设计说明书

设计说明书

设计说明书

1.目录

2任务书 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 2

3设计目的和意义 --------------------------------------------------------------------------------- 3

4设计内容 ----------------------------------------------------------------------------------------- 3

4.1 结构设计 ------------------------------------------------------------------------------------ 3

4.2 材料选择 ------------------------------------------------------------------------------------ 5

4.2 强度和刚度设计与校核 ------------------------------------------------------------------- 6

4.3 零部件设计与选用 ------------------------------------------------------------------------- 6

4.4 稳定性设计与校核 ------------------------------------------------------------------------- 7

4.5标准件选择 ---------------------------------------------------------------------------------- 8

5总结 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 12

6参考书 --------------------------------------------------------------------------------------------- 13

7致谢 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 14

附录 -------------------------------------------------------------------------------------------------- 15

2.任务书

（C组）

3.设计目的和意义

机械设计目的是要设计出一种能达到预定功能要求、具有

性能好、成本低、价值最优，能满足市场需求的机械产品。“机械设计基础”课程设计是在学完“机械设计基础”和其它专业课程之 后，进行的一项重要而不可缺少的教育环节，目的在于培养学生的机械设计能 力，也是非机类专业学生在大学学习中一次较为全面的机械设计训练。

课程设计的意义是： 1．培养学生综合运用“机械设计基

础”课程及其它先修课程的理论知识和生 产实际知识解决工程实际问题的能力，并经过实际设计训练使所学理论知识得 以巩固和提高。 2．学习和掌握一般机械设计的基本方法和程序。 3．进行机械设计工作基本技能的训练，包括计算、绘图能力及熟悉和运用设 计资料（如标准、规范）的能力。

4．培养学生树立正确的设计思想，严肃、认真和科学的治学态度，提高理论 联系实际的能力及自学能力。

4.设计内容

4.1结构设计

4.1.1确定筒体的直径和高度

选取反应釜装料系数η=0.75，且已知设备容积32.4V m =

对于液-液相类型选取/ 1.15i H D =，估算筒体的内径为

1.385i D m ===

将计算结果圆整至公称直径标准系列，选取筒体直径i D =1300mm ，查附录，DN=1300mm 时的标准椭圆封头曲面高度

1h =325mm ，直边高度2h =40mm ，封头容积h V =0.3413m ，表面积h F =1.992m 。由计算得每一米高的筒体容积为1V =1.3273m ，表面积1F =4.092m 。

1 2.40.341 1.5521.327

h V V H m V --=== 筒体高度圆整为H=1500mm 。

于是H/D=1500/1300=1.154，复核结果基本符合原定范围。

（若取i D =1400mm ，则3

32.4784i i H D D V m π==>2.43m , 且查附录有

DN=1400mm 时封头容积h V =0.4213m ，每一米高的筒体容积为1V =1.5393m ，可得1 2.40.421 1.2861.539

h V V H m V --===，筒体高度调整为H=1300mm 。于是H/D=1300/1400=0.929<1.15，因此i D =1400mm 不

可取；

若选i D =1200mm ，查附录，DN=1200mm 时的标准椭圆封头曲面

高度1h =300mm ，直边高度2h =40mm ，封头容积h V =0.2723m ，表面积h F =1.712m 。由计算得每一米高的筒体容积为1V =1.1313m ，表面积1F =3.772m ，则1 2.40.272 1.8821.131

h V V H m V --===，筒体高度调整为1800mm ，于是H/D=1800/1200=1.5>1.15，因此D =1200mm 同样不

可取。

综上，取i D =1300mm 。）

4.1.2确定夹套的直径和高度

对于筒体内径i D =700~1800mm ，夹套的内径j D =i D +100，因此

j D =1300+100=1400mm ，符合压力容器公称直径系列。 估算夹套的高度为1h

j V V H V η-=0220.75 2.40.341 1.0993.14 1.3244

h i V V m D π-?-==

=?? 选取夹套高度j H =1200mm ，则0j H H H =-=300mm ，这样是便

于筒体法兰螺栓装拆的。

验算夹套传热面积为1j h F F H F =+=4.09?1.2+1.99≈6.902m >5.42m

夹套传热面积符合设计要求。

4.2材料选择

4.2.1确定夹套的材料

由于夹套内的介质为水或蒸汽，介质对材料的腐蚀轻微。故选用Q235-A 为夹套材料，查手册，知道板厚为4.5~16mm ，设计温度为165C o 时，由内插法可得Q235-A 的许用应力

[]t σ=110.6MPa ，夹套加热蒸汽系统装有安全阀，选取夹套设计压力 1.1w p p =，即p =0.66MPa ，夹套筒体与内筒的环焊缝因无法双面焊和作相应的探伤检查，从安全考虑，夹套上所有焊缝均取焊缝系数φ=0.60，取壁厚附加量中的钢板厚度负偏差c =0.8mm ，单面

腐蚀取腐蚀余量2c =1mm 。

4.2.2确定筒体的材料

筒体材料也选用Q235-A ，筒体受内压取设计压力为p =0.605MPa ，设计温度120C o ，参考前面计算夹套壁厚结果，可知按强度计算内筒的壁厚约为8mm ，而筒体又受外压作用，按设计外压p =0.66MPa ，所得壁厚大于内压设计的壁厚，则按外压稳定性设计的壁厚，一定能满足内压设计要求，能够不再作内压设计校核。

4.3强度和刚度设计与校核

4.3.1夹套的壁厚设计与校核

夹套的壁厚计算如下：

2[]j

d t pD t c p σφ=+-0.661400 1.88.802110.60.60.66

mm ?=+=??- 凸形封头的壁厚附加量也只考虑1c 和2c ，加工成型的减薄量由

制造厂根据加工条件来确定，以保证壁厚符合图纸要求，设计计算时能够不作考虑。取1c =0.8mm ，2c =1mm ，标准椭圆形夹套封头

的壁厚为

0.661400 1.88.782[]0.52110.60.60.50.66

j

d t pD t c mm p σφ?=+=+=-??-? 圆整至钢板规格厚度并查阅封头标准，选取夹套的筒体和封头壁厚均为n t =10mm 。