设备设计师工作总结

设备设计师工作总结（共8篇）

设备设计师工作总结 篇1

非标设备设计经验总结

简单谈一下能使非标设备广泛的应用，所需要的几个条件和设计步骤。

一、完全的了解消化加工产品的基本要求，找出所有能提高产品质量的方法和工艺，特别要考虑其它先进的生产工艺。

二、对已在老式工艺生产的产品。放下你的架子，不仅仅和技术人员沟通，要找实际的操作制造工人沟通，了解实际生产过程中的问题和想法，常常会有意想不到的收获的。

三、分析初步设计方案所需要的条件。产品生产工艺、制定设备技术参数、明确所能承受的综合制造成本、对比传统制造工艺的综合性能等，尽可能详细。

四、初步设计方案，主要要体现设备的可行性和制造成本。

五、设备的设计：

1、明确产品的加工流程。优化合并多余的步骤，制定最合理的加工流程图。

2、选择理想的加工方位。注意事项：安全、人性化、设备的清洁、设备组合的可能性等。本人认为是非标设备设计最主要的步骤，已经体现了设备的优和差。

3、主功能件和辅助功能件的设计，计以第2条为基本依据。注意：各功能件的寿命、维护以更换易损件不影响设备性能为依据。

4、功能件的合理组合。注意事项：合理的考虑升级的可能性和通用性。我们毕竟不希望专用专用，其它一无用处的。

5、设备主体的设计，以设备钢性为依据，美观为理念。

6、线路和管路的布置。别让他破坏了设备的美观。

7、设备的优化，不用多说了，最需要时间但很多设计者最不愿意花时间和精力的地方。要求在设备完工那一天还需不断优化。

8、控制部分，时间很充足，不容忽视的关键部分。设计简快明了大方，避免控制故障率。设备的有些控制故障真的是很冤枉。

9、简单实用的控制面板。如果用不锈刚雕刻，美观耐用。

设备设计师工作总结 篇2

我井区七年来通过几种复采工作面支护设备工艺选型、实践应用, 已总结出一整套较为成功的复采工艺设备选型经验。经过对多种支护形势的对比, 我区支护由最早的π型钢梁和单体液压支柱配套支护过渡到并联顶梁液压支架, 到现在使用的整体顶梁液压支架, 先后对对多家支护设备的比较和实地考察, 选择了一套支护性能更好, 支护强度更大, 更符合旧区复采的整体顶梁液压支架。该支架整体性好、稳定性高、适合各类顶底板煤层裂隙发育, 可以有效地解决顶板不同变化对工作面造成的影响, 工作面所有的支架通过托梁系统连接成一个整体, 对顶板实现了全部封闭, 护顶面积大, 顶板容易控制, 可以解决过空顶、采空区、旧巷等问题, 使旧区复采安全性大幅度提高。

1 采煤方法与回采工艺的确定

1.1 工作面情况。

西一区15层煤位于南山矿北翼, 煤层走向变化较稳, 煤层倾角5~17°, 平均11°, 煤层倾角比较平缓。工作面走向395米, 倾斜平均53米, 地质储量14.7万吨, 可采储量13.6万吨。

区内15层煤上部以灰白色细质砂岩为主, 底部也为灰白色细质砂岩。复采煤层厚度平均5.0m, 旧区、旧巷较多, 煤层内含有冒落破碎的岩块, 夹杂在冒落破碎的煤中, 局部抽漏顶或局部悬顶, 实见有坑木, 注水管路, 采场内旧巷多达15条。

根据以上所述, 15层煤层赋存情况和地质构造特点, 设计采煤方法为走向长壁后退式, 顶板管理方法为全部垮落法, 采煤工艺为炮采、整体悬移顶梁支架支护顶板。

1.2 顶板管理方法。

西一区15层煤柱区域的煤层顶板 (直接顶) 可随采随冒, 复采区域顶板按破碎顶板管理, 设计采用全部垮落法管理顶板。

2 顶板管理, 支护方式的选择和依据

2.1 顶板管理:

全部垮落法。顶板管理选择依据:根据本区为复采区, 软帮顶板及顶煤能随采随冒落, 工作面放煤后软帮冒落煤岩的堆积高度可以达到采高1.5倍以上, 故本区顶板管理选用全部垮落法。

2.2 支护方式选择和依据。

该区域为复采区, 顶板能随采随冒, 该煤层无煤与瓦斯突出、无发生冲击地压发生历史, 邻区局部有火区。根据集团公司安全高产高效要求, 该区选用走向长壁后退式一次采全高整体顶梁液压支架放顶煤采煤方法。

2.2.1 工作面支架通过托梁系统连为一个整体, 使得支架稳定性及安全性有很大提高。

2.2.2 由于顶梁采用整体箱式结构, 护顶面积可达到95%以上。对顶板实现了全封闭管理。

2.2.3支架在坚硬底板工作面使用时可不用底盘, 在中软底板工作面使用可加装￠26、￠300、￠360、￠400柱鞋或两柱共用大底盘, 特别需要时可四柱共用整体底盘。

2.2.4 由于该支架液压系统可采用集中控制, 4柱可同时提起前移, 使前移动作简单, 移架速度快, 极大的提高了功效。

2.2.5 支架运输拆装方便, 简单, 可在工作面现场组装。

2.2.6 由于支架移动全部采用液压控制, 甚至可采用全集控闭路液压系统, 所以能极大减轻工人劳动强度。

3 工作面支护设计

3.1 本采面矿压观测数据:

本面开采的旧区复采, 老顶初次来压、周期来压显现都不明显, 但有硬帮抽顶及片帮现象。

3.2 支护强度计算:

注:P-支护密度根/m2

D-顶板单位面积载荷量T/m2

K-单体支柱支撑强度 (30T/根)

M-设计开帮高度

V-顶板煤岩容重取2.0 T/m3

R-支护强度T/m2

1.1-两组支架之间支护的宽度 (0.75+0.35) m

68-支架立柱的工作阻力T

3.2.1 顶板单位面积载荷量D。D=8.M.V=8×2.0×2.0=32.0 T/m2

3.2.2支护强度计算。最大控顶距时支护强度:R大=4×68/3.8×1.1=65.07吨/米2;最小控顶距时支护强度:R小=4×68/2.8×1.1=88.31吨/米2

3.3 支护方式和参数选择

3.3.1 支护方式:

根据上述计算工作面选择北京城田恒业煤矿设备有限公司生产的Zy2800/14/28轻型整体无前探梁悬移顶梁液压支架支护顶板, 完全能够满足工作面支撑能力的要求。

3.3.2 支护参数: (见表1)

3.4

工作面上、下出口支护设计。工作面下出口采用同型号支架, 支架长度3530mm, 上下出口各提前一刀开帮,

3.5 支护强度验算 (见表2)

根据上述计算得知:支护强度R大、R小均大于顶板载荷量D。因此选择该支架能够满足顶板载荷量要求。

根据实际应用和支架设备技术性能指标可以看出, 复采工作面较实用整体悬移顶梁轻型液压支架支架支护顶板。较分体式悬移顶梁安全、操作方便、安设简单、减轻工人劳动强度、推进度大、有利于一通三防、和防灭火。

结束语

设备设计师工作总结 篇3

【关键词】综采工作面；中部设备；“三机”配套设计

一、概述

综采工作面设备配套设计主要是研究解决生产能力配套和安装结构配套两方面的问题。安装结构配套设计是要恰当处理转载机、皮带机、刮板机、采煤机、支架等设备之间的相互连接关系，确定合理的配套尺寸，其中刮板输送机、采煤机、支架的相互配套关系最为重要。工作面中部“三机”几何关系配套设计就是要确定刮板机、采煤机和支架的相互配套尺寸，保证设备运行时不相互干涉，并使其配套设备的效能最大程度的发挥。

二、工作面中部“三机”几何配套

工作面中部“三机”几何配套尺寸主要指梁端距、铲板间距、卧底量、过煤高度等，下面根据峰峰集团多年来综采设备选型配套设计实践，对这些配套尺寸的选取确定原理作一些分析和探讨。（1）梁端距支架顶梁前端至煤壁的距离。梁端距的大小的选取在中部配套中起到很重要的作用，过大易造成顶梁前端片帮、冒顶,过小会造成采煤机滚筒割打顶梁。梁端距的大小合理沿取值主要依据煤的软硬程度、梁端顶板冒落情况、地板沿向起伏变化情况及采高等因素综合考虑。若煤硬、顶板不易冒落、地板起伏大、采高大，梁端距可以取值大一点。反之，应取值小一点。一般情况下，在支架工作高度范围内，在保证采煤机滚筒不割打顶梁的情况下，应使其取值小一些，以利于梁端顶板的维护。特殊情况下，如遇到煤极软、顶板极易冒落的地质条件，还可取消梁端距，使顶梁前端直接抵住煤壁，以便有效的防止片帮、冒顶发生。梁端距一般取值在300mm左右。（2）铲板间距。采煤机滚筒截齿至刮板机铲板之间的距离。铲板间距的合理取值主要依据煤的软硬程度和地板沿走向起伏变化情况等情况综合考虑。过大易造成采煤机滚筒装煤困难；过小易造成采煤机滚筒割打铲板。一般情况下，在保证采煤机滚筒不割打铲板、采煤机摇臂在机头（尾）过渡槽不与刮板机槽帮干涉的情况下，应尽量取小值，以利于提高装煤效果和保持设备尺寸的紧凑性。铲板间距一般取值在80～250mm之间。（3）卧底量。采煤机摇臂下摆极限位置时，刮板机底面至滚筒最下截齿尖的垂直距离。卧底量取值的大小主要影响工作面机头、机尾煤墙三角煤的割透情况和适应地板不平的状况。卧底量越大越有利于割透机头、机尾煤墙三角煤和适应地板不平的状况。一般情况下，在采煤机结构允许的情况下，制造厂家应设计使卧底量尽量大一些。卧底量一般取值在80～200mm之间。（4）采煤机过煤高度。刮板机中板上面至采煤机底腹面的高度。采煤机过煤高度的设计主要是保证大块煤和矸石顺利通过。其取值主要依据煤的软硬程度和配套设备情况。一般情况下，在满足采煤机设计尺寸的要求下，过煤高度取值应大一些，以利于大块煤和矸石的通过。过煤高度一般取值在800mm左右。（5）后放煤高度。后刮板机中板到支架后尾梁的高度。后放煤高度的设计主要是保证后部放出的大块煤、矸石顺畅通过及保证后部刮板机故障情况下后部有一定的维修工作空间。一般情况下后放煤高度取值应尽量大一些。后放煤高度一般取值在1000mm以上。（6）工作面行人空间。指工作面内保证行人、工作的最小空间。在支架结构尺寸和配套要求允许的情况下，该取值应尽量大一点以保证工作面工作、行人空间。四柱支架工作面工作，行人空间在前后排立柱中间，要求前排立柱与电缆槽有一定间距以防立柱与电缆槽干涉。工作面行人空间一般取值在600mm以上，四柱支架前排立柱与电缆槽的间距取值一般在100mm左右。（7）中心偏差值。采煤机中心线与刮板机中心线的偏差值。为了保证采煤机在刮板机顺利行走，确保采煤机的横向稳定性，要求在配套设计中采煤机重心与刮板机重心尽量重合，即两中心偏差值越小越好。中心偏差值一般取值在60mm左右。（8）伸缩梁行程。指顶梁前伸缩梁行程。伸缩梁行程主要依据配套采煤机滚筒截深的大小来选取。一般情况下要与截深线相一致，并稍大一点为好，以利于破碎顶板的及时超前支护，更好的维护煤壁机道。对截深为600mm的滚筒，伸缩梁行程一般取值700mm左右。（9）工作面采高。对普通综采，采高确定主要依据煤层厚度选取；对放顶煤综采采高的选取一是要考虑支架内有合适的工作高度空间，二是考虑合适的采放比。放顶煤综采采高一般取值在2300mm左右。

三、工作面中部“三机”几何配套实例

油房渠煤矿在开采4102、4103、4104等工作面时，根据上述配套原理，进行了工作面设备选型，达到了很好的实践效果。三机配套设备型号：采煤机：MG500/1140—WD，支架：ZY10000/19/38，刮板机：SGZ900/1050。三机配套尺寸：梁端距：272；卧底量：70；铲板间距：150；中心距：60；采高：1900～3800。

四、综采设备发展现状及存在问题

综采设备的配套包括设备的成套性和配套性，就成套性，虽然我国综采设备单机制造形式体现的，但国家对不同类型、规格、系列产品开发的标准是统一的。综采采煤机、液压支架和刮板输送机“三机”成套配置，统一编号，现已公布200套。各制造厂家单机都有明确的机型和三机配套图。综采设备的配套涉及范围广、包含内容多、环节要求细、专业性强，需要设计、制造、煤矿三方密切配合，精心策划才能做到配套性能好。国家规定的“三机”成套方案只是原则规定，范围及项目内容不全，特别是工作面条件复杂，需要综合分析，方案对比，才能确定设备规格型号。综采设备发展现状与亟待解决的问题：（1）国内煤机产品大型化、多样化、系列化，目前已研制成功适合于大采高、薄煤层，围岩“三软”“三硬”等多种条件下的综采成套设备。配套性好，应用广泛。（2）综采设备成套性有待完善。如端头支架、大倾角支架防倒，防滑装置技术水平不高。刮板机、带式输送机启动及工作面通讯、信号自动化控制技术薄弱。（3）选型计算理论基础研究有待提高。液压支架架型和工作阻力的确定依据性差。计算方法很多，结果差别很大，现场应用效果难以量化分析。配置投入经济难以预测。综采设备的性能及状态没有可靠的测试方法。（4）国家公布的综采设备配套匹配方案，仅有工作面“三机”的规格型号、适用范围、生产能力等内容，其他配套设备、控制设备都未说明，选型配套方案需进一步补充完善。（5）综采生产能力配套尚无统一规范的确定方法。不同的方法确定的生产能力差别很大。生产能力应从矿井运输、供电系统等全面计算、验核，综采工作面要根据矿井生产能力，工作面几何参数及回采工艺合理确定采煤机生产能力，最后综合各方面因素核定工作面刮板输送机、转载机、破碎机和带式输送机的输送能力。（6）多数煤矿企业综采配套技术能力较低，尚未达到先进、合理，经济可靠的综采配套目标要求。现场管理需严格按配套技术要求安装，使用设备，采煤、运输和支护工艺需坚持按整改循环作业，采煤机过载、刮板输送机、液压支架推移步距或大或小等配套方面的问题的存在，造成工作面不能均衡生产，事故多，综采生产能力不足。（7）综采配套较薄弱的环节是工作面两端头，工作面中间架，过渡架及端头架的联合支护，采煤机自开缺口及卧底量，运输设备转载及安全通道都存在装备可靠性及配套布置问题。

五、结语

制药设备与工程设计知识点总结 篇4

1.制药设备的功能的设计要求：1.净化功能2.清洗功能3.在线监测与控制能力4.安全保护功能 2.GMP对制药设备有如下要求：1.有与生产相适应的设备能力和最经济，合理，安全的生产运行2.有满足制药工艺所要求的完善功能及多种适应性3.能保证药品加工中品质的一致性4.易于操作和维修5.易于设备内外的清洗6.各种接口符合协调，配套，组合的要求7.易安装，且易于移动，有利组合的可能8.进行设备验证（包括型式，结构，性能等）

3.对物体作用的效果取决于以下三个要素：1.力的大小2.力的方向3.力的作用点

4.铁碳合金：95％以上的铁，0.05％～4％的碳，1％左右的杂质元素。钢的含碳量：0.02％～2％；铸铁含碳量：大于2％；纯铁含碳量：小于0.02％；含碳量大于4.3％的铸铁极脆，二者的工程应用价值都很小。

5.奥氏体不锈钢:以镍铬为主要合金元素，除具有氧化铬薄膜的保护作用，还因镍能使钢形成单一奥氏体组织而得到强化，使得在很多介质中比铬不锈钢更具耐腐蚀。在含氯离子的溶液中，有发生晶间腐蚀的倾向，严重时往往引起钢板穿孔腐蚀。

6.晶间腐蚀：在400℃～800℃的温度范围内，碳从奥氏体中以碳化铬（Cr23C6）形式沿晶界析出，使晶界附近的合金元素（铬与镍）含铬量降低到耐腐蚀所需的最低含量（12％）以下，腐蚀就在此贫铬区产生。这种沿晶界的腐蚀称为晶间腐蚀。钢材会变得脆、强度很低，破坏无可挽回。7.一台完整的机器一般由动力部分，执行部分和传动部分所组成。

8.带传动：主动轮，从动轮，传动带。带具有弹性与挠性。带传动的失效形式：①打滑 ②带的疲劳破坏

链传动：它是由装在平行轴上的主链轮、从动链轮和绕在链轮上的环形链条组成。齿轮传动蜗杆传动：蜗杆传动是由蜗杆和蜗轮组成的。特点：①传动比大，且准确。齿轮轮齿失效形式：1.齿轮折断2.齿面磨损3.齿面点蚀4.齿面胶合

9.构成运动副的两个构件间的接触有点，线，面三种形式。连杆机构是由若干刚性构件用低副联接所组成。面接触的运动副称为低副，而点、线接触的运动副称为高副，高副比低副易磨损。10.在连杆机构中，若各运动构件均在相互平行的平面内运动，则称为平面连杆机构。所有运动副均为转动副的四杆机构称为铰链四杆机构。按连架杆能否整周转动，可将四杆丝杆机构分为三种基本形式：曲柄摇杆机构，双曲柄机构，双摇杆机构

11.在医药生产中广泛应用的制粒方法可分类为：湿法制粒，干法制粒，喷雾制粒。高效混合制粒机是通过搅拌器混合及高速制粒刀切割而将湿物料制成颗粒的装置。功能：混合，制粒

12.气缚：离心泵启动时，若泵壳内存有空气，叶轮中心处所形成低压不足以将贮槽内的液体吸入泵内，此时启动离心泵也不能输送液体，这种现象称为～

13.汽蚀：离心泵运行时，如泵内某区域液体的压力低于当时温度下的液体汽化压力，液体会开始汽化产生气泡；也可使溶于液体中的气体析出，形成气泡。当气泡随液体运动到泵的高压区后，气体又开始凝结，使气泡破灭。由于气泡破灭速度极快，使周围的液体以极高的速度冲向气泡破灭前所占有的空间，即产生强烈的水力冲击，引起泵流道表面损伤，甚至穿透。

14.带有搅拌装置的反应器（亦称反应釜）是制药工业中使用最普遍的一种间歇式反应器。搅拌器的三种流型：径向流，轴向流，切向流。

15.几种典型搅拌器：(1)桨式搅拌器桨式搅拌器的径向搅拌范围大，可用于较高粘度液体的搅拌(2)锚式和框式搅拌器锚式和框式搅拌器常用于中、高粘度液体的搅拌(3)螺带式搅拌器目的：提高轴向混合效果液体将沿着螺旋面上升或下降, 形成轴向循环流动螺带式搅拌器常用于高粘度液体的混合

16.提高搅拌效果①挡板②偏心安装③导流筒 17.发酵设备与反应釜结构的不同:发酵设备有消泡桨，通气管；发酵罐中广泛采用圆盘涡轮式搅拌器 18.旋风分离器是利用气态非均相在作高速旋转时所产生的离心力, 将粉尘从气流中分离出来的干式气固分离设备。结构简单，操作弹性大，对于捕集5～10μm以上的粉尘，效率较高。对细粉尘分离效率低。

袋式过滤器是利用过滤材料，使固体颗粒从含尘气体中分离出来的一种分离设备。对1～5μm细微粒分离效率达99%以上，还可除去1微米甚至0.1微米的尘粒，但过滤效率低。19.浸出设备按浸出方法分：煎煮设备浸渍设备渗漉设备回流设备 20.多功能提取罐P128 21.超声提取的原理是利用超声波具有的空化效应，机械效应及热效应

22.膜分离原理：膜是一种分子级分离过滤作用的介质，当溶液或混和气体与膜接触时，在压力或电场作用或温差作用下，某些物质可以透过膜，而另一些物质则被选择性的拦截，从而使溶液中不同组分或混和气体的不同组分被分离，这种分离是分子级的分离。

23.膜的种类很多，可分为有机高分子膜和无机膜两类。目前在制药工业生产中使用最为广泛的是聚砜(PS)类材料，约占32％；纤维素材料中的醋酸纤维素（CA）和三醋酸纤维素（CTA）分别占13％和7％；聚丙烯晴（PAN）占6％；无机膜占22％；其他的膜材料约为20％.24.管式薄膜蒸发器分类：升膜式，降膜式，升降膜式。升膜式蒸发浓缩设备是指在蒸发器中形成的液膜与蒸发的二次蒸汽气流方向相同，由下而上并流上升。由蒸发加热管、二次蒸汽液沫导管、分离器和循环管4部分组成。

25.管式薄膜蒸发器：液体沿加热管壁成膜而进行蒸发；刮板式蒸发器：通过旋转的刮板使液料形成液膜的蒸发设备；离心式薄膜蒸发器：是利用旋转的离心盘所产生的离心力对溶液的周边分布作用而形成薄膜

26.分子蒸馏的原理：分子蒸馏是在极高的真空度下，依据混合物分子运动平均自由程的差别，使液体在远低于其沸点的温度下迅速得到分离

27.分子运动自由程指一个分子与其他分子相邻两次碰撞之间所走过的路程。

分子运动平均自由程是指某时间间隔内自由程的平均值。

28.干燥设备：厢式干燥器，带式干燥器，流化床干燥器，喷雾干燥器，真空干燥器，真空冷冻干燥器，微波真空干燥器 29.2010年版GMP规定：“工艺用水即药品生产工艺中使用的水，包括：饮用水，纯化水，注射用水。30.灭菌法：物理灭菌化学灭菌无菌操作法。物理灭菌法:干热灭菌，湿热灭菌，辐射灭菌，过滤灭菌。在制药工业中普遍采用物理灭菌法

31.干热灭菌法原理：热力灭菌的原理：加热可破坏蛋白质和核酸中的氢键，故导致核酸破坏，蛋白质变性或凝固．酶失去活性，微生物因而死亡。包括火焰灭菌法，干热空气灭菌法，高速热风灭菌法。干热灭菌设备：烘箱，干热灭菌柜，隧道灭菌系统

32.湿热灭菌法原理：湿热灭菌法是利用饱和水蒸汽或沸水来杀灭细菌的方法。由于蒸汽潜热大，穿透力强，容易使蛋白质变性或凝固，所以灭菌效率比干热灭菌法高。湿热灭菌是制药生产中应用最广泛的一种灭菌方法。缺点是不适用于对湿热敏感的药物。包括热压灭菌法，流通蒸汽灭菌法，煮沸灭菌法，低温间歇灭菌法。湿热灭菌设备：热压压灭菌器，热压灭菌柜 33.胶囊剂的生产设备P218（图）

1.排序和定向区2.拔囊区3.体帽错位区4.药物填充区5.废囊剔除区6.胶囊闭合区7.出囊区8.清洁区9.主工作盘

胶囊填充生产设备主要部件：定量装置，剔除装置，闭合胶囊装置，出囊装置，清洁装置

工作过程：工作时，自贮囊斗落下的杂乱无序的空胶囊经排序和定向装置后，均被排列成胶囊帽再上的状态，并逐个落入主工作盘的上囊板孔中。在拔囊区，拔囊装置利用真空吸力使胶囊体落入下囊板孔中，而胶囊帽则留在上囊板孔中。在体帽错位区，上囊板联通连同胶囊帽一起移开，使胶囊体的上口置于定量填充装置的下方。在填充区，定量填充装置将药物填充进胶囊体。在废物剔除区，剔除装置将未拔开的空胶囊从上囊板孔中剔除。在胶囊闭合区，上下囊板孔的轴线对正，并通过外加压力使胶囊帽与胶囊体闭合。在出囊区，闭合胶囊被出囊装置顶出囊板孔，并经出囊滑道进入包装工序。在清洁区，清洁装置将上下板孔中的药粉，胶囊皮屑等污染物清除。随后，进入下一个操作循环。由于每一区域的操作工序均要占用一定的时间，因此主工作盘是间歇转动的。

34.安瓿灌封的工艺过程一般包括：安瓿的排整，灌注，充气，封口等工序。灌注部分主要由凸轮杠杆装置，吸液灌液装置，缺瓶止灌装置组成。

封口部分有两种：拉丝封口和激光封口，激光封口更好。35.对于灭菌法生产的安瓿，常于灌封后立即进行灭菌消毒检漏。36.计量调节方式：量杯式计量，计量泵计量 37.片剂和胶囊剂的包装种类：（1）条带状包装，亦称条式包装，其中主要是条带状热封合（SP）包装（2）泡罩式包装（PTP），亦称水泡眼包装（3）瓶包装或袋之类的散包装 38.药品包装分类：1.单剂量包装2.内包装3.外包装 39.设计工作基本程序P268图

40.制药工程设计一般可分为三个主要阶段：设计前期工作（包括项目设计书，厂址选择报告，预可行性研究报告和可行性研究报告），初步设计，施工图设计。施工图设计是设计部门工作最繁重的一个环节。

41.厂房选址医药工业洁净厂房新风口与市政交通干道近基地侧道路红线之间的距离宜大于50m。GMP要求:药品生产企业必须有整洁的生产环境。从总体上讲，制剂药厂最好选在大气条件良好，空气污染少，无水土污染的地区，尽量避开热闹市区，化工区，风沙区，铁路和公路等污染较多的地区，以使药品生产企业所处环境的空气，场地，水质等符合生产要求。42.制药设备分为机械设备和化工设备两大类 43.工艺流程设计的原则：

（1）尽可能采用先进设备，先进生产方法及成熟的科学技术成就，以保证产品质量。（2）“就地取材”，充分利用当地原料，以便获得最佳经济效果。

（3）所采用的设备效率高，降低原材料消耗及水电力消耗。以使产品的成本降低。

（4）按GMP要求对不同药物剂型进行分类的工艺流程设计。如口服固体制剂，栓剂等按常规工艺路线进行设计；外洗液，口服液，注射液（大输液，小针剂）等按灭菌工艺路线进行设计；粉针剂按吴军生产工艺进行设计等。

（5）β-内酰胺类药品（包括青霉素类，头孢菌素类）按单独分开的建筑厂房进行工艺流程设计。中药制剂和生化药物制剂涉及中药材的前处理，提取，浓缩（蒸发）以及动物脏器，组织的洗涤或处理等生产操作，按单独设立的前处理车间进行前处理工艺流程设计，不得与其制剂生产工艺流程设计混杂。

（6）其他如避孕药，激素，抗肿瘤药，生产用毒菌种，非生产用毒菌种，生产用细胞与非生产用细胞，强毒与弱毒，死毒与活毒，脱毒前与脱毒后的制品的活疫苗与灭活疫苗，人血液制品，预防制品的剂型及制剂生产按各自的特殊要求进行工艺流程设计。

（7）遵循“三协调”原则即人流物流协调，工艺流程协调，洁净级别协调，正确划分生产工艺流程中生产区域的洁净级别，按工艺流程合理布置，避免生产流程的迂回，往返和人物流交叉等。（8）充分预计生产的故障，以便及时处理，保证生产的稳定性。

1按《药品生产质量管理规范》确定车间各工序的洁净级别44.初步设计阶段的车间布置设计内容：○2生产工序，生产辅助设施，生活行政辅助设施的平面，立体布置○3车间场地和建筑物，构筑物○4设备的平面，立体布置○5通道系统，物料运输设计○6安装，操作，维修的平面和的位置和尺寸○空间设计。

1落实初步设计车间布置的内容○2确定设备管口和仪表接口的45.施工图设计阶段布置设计的内容：○3物料与设备移动，4确定与设备安装有关的建筑物尺寸○5确定设备安装方方位和标高○运输设计○6安排管路，仪表，电气管线的走向，确定管廊位置 案○

1选择管材○2管路计算○3管路布置设计○4管路绝热设计○5管路支架设46.（P303）管路设计的内容：○6编写设计说明书 计○ 输送冷流体（如冷冻盐水）的管路与热流体（如蒸汽）的应相互避开。47.洁净室按用途分为：工业洁净室，生物洁净室

制药生产车间的环境可划分为：一般生产区，控制区，洁净区 洁净厂房的耐火等级不应低于二级

医药工业洁净厂房的每一生产层，每一防火分区或每一洁净区的安全出口数目不应少于两个。48.废水处理级数 按处理程度划分，废水可分为一级，二级和三级处理。

一级处理通常是采用物理方法或简单的化学方法除去水中的漂浮物和部分悬浮状态的污染物，以及调节废水的PH等。通过一级处理可减轻废水的污染程度和后续处理的负荷。一级处理常作为废水的预处理。

二级处理主要指生物处理法。废水经过一级处理后，再经过二级处理，可除去废水中的大部分污染物，使废水得到进一步净化。二级处理适用于处理各种含有机污染物的废水。废水经二级处理后，水质一般可以达到规定的排放标准。三级处理是一种洁净程度要求较高的处理，目的是除去二级处理中未能除去的污染物，包括不能被微生物分解的有机物，可导致水体富营养化的可溶性无机物（如氮磷等）以及各种病毒，病菌等。经三级处理后，可达到地面水和工业用水的水质要求。

过程设备设计范文 篇5

压力容器由筒体，封头密封装置，开孔接管，支座，安全附件六大部件组成。筒体的作用：用以储存物料或完成化学反应所需要的主要压力空间。封头的作用：与筒体直接焊在一起，起到构成完整容器压力空间的作用。密封装置的作用：保证承压容器不泄漏 开孔接管的作用：满足工艺要求和检验需要 支座的作用：支撑并把压力容器固定在基础上 安全附件的作用：保证压力容器的使用安全和测量，控制工作介质的参数

2固定式压力容器安全技术监察规程》在确定压力容器类别时，为什么不仅要根据压力高低，还要视压力与容积的乘积pV大小进行分类？：

压力容器所蓄能量与其内部介质压力和介质体积密切相关：体积越大，压力越高，则储存的能量越大，发生爆破是产生的危害也就越大。而《固定式压力容器安全技术监察规程》在确定压力容器类别时是依据整体危害水平进行分类的，所以要这样划分.3压力容器用钢的基本要求

较好的强度，良好的塑性，韧性，制造性能和与介质的相容性

4为什么要控制压力容器用钢的硫磷含量 硫能促进非金属夹杂物的形成，使塑性和韧性降低，磷能提高钢的强度，但会增加钢的脆性，特别是低温脆性，将硫磷等有害元素控制在较低的水平，就能大大提高钢材的纯净度，可以提高钢材的韧性，抗辐射脆化能力，改善抗应变时效性能，抗回火脆性和耐腐蚀性能

设计双鞍座卧式容器时，支座位置应该按照哪些原则确定？试说明理由。

答：根据JB473规定，取A小于等于0.2L，否则容器外伸端将使支座界面的应力过大。因为当A=0.207L时，双支座跨距中间截面的最大弯矩和支座截面处的弯矩绝对值相等，使两个截面保持等强度。考虑到除弯矩以外的载荷，所以常区外圆筒的弯矩较小。所以取A小于等于0.2L。

当A满足小于等于0.2L时，最好使A小于等于0.5Rm。这是因为支座靠近封头可充分利用封头对支座处圆筒的加强作用。

2、卧式容器支座截面上部有时出现 “扁塌”现象，是什么原因？如何防止这一现象出现？ 答：由于支座处截面受剪力作用而产生周向弯矩，在周向弯矩的作用下，导致支座处圆筒的上半部发生变形，产生所谓扁塌现象。防止方法：设置加强圈或使支座靠近封头布置，利用加强圈或封头的加强作用。

3、双鞍座卧式容器设计中应计算哪些应力？试分析这些应力是如何产生的？

答：①圆筒的轴向应力，由轴向弯矩引起。②支座截面处圆筒和封头上的切向切应力和封头的拉伸应力，由横向剪力引起。③支座截面处圆筒的周向弯矩应力由截面上切向切应力引起。④支座截面处圆筒的周向压缩应力，通过鞍座作用于圆筒上的载荷所导致的。

4、球形储灌采用赤道正切柱式支座时，应遵循哪些准则？

答：支柱在球壳赤道带等距离布置，支柱中心线和球壳相切或想割而焊接起来。若相割，支柱中心线和球壳交点同球心连线与赤道平面的夹角为10°~20°。为了能承受风载荷和地震载荷，保证稳定性，还必须在支柱间设置连接拉杆。

换热设备有哪几种主要形式？

①直接接触式换热器②蓄热式换热器③间壁式换热器④中间载热体式换热器

间壁式换热器有哪几种主要形式？各有什么特点？

管式换热器：结构简单、工作适应范围大、容易操作、清洗方便，但在可拆接处易泄漏。板面式换热器：传热性能比管式换热器优越，由于结构上的特点，使流体能在较低的速度下就达到湍流状态，从而强化了传热。板面式换热器采用板材制作，在大规模组织生产时可降低设备成本，但其耐压性能比管式换热器差。

1、管壳式换热器主要有哪几种形式？换热管与管板有哪几种连接方式？各有什么特点？ ①固定管板式换热器，浮头式换热器，U形管式换热器，填料函式换热器，釜式重沸器。②强度胀接：生产率高，劳动强度低，密封性能好等特点。强度焊：焊接结构强度高，抗拉脱力高。胀焊并用：不仅能改善连接处的抗疲劳强度性能，而且还能消除应力腐蚀和间隙腐蚀，提高使用寿命。

2、换热设备传热强化可采用哪些途径来实现？

①增加平均传热温差△Tm：逆流换热②扩大传热面积A：扩展表面；消除传热死区③提高传热系数K：增加流体湍动程度，比如：外加动力源，选用传热系数大的材料，管壳分程，防止结垢并及时除垢.1、搅拌容器的传热元件有哪几种？各有什么特点？

夹套：在容器的外侧，用焊接或法兰连接的方式装设各种形式的钢结构，使其与容器外壁形成密闭的空间。

内盘管：浸没在物料中，热量损失小，传热效果好，但检修困难。

工程中常用的搅拌器有哪几种？简述各自特点。桨式搅拌器、推进式搅拌器、涡轮式搅拌器、锚式搅拌器 桨式搅拌器：功耗少，操作费用低。

推进式搅拌器：结构简单，制造方便，适用黏度低、流量大的场合，利用较小的搅拌功率，通过高速转动的桨叶能获得较好的搅拌效果。

涡轮式搅拌器：有较大的剪力，可使流体微团分散的很细。锚式搅拌器：结构简单，在容器壁附近流速比其他搅拌器大。

3、涡轮式搅拌器在容器中的流型及其应用范围？ 流型：平直叶、后弯叶为径向流型。折叶的近于轴流型。应用范围：适用于低黏度到中等黏度流体的场合。

4、搅拌轴的设计需要考虑哪些因素？

①扭转变形 ②临界转速 ③转矩和弯矩联合作用下的强度 ④轴封处允许的径向位移

5、搅拌轴的密封装置有几种？各有什么特点？

填料密封：结构简单，制造容易，适用于密封和弱腐蚀性介质。密封要求不高、并允许定期维护

机械密封：泄露率低，密封性能可靠，功耗小，使用寿命长

填料有哪些类型？哪种类型的传质效率高？ 解：填料一般分为散装填料及规整填料两大类。

散装填料：安装以乱堆为主。有环形填料、开孔环形填料、鞍形填料、金属环矩鞍填料；规整填料：是一种在塔内按均匀的几何图形规则、整齐地堆砌的填料。有丝网波纹填料、板波纹填料。

规整填料的传质效率高。这种填料人为地规定了填料层中气、液的流路，减少了沟流和壁流的现象，大大降低了压降，提高了传质和传热的效果。

填料塔有哪些内件？其作用是什么？

解：支承装置：防止填料穿过支承装置而落下；支承操作时填料层的重量；保证足够的开孔率，使气液两相能自由通过。

液体分布器：将液相加料及回流液均匀分布到填料的表面上，形成液体的初始分布。液体收集再分布器：减小壁流现象，将填料分段；将上层填料流下的液体完全收集、混合，后均匀分布到下层填料，并将上升的气体均匀分布到上层填料以消除各自的径向浓度差。压紧和限位装置：压紧填料，保证填料塔的正常、稳定操作；防止高气速、高压降或塔的操作出现较大波动时，填料向上移动而造成填料层出现空隙，从而影响塔的传质效率。

根据塔板的结构形式，板式塔有哪几类？工程中最常用的类型有哪些？ 解：按塔板的结构分，有泡罩塔、筛板塔、浮阀塔、舌形塔等四类 目前应用最广泛的板式塔是筛板塔及浮阀塔。

塔设备的附件有哪些？各自的作用是什么？

解：除沫器：减少液体夹带损失，确保气体纯度，保证后续设备的正常操作。裙座：防止风载和地震载荷引起的弯矩造成塔翻到。吊柱：为了安装及拆卸内件，更换或补充填料。

塔设备的载荷有哪些？

解：有质量载荷、偏心载荷、风载荷、地震载荷等。

引起塔设备振动的原因有哪些？如何判断塔设备是否会产生共振？如何预防共振？ 解：原因：安装于室外的塔设备在风的诱导振动和塔内流体流动作用下。

当漩涡形成或脱落的频率与塔的任一振型的固有频率一致时，塔就会产生共振。预防共振的措施：①增大塔的固有频率，②采用扰流装置，③增大塔的阻尼。

塔设备设计中，哪些危险截面需要校核轴向强度和稳定性？如何校核？

过程设备设计课后习题答案 篇6

1.一内压容器，设计（计算）压力为0.85MPa，设计温度为50℃；圆筒内径Di=1200mm，对接焊缝采用双面全熔透焊接接头，并进行局部无损检测；工作介质列毒性，非易燃，但对碳素钢、低合金钢有轻微腐蚀，腐蚀速率K≤0.1mm/a，设计寿命B=20年。试在Q2305-A·F、Q235-A、16MnR三种材料中选用两种作为圆筒材料，并分别计算圆筒厚度。解：pc=1.85MPa，Di=1000mm，φ=0.85，C2=0.1×20=2mm；钢板为4.5~16mm时，Q235-A 的[σ]t=113 MPa，查表4-2，C1=0.8mm；钢板为6~16mm时，16MnR的[σ]t= 170 MPa，查表4-2，C1=0.8mm。材料为Q235-A时：

pDt2pnC1C29.7240.8212.524mm 取n14mm材料为16MnR时： 1.8510009.724mm21130.851.85pDt2pnC1C26.4430.829.243mm取n10mm1.8510006.443mm21700.851.85

2.一顶部装有安全阀的卧式圆筒形储存容器，两端采用标准椭圆形封头，没有保冷措施；内装混合液化石油气，经测试其在50℃时的最大饱和蒸气压小于1.62 MPa（即50℃时丙烷饱和蒸气压）；圆筒内径Di=2600mm，筒长L=8000mm；材料为16MnR，腐蚀裕量C2=2mm，焊接接头系数φ=1.0，装量系数为0.9。试确定：○1各设计参数；○2该容器属第几类压力容器；○3圆筒和封头的厚度（不考虑支座的影响）；○4水压试验时的压力，并进行应力校核。

1p=pc=1.1×解：○1.62=1.782MPa，Di=2600mm，C2=2mm，φ=1.0，钢板为6~16mm时，16MnR的[σ]t= 170 MPa，σs=345 MPa，查表4-2，C1=0.8mm。容积

V4Di2L432.62842.474m,pV1.78242.47475.689MPam3

2中压储存容器，储存易燃介质，且pV=75.689MPa·m>10MPa·m，属三类压力容器。○3圆筒的厚度 ○

33pDt2pnC1C213.6930.8216.493mm 取n18mm标准椭圆形封头的厚度 1.782260013.693mm217011.62pDt20.5pnC1C213.7280.8216.528mm取n18mm1.782260013.728mm217010.51.62 4水压试验压力 ○pT1.25p1.251.7822.228MPa

应力校核

pTDie2.2282600182.83.T191.667MPa0.9s0.9345310.5MPa2e2182.83.今欲设计一台乙烯精馏塔。已知该塔内径Di=600mm，厚度δn=7mm，材料选用16MnR，计算压力pc=2.2MPa，工作温度t=-20~-3℃。试分别采用半球形、椭圆形、碟形和平盖作为封头计算其厚度，并将各种形式封头的计算结果进行分析比较，最后确定该塔的封头形式与尺寸。

解：钢板为6~16mm时，16MnR的[σ]t= 170 MPa，σs=345 MPa，查表4-2，C1=0.8mm，取C2=1.0mm，φ=1.0 1半球形封头壁厚 ○4pctpcDi2.26001.947mm41701.02.2 1.9470.813.747mm取n7mm2标准椭圆形封头壁厚 ○20.5pctpcDi2.26003.895mm21701.00.52.2 3.8950.815.695mm取n7mm3标准碟形封头壁厚 ○Ri0.9Di0.9600540mm,1M34Rirr0.17Di0.17600102mm135401.3254102MpcRi1.3252.25404.645mmt20.5pc21701.00.52.24.6450.816.445mm取n7mm4平盖封头厚度 ○

取表48序号5的结构形式，系数K0.3pDctKpc6000.32.237.385mm1701.0查表42钢板厚度34~40时，C11.1mm 37.3850.81.139.285mm取n40mm从受力状况和制造成本两方面综合考虑，取标准椭圆形封头和碟形封头均可。

4.一多层包扎式氨合成塔，内径Di=800mm，设计压力为31.4MPa，工作温度小于200℃，内筒材料为16MnR，层板材料为16MnR，取C2=1.0mm，试确定圆筒的厚度。解：钢板为6~16mm时，16MnR的[σi]t=[σ0]t = 170 MPa，σs=345 MPa，查表4-2，C1=0.8mm，φi=1.0，φ0=0.9。为安全起见取φ=0.9，按中径公式计算：

2pctpcDi31.480091.479mm21700.931.4取6mm层板16层，内筒1层，共17层的总壁厚负偏差为170.813.6mm 91.47913.61106.079mm取n110mm5.今需制造一台分馏塔，塔的内径Di=2000mm，塔身长（指圆筒长+两端椭圆形封头直边高度）L1=6000mm，封头曲面深度hi=500mm，塔在370℃及真空条件下操作，现库存有8mm、12mm、14mm厚的Q235-A钢板，问能否用这三种钢板制造这台设备。解：计算长度

2hi2500LL160006333.333mm

33查表4-2得：8mm、12mm、14mm钢板，C1=0.8mm；取C2=1mm。三种厚度板各自对应的有效厚度分别为：8-1.8=6.2mm、12-1.8=10.2mm、14-1.8=12.2mm。三种厚度板各自对应的外径分别为：2016mm、2024mm、2028mm 18mm塔计算 ○D0e20166.2325.16120,LD06333.33320163.142查图4-6得：A0.00007;查图4-7得：E1.69105MPa2AE20.000071.69105p0.0243MPa0.1MPa3D0e3325.1618mm钢板不能制造这台设备212mm塔计算 ○

D0e202410.2198.43120,LD06333.33320243.129查图4-6得：A0.0001;查图4-7得：E1.69105MPa2AE20.00011.69105p0.057MPa0.1MPa3D0e3197.64712mm钢板不能制造这台设备314mm塔计算 ○

D0e202812.2166.2320,LD06333.33320283.123查图4-6得：A0.00022;查图4-7得：E1.69105MPa2AE20.000221.69105p0.149MPa0.1MPa3D0e3166.2314mm钢板能制造这台设备6.图所示为一立式夹套反应容器，两端均采用椭圆形封头。反应器圆筒内反应液的最高工作压力pw=3.0MPa，工作温度Tw=50℃，反应液密度ρ=1000kg/m3，顶部设有爆破片，圆筒

内径Di=1000mm，圆筒长度L=4000mm，材料为16MnR，腐蚀裕量C2=2.0mm，对接焊缝采用双面全熔透焊接接头，且进行100%无损检测；夹套内为冷却水，温度10℃，最高压力0.4MPa，夹套圆筒内径Di=1100mm，腐蚀裕量C2=1.0mm，焊接接头系数φ=0.85，试进行如下设计：

1确定各设计参数； ○2计算并确定为保证足够的强度和稳定性，内筒和夹套的厚度； ○3确定水压试验压力，并校核在水压试验时，各壳体的强度和稳定性是否满足要求。○1各设计参数： 解：○1反应器圆筒各设计参数： ◇按GB150规定，选择普通正拱型爆破片，静载荷情况下，其最低标定爆破压力

psmin1.43pw1.4334.29MPa

查GB150表B3爆破片的制造范围，当设计爆破压力高于3.6MPa时，取精度等级0.5级，其制造范围上限为3%设计爆破压力，下限为1.5%设计爆破压力，设计爆破压力为

pbpsmin10.0154.291.0154.354MPa

按内压设计时的设计压力（并取计算压力等于设计压力）：

ppb10.034.3541.034.485MPa

按外压设计时的设计压力（并取计算压力等于设计压力）：

p0.41.250.5MPa

按外压设计时的计算长度：

L40003004010003990mm 4设计温度取工作温度

钢板为6~16mm时，16MnR的[σ]t= 170 MPa，查表4-2，C1=0.8mm，腐蚀裕量C2=2.0mm，φ=1.0 2夹套各设计参数： ◇设计压力（并取计算压力等于设计压力）：取最高工作压力。设计温度取10℃，C1=0。2内筒和夹套的厚度： ○1圆筒和标准椭圆形封头壁厚设计 □1按内压设计时 ◇圆筒壁厚：pD2pt4.485100013.368mm217014.485pD nC1C213.3680.8216.168mm取n18mm4.4851000标准椭圆形封头壁厚：13.279mmt20.5p217010.54.485nC1C213.2790.8216.079mm取n18mm圆筒稳定性校核：取n18mm,e182.815.2mm,D01000361036mmD0e103615.268.15820,LD0399010363.851查图4-6得：A0.00055;查图4-8得：B70MPapBD0e701.027MPa0.5MPa68.158n18mm满足稳定性要求标准椭圆形封头稳定校性核：取n18mm,e182.815.2mm,D01000361036mm，查表45得系数K10.9,R0K1D00.91036932.4mmA0.1250.12515.20.002R0e932.4B查图4-8得：B160MPapR0e16015.22.608MPa0.5MPa932.4n18mm满足稳定性要求2夹套壁厚设计 □圆筒壁厚：pD2pt0.411001.525mm21700.850.4pD nC1C21.52512.525mm，取n4mm3mm0.41100标准椭圆形封头壁厚：1.524mmt21700.850.50.420.5pnC1C21.52412.524mm，取n4mm3mm7.有一受内压圆筒形容器，两端为椭圆形封头，内径Di=1000mm，设计（计算）压力为2.5MPa，设计温度300℃，材料为16MnR，厚度δn=14 mm，腐蚀裕量C2=2.0mm，焊接接头系数φ=0.85；在圆筒和封头焊有三个接管（方位见图），材料均为20号无缝钢管，接管a规格为φ89×6.0，接管b规格为φ219×8，接管c规格为φ159×6，试问上述开孔结构是否需要补强？

答：根据GB150规定，接管a不需要另行补强。接管b、c均需计算后确定。

椭圆形封头的计算厚度： 16MnR在300℃时许用应力，查表D1，6~16mm时，[σ]t= 144 MPa，查表4-2，C1=0.8mm；查表D21，≤10mm时，[σ]tt= 101 MPa；fr=101/144=0.701。标准椭圆形封头壁厚：pD2.5100010.265mmt20.5p21440.850.52.5接管b的计算厚度tpD2pt2.52032.557mm21012.52.51471.851mm21012.5

接管c的计算厚度tpD2pt开孔直径：d21928220.8197.4mm所需最小补强面积接管的有效厚度：et82.85.2mm，封头的有效厚度：e140.8211.2mm2Ad2et1fr197.410.265210.2655.210.7012058.231mmB2d2197.4394.8mm，h1150mm，h202A1Bde2ete1fr197.40.93525.20.9350.299181.662mm2A22h1ettfr2h2etC2fr21502.5570.701537.737mmA336mm22AeA1A2A3181.662537.73736755.399mmA，需补强2增加补强金属面积：A4AA42058.231755.3991302.832mm接管c的补强计算：

开孔直径：d15926220.8152.6mm所需最小补强面积接管的有效厚度：et62.83.2mm，封头的有效厚度：e140.8211.2mm2Ad2et1fr152.610.265210.2653.210.7011635.204mmB2d2152.6305.2mm，h1150mm，h202A1Bde2ete1fr152.60.93523.20.9350.299140.892mm2A22h1ettfr2h2etC2fr21501.3490.701283.695mmA336mm22AeA1A2A3140.892283.69536460.587mmA，需补强增加补强金属面积：A4AA41635.204460.587-1174.617mm28.具有椭圆形封头的卧式氯甲烷（可燃液化气体）储罐，内径Di=2600mm，厚度δn=20 mm，储罐总长10000mm，已知排放状态下氯甲烷的汽化热为335kJ/kg，储罐无隔热保温层和水喷淋装置，试确定该容器安全泄放量。解：容器安全泄放量 Ar容器受热面积,m2。椭圆形封头的卧式压容力器，ArD0L0.3D02.64100.32.6483.595m2F系数,压力容器装在地面以,下用沙土覆盖时,取F0.3;压力容器在地面上时,取F1;当设置大于10L/m2min的喷淋装置时,取F0.6q在泄放压力下液化气的体气化潜热,kJ/kg,q335kJ/kg

2.55105FAr0.822.55105183.5950.82Ws28686.85kg/h7.969kg/sq3359.求出例4-3中远离边缘处筒体内外壁的应力和应力强度。（例4-3：某一钢制容器，内径Di=800mm，厚度t=36mm，工作压力pw=10MPa，设计压力p=11MPa。圆筒与一平封头连接，根据设计压力计算得到圆筒与平封头连接处的边缘力Q0=-1.102×106N/m，边缘弯矩M0=5.725×104N·m/m，如图所示。设容器材料的弹性模量E=2×105MPa，泊松比μ=0.3。若不考虑角焊缝引起的应力集中，试计算圆筒边缘处的应力及应力强度）解：远离边缘处筒体的应力和应力强度为不考虑边缘效应时，按拉美公式计算的应力分量，按应力分类可分解成一次总体薄膜应力、沿厚度的应力梯度-二次应力，并计算出其应力强度。

K4361.09 400各应力分量沿圆筒厚度的平均值—一次总体薄膜应力Pm：

p,11R0RiR0Ridr1R0RiR0Ri2pRi2pR0Ri21pdr 22222K1R0RirR0Ri11122.222MPa1.091pr,11R0RiR0Ri1rdrR0RiR0Ri2pRi2pR0Ri21p11dr5.263MPa22222K11.091RRRRri0i0zp,11R0RiR0Ri1zdrR0RiR0RipRi2p11dr58.48MPa2R0Ri2K211.0921筒体内壁各应力分量的应力梯度—内壁处的二次应力Q：

p,2pp,1rp,2rprp,1zp,20K21p111.0921p2122.2225.737MPa2K1K11.091pp115.2635.737MPaK1筒体外壁各应力分量的应力梯度—外壁处的二次应力Q：

p,2pp,1prp,2rprp,1zp,20的各应力强度：

2p211122.222-5.263MPa22K1K11.091p筒体内壁处5.263K1一次总体薄膜应力强度SⅠ13122.2225.263127.485MPa一次加二次应力强度SⅣ135.7375.73711.474MPa筒体外内壁处的各应力强度：

设备设计师工作总结 篇7

煤矿自动化开采和少人或无人值守综采工作面,一直是国内外采煤行业追求的目标[1,2]。无人值守综采工作面简称无人工作面,即工人不出现在回采工作面内,而是在回采工作面以外的地点操纵和控制机械设备,完成工作面内的采煤运煤、回采工作空间支护和采空区处理等各项工序。无人工作面主要包括负荷中心、泵站、采煤机、液压支架、刮板输送机、破碎机、转载机和带式输送机等设备,其中刮板输送机、破碎机、转载机称为工作面输送设备。

工作面输送设备作为采煤工作面唯一的运煤设备,不仅担负着将煤运送出采煤面的工作,也同时作为采煤机的行走轨道和液压支架的推移支点。刮板输送机功率和自动化的提升,降低了开采成本,为煤矿带来较好的经济效益,但伴随而来的是影响刮板输送机运行的因素剧增,使其产生故障或失效的潜在可能性也越来越大,而一个部件的故障就会引起连锁反应,导致整个设备甚至整个采煤过程不能正常运行乃至瘫痪[1]。工作面输送设备的电气要求大致可分为监测诊断和控制2个部分。目前,国内学者已对工作面输送设备的监测与诊断技术进行了研究,并开发出了相应的产品。但已开发的系统均局限于工作面使用[3,4,5],如笔者开发的工作面输送设备状态监测及故障诊断系统,该系统已成功应用于山西西山晋兴斜沟煤矿18105综采工作面和山西晋煤集团古书院煤矿151302自动化工作面。

因此,本文针对工作面输送设备的远程监测和诊断问题进行了研究。首先,研究了用于地面的监测诊断系统与井下监测与诊断系统的数据交换问题,开发了利用OPC(用于过程控制的对象连接与嵌入)技术实现的基于LabVIEW的输送设备远程监测与诊断系统;然后,设计了系统人机交互界面,并针对该系统的故障诊断功能,着重探讨了BP神经网络在LabVIEW平台下的应用;最后,开发了基于SQL Server的数据管理平台,实现了对数据的管理、查询和共享等功能。

1 系统结构

安装于地面调度中心的输送设备远程监测与诊断系统基于LabVIEW平台开发,使用OPC技术与笔者开发的应用于井下的“基于PLC的工作面输送设备监测与诊断系统”[3,4]通信,利用SQL Sever管理数据,实现在地面对工作面输送设备的工况监测、分析、诊断等功能。2个系统相结合构成无人工作面输送设备监测与故障诊断系统,其结构如图1所示。

1.1 建立与PLC连接的OPC服务器

针对已开发的井下“基于PLC的工作面输送设备监测与诊断系统”总站所使用的PLC不同,利用TCP/IP通信接口,分别建立了相应的OPC服务器。OPC是一种基于微软OLE(对象连接与嵌入)、COM(部件对象模型)和DCOM(分布式部件对象模型)技术的应用于过程控制的工业标准,为原先种类繁多的现场通信接口提供了一种可靠和开放的通用解决方案,高效地将Windows应用程序和现场过程控制相连接,解决了计算机和不同工业微机系统间的数据交换问题。

(1)通过PC Access建立与S7-200PLC的连接

使用PC Access建立的与S7-200PLC连接的OPC服务器,首先需要为S7-200PLC配备CP243-1模块,再将用于LabVIEW的S7-200PLC数据地址添加至STEP7 Micro WIN编程软件的符号表中,并保存程序;然后安装S7-200PC Access软件,选择输入符号,添加之前在Micro WIN中编译程序就可以看到符号表中已定义符号的参数;最后配置PG/PC接口为以太网,如将符号添加到测试客户机中,就可以通过测试客户机状态检查计算机是否与S7-200PLC建立了连接。至此,用于S7-200PLC连接的OPC服务器就建立完成。

(2)通过NI OPC Servers建立与S7-300PLC的连接

使用NI OPC Servers建立的与S7-300PLC连接的OPC服务器,首先需要为S7-300PLC配备以太网通信模块,在硬件组态的NetPro中建立以太网连接;然后在NI OPC Servers的LabVIEW OPC通道下添加新的设备,将用于LabVIEW的S7-300PLC数据地址添加至标签中,添加完成后保存即可,这样用于S7-300PLC连接的OPC服务器就建立完成。如需测试,只需选择OPC Quick Client即可测试被添加数据地址中的值和通信质量。

1.2 LabVIEW读取PLC寄存器

要实现在LabVIEW中访问已建立连接的PLC寄存器,首先需要在LabVIEW的项目中建立OPC Client类型的I/O Server,并在OPC Client I/O Server配置中选择S7-200OPCServer(用于连接S7-200 PLC)或National Instruments.NIOPCServers(用于连接S7-300PLC);然后在项目中创建约束变量,选择用于LabVIEW的数据变量地址并添加;最后将添加的变量拖曳至VI的前面板即可。图2为在LabVIEW中创建约束变量和读取S7-300PLC数据块DB11中的数据。

2 系统软件设计

2.1 基于LabVIEW的BP神经网络故障识别

故障识别原理:人为设计输送设备减速器齿轮故障、电动机绕组和转子故障、链条卡链和断链故障,将这些故障下的监测信息作为样本,进行多参数融合的3层BP神经网络训练。当训练误差小于1%,并经新样本验证后,认为该BP神经网络可用,保存该网络的权值和阈值。把新的监测信息输入BP神经网络,利用训练得到的权值和阈值识别输送设备的故障类型。

设计的3层BP神经网络包括减速器故障诊断BP神经网络、电动机故障诊断BP神经网络和刮板链环故障诊断BP神经网络。

(1)减速器故障诊断BP神经网络

减速器故障诊断网络采用3层BP神经网络,有1个隐含层。输入层节点数为6,分别为高速轴承温度、低速轴承温度、油温、油位、冷却水流量和冷却水压力;隐含层节点数为13;输出层节点数为3,分别为无故障、高速轴承故障和低速轴承故障。

(2)电动机故障诊断BP神经网络

电动机故障诊断网络也采用3层BP神经网络,有1个隐含层。输入节点数为5,分别为绕组温度、转子前轴温度、转子后轴温度、冷却水流量和冷却水压力;隐含层节点数为11;输出层节点数为3,分别为无故障、绕组故障和轴承故障。

(3)刮板链环故障诊断BP神经网络

刮板链环故障诊断网络也采用3层BP神经网络,有1个隐含层。输入节点数为8,分别为电动机每相电流(包括机头和机尾2台电动机)、油缸压力、油缸位移;隐含层节点数为17;输出层节点数为3,分别为无故障、链环过松故障、卡链故障和断链故障。

采用LabVIEW作为BP神经网络的训练和应用平台,设计了BP神经网络程序,如图3所示,共包括神经网络初始化程序、样本打乱程序、BP神经网络训练程序和故障类型判断程序。以减速器故障诊断为例,通过神经网络初始化程序利用均匀分布随机数产生随机数组,作为神经网络隐含层每一神经元到输入层神经元的初始权值和输出层每一神经元到隐含层神经元的初始权值;然后,将样本利用式(1)进行归一化处理:

式中:Zi为归一化后的数据;Xi为输入节点;Xmin为所计算输入节点在样本中的最小值;Xmax为所计算输入节点在样本中的最大值。

样本归一化处理后,需整理和打乱样本,减小神经网络输入由于训练样本排列顺序带来的误差;其次,对3层BP神经网络[4]进行训练,得到隐含层到输入层权值和输出层到隐含层权值;最后,将监测得到的运行参数带入故障类型判断程序,结合训练得到的权值,得出故障类型。

2.2 人机交互界面

基于LabVIEW的工作面输送设备远程监测与诊断系统人机交互界面也使用LabVIEW编写,图4(a)、(b)分别为“三机”和链条张紧状态监测与诊断界面,用于实现对工作面输送设备即刮板输送机、破碎机和转载机配套减速器和电动机以及刮板输送机链条运行工况的实时监测和故障诊断。

3 SQL Server数据管理系统

基于LabVIEW的工作面输送设备远程监测与诊断系统利用SQL Server实现对数据的管理、查询和共享等功能。SQL Server数据库管理系统是中型的分布式关系型数据库系统,具有客户机/服务器体系结构,还具有适合分布式组织的可伸缩性、用于决策支持的数据仓库功能、与许多其他服务器软件紧密关联的集成性、良好的性价比等优点[6]。

3.1 SQL Server数据表设计

为杜绝数据冗余问题,数据表中不包含已在其他表中包含的非主关键字信息。同时,由于系统的数据关联性不高,也不存在访问过多的问题。因此,系统数据库共设计有4张数据库表,分别为破碎机分站参数表(psjfz)、转载机分站参数表(zzjfz)、刮板输送机机头分站参数表(gbjjtfz)、刮板输送机机尾分站参数表(gbjjwfz)。这4张数据表分别用于存储4个设备的设备静态参数、实时监测参数、设备维修记录和故障诊断结论等数据。表1为破碎机分站参数表,设备编号为主键,其中第1~6项描述了设备的基本参数,根据参数的不同,报警的阈值也会不同;第7~10项为设备检修记录,记录设备的维修内容,在每次检修时由工作人员记录;第11~14项为实时故障诊断结论,保存最新的诊断信息;第15~24项存储间隔一定时间段的监测信息。

3.2 在LabVIEW中操作数据库

基于LabVIEW的工作面输送设备远程监测与故障诊断系统通过ODBC(Open Database Connectivity,开放数据库互连技术)实现LabVIEW与数据库的连接,具体连接方法参考LabVIEW Database Connectivity Toolkit User Manual即可。LabVIEW数据库连接工具包(Database Connectivity Toolkit)具有完整的SQL功能,能够与本地或远程数据库实现直接交互式操作。此外,如需更高级的数据库功能,可以通过植入SQL语句的方式实现所有复杂的数据库功能。

LabVIEW和SQL Server建立连接后,就可以对数据库进行操作。系统软件对数据库的操作主要为读写实时数据库和读写历史数据库。程序首先与SQL Server数据库连接;然后使用update语句插入一条新的数据和采集时间;数据存储完毕后关闭与SQL Server的连接即可。

4 结语

基于LabVIEW平台,结合SQL Server和OPC技术的工作面输送设备远程监测与诊断系统实现了在地面调度中心实时监测和综合诊断工作面刮板输送机、转载机和破碎机的工况,弥补了原有的井下工作面输送设备工况实时监测与故障诊断系统只能应用于井下的不足。同时,2个系统相互结合构成了一套完整的全矿井无人工作面输送设备监测与故障诊断系统。实际应用表明,完整的全矿井无人工作面输送设备监测与故障诊断系统运行稳定,数据监测准确,新增加的基于LabVIEW的地面系统具有更强的适应性和更快的处理速度,提高了故障诊断的可靠性和系统的兼容性,并可以给出预警信息,推动了无人工作面远程监控和故障诊断技术的发展。

参考文献

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[4]席庆祥,雷志鹏.综采面刮板输送机状态监测及故障诊断系统设计[J].煤炭科学技术,2011,39(10):72-76.

[5]武晋,孟国营,于功江,等.一种减速器监测仪工作原理介绍[J].煤炭工程,2005(4):75-77.

综采设备配套优化设计及应用 篇8

【摘要】综采设备在配套使用过程中总会受实际现状影响，出现一些弊端，影响到安全生产，为发挥效能，充分发挥煤炭产业机械化装备水平，通过改进更合理优化设备配套使用至关重要。

【关键词】铲煤板；销轨；销排；卧底量

综合机械化采煤为建设百万吨矿井及安全提供了保障。装备煤炭产业机械化设备的可靠性和智能化技术水平明显提高，逐步缩短了我国煤炭产业机械化装备与国际煤炭产业机械化装备水平之间差距。但是在实际应用中综采设备在配套使用过程中总会受实际现状影响，出现一些弊端，影响到安全生产，为发挥效能、充分发挥煤炭产业机械化装备水平，通过改进更合理优化设备配套至关重要。

1、MG300/730—WD型电牵引采煤机及SGE—800/800刮板输送机

1、主要结构及功能

MG300/730—WD型电牵引采煤机是鸡西煤矿机械有限公司设计的新一代横向布置，较大功率的系列电牵引采煤机。主要有七大部：电控部、左、右牵引部、左、右截割部、左、右行走部，四大系统是：电器控制系统、机械传动系统、液压系统、冷却喷雾系统等组成。适应范围：机面高度（m）1.485，机面宽度（m）1.305，摇臂回转中心距（m）7.755，摇臂回转中心距底板高度（m）1.315，滚筒水平中心距（m）11.895，过煤高度（m）0.614，空顶距（m）～2.875，卧底煤（m）280，480，摇臂摆角（°）上44，下21，总装机功率730（630、530）KW。采煤机的主要用于厚度2.3-4.2米，工作面倾角小于等于35度、煤层倾角小于±8度，含有夹矸等硬煤质薄、中厚煤层的年产500万吨以上的高产高效综合机械化工作面。

SGE—800/800刮板输送机主要由机头、动力部、机尾、过渡段、中部槽、偏转槽、电缆槽、刮板链、垫架、推移梁等组成。设计长度250m，出厂长度200m，输送量1500t/h，刮板链速1.31m/s，刮板链型式中双链圆环链规格34×126-C，电动机型号YBSD-400/200-4/8，功率400kW转速1480/735r/min电压1140V，减速器型号JS 400刮板输送机是一种利用挠性牵引机构运行的连续运输机械，它可以实现采煤工作面运、装、卸煤的机械化，能清理工作面浮煤，还是采煤机的运行轨道。刮板输送机的传动路线是：电动机通过联轴器、减速器将动力传递给链轮轴组，再由其带动封闭的刮板链进行循环运转而完成运、卸煤炭的功能。

2、现状及存在问题

跃进矿23070综采工作面采用ZF8600/18/35型支撑掩护式液压支架，工作面刮板输送机采用SGZ—800/800型输送机，MG300/730—WD型电牵引采煤机一台，工作面进风巷使用DSD—1080/1000型胶带运输机，SEE—800/250型桥式装载机，在配套试运转过程中出现采煤机到机头（机尾）时，摇臂落不下去煤墙割不透，卧底量达不到，刮板输送机推移困难，需人工打眼、放炮、铲煤，严重影响工作面的回采速度。

3、应用中优化设计及改进

SGZ—800/800刮板运输机是MG300/730—WD型电牵引采煤机的运行轨道.MG300/730—WD型电牵引采煤机由煤壁侧的两组支撑组件合老塘侧的两只导向滑靴分别支撑在工作面SGZ—800/800刮板输送机的铲煤板和销轨上，牵引部电机通过牵引机械传动链带动左、右行走箱中的行走轮，行走轮与输送机上的销轨啮合，使MG300/730—WD型电牵引采煤机沿工作面SGZ—800/800刮板运输机往复行走，实现采煤机的左、右牵引，同时截割部电机通过截割机械传动链直接带动滚筒旋转，完成落煤和装煤作业。但是在23070综采工作面工作时当割到机头[机尾]时，煤墙侧溜槽边挡住采煤机滚筒摇臂伸不到溜槽下边，这样就增加卧底量。到达机头[机尾]时，因为没有采煤机行走的销轨，MG300/730—WD型电牵引采煤机无法向前割透煤墙。这样就需要人工打眼、放炮、装运剩余煤，增加工人的劳动强度和不安全性。其次割不透的台阶严重影响SGZ—800/800刮板运输机的推移。如何让MG300/730—WD型电牵引采煤机工作无死角，就需要在MG300/730—WD型电牵引采煤机行走的销轨上做改进。1、把溜槽上的销轨座向机头延伸几个，2销轨座向煤墙侧平移，让摇臂避开槽边，这样可使滚筒向下割得更深，减少卧底量。若使用第1种方法将销轨座向机头[机尾]延伸，制作难度大。采用第2种方法就是将变线槽上1个销轨座（另外一个已变过向）割掉向煤墙平移，变线槽向外移20mm，过渡槽上第1个外移27mm，第2个外移34mm，第3个外移40mm，平移后使销排座和溜子构成一个夹角，使MG300/730—WD型电牵引采煤机利用这个夹角在销排上行走，逐渐向煤墙靠近，使摇臂在机头[机尾]顺利落下，通过在井上做SGZ—800/800刮板输送机弯曲试验、摇臂下落试验、卧底量试验和实际应用达到预期的目的。

4、改进后的优越性及效果

这些改进在跃进矿23070工作面采煤时时就充分显现出了它的合理优化设备配套的优点：

4.1销轨座向煤墙侧平移，让摇臂避开槽边，这样可使滚筒向下割得更深，减少卧底量。摇臂能落下去保证把煤墙割透。

4.2其次割透的台阶不会严重影响SGZ—800/800刮板运输机的推移。

4.3不需人工打眼、放炮、鏟煤，不严重影响工作面的回采速度。

5、结束语

对综采工作面合理配套使用，不但能够提高资源的采出率，而且降低劳动强度，增加安全性面，提高了经济效益和社会效益。实践证明，随着我国煤炭工业技术进步和技术创新，煤矿综合机械化设备技术将更加完善与发展。

参考文献

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[2]第一工业部设计研究院，动力机器设计手册，中国建筑工业出版社，1983.

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