II斷面上的彎曲應力符合要求[7]。3.2攪拌軸3.2.1攬拌軸的材質及加工要求攪拌軸工作時，主要受扭轉、彎曲和沖擊作用，故對軸的材質應有足夠的強度、剛度和韌性。本設計轉速較低，攪拌軸可用合金鋼Q235-B，又因為設計中介質的腐蝕性較強，外加一層搪玻璃層以提高攪拌軸的耐腐蝕性。3.2.2攪拌軸直徑的確定及強度計算符號說明—懸臂軸兩支點間（跨間）的距離，；—設計最終確定的實心軸軸徑或空心軸外徑，；—設計最終確定的密封部位實心軸軸徑或空心軸外徑，；—按扭轉變形計算的傳動側軸承處實心軸軸徑或空心軸外徑，；—按強度計算的懸臂軸攪拌側軸承處實心軸軸徑或空心軸外徑；強度計算的單跨軸跨間段實心軸軸徑或空心軸外徑，；—懸臂軸跨間段實心軸軸徑或空心軸外徑，；—懸臂軸段跨間段實心軸軸徑或空心軸外徑，；—軸材料的彈性模量，；—攪拌軸及各層圓盤（攪拌器及附件）組合重心處的許用偏心距；—攪拌軸及各層圓盤（攪拌器及附件）組合重心處質量偏心引起的離心力，；—第個攪拌器上的流體徑向力，；—軸材料剪切彈性模量，(合金鋼)—懸臂軸跨間軸段的慣性矩，；—懸臂軸懸臂軸段（實心或空心）的慣性矩，；—1～個圓盤（攪拌器及附件）的每個圓盤懸臂長度（對于懸臂軸）或1～個圓盤（攪拌器及附件）的每個圓盤至傳動側軸承的距離（對于單跨軸），；—攪拌軸及各層圓盤（攪拌器及附件）組合重心離攪拌側軸承的距離（對于懸臂軸）或攪拌軸及各層圓盤（攪拌器及附件）組合重心離傳動側軸承的距離（對于單跨軸），；—軸上彎矩總和，；—由軸向推力引起作用于軸的彎矩，；—按傳動裝置的效率計算的攪拌軸傳遞扭矩，；—軸傳遞的最大轉矩，—由徑向力引起作用于軸的彎矩，；—固定在攪拌軸上的圓盤（攪拌器及附件）數；、……—圓盤（攪拌器及附件）1、2……的質量，；、……—圓盤（攪拌器及附件）1、2……的有效質量，；—懸臂軸段軸的質量—懸臂軸段軸的有效質量，；—懸臂軸及各層圓盤（攪拌器及附件）的組合質量，；—空心軸內徑與外徑的比值；—軸的轉速，；—軸的一階臨界轉速，；—電動機額定功率，；5.5—軸封處摩擦損耗功率，；—設備內的設計壓力，；—相當質量的折算點；—傳動側軸承游隙，；—懸臂軸攪拌側軸承或單跨軸末端軸承游隙，；—單跨軸段或懸臂軸段軸有效質量的相當質量，；、……—、……的相當質量，；—在點所有相當質量的總和，；—攪拌軸軸線與安裝垂直線的夾角，（°）—第個攪拌器葉片傾斜角（°）—軸的扭轉角，；—由軸承徑向游隙引起在軸上離軸承距離處的徑向位移，；—由流體徑向作用力引起在軸上離軸承距離處的徑向位移；—由組合質量偏心引起在軸上離軸承處產生的徑向位移，；—離軸承距離處軸的徑向總位移，；—懸臂軸段慣性矩與跨間軸段慣性矩的比值—攪拌物料的密度，；—軸材料的密度，；—軸上所有攪拌器其對應編號之和。—傳動裝置效率，0.9按扭轉變形計算攪拌軸的軸徑攪拌軸受轉矩和彎矩的聯合作用，扭轉變形過大會造成軸的振動，使軸封失效，因圖2攪拌軸受力圖此應將軸單位長度最大扭轉角限制在允許的范圍內，軸轉矩的剛度條件為軸傳遞的最大轉矩的計算空心軸內徑與外徑的比值的計算攪拌軸直徑的計算—許用扭轉角，對于懸臂梁。故攪拌軸的直徑為則取符合要求。按臨界轉速校核攪拌軸的直徑攪拌軸有效質量的計算對于帶框式攪拌器的剛性軸，其有效質量等于軸自身的質量。懸臂軸兩支點間距離的計算第一個攪拌器懸臂長度的計算攪拌軸的有效質量的計算合金鋼則：對于懸臂軸圓盤有效質量的計算①柔性軸以及帶錨式和框式攪拌器的剛性軸的圓盤有效質量等于圓盤自身的質量，即：②軸及攪拌器的有效質量在點的等效質量之和的計算③慣性矩的計算④一階臨界轉速的計算合金彈性模量則則所以臨界轉速符合要求按強度計算攪拌軸的直徑軸上扭矩的計算徑向力引起的軸上彎矩的計算流體徑向力系數的計算式中—基本流體徑向力系數，—物料粘度修正系數—攪拌容器內平直擋板數的修正系數—攪拌器偏心安裝的修正系數—攪拌容器內件的修正系數攪拌器功率產生的扭矩的計算攪拌器上的流體徑向力的計算—攪拌器的直徑，，查標準得，則：攪拌軸與各層攪拌器的組合質量的計算攪拌軸及各層圓盤（攪拌器及附件）組合重心處許用偏心距的計算平衡精度等級，取則：攪拌軸與攪拌器質量偏心引起的離心力的計算—對剛性軸初值取0.5則：對于懸臂軸攪拌軸與各層攪拌器組合重心離軸承的距離的計算徑向力引起的軸上彎矩的計算軸上扭矩和彎矩同時作用時的當量扭矩的計算的粗略計算當或軸上所有攪拌器時，取則軸上扭矩和彎矩同時作用時的當量扭矩的計算軸材料的許用剪切應力的計算—軸材料的抗拉強度，受強度控制的軸徑的計算MA的精確計算按上述粗略求得后，再按下述方法求精確計算段長度的計算回轉半徑的計算軸承型式系數軸的壓縮屈服限回轉半徑由于則當量長度為的軸與攪拌器重力總和的計算作用在攪拌軸上的軸向合力的計算—流體作用在攪拌器的軸向推力，由軸向推力引起作用于軸上的彎矩按下式計算則返回重新取軸上彎矩總和按下式計算軸上扭矩和彎矩同時作用是的當量扭矩按下式計算受強度控制的軸徑按下式計算則取符合要求。按軸封處允許徑向位移驗算軸徑由軸徑，軸承型式為滾動軸承則軸承徑向游隙為對于懸臂軸，因軸承徑向游隙,所引起的軸上任意點離軸承距離位移的計算由流體徑向作用所引起的軸上任意點離軸承處位移的計算其中懸臂軸段慣性矩與跨間軸段慣性矩比值則由攪拌軸與攪拌器組合質量偏心引起的離心力在軸上任意點離軸承距離處產生的位移的計算由對于剛性軸總位移按下式計算查得：驗算應滿足以下條件符合要求。第四章反應釜的軸封裝置反應釜中介質的泄漏會造成物料浪費并污染環境，易燃、易爆、劇毒、腐蝕，介質的泄漏會危及人身安全和設備安全，因此選擇合理的密封裝置是非常重要的，為了防止介質從傳動軸與封頭之間的間隙泄漏而設置的密封裝置為軸封裝置。4.1軸封裝置的選用原則機械密封:機械密封是一種旋轉機械的油封裝置。比如離心泵、離心機、反應釜和壓縮機等設備。由于傳動軸貫穿在設備內外，這樣，軸與設備之間存在一個圓周間隙，設備中的介質通過該間隙向外泄露，如果設備內壓力低于大氣壓，則空氣向設備內泄露，因此必須有一個阻止泄露的軸封裝置。軸封的種類很多，由于機械密封具有泄漏量少和壽命長等優點，所以當今世界上機械密封是在這些設備最主要的軸密封方式。機械密封又叫端面密封，在國家有關標準中是這樣定義的:“由至少一對垂直于旋轉軸線的端面在流體壓力和補償機構彈力(或磁力)的作用以及輔助密封的配合下保持貼合并相對滑動而構成的防止流體泄漏的裝置。”①密封介質為易燃、易爆、有毒物料，可選機械密封，介質壓力高時(>0.6Mpa)，選用平衡型雙端面機械密封;介質壓力低時(<0.6Mpa)選用非平衡型雙端面機械密封或非平衡性單端面密封。②被密封介質為一般物料，選用單端面機械密封，介質壓力高時(>0.6Mpa)，選用平衡型機械密封;介質壓力低時(<0.6Mpa)，選用非平衡型機械密封。③密封要求高時，攪拌軸和傳動軸承受較大的徑向力時，應選用帶內置軸承的機械密封，但機械密封的內置軸承不能作為軸的支點。④機械密封的運轉溫度T>80℃時，攪拌軸的圓周線速度v>1.5m/s時，機械密封應配置循環保護系統。(按HG21572-95)填料密封:填料密封又稱為壓緊填料(GlandPackings）密封，俗稱盤根密封。盤根密封是最古老的一種密封結構，在我國古代的提水機械中，就是用填塞棉紗的方法來堵住泄漏的，世界上最早出現的蒸汽機也是采用這種密封形式的。而19世紀石油和天然氣開采技術的生產與發展，使填料密封的材料有了新的發展。到了20世紀，填料密封因其結構比較簡單，價格不貴，來源廣泛而獲得許多工業部門的青睞。填料密封主要用于機械行業中的過程機器和設備運動部分等動密封，比如離心泵、壓縮機、真空泵、攪拌機、反應釜的轉軸密封和往復泵、往復式壓縮機的柱塞或活塞桿，以及做螺旋運動閥門的閥桿與固定機體之間的密封。①被密封介質為一般物料，介質壓力中等，選用填料密封。②介質壓力低，密封要求不高時，選用一般石棉或浸漬石棉填料的填料密封箱。③介質壓力中等，密封要求較高時，選用高性能填料并組配循環保護系統中的流程圖。4.2機械密封原理當軸轉動時，攪拌軸帶動彈簧座、彈簧墊板、動環等零件一起旋轉。由于彈簧力的作用，動環緊緊壓在靜環上，靜環靜止不動，這樣動環和靜環相接觸的環形斷面就阻止了介質的泄漏。4.3填料密封原理填料裝入填料腔以后，經壓蓋螺絲對它作軸向壓縮，當軸與填料有相對運動時，由于填料的塑性，使它產生徑向力，并與軸緊密接觸。與此同時，填料中浸漬的潤滑劑被擠出，在接觸面之間形成油膜。由于接觸狀態并不是特別均勻的，接觸部位便出現“邊界潤滑”狀態，稱為“軸承效應”;而未接觸的四部形成小油槽，有較厚的油膜，接觸部位與非接觸部位組成一道不規則的迷宮，起阻止液流泄漏的作用，此稱“迷宮效應”。這就是填料密封的機理。顯然，良好的密封在于維持“軸承效應”和“迷宮效應”。也就是說，要保持良好的潤滑和適當的壓緊。若潤滑不良，或壓得過緊都會油膜中斷，造成填料與軸之間出現干摩擦，最后導致燒軸和出現嚴重磨損。為此，需要經常對填料的壓緊程度進行調整。以便填料中的潤滑劑在運行一段時間流失之后，再擠出一些潤浴劑，同時補償填料因體積變化所造成的壓緊力松弛。顯然，這樣經常擠壓填料，最終將使浸漬枯竭，所以定期更換填料是必要的。此外，為了維持液膜和帶走摩擦熱，有意讓填料處有少量泄露也是必要的。4.4機械密封與填料密封的對比密封可靠，在較長的試用期中不會泄露，清潔，無死角，可以防止雜菌污染。使用壽命長，正確選擇摩擦負荷比壓的機械密封可以使用2-5年，最長有用到9年。維修周期長，在正常的使用情況下，不需要維修。軸或軸套不受磨損。摩擦功耗少，一般約為填料密封的10%-15%。機械密封對軸精度和光潔度沒有填料密封要求那么嚴格，對旋轉軸的振擺和軸對殼體孔的偏移不敏感，對軸的震動敏感性小。適用范圍廣，能適用低溫，高溫，高真空，高壓，各種轉速以及腐蝕性，磨損性，易燃，易爆，有毒介質的密封。鑒于軸封裝置的選用原則以及本設計中介質為有毒物質，所以選用軸向雙端面非平衡型機械密封2005型(帶內置軸承)，以保證軸封的嚴密性。4.5機械密封及其循環保護系統的選擇機械密封主要部件:動環和靜環。輔助密封件:密封圈(有O形、X形、U形、楔形、矩形柔性石墨、PTFE包覆橡膠O圈等）。彈力補償機構:彈簧、推環。傳動件:彈簧座及鍵或各種螺釘。查表根據壓力、溫度選擇其型式，根據傳動軸軸徑選取d=60mm，其他外形尺寸可查標準HG21571-1995得到雙端面飛平衡性機械密封2005結構如下圖：選擇機械密封的循環保護系統根據《過程設備機械設計》標表34-3推薦選用表根據壓力等級1.6MPa，介質溫度大于80℃可選擇循環保護系統流程3。4.6耳座計算符號說明—支座本體允許載荷，—支座承受的實際載荷，—地震影響系數—偏心載荷，—偏心距，—設置地區基本風壓—地震載荷，—風載荷，—支座處圓筒所受支座彎矩，—耳座的數目選型選用個支座，，支座本體允許載荷。假設：地震設防烈度為，則地震影響系數偏心載荷為，偏心距設置地區基本風壓為計算支座承受的實際載荷Q地震載荷的計算風載荷的計算（按設備質心高度為取值，地面粗糙度類別選擇，離地面距離取）則水平力的計算安裝尺寸的計算實際載荷的計算所以滿足支座本體允許載荷要求。計算支座處圓筒所受支座彎矩筒體有效厚度根據和查得由于,則支座滿足要求。反應釜開孔補強計算5.1人孔M的開孔補強計算補強及補強方法判別補強判別：允許不另行補強的最大接管外徑為。本開孔弦長為故需要另行考慮其補強[12]。②補強計算方法判別開孔直徑本凸形封頭開孔直徑，滿足等面積法開孔補強計算的適用條件，故可用等面積補強法進行開孔補強計算[8]。開孔所需補強面積①封頭計算厚度由于橢圓形封頭中心區域開孔，所以封頭計算厚度按下式計算確定封頭材料為,則式中（查GB150得）。開孔所需補強面積強度削弱系數，，接管有效厚度為。開孔所需補強面積按下式計算有效補強范圍①.有效寬度按下式計算故。②有效高度?外側有效高度按下式計算故?內側有效高度h2按下式計算故。有效補強面積①封頭多余金屬面積封頭的有效厚度封頭多余金屬面積按下式計算②接管多余金屬面積接管計算厚度接管多余金屬面積按下式計算③有效補強面積因所以此開孔不需另行補強[19]。5.2溫度計套管口T的開孔補強計算由查得：補強及補強方法判別①補強判別允許不另行補強的最大接管外徑為。本開孔外徑為,故需要另行考慮其補強。②補強計算方法判別接管內徑(畫CAD圖測量得出)開孔直徑本凸形封頭開孔直徑，滿足等面積法開孔補強計算的適用條件，故可用等面積補強法進行開孔補強計算。開孔所需補強面積①封頭計算厚度由于橢圓形封頭中心區域開孔，所以封頭計算厚度按下式計算確定式中（查GB150得）。②.開孔所需補強面積強度削弱系數，，接管有效厚度為。開孔所需補強面積按下式計算有效補強范圍①有效寬度按下式計算故。②有效高度?外側有效高度按下式計算故。?內側有效高度按下式計算故。有效補強面積①封頭多余金屬面積封頭的有效厚度封頭多余金屬面積按下式計算②接管多余金屬面積接管計算厚度接管多余金屬面積按下式計算③有效補強面積因所以此開孔不需另行補強。5.3攪拌孔a的補強計算由查得：補強及補強方法判別①補強判別允許不另行補強的最大接管外徑為。本開孔外徑為,故需要另行考慮其補強。②補強計算方法判別開孔直徑本凸形封頭開孔直徑，滿足等面積法開孔補強計算的適用條件，故可用等面積補強法進行開孔補強計算。開孔所需補強面積①封頭計算厚度由于橢圓形封頭中心區域開孔，所以封頭計算厚度按下式計算確定式中（查GB150得）。②開孔所需補強面積強度削弱系數，，接管有效厚度為。開孔所需補強面積按下式計算有效補強范圍①有效寬度按下式計算故。②有效高度?外側有效高度按下式計算故?內側有效高度按下式計算故。有效補強面積①封頭多余金屬面積封頭的有效厚度封頭多余金屬面積按下式計算②接管多余金屬面積接管內徑接管計算厚度接管多余金屬面積A2按下式計算③有效補強面積 因所以此開孔不需另行補強。5.4放料口f的補強計算由查得：補強及補強方法判別①補強判別允許不另行補強的最大接管外徑為。本開孔外徑為,故需要另行考慮其補強。②補強計算方法判別開孔直徑本凸形封頭開孔直徑，滿足等面積法開孔補強計算的適用條件，故可用等面積補強法進行開孔補強計算。開孔所需補強面積①封頭計算厚度由于橢圓形封頭中心區域開孔，所以封頭計算厚度按下式計算確定式中（查GB150得）。②開孔所需補強面積強度削弱系數，，接管有效厚度為。開孔所需補強面積按下式計算有效補強范圍①有效寬度按下式計算故。②有效高度?外側有效高度按下式計算故?內側有效高度按下式計算故。有效補強面積①封頭多余金屬面積封頭的有效厚度封頭多余金屬面積按下式計算②接管多余金屬面積接管內徑接管計算厚度接管多余金屬面積A2按下式計算③有效補強面積因所以此開孔不需另行補強。第六章主要技術要求6.1材料方面Q235B板材正火狀態交貨，按批進行機械性能和按爐進行化學成分復檢。Q235B鋼板應做0℃時的低溫夏比（V型缺口）沖擊試驗，三個縱向標準值試樣的沖擊功平均值不小于34J。10鋼板材正火狀態交貨，應做-20℃時的低溫夏比（V型缺口）沖擊試驗，三個縱向標準值試樣的沖擊功平均值不小于31J。6.2焊接方面按JB/T4709-2000規定，低溫型低合金鋼相同鋼號相焊選用焊接材料應保證焊縫金屬的力學性能高于或等于相應母材標準規定下限值，或滿足圖樣規定的技術條件。手工電弧焊選用焊條牌號：J507（E5015），自動焊焊絲：H08MnA，焊劑：HJ401-H08A。6.3焊縫無損探傷容器及夾套內A、B 類每條焊縫長度的20%（不少于250mm）X射線檢測技術AB級，接頭質量符合JB/T4730.2-2005Ⅲ級合格，上接環與夾套組裝的對接接頭按JB/T4730.2-2005做100%磁粉檢測，Ⅰ級為合格。結語搪玻璃的生產和應用歷史已經很悠久，搪玻璃是由非金屬無機物質在高溫條件下采用搪瓷的方法，施涂在金屬基體材料上而形成的一種玻璃狀瓷層，并與金屬緊密結合的制品，具有金屬材料的強度和剛度，非金屬無極物質的美觀、光滑、耐腐蝕等特點。搪玻璃容器是含硅量高的搪玻璃釉通過900℃左右的多次高溫煅燒，使搪玻璃密著于金屬基體表面而制成。搪玻璃層的厚度一般為0.8～1.5mm。由于搪玻璃層金屬的保護，使搪玻璃容器具有優良的耐腐蝕性能，并能防止某些介質與金屬離子發生作用而污染物品。本次設計中從釜體的結構設計到傳動裝置、攪拌裝置等的設計過程，都遇到大大小小的問題，但在不斷的檢查驗算之后，都得到了比較滿意的結果，這讓我從中又深刻的學習了各種知識，除了設計的過程，還有在繪圖中的進步，CAD的應用雖然以前也實踐過，但是那些都不能真正的讓自己了解這個繪圖軟件，經過反復的實踐后，繪圖已經不成問題，所以通過這次比較完整的搪玻璃反應釜的設計，我不再只是局限于對理論知識的了解，而是對整個過程的熟知，在不斷的更改中，設計也在不斷的完善中，這即達到了本次設計對學生知識的考察，也讓學生對理論的實踐做了更好的診釋，雖然只局限于對容器的設計，其使用過程和維護過程還不能更好的了解，但是在設計的過程中，也會考慮到以后使用過程的各種范圍，能讓容器符合設計要求。無論是論文或者是設計，即使在多次的更改后，也會有諸多不足等待改進，更何況是我們的畢業設計，我的設計中肯定會有各種各樣的缺陷。但是，我確實得到了不同的進步，對于其他的不足，我想我會不斷的改進。這次設計的完成是我大學四年的一次學習體現，雖然不是完美的連釋，雖然不能為社會做什么貢獻，但是這是一次寶貴的經驗，我會認真的吸取教訓，使得自己更加優秀，希望各位老師監督指教!參考文獻[1]鄭津洋等.過程設備設計(第三版)[M]，北京：化學工業出版社，2005.5[2]潘紅良等.過程設備機械設計[M]，上海：華東理工大學出版社，2006.7[3]賀匡國.化工容器及設備簡明設計手冊(第二版)[M]，北京：化學工業出版社2002.4[4]王凱等.化工設備設計全書-攪拌設備，北京:化學工業出版社，2003.8[5]朱思明等北工設備機械基礎[M]，上海:華東理工大學出版社，1991.12[6]鄭曉梅.化工制圖[M]，北京:化學工業出版社，2002[7]李繼和等.機械密封技術，北京:化學工業出版社，1988[8]夏清等.化工原理[M]，天津:天津大學出版社，2005_7[9]李景辰等.壓力容器墓礎知識，北京:勞動人事出版社，1986[10]石智豪等壓力容器介質手冊，北京:北京科學技術出版社，1992[11]卓震.化工容器及設備，北京:中國石化出版社，1998[12]渠川瑾.反應釜，北京:高等教育出版社，1992[13]陳國理.壓力容器及化工設備(第二版)，廣州：華南理工大學出版社，1944[14]GB150-1998((鋼制壓力容器》[15]GB9019-1998《壓力容器公稱直徑》[16]HG/T2123-1991《攪拌器形式及主要參數))[17]HG/T20569-94《機械攪拌設備》[18]HG/T21Sb3-21572-95《攪拌傳動裝置》[19]JB/T4725-1992《耳式支座》[20]中華人民共和國國家發展和改革委員會．HG/2051.2-2007《搪玻璃攪拌器框式攪拌器》[S]．北京：中國標準出版社，2007．[21]中華人民共和國國家發展和改革委員會．HG/T2053-2005《搪玻璃設備人孔法蘭》[S]．北京：中國標準出版社，2006．32-35．[22]中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會．GB/T25027-2010《搪玻璃開式攪拌容器》[S]．2010．[23]中華人民共和國國家發展和改革委員會．HG/T2052-2007《搪玻璃設備傳動裝置》[S]．北京：中國標準出版社，2007．[24]中華人民共和國國家發展和改革委員會．HG/T2055.2-2007《搪玻璃帶視鏡人孔》[S]．北京：中國標準出版社，2007．[25]中華人民共和國國家發展和改革委員會．HG/T2054-2007《搪玻璃設備卡子》．[26]中華人民共和國國家發展和改革委員會．HG/T2055.1-2006《搪玻璃人孔》[S]．2006．[27]中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會．GB713-2008《鍋爐和壓力容器用鋼板》[S]．北京：中國標準出版社，2008．[28]全國鍋爐壓力容器標準化技術委員會．JB/T4709-2009《鋼制壓力容器焊接規程》[S]．2009．[29]TariqMahmud，JenniferN.Haque,KevinJ.Roberts,DominicRhode