温州大学 化工设备机械基础课程设计
查图4-2 B?f?A?曲线，得系数 B=100MPa
许用外压力?p?按式
计算，得
确定罐体封头名义厚度
4.2.3水压试验校核
罐体试验压力p1T按式
计算，得
夹套水压试验压力p2T按式
计算，得
?p??BR'1O/?'1e
p??B1R'1O/?'?001e9145.4?0.590M8pa>0.3 MPa
?'1n=8mm p???1T?1.25p1
???t
p???1T?1.25p1???t?1.25?0.2?113113?0.25Mpa
p???2T?1.25p2
???t
p???1132T?1.25p2???t?1.25?0.3?113?0.375Mpa21
?
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查表4-8 碳素钢、普通低合金钢钢板许用应力,得材料屈服点应力
?s?235Mpa
计算，得
?T?0.9??s?0.9?0.85?235?179.8Mpa 罐体圆筒应力?1T按式
?1T?
计算，得
p1T?D1??1e?2?1e
?1T?
p1T?D1??1e?0.25??1000?5.4???23.27Mpa< 179.8 Mpa
2?1e2?5.4
夹套内压试验应力?2T
?2T?
p2T?D2??1e?0.375??1100?5.4???38.38Mpa<179.8 Mpa 2?1e2?5.4所以夹套水压试验强度足够。
综上所述，筒体和夹套具体加工尺寸如下表4-10：
表4-10 筒体和夹套局加工尺寸
罐体 夹套 筒体（mm） 封头(mm) 8 5 8 5 22
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4.3 反应釜的搅拌器
4.3.1 搅拌装置的搅拌器
搅拌器的型式主要有：桨式、推进式、框式、涡轮式、螺杆式和螺带式等。 当用来调和（低黏度均相液体混合）时，适用的搅拌器型式有推进式和涡轮式，主要受到容积循环速率的影响。
当用来分散（非均匀相液体混合），适用的搅拌器型式有涡轮式，主要受到液滴大小（分散度）、容积循环速率的影响。
当用于固体悬浮时，按固体粒度、含量及密度，决定用桨式、推进式或涡轮式，主要受到容积循环速率、湍流强度的影响。
当用于气体吸收时，适用的搅拌器型式有涡轮式，主要受到剪切作用、容积循环速率、高速度的影响。
当用于传热时，适用的搅拌器型式有桨式、推进式、涡轮式，主要受到容积循环速率、流经传热面的湍流速度的影响。
当用于高黏度操作时，适用的搅拌器型式有框式、涡轮式、螺杆式、螺带式、带横挡板的桨式，主要受到容积循环速率、低速度的影响。
当用于结晶时，按控制因素用涡轮式、桨式和桨式变种，主要受到容积循环速率、剪切作用低速度的影响。
本反应釜搅拌装置的搅拌器采用推进式，主要用于调和染料及其有机溶剂。
4.3.2 搅拌器的安装方式及其与轴连接的结构设计
此次任务选用的是推进式搅拌器，搅拌器推进式搅拌器是类似风扇扇叶结构。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。为防螺纹腐蚀加轴头保护帽。
本反应釜的推进式搅拌器直径
DJ?0.33D1?0.33?1000?330mm
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圆整推进式搅拌器直径DJ=400mm
按表4-11 推进式搅拌器的主要尺寸,当DJ?400mm时,D=50mm,d1?90mm,
D0?M16,键槽B=16mm,t=55.1mm, H=95mm,质量m=4.59Kg,N0.025。
表4-11 推进器搅拌器的主要尺寸
n不大于
4.3.3 搅拌装置的搅拌轴设计
搅拌轴的机械设计内容主要是材料选定、结构设计（包括轴的支承结构）和强度校核, 对于n>200r/min的，还要进行临界转速的校核。
因本反应釜的转速n?200r/min，因此不需要进行临界转速的校核。 1、 搅拌轴的材料：选用45号钢。
2、 搅拌轴的结构：常用实心或空心直轴，其结构型式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。
本反应釜搅拌轴的结构型式选用实心直轴。
连接推进式搅拌器的轴头车削台肩，开键槽，轴端车螺纹。 3、搅拌轴强度校核：
由夹套反应釜设计任务书给定，轴功率P=4kW
搅拌轴转数 n=200r/min 常用轴材料为45号钢。
轴所传递的扭矩
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6P410T?9.55??9.55?106??103?191N?mm n200
查表得轴常用材料的?T?T及A0值，材料许用扭转剪应力[?]=35Mpa，系数
A0=112。
轴端直径
d?A03P4?112?3?30.4mm n200开一个键槽，轴径扩大5%，为 d=30.4*1.05％=31.9mm 圆整轴端直径d=40mm。
因此搅拌轴的直径40mm。
4、搅拌轴的形位公差和表面粗糙度要求：搅拌轴转速n=200r/min，直线度允许差1000：0.1。
5、搅拌轴的支承：一般搅拌轴可依靠减速器内的一对轴承支承。搅拌轴的支撑采用滚动轴承。反应釜搅拌轴的滚动轴承，通常根据转速、载荷的大小及轴径d选择，高转速、轻载荷可选用角接触球轴承；低速、重载荷可选用圆锥滚子轴承。
根据轴端直径d=40mm，选用角接触球轴承，由表4-12角接触球轴承，选用型号为7208AC，d=40mm。
表4-12角接触球轴承
安装轴承处轴的公差带采用k6，外壳孔的公差带采用H7。安装轴承处轴的配合表面粗糙度Ra取1.0，外壳孔与轴承配合表面粗糙度Ra取1.6。
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