目录
一．设计背景 (1)
二.包装机整体分析 (2)
三．封口方法和机构 (3)
3.1纵封方式 (3)
3.1.1板式热封 (3)
3.1.2板式纵封器 (4)
3.2设计要求以及数据分析 (5)
四．零件设计 (5)
4.1热封板的设计 (5)
4.2气缸的选择 (6)
4.3调压弹簧的设计 (7)
4.3.1弹簧受力以及材料的选择 (7)
4.3.2弹簧直径的确定 (7)
4.3.4弹簧工作圈数的确定 (8)
4.3.4验算 (8)
五．整体设计 (9)
5.1整体结构设计 (9)
5.2整体尺寸设计 (10)
六．心得体会 (11)
参考文献 (12)
一．设计背景
随着市场经济的发展，人民生活的不断提高，包装工业在国民经济中所占比重和作用也越来越大。一方面映射出全球工业化生产的高速发展，另一方面又可以看出人们在追求商品内在质量的同时，对商品包装的要求也越来越高。这为推动包装机械工业带来的巨大的动力。综观世界范围来看，包装机械工业是一个市场潜力巨大的朝阳行业，特别是在近几年发展迅猛，已经在各国国民经济中具有重要的地位。它可以提高劳动生产率，改善生产环境，降低生产成本，提高商品档次，增加附加值，从而增强商品的市场竞争力、带来更大的社会效益和经济效益。目前，美、口、德、意是世界包装机械的四大强国，这些国家生产的包装机械品种多、数量大，在国际市场上具有较高的占有率。
目前世界包装机械发展总趋势是发展重点趋向十效率高、自重轻、外观造型、占地的空间较小、低耗能、结构紧凑适应环境和工作人员的心理需求的高速、高效、高质量的“二高”产品包装机。这在国外体现为现代化的先进包装机械的技术，特别是经济及科技发达的欧美及口本等技术先进国家生产的有关包装机械设备，其技术伴随着商品经济和科技的发展，已处十国际相对领先地位，他们将机械技术与微电子技术和信息技术结合，开发数字化、智能化、柔性化的新型包装机械产品。近些年来，发达国家一方面为满足现代商品包装多样化的需求，发展多品种，小批量的通用包装技术设备;同时又紧跟高科技发展步伐，不断应用先进技术，发展和开发应用高科技的现代化通用型包装机械，不断从提高包装机械的智能化。
在国内，包装机械的发展趋势是在引进、消化、吸收的基础上，有了一定的创新，产品科技含量也在一直提升，这些有关包装机械产品不断的向成套连线、机电结合、主辅机结合方向发展。当然，包装机械相关产品在研发过程中也存在一些有待解决的问题，主要有如何根据本国国情，提高产品的“二化水平”，做到包装产品规格多样化，工作高速化，提高可靠性以及如何使食品和药品包装机达到无菌化。这些必然需要我们着紧包装机械的研究，不断的开发新的技术，这样才能加快国内包装机械技术的提升。
随着科学技术的不断发展进步，出现了各种类型的产品，对包装技术和设备提出了新的要求，包装机械在流通领域中发挥着越来越大的作用。目前包装机械
市场竞争日趋激烈，未来的包装机械将配合产业自动化趋势，促进包装设备总体水平提高，发展多功能，高效率，低耗能的包装设备。随着社会的发展，日出生活消费品的小袋包装需求不断增加，为了解决市场对枕形包装的需要，促进了颗粒物料高速立式枕形包装机的发展。
二.包装机整体分析
立式袋成型充填封口机以颗粒包装机为例，如图2-1所示，主要包括包装膜支撑装置，张紧导向机构，制袋成型装置，计量充填装置，加热封合装置，封口切断装置以及传动，电气控制等装置。
图2-1颗粒包装机
1—传动箱 2—输出机构 3—封口切断机 4—拉模机构 5—加热装置 6—成型器7—计量充填袋 8—色标传感器 9—接近开光 10—包装膜卷 11—供膜机构 12—料斗该机采用立式口袋成型法，包装膜通过张紧导向机构经口袋成型器对折后，被安装在热封臂上的热封器封合成口袋，计量器在旋转中将计量好的物料充如口袋，随后，口袋被拉纸滚轮拉下一个袋长，热封器又一次做封合动作，将前一个口袋的上口封合，同时也完成了上一个口袋的下底和纵边的封合，并由切刀将已充填封合的口袋在正确的封道位置上切断，从而制成包装成品。如此循环完成包
装作业。工作原理如图2-2所示
图2-2立式间歇制袋中封口装置原理图
三．封口方法和机构
3.1纵封方式
3.1.1板式热封
根据加热加压方法的不同，热封方法可分为板式热封和滚轮式热封，下面主要介绍板式热封。板式热封式最普遍的热封方法，它是采用加热板间歇加热，加压以实现塑料薄膜的封口。热封原理如图3-1所示，待封口的2层薄膜3被输送进入加热板1合工作台5之间，然后被紧压在防黏材料4上，加热到一定温度的加热板1和工作台5对其进行加热，加压，然后经过冷却即可实现紧密封口。
图3-1板式热封
1—加热板 2—封缝 3—薄膜 4—防黏材料 5—工作台
3.1.2板式纵封器
纵封器是完成制袋成型后筒状薄膜纵向封接功能的重要部件，适用于薄膜包装材料的纵向封口。根据包装薄膜运动方向的不同，可将纵封器分为连续式和间歇式两大类。间歇式纵封器又称为板式总封器，大多呈板条状结构，多采用凸轮，气缸等结构，推动热封器作往复直线运动，实现薄膜的封合，其后还需借助其他装置完成拉模运动。
板式纵封器主要由加料管，板形热封器以及往复运动机构等组成。图3-2所示是几种常见的机构型式。其中（a）为直推式：气缸固定，活塞推动纵封板往复移动并压紧，具有结构紧凑、压力较均匀等优点。（b）图为拉动式：气缸可以在机体内设置，整机外形较平整，拉动时采用杠杆原理，以增大作用力的倍数，但增加了气缸的行程，且热封板横向受压不均匀。（c）图为杠杆式：将气缸推力通过杠杆转换成热封板对纵缝处的压力，具有上述两者的某些优点，克服了一些不足；但结构复杂，增加了传动杆件，传动效果受到一定影响。（d）图为杠杆夹合式：气缸摆动，使用于对接式纵缝的封合。
图3-2板式纵封器
1—纵封板 2—气缸
3.2设计要求以及数据分析
本次设计为直推式板式纵封器，要求相关零件，设计纵封器，纵封器可以进行压力调节，并由气缸推动纵封器。根据数据要求，选择包装速度为20袋/分，计量范围为100ml,袋长为90mm。
表：数据要求
包装速度计量范围制袋尺寸制袋方式功率
15-25袋/分80-150mL长： 60-120㎜三面封 1.54kw
表3-1
四．零件设计
4.1热封板的设计
热封板是固定在纵封器上用于加热热封的零件，直接与待加工的塑料袋接触。根据制袋的尺寸长为90mm，可确定纵封板的长度为90mm，由表可确定袋的封口宽度为10mm，即纵封板的接触面宽度为10mm，可知纵封板接触面的尺寸为90mm×10mm。纵封板形状如图4-1所示：
图4-1纵封板
1—接触面 2—加热原件
表4-1 生产用塑料袋规格
项目内容
指标
Ⅰ型Ⅱ型Ⅲ型Ⅳ型Ⅴ型Ⅵ型Ⅶ型Ⅷ型Ⅸ型
Ⅹ
型
极
限
偏
差
长度，mm 800 850 940 1000 1080 850 3700 940 800
310
0 ±10
宽度，mm 600 600 640 720 550 500 2000 720 550
180
0 ±10
厚度，mm 0.1 0.07 0.1 0.1 0.0
7
±
0.
01
封口宽度，
mm ≥5
---
--
--
--
-
封口底端距
边长，mm ≥10
---
--
--
--
-
4.2气缸的选择
气缸是引导活塞在其中进行直线往复运动的圆筒形金属机件，是由缸筒、端盖、活塞、活塞杆和密封件组成。在纵封器上，气缸主要是推动纵封板做往复移动并压紧，实现封口。此处选择单作用气缸，即仅一端有活塞杆，从活塞一侧供气、在一个方向输出力，靠弹簧或自重返回。
板式纵封器驱动气缸的运动行程一般不大，缸径的确定可根据压缩空气的工作压力以及薄膜材料及其厚度，热封温度经计算，热封单位面积的封合压力可在0.1～1MPa的范围内选取。这里选择封合压力为0.3MPa，接触面积为9002
mm可初步确定压力为：
kgf 54.27270N 0.3MPa 0.09m S P F 2==?=?=
若气缸的效率为85%，则粗略的气缸的推力为32.4kgf ，所以根据计算，参照产品手册，选择气缸的缸径及型号，见下表：
表4-2 气缸的参数
执行机构
气缸型号 缸径 （mm ） 行程 （mm ） 耗气量 （L/次） 理论推力（kgf ） 纵封 GPM32-40 32 40 0.2 32.1 根据所选气缸的计算工作压力为： F=32.1kgf ×9.8N=314.58N
纵封的压强为：
P=F/S=314.58/900=0.35MPa
所以根据计算可知，该气缸符合要求。
4.3调压弹簧的设计
4.3.1弹簧受力以及材料的选择
调压弹簧是安装在气缸与纵封板之间的导向柱上，主要作用是当气缸推动压缩是进行压力调节，使压力均匀变化，使热封效果最佳。
根据气缸的工作压力，可知气缸作用到热封板上的作用力为314.58N 。根据工作性能，选择弹性好，回火稳定性好，易脱碳，用于承受大载荷弹簧。选取65Mn 材料弹簧。根据所选的弹簧可知弹簧预紧力为200N 。根据热封板的尺寸大小，初设弹簧中径D=5mm ，根据旋绕比C=5，估取出弹簧丝直径d=1mm ，根据表查得弹簧丝的许用切应力为540MPa 。
4.3.2弹簧直径的确定
选择旋绕比C ，通常可取C ≈5—8，这里取C=5，经过计算：
410.61544C K C C -≈
+-， 得出曲度系数K=1.31
确定弹簧丝直径： ]
[6.1d τc KF ?≥
得出d ≥3.5mm 。取d 为5mm ，D 为20mm 。
4.3.4弹簧工作圈数的确定
根据变形条件确定弹簧工作圈数：
max 3max 8Gd n F C λ=，
查表得切变模量G 为80000G/MPa ，可得n=10。
内径D1=D-d=15mm ，外径D2=D+d=25mm ，节距p=（0.28～0.5）D ，p=6mm,自由高度H0≈pn+(1.5～2)d,即H0=67.5mm ，弹簧刚度
438F Gd k D n =，得32mm 。
4.3.4验算 疲劳强度验算。H0为弹簧的自由长度，F1和1λ为安装载荷和预压变形量，F2和2λ为工作时的最大载荷和最大变形量。当弹簧所受载荷在F1和F2之间不断循环变化时，可得弹簧材料内部所产生的最大和最小循环切应力分别为：
max 238KD F d τπ=
，得max 418.98MPa τ= min 13
8KD F d τπ=，得min 208.49MPa τ= 对于上述变应力作用下的普通圆柱螺旋压缩弹簧，疲劳强度安全系数计算值ca S 及其强度条件可按下式：
0min max 0.75ca F S S τττ+=≥
其中0τ为弹簧材料的脉动循环剪切疲劳极限，B σ为弹簧材料的拉伸强度极限MPa 。材料为65M 弹簧钢丝时，
B σ=1800MPa ，
0min max 0.758100.75208.49 2.30418.98ca F S S τττ++?===≥
F S 为弹簧疲劳强度的设计安全系数，当弹簧的设计计算和材料的力学性数据精
确性高时，取 1.3~1.7F S =。
验算稳定性。对于压缩弹簧，如其长度较大时，则受力后容易失去稳定性，这在工作中是不允许的。为了便于制造及避免失稳现象，建议一般压缩弹簧的长细比
0H b D =，在两端固定时，b ＜5.3，但由以上设计得出b=1.7，因此需要进行稳定性计算，并满足0max c u F F C k H F =>，u C 为不稳定系数，通过查表得
u C =0.54，4388F Gd k D n
==，因此Fc=116.64＞max F ，符合弹簧稳定性。 五．整体设计
5.1整体结构设计
由于设计的是直推式结构，结构简图如图所示，其中1是纵封板，固定在导板上，导板在气缸的推动下做往复运动，被封袋子在两纵封板之间间歇运动，实现封合。考虑到包装机的整体结构以及外观尺寸，气缸设计在机架中间，而纵封器在靠边的位置，安装在包装机里时气缸在包装机里，纵封板露在外面实现纵封，不影响整体外观。
图5-1机架
1—纵封板 2—气缸 3—导向柱
5.2整体尺寸设计
考虑到气缸尺寸以及工作运动范围，确定机架整体尺寸如图5-2所示：
图5-2纵封器结构简图
六．心得体会
通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关颗粒包装机方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。
在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。给我很多专业知识以及专业技能上的提升，给了我很多思，给了我莫大的空间。同时，设计让我感触很深。使我对抽象的理论有了具体的认识。通过这次课程设计，使我更好掌握了有关专业方面的知识；熟练了绘图软件的操作；了解了各种包装机的工作原理；以及如何提高计算和分析等等。
回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。
参考文献
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[5]刘国栋，祝锡晶.塑料薄膜超声波热封工艺实验研究[A].包装工程2009,6：27～29。
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[10]孙智慧，晏祖根，包装机械概论.北京：印刷工业出版社，2012.7
[11]吴宗泽，高志.机械设计课程设计手册.北京：高等教育出版社，2012.5.
[12]陈国定，吴立言.机械设计. 北京：高等教育出版社，2013.5.
[13]李连进.包装机械选型设计手册.北京：化学工业出版社，2013.1.
[14] 孙智慧，高德.包装机械. 北京：中国轻工业出版社，2010.2.
化工原理课程设计管壳式换热器汇总 公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]
设计一台换热器 目录 化工原理课程设计任务书 设计概述 试算并初选换热器规格 1. 流体流动途径的确定 2. 物性参数及其选型 3. 计算热负荷及冷却水流量 4. 计算两流体的平均温度差 5. 初选换热器的规格 工艺计算 1. 核算总传热系数 2. 核算压强降 经验公式 设备及工艺流程图 设计结果一览表 设计评述 参考文献 化工原理课程设计任务书 一、设计题目： 设计一台换热器 二、操作条件： 1、苯：入口温度80℃，出口温度40℃。 2、冷却介质：循环水，入口温度35℃。
3、允许压强降：不大于50kPa。 4、每年按300天计，每天24小时连续运行。 三、设备型式： 管壳式换热器 四、处理能力： 99000吨/年苯 五、设计要求： 1、选定管壳式换热器的种类和工艺流程。 2、管壳式换热器的工艺计算和主要的工艺尺寸的设计。 3、设计结果概要或设计结果一览表。 4、设备简图。（要求按比例画出主要结构及尺寸） 5、对本设计的评述及有关问题的讨论。 1.设计概述 热量传递的概念与意义 1.热量传递的概念 热量传递是指由于温度差引起的能量转移，简称传热。由热力学第二定律可知，在自然界中凡是有温差存在时，热就必然从高温处传递到低温处，因此传热是自然界和工程技术领域中极普遍的一种传递现象。 2. 化学工业与热传递的关系 化学工业与传热的关系密切。这是因为化工生产中的很多过程和单元操作，多需要进行加热和冷却，例如：化学反应通常要在一定的温度进行，为
浮头式换热器设计说明书 设计者：徐凯 指导教师：张玲张亚男秦敏 系别：机械工程系 专业：热能与动力工程 日期：2009.11 宁夏理工学院
前言 换热器是非常重要的换热设备。在国民生产的各个领域得到了广泛的应用。本设计说明书主要介绍浮头式换热器的原理和设计思路及整个设计过程。 在浮头式换热器中，浮头式换热器的两端的管板，一端不与壳体相连，该端亦称浮头。管子受热时，管束连同浮头可以沿轴向自由伸缩，完全消除了温差应力。 浮头式换热器主要有如下特点：浮头式换热器的一端管板固定在壳体与管箱之间，另一端管板可以在壳体内自由移动，这个特点在现场就能清楚地看出来。这种换热器的壳体和管束的热膨胀是自由的，管束可以抽出，便于清洗管间和管内。其缺点是结构复杂造价高，一般比固定管板高20%左右，在运行中浮头处发生泄漏不易检查处理。浮头式换热器适应于壳体和管束温差较大或壳程介质易结垢的工作条件下。 本书内容系统、完整，理论与实际并重。书中对浮头式换热器设计中所需的各学科知识均有简要的介绍和解释。同时该书对换热器在编写时注重介绍的方法简明扼要，条理清楚，深入浅出，紧密结合工程实际。 期间得秦敏、张春兰、张亚男、张玲等老师的悉心指导。在此表示真挚的感谢！由于编者水平有限，其中难免不妥之处，恳请各位读者批评指正。 编者：徐凯 2009-11-26
目录 第一章绪论 第二章设计任务和设计条件 (1) 第三章确定设计方案 (3) 3.1 换热器类型的确定 (3) 3.2 管程及壳程的流体安排 (3) 第四章确定物性数据 (4) 4.1定性温度的确定 (4) 4.2列表 (6) 第五章传热面积的估算 (7) 第六章工艺结构尺寸的确定 (9) 6.1 管径和管内流速的确定 (9) 6.2 管程数和传热管数的确定 (9) 6.3 平均传热温差的校正 (10) 6.4 传热管排列和分程方法确定 (10) 6.5 壳体内径的确定 (11) 6.6 折流板的确定 (11) 6.7 其它附件的确定 (12) 第七章所设计换热器的校核算 (13) 7.1 传热热流量的核算 (13) 7.2 壁温的校核计算 (15) 7.3 换热器内流体的流动阻力的核算 (17) 参考文献 (19) 换热器原理课程设计心得体会 (21)
包装机械设计课程设计指导书（3） 机械工程学院 2012年十一月
一、课程设计的目的 《包装机械设计》课程设计是本课程各教学环节中重要的一环,它让学习者联系实际进一步深入理解、掌握所学的理论知识。其基本目的是： （1）培养理论联系实际的设计思想，训练综合运用包装机械和有关先修课程的理论，结合生产实际分析和解决工程实际问题的能力，巩固、加深和扩展有关包装机械设计方面的知识。 （2）通过制订设计方案，合理选择包装袋成型器的形式，正确计算和确定尺寸和选择材料，以及较全面地考虑制造工艺、使用和维护等要求，之后进行结构设计，达到了解和掌握机械零件、包装机械经常采用的成型器的设计过程和方法。 （3）进行设计基本技能的训练。例如计算、绘图、熟悉和运用设计资料（手册、图册、标准和规范等）以及使用经验数据、进行经验估算和处理数据的能力。 二、设计内容与步骤 （一）设计内容 以袋成型-充填-封口机中包装袋成型器为题。课程设计通常包括如下内容：了解设计题目要求；合理选择成型器的类型，具体计算和设计成型器的基本参数；进行结构设计；绘制零件工作图；编写计算说明书以及进行设计答辩。 （二）设计步骤： （1）设计准备 认真研究设计任务书，明确设计要求、条件、内容和步骤；通过阅读有关资料、图纸、参观实物或模型、观看电视教学片、挂图等，了解设计对象；复习有关课程内容，熟悉零部件的设计方法和步骤；准备好设计需要的图书、资料和用具；拟定设计计划等。 （2）成型器类型的选择 根据题意，选择合适的成型器类型。 （3）参数设计和计算 计算和选择成型器的参数；确定成型器的有关尺寸；进行结构设计；完成图纸的绘制；审核图纸。 （4）零件工作图设计 （5）整理和编写计算说明书 （6）设计总结和答辩 三、设计要求 在课程设计之前，准备好必要的设计手册或参考资料，以便在设计过程中逐步去学习查阅资料。确定设计题目后，至少应复习在课程中学过的相关内容。完成本课程设计的具体要求如下： １、设计说明书要全面反映设计思想、设计过程和结论性认识。其工艺设计要有文字、计算、公式来源、参数选取的资料名称或代号、图表（草图）。说明书用A4纸打印，约20页左右，并装订成册。 ２、设计图样按“机械制图”、“公差与配合”等国家标准完成。 ３、零件图按生产图样要求完成，零件的有关精度和技术要求要有合理的标注或说明。 设计过程中，提倡独立思考、深入钻研，主动地、创造性地进行设计，反对不求甚解、照抄照搬或依赖老师。要求设计态度严肃认真、有错必改。只有这样，才能保证课程设计达到教学基本要求，在设计思想、设计方法和设计技能等方面得到良好的训练。
课程设计设计题目：列管式换热器 专业班级：应化1301班 姓名：王伟 学号： U201310289 指导老师：王华军 时间： 2016年8月
目录 1.课程设计任务书 (5) 1.1 设计题目 (5) 1.2 设计任务及操作条件 (5) 1.3 技术参数 (5) 2.设计方案简介 (5) 3.课程设计说明书 (6) 3．1确定设计方案 (6) 3.1.1确定自来水进出口温度 (6) 3.1.2确定换热器类型 (6) 3.1.3流程安排 (7) 3.2确定物性数据 (7) 3．3计算传热系数 (8) 3.3.1热流量 (8) 3.3.2 平均传热温度差 (8) 3.3.3 传热面积 (8) 3.3.4 冷却水用量 (8) 4.工艺结构尺寸 (9) 4.1 管径和管内流速 (9) 4.2 管程数和传热管数 (9)
4.3 传热管排列和分程方法 (9) 4.4 壳体内径 (10) 4.5 折流板 (10) 4.6 接管 (11) 4.6.1 壳程流体进出管时接管 (11) 4.6.2 管程流体进出管时接管 (11) 4.7 壁厚的确定和封头 (12) 4.7.1 壁厚 (12) 4.7.2 椭圆形封头 (12) 4.8 管板 (12) 4.8.1 管板的结构尺寸 (13) 4.8.2 管板尺寸 (13) 5.换热器核算 (13) 5.1热流量衡算 (13) 5.1.1壳程表面传热系数 (13) 5.1.2 管程对流传热系数 (14) 5.1.3 传热系数K (15) 5.1.4 传热面积裕度 (16) 5.2 壁温衡算 (16) 5.3 流动阻力衡算 (17) 5.3.1 管程流动阻力衡算 (17) 5.3.2 壳程流动阻力衡算 (17)
目录 设计题目及工艺参数---------------------------------------------------1 一、换热器的分类及特点---------------------------------------------------2 二、结构设计-------------------------------------------------------------5 1、管径及管长的选择---------------------------------------------------5 2、初步确定换热管的根数n和管子排列方式-------------------------------5 3、筒体内径确定-------------------------------------------------------5 4、浮头管板及钩圈法兰结构设计-----------------------------------------6 5、管箱法兰、管箱侧壳体法兰和管法兰设计-------------------------------7 6、外头盖法兰、外头盖侧法兰设计---------------------------------------7 7、外头盖结构设计-----------------------------------------------------8 8、接管的选择--------------------------------------------------------------------------------------8 9、管箱结构设计-------------------------------------------------------8 10、管箱结构设计------------------------------------------------------8 11、垫片选择----------------------------------------------------------9 12、折流板------------------------------------------------------------------------------------------9 13、支座选取----------------------------------------------------------10 14、拉杆的选择--------------------------------------------------------13 15、接管高度（伸出长度）确定------------------------------------------13 16、防冲板------------------------------------------------------------13 17、设备总长的确定----------------------------------------------------13 18、浮头法兰---------------------------------------------------------------------------------------14 19、浮头管板及钩圈----------------------------------------------------14 三、强度计算--------------------------------------------------------------14 1、筒体壁厚的计算-----------------------------------------------------14 2、外头盖短节，封头厚度计算-------------------------------------------15 3、管箱短节、封头厚度计算 --------------------------------------------16 4、管箱短节开孔补强的核校 --------------------------------------------16 5、壳体压力试验的应力校核---------------------------------------------16 6、壳体接管开孔补强校核-----------------------------------------------17 7、固定管板计算-------------------------------------------------------18 8、无折边球封头计算 --------------------------------------------------19 9、管子拉脱力计算-----------------------------------------------------20 四、设计汇总-----------------------------------------------------21 五、设计体会--------------------------------------------------------------21 参考文献--------------------------------------------------------------22
机械原理课程设计说明书 设计题目：包装机推包机构运动简图与传动系统设计学院：机电学院 专业：机械工程及其自动化 姓名： 学号： 小组成员： 指导老师：
目录 一、设计题目 (2) 二、功能分解 (3) 三、运动转换 (3) 四、执行机构的选择与比较 (3) 五、原动机的选择 (5) 六、运动方案的拟定 (6) 七、传动机构 (8) 八、运动示意图 (10) 九、运动循环图 (11) 十、执行机构计算 (12) 十一、参考资料 (14) 十二、小结 (15)
一、设计题目 现需要设计某一包装机的推包机构，要求待包装的工件1（见图1）先由输送带送到推包机构的推头2的前方，然后由该推头2将工件由a处推至b处（包装工作台），再进行包装。为了提高生产率，希望在推头2结束回程（由b至a）时，下一个工件已送到推头2的前方。这样推头2就可以马上再开始推送工作。这就要求推头2在回程时先退出包装工作台，然后再低头，即从台面的下面回程。因而就要求推头2按图示的abcdea线路运动。即实现“平推—水平退回—下降—降位退回—上升复位”的运动。 设计数据与要求： 要求每5-6s包装一个工件，且给定：L=100mm，S=25mm，H=30mm。行程速比系数K在1.2-1.5范围内选取，推包机由电动机推动。 在推头回程中，除要求推头低位退回外，还要求其回程速度高于工作行程的速度，以便缩短空回程的时间，提高工效。至于“cdea”部分的线路形状不作严格要求。 图1 推包机构执行构件运动要求 设计任务： 1．至少提出两种运动方案，然后进行方案分析评比，选出一种运动方案进行设计； 2．确定电动机的功率与转速； 3．设计传动系统中各机构的运动尺寸，绘制推包机的机构运动简图； 4．对输送工件的传动系统提出一种方案并进行设计； 5．编写课程设计说明书。
河南理工大学课程设计管壳式换热器设计 学院：机械与动力工程学院 专业：热能与动力工程专业 班级：11-02班 学号： 姓名： 指导老师： 小组成员：
目录 第一章设计任务书 (2) 第二章管壳式换热器简介 (3) 第三章设计方法及设计步骤 (5) 第四章工艺计算 (6) 4.1 物性参数的确定 (6) 4.2核算换热器传热面积 (7) 4.2.1传热量及平均温差 (7) 4.2.2估算传热面积 (9) 第五章管壳式换热器结构计算 (11) 5.1换热管计算及排布方式 (11) 5.2壳体内径的估算 (13) 5.3进出口连接管直径的计算 (14) 5.4折流板 (14) 第六章换热系数的计算 (20) 6.1管程换热系数 (20) 6.2 壳程换热系数 (20) 第七章需用传热面积 (23) 第八章流动阻力计算 (25) 8.1 管程阻力计算 (25) 8.2 壳程阻力计算 (26) 总结 (28)
第一章设计任务书 煤油冷却的管壳式换热器设计：设计用冷却水将煤油由140℃冷却冷却到40℃的管壳式换热器，其处理能力为10t/h，且允许压强降不大于100kPa。 设计任务及操作条件 1、设备形式：管壳式换热器 2、操作条件 （1）煤油：入口温度140℃，出口温度40℃ （2）冷却水介质：入口温度26℃，出口温度40℃
第二章管壳式换热器简介 管壳式换热器是在石油化工行业中应用最广泛的换热器。纵然各种板式换热器的竞争力不断上升，管壳式换热器依然在换热器市场中占主导地位。目前各国为提高这类换热器性能进行的研究主要是强化传热，提高对苛刻的工艺条件和各类腐蚀介质适应性材料的开发以及向着高温、高压、大型化方向发展所作的结构改进。 强化传热的主要途径有提高传热系数、扩大传热面积和增大传热温差等方式，其中提高传热系数是强化传热的重点，主要是通过强化管程传热和壳程传热两个方面得以实现。目前，管壳式换热器强化传热方法主要有：采用改变传热元件本身的表面形状及表面处理方法，以获得粗糙的表面和扩展表面；用添加内物的方法以增加流体本身的绕流；将传热管表面制成多孔状，使气泡核心的数量大幅度增加，从而提高总传热系数并增加其抗污垢能力；改变管束支撑形式以获得良好的流动分布，充分利用传热面积。 管壳式热交换器（又称列管式热交换器）是在一个圆筒形壳体内设置许多平行管子（称这些平行的管子为管束），让两种流体分别从管内空间（或称管程）和管外空间（或称壳程）流过进行热量交换。 在传热面比较大的管壳式热交换器中，管子根数很多，从而壳体直径比较大，以致它的壳程流通截面大。这是如果流体的容积流量比较小，使得流速很低，因而换热系数不高。为了提高流体的流速，可在管外空间装设与管束平行的纵向隔板或与管束垂直的折流板，使管外流体在壳体内曲折流动多次。因装置纵向隔板而使流体来回流动的次数，称为程数，所以装了纵向隔板，就使热交换器的管外空间成为多程。而当装设折流板时，则不论流体往复交错流动多少次，其管外空间仍以单程对待。 管壳式热交换器的主要优点是结构简单，造价较低，选材范围广，处理能力大，还能适应高温高压的要求。虽然它面临着各种新型热交换器的挑战，但由于它的高度可靠性和广泛的适应性，至今仍然居于优势地位。 由于管内外流体的温度不同，因之换热器的壳体与管束的温度也不同。如果两流体温度相差较大，换热器内将产生很大的热应力，导致管子弯曲、断裂或从管板上拉脱。因此，当管束与壳体温度差超过50℃时，需采取适当补偿措施，
Safety is the goal, prevention is the means, and achieving or realizing the goal of safety is the basic connotation of safety prevention. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 现代包装机械设计方法分析(通 用版)
现代包装机械设计方法分析(通用版)导语：做好准备和保护，以应付攻击或者避免受害，从而使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出现事故的安全状态。显而易见，安全是目的，防范是手段，通过防范的手段达到或实现安全的目的，就是安全防范的基本内涵。 在包装现代化、包装机械化中，包装机械设计是重要的内容，其设计的水平高低会对产品质量、性能、经济效益等产生直接的影响。随着科学技术的进步，包装机械设计当中也融入了现代化设计技术。因此，本文就现代包装机械设计的方法进行了详细探讨。 在20世纪的70年代，我国开始发展包装机械行业。相比普通的产品，包装机械除开产品本身所包含的含义之外，还包含了形式、延伸、隐形三个方面含义。作为一个技术性行业，包装机械行业的包装技术发挥了重要作用。随着经济的发展，创新包装技术，也有利于包装机械行业的发展。而包装技术的进步也能够提升包装效率、帮助材料的成本节约，实现包装设计的智能化运行和模块化的设计。 包装机械具备的特点及设计要求 包装机械相比其余的机械种类，所具备的特点在于：第一，种类繁多。考虑到包装购衣与对象上的多样化，使得包装机械无论是结构，还是原理都存在极大差异，就算机械的功能相同，其原理与结构都会
《机械原理课程设计》 学 院 机 电 工 程 学 院 班 级 组 长 联系电话 小组成 员 指导教
师 温州大学机电工程学院制 目录 第一章设计任务 第二章机构方案确定和尺寸计算 第三章虚拟样机实体建模与仿真 样机模型建立 模型仿真分析 第四章虚拟样机仿真结果分析 第五章设计总结 参考文献
第一章设计任务 题目一：自动打印机 1. 工作原理及工艺动作过程 对于包装好的纸盒上，为了商品某种需要而打印一种记号。它的动作主要有三个：送料到达打印工位；然后打印记号；最后将产品输出（人工移动）。 2. 设计要求 1）纸盒尺寸:如火柴盒大小； 2）自动打印机的生产率: 120次／min； 3）具有急回特性。 第二章机构方案确定和尺寸计算 方案1：机构简图如下
方案分析：此方案采取的是用偏心凸轮和若干个连杆构成的。输送杆垂直方向的运动是有偏心轮驱动的，而水平方向的往复运动则有曲柄驱动。从而达到间歇送料的目的。当传带翻转时，已加工好的产品自动输出。产品的夹紧主要是采用固定口的方法夹紧。 优点：连杆机构一般均为低副。其运动副元素为面接触，压力较小，承载能力较大，润滑好，磨损小，加工制造容易，且连杆机构中的低副一般是几何封闭，对保证工作的可靠有利。凸轮的使用容易实现预期的运动规律。 缺点：（1）由于连杆机构的运动必须经过中间构件进行传递，因而传动路线较长，易产生较大的误差积累，同时也使效率降低。 （2）在连杆机构运动中，连杆所产生的惯性力难以用一般方法消除，因而此机构不宜用于高速运动。 （3）连杆须较高的运动精度。 （4）送料机构所需的空间较大，造成经济上的浪费。 方案2：机构简图如下
一、设计题目： 设计一台换热器 二、操作条件： 1、煤油：入口温度140℃，出口温度40℃。 2、冷却介质：循环水，入口温度35℃。 3、允许压强降：不大于1×105Pa。 4、每年按330天计，每天24小时连续运行。 三、设备型式： 管壳式换热器 四、处理能力： 114000吨/年煤油 五、设计要求： 1、选定管壳式换热器的种类和工艺流程。 2、管壳式换热器的工艺计算和主要的工艺尺寸设计。 3、设计结果概要或设计结果一览表。 4、设备简图（要求按比例画出主要结构及尺寸）。 5、对本设计的评述及有关问题的讨论。
第1章设计概述 1、1热量传递的概念与意义[1](205) 1、1、1 传热的概念 所谓的传热（又称热传递）就是间壁两侧两种流体之间的热量传递问题。由热力学第二定律可知，凡是有温差存在时，就必然发生热量从高温处传递到低温处，因此传热是自然界和工程技领域中极普遍的一种传递现象。 1、1、2 传热的意义 化工生产中的很多过程和单元操作，都需要进行加热和冷却，如：化学反应通常要在一定的温度进行，为了达到并保持一定温度，就需要向反应器输入或输出热量，又如在蒸发、蒸馏、干燥等单元操作中，都要向这些设备输入或输出热量。所以传热是最常见的重要单元操作之一。无论是在能源，宇航，化工，动力，冶金，机械，建筑等工业部门，还是在农业，环境等部门中都涉及到许多有关传热的问题。此外，化工设备的保温，生产过程中热能的合理利用以及废热的回收利用等都涉及到传热的问题，由此可见；传热过程普遍的存在于化工生产中，且具有极其重要的作用。归纳起来化工生产中对传热过程的要求经常有以下两种情况：①强化传热过程，如各种换热设备中的传热。 ②削弱传热过程，如设备和管道的保温，以减少热损失。 1、2 换热器的概念与意义[2] 1、2、1 换热器的概念 在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交设备，简称为换热器。在换热器中至少要有两种不同的流体，一种流体温度较高，放出热量：另一种流体则温度较低，吸收热量。 1、2、2 换热器的意义 热交换设备是工业生产中为实现物料之间热量传递的一种工艺设备。在化工、炼油、动力、原子能等众多的工业部门和行业中，广泛使用加热器、冷却冷凝器及其他热交换设备来满足一定的工艺生产条件；由这些设备构成的换热系统的状况，对整个化工过程的正常进行及整个化工系统的投资与操作费用关系重大。在一般化工厂的建设中，换热器约占总投资的10%-20%[3]；在石油炼厂中，换热器约占全部工艺设备投资的35%-40%[3]。因此，在能源日趋紧张的今天，合
Harbin Institute of Technology 课程设计说明书（论文） 课程名称：机械原理 设计题目：产品包装生产线（方案3） 院系：机电工程学院 班级：1208107 设计者：刘运昌 学号：1120810705 指导教师：翟文杰 设计时间：2014.6.23--2014.6.29
哈尔滨工业大学 产品包装生产线(方案3) 一、设计课题概述 如图1所示，输送线1上为小包装产品，其尺寸为长*宽*高=600*200*200，采取步进式输送方式，送第一包产品至托盘A上（托盘A上平面与输送线1的上平面同高）后，托盘A下降200mm，第二包产品送到后，托盘A上升200mm，然后把产品推入输送线2。原动机转速为1430rpm，产品输送量分三档可调，每分钟向输送线2分别输送8、16、24件小包装产品。 图1功能简图 二、设计课题工艺分析 由题目和功能简图可以看出，推动产品在输送线1上运动的是执行机构1， 图2 运动循环图 图1中T1为执行构件1的工作周期，T2是执行构件2的工作周期，T3是执行构件3的工作周期。由图2可以看出，执行构件1是作连续往复移动的，而执行构件2则有一个间歇往复运动，执行构件3作一个间歇往复运动。三个执行构
件的工作周期关系为：2T1= T2=T3。执行构件3的动作周期为其工作周期的1/8. 三、设计课题运动功能分析及运动功能系统图 根据前面的分析可知，驱动执行构件1工作的执行机构应该具有运动功能如图3所示。该运动功能把一个连续的单向转动转换为连续的往复移动，主动件每转动一周，从动件（执行构件1）往复运动一次，主动件的转速分别为8、16、24 rpm。 图3 执行机构1的运动功能 由于电动机转速为1430rpm，为了在执行机构1的主动件上分别得到8、16、24 rpm的转速，则由电动机到执行机构之间的传动比i z有3种分别为： 总传动比由定传动比i c与变传动比i v组成，满足以下关系式： i z1 = i c i v1 i z2=i c i v2 i z3=i c i v3 三种传动比中i z1最大，i z3最小。由于定传动比i c是常数，因此3种传动比中i v1最大，i v3最小。若采用滑移齿轮变速，其最大传动比最好不要大于4，即： i v1=4 则有： i c=错误!未找到引用源。 故定传动比的其他值为： i v2=错误!未找到引用源。.00 i v3=错误!未找到引用源。
包装机械设计课程设计指导书（1） 机械工程学院 2011年八月
一、课程设计的目的 《包装机械设计》课程设计是本课程各教学环节中重要的一环,它让学习者联系实际进一步深入理解、掌握所学的理论知识。其基本目的是： （1）培养理论联系实际的设计思想，训练综合运用包装机械和有关先修课程的理论，结合生产实际分析和解决工程实际问题的能力，巩固、加深和扩展有关包装机械设计方面的知识。 （2）通过制订设计方案，合理选择裹包机中块状物品推送机构和零件类型，正确计算零件工作能力、确定尺寸和选择材料，以及较全面地考虑制造工艺、使用和维护等要求，之后进行结构设计，达到了解和掌握机械零件、包装机械经常采用的机构的设计过程和方法。 （3）进行设计基本技能的训练。例如计算、绘图、熟悉和运用设计资料（手册、图册、标准和规范等）以及使用经验数据、进行经验估算和处理数据的能力。 二、设计内容与步骤 （一）设计内容 以裹包机中块状物品推送机构的典型机构——固定凸轮与连杆组合机构为题。课程设计通常包括如下内容：读懂块状物品推送机构典型机构——固定凸轮与连杆组合机构，了解设计题目要求；分析该块状物品推送机构设计的可能方案；具体计算和设计该方案中机构的基本参数；进行机体结构及其附件的设计；绘制装配图及零件工作图；编写计算说明书以及进行设计答辩。 （二）设计步骤： （1）设计准备 认真研究设计任务书，明确设计要求、条件、内容和步骤；通过阅读有关资料、图纸、参观实物或模型、观看电视教学片、挂图以及推送机构进行拆装实验等，了解设计对象；复习有关课程内容，熟悉零部件的设计方法和步骤；准备好设计需要的图书、资料和用具；拟定设计计划等。 （2）推送机构装置的总体设计 决定推送机构装置的方案；选择机构的类型，计算机构装置的运动参数。 （3）装配图设计 计算和选择机构的参数；确定机体结构和有关尺寸；绘制装配图草图；选择计算轴承和进行支承结构设计；进行机体结构及其附件的设计；完成装配图的其他要求；审核图纸。 （4）零件工作图设计 （5）整理和编写计算说明书 （6）设计总结和答辩 三、设计要求 在课程设计之前，准备好必要的设计手册或参考资料，以便在设计过程中逐步去学习查阅资料。确定设计题目后，至少应复习在课程中学过的相关内容。完成本课程设计的具体要求如下： １、设计说明书要全面反映设计思想、设计过程和结论性认识。其工艺设计要有文字、计算、公式来源、参数选取的资料名称或代号、图表（草图）。说明书用A4纸打印，约20页左右，并装订成册。 ２、设计图样按“机械制图”、“公差与配合”等国家标准完成。 ３、零件图按生产图样要求完成，零件的有关精度和技术要求要有合理的标注或说明。
化工原理 课 程 设 计 设计任务：换热器 班级：13级化学工程与工艺（3）班 姓名：魏苗苗 学号：1320103090 目录 化工原理课程设计任务书 (2) 设计概述 (3) 试算并初选换热器规格 (6) 1. 流体流动途径的确定 (6)
2. 物性参数及其选型 (6) 3. 计算热负荷及冷却水流量 (7) 4. 计算两流体的平均温度差 (7) 5. 初选换热器的规格 (7) 工艺计算 (10) 1. 核算总传热系数 (10) 2. 核算压强降 (13) 设计结果一览表 (16) 经验公式 (16) 设备及工艺流程图 (17) 设计评述 (17)
参考文献 (18) 化工原理课程设计任务书 一、设计题目： 设计一台换热器 二、操作条件：1、苯：入口温度80℃，出口温度40℃。 2、冷却介质：循环水，入口温度32.5℃。 3、允许压强降：不大于50kPa。 4、每年按300天计，每天24小时连续运行。 三、设备型式：管壳式换热器 四、处理能力：109000吨/年苯 五、设计要求： 1、选定管壳式换热器的种类和工艺流程。 2、管壳式换热器的工艺计算和主要的工艺尺寸的设计。 3、设计结果概要或设计结果一览表。
4、设备简图。（要求按比例画出主要结构及尺寸） 5、对本设计的评述及有关问题的讨论。 六、附表： 1.设计概述 1.1热量传递的概念与意义 1.1.1热量传递的概念 热量传Array递是指由于 温度差引起 的能量转移， 简称传热。由 热力学第二 定律可知，在 自然界中凡 是有温差存 在时，热就必 然从高温处 传递到低温 处，因此传热
大学 生物工程专业《化工原理课程设计》说明书 题目名称浮头式换热器的设计 专业班级 学号 学生姓名 指导教师 2012 年06 月08 日
目录 1、设计方案................................................................................ 错误！未定义书签。 2、衡算........................................................................................ 错误！未定义书签。 2.1确定设计方案 ................................................................... 错误！未定义书签。 2.1.1换热器的类型.............................................................. 错误！未定义书签。 2.1.2 管程安排..................................................................... 错误！未定义书签。 2.2确定物性数据 ................................................................... 错误！未定义书签。 2.3估算传热面积 ................................................................... 错误！未定义书签。 2.3.1 热负荷......................................................................... 错误！未定义书签。 2.3.2 热流体用量................................................................. 错误！未定义书签。 2.3.3 平均传热温差......................................................... 错误！未定义书签。 2.3.4 初算传热面积............................................................. 错误！未定义书签。 2.4换热器工艺结构尺寸设计 ............................................... 错误！未定义书签。 2.4.1 管径和管内流速......................................................... 错误！未定义书签。 2.4.2管程数和传热管数..................................................... 错误！未定义书签。 2.4.3 平均传热温差校正..................................................... 错误！未定义书签。 2.4.4 传热管排列................................................................. 错误！未定义书签。 2.4.5 壳体直径..................................................................... 错误！未定义书签。 2.4.6 折流板......................................................................... 错误！未定义书签。 2.4.7接管............................................................................. 错误！未定义书签。 3、换热器核算............................................................................ 错误！未定义书签。 3.1传热面积校核.................................................................... 错误！未定义书签。 3.1.1管程传热膜系数.......................................................... 错误！未定义书签。 3.1.2 壳程传热膜系数......................................................... 错误！未定义书签。 3.1.3 总传热系数................................................................. 错误！未定义书签。 3.1.4 传热面积校核............................................................. 错误！未定义书签。 3.2换热器内压降的核算...................................................... 错误！未定义书签。 3.2.1 管程阻力..................................................................... 错误！未定义书签。 3.2.2 壳程阻力..................................................................... 错误！未定义书签。 4、设备选型................................................................................ 错误！未定义书签。 4.1管子排列方式的选择 ....................................................... 错误！未定义书签。 4.2折流板的选择 ................................................................... 错误！未定义书签。 4.3除污垢措施的选择 ........................................................... 错误！未定义书签。 4.4材料的选择 ....................................................................... 错误！未定义书签。 5、附录及图表............................................................................ 错误！未定义书签。 6、设计总结................................................................................ 错误！未定义书签。 7、参考文献................................................................................ 错误！未定义书签。
目录第一章设计题目 1.1 设计数据与要求 1.2 设计任务 第二章功能分解 第三章机构设计 3.1 机构选型 3.2 机构最终成型与凸轮设计 第四章其他推包机构的设计方案 第五章推包机构设计方案的评定与选择第六章推包设计方案的最终简图 第七章心得体会 第八章参考文献
第一章 设计题目 现需设计某一包装机的推包机构，要求待包装的工件1 （见附图33）先由输送 带送到推包机构的推头2 的前方，然后由该推头2 将工件由a 处推至b 处（包 装工作台），再进行包装。为了提高生产率，希望在推头2结束回程（由b 至a ）时，下 一个工件已送到推头2的前方。这样推头2就可以马上再开 始推送工件。这就要求推头2在回程时先退出包装工作台， 然后再低头，即从台面的下面回程。因而就要求推头 2 按图示的abcdea 线路运动。即实现“平推—水平退回－下 降－降位退回－上升复位”的运动。 包装工作台d e H s b c 1a 2 附图33 推包机构执行构件运动要求
图一推包机构执行构件运动要求 1.1、设计数据与要求 要求每5～6s包装一个工件，且给定：L＝100mm， S=25mm, H=30mm.行程速比系数K在1.2～1.5范围内选取，推包机由电动机驱动。 在推头回程中，除要求推头低位退回外，还要求其回程速度高于工作行程的速度，以便缩短空回行程的时间，提高工效。至于“cdea”部分的线路形状不作严格要求。 1.2、设计任务 1）、至少提出两种运动方案，然后进行方案分析评比，选出一种运动方案进行设计。 2）、确定电动机的功率与转速。 3）、设计传动系统中各机构的运动尺寸，绘制推包机的机构运动简图。 4）、对输送工件的传动系统提出一种方案并进行设计。 5）、对所用到的齿轮进行强度计算，确定其尺寸。 6）、进行推包机结构设计，绘制其装配图。 7）、编写课程设计说明书。
食品工程原理 课程设计说明书 米糠油冷却用列管式换热器的设计 姓名：马坦 学号：0704 班级：食工1107
2013年12月13日 目录 一、设计依据及指导思想----------------------------------------------------------3 二、主要参数说明-------------------------------------------------------------------3 三、设计计算-------------------------------------------------------------------------5 1、确定设计方案------------------------------------------------------------------5 2、确定物性数据------------------------------------------------------------------5 3、计算总传热系数---------------------------------------------------------------6 4、计算传热面积------------------------------------------------------------------7 5、工艺结构尺寸
------------------------------------------------------------------7 6、换热器核算 ---------------------------------------------------------------------9 1）热量核算--------------------------------------------------------------------9 2）换热器内流体的流动阻力-----------------------------------------------11 3）换热器主要结构尺寸和计算结果总表-------------------------------13 7、离心泵的选择 ------------------------------------------------------------------13 四、设计结果--------------------------------------------------------------------------16 五、参考文献--------------------------------------------------------------------------16