6 水压试验及其强度校核………………………………………………………………28
3.7 选配筒体和封头的连接法兰……………………………………………………………29
3.8 支座的选用计算…………………………………………………………………………29
3.9 人孔选择和补强校核……………………………………………………………………30
3.10 接管及其法兰的选择…………………………………………………………………30
3.11 反应釜的搅拌装置……………………………………………………………………30
3.12 机械密封的选择………………………………………………………………………31
3.13 绘制总装配图…………………………………………………………………………31
参考文献………………………………………………………………………………………32
附录……………………………………………………………………………………………33
1 绪 论
专业课课程设计是培养学生设计能力的重要教学环节。在老师指导下，通过课程设计，培养学生综合运用所学知识分析、解决实际问题的能力。
1．1 课程设计的目的
完成本课程设计应达到以下目的：运用，从而得到巩固、深化和提高。
（1）通过课程设计，把过程设备设计和有关先修课所学知识，在设计中综合地加以
（2）培养学生对工程设计的独立工作能力，树立正确的设计思想，掌握化工设备设计的基本方法和步骤，为今后从事工程设计打下良好的基础。
（3）使学生能够熟悉和运用设计资料，如有关设计标准、规范、手册、图集等工具书，进行设计计算、数据处理、编写技术文件的独立工作能力，以完成作为工程技术人员在机械设计方面所必备的基本训练。
1．2 课程设计的要求
为了达到以上目的，对课程设计的要求如下：
（1）树立正确的设计思想。在设计中要自始至终本着对工程设计负责的态度，从难从严要求，综合考虑经济性、实用性、安全可靠性和先进性，严肃认真地进行设计，高质量地完成设计任务。
（2）具有积极主动的学习态度和进取精神。在课程设计中遇到问题不敷衍，通过查阅资料和复习有关教科书，积极思考，提出个人见解，主动解决问题，注重能力培养。
强调独立思考，有创造性的设计，并不等于凭空设想。学生在课程设计中学会收集、理解、熟悉和使用各种资料，正是培养设计能力的重要方面，也是设计能力强的重要表现。
（3）学会正确使用标准和规范，使设计有法可依、有章可循。当设计与标准规范相矛盾时，必须严格计算和验证，直到符合设计要求，否则应优先按标准选用。
（4）学会正确的设计方法，统筹兼顾，抓主要矛盾。对于初学设计者，往往把设计片面的理解为是理论上的强度、刚度等的计算，认为这些计算结果不可更改。实际上，对于设备的合理设计，其计算结果只是设计时某方面的依据，设计时还要考虑结构等方面的要求。
在设计中还应注意处理好尺寸的圆整。若按几何等式关系计算而得的尺寸，一般不能随意圆整变动；若按经验公式得来的尺寸，一般应圆整到标准规格尺寸。对于强度、刚度等计算结果，从设备安全性出发，应向上圆整，同时，要兼顾到经济性，即圆整要适度。
在设计中还要处理好计算与结构设计的关系。设计中要求计算、制图、选型、修改同步进行，但零件的尺寸，以最后图样标注的为准。1 对尺寸作出修改后，可以根据修改幅度、原强度裕度及计算准确程度等来判断是否有必要再进行强度计算。
1.3 课程设计的内容
完成搅拌反应釜的机械设计，工作量应包括：设备总装图1张，设计计算书1份。
1.4 课程设计的步骤
1.4.1 准备阶段
1 （1）设计前应预先准备好设计资料、手册、图册、计算和绘图工具、图纸及报告纸
等；
（2）认真研究设计任务书，分析设计题目的原始数据和工艺条件，明确设计要求和设计内容；
（3）设计前应认真复习有关教科书、熟悉有关资料和设计步骤；1.4.2 机械设计阶段
过程设备的机械设计是在设备的工艺设计后进行的。根据设备的工艺条件（包括工作压力、温度、介质及其特性、结构形式和尺寸、管口方位、标高等），围绕着设备内、外附件的选型进行机械结构设计、围绕着确定大小进行强度、刚度和稳定性的设计和校核计算。这一步往往通过“边算、边选、边画、边改”的做法来进行。一般步骤如下：
（1）全面考虑按压力大小、温度高低和腐蚀性大小等因素来选材。通常先按压力因素来选材；当温度高于200℃或低于-40℃时，温度就是选材的主要因素；在腐蚀强烈或对反应物及物料污染有特定要求的，腐蚀因素又成了选材的依据。在综合考虑以上几方面的同时，还要考虑材料的加工性能、焊接性能及材料的来源和经济性。
（2）选用零部件。设备内部附件结构类型，如搅拌器形式，常由工艺设计而定；外部附件结构形式，如法兰、支座、加强圈、接管等附件，在满足工艺要求条件下，按受力条件、制造、安装等因素决定。
（3）强度、刚度、稳定性设计和校核计算。根据结构、受力条件和材料的力学性能、耐腐蚀性能等进行强度、刚度和稳定性计算，最后确定出合理的结构尺寸。因大多数工况下强度是主要矛盾，所以有的设备设计常不作后两项计算。册进行选型、计算。
（4）传动设备的选型、计算。这部分零部件大都标准化，可参考本指导书和有关手
（5）绘制设备总装图。对初学者，常采用“边算、边选、边画、边改”的作法，初步计算后，确定大体结构尺寸，分配图纸幅面，轻轻绘出视图底稿，待尺寸最后确定后再加深成正式图纸。
（6）提出技术要求。对设备制造、装配、检验和试车等工序提出合理的要求，以文字形式标注在总图上。
1.4.3 设计计算说明书
设计计算说明书是图纸设计的理论依据，是设计计算的整理和总结，是审核设计的技术文件之一。其内容大致包括：
（1）目录；
（2）设计已知条件；
（3）设计方案的分析和拟定；（5）设计小结；（6）参考资料。册。
（4）各部分结构尺寸的确定和设计计算；
设计计算说明书要求计算正确，论述清楚，文字精练，插图简明，书写工整，装订成2
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