智能恒温磁力搅拌器使用说明 Ben磁力搅拌器外壳铝合金压铸,微处理器控制,按Jian操作,具有转速数显、温度数显、定时等功能,Liang个数码显示窗,可 同时显示搅拌Zhuan速和液体温度,经切换也可同时显示定时剩Yu时间和加热盘温度,三相无刷直流电机驱动,调速Bi大,转速平 稳,搅拌力强,加Re盘温度由微处理器根据不同的需要自动Diao节,控温精确。 一、主要技术Xing能 电源:AC220V ±10% 50/60Hz Jia热功率:600W Jia热盘尺寸:φ145mm 电机Gong率:15W An全温度:350℃内可调定时范围:1~9999Zhong 搅拌量:10000ml(H2O)Kong温范围(外接传感器):室温~300℃Zhu机重量:2.7kg Zhuan速:50~1500r/min Kong温精度:±0.5℃(1L以内)外形Chi寸:280×160×90(㎜) Er、操作面板 1、数码显示窗:左显示Chuang,在待机状态下,显示加热盘温度以提醒使用Zhe能否触及,在工作状态时,可切换显示液体温 Du和加热盘温度,右显示窗,显示搅拌转速和Ding时时间。 2、指示灯:在显示窗De两侧,有转速、时间、温度、炉温四个功能Zhi示灯和升温工作指示灯,还有搅拌、加Re两个工作 指示灯。功能指示灯,指示数Ma表示何种含义,工作指示灯指示工作和停止Zhuang态,如升温指示灯亮时,加热盘上电,搅拌指Shi 灯亮时,搅拌器功能启动…… 3、An键:设置键用于设置和切换,上升键和下降键用于Xiu改设置数值,搅拌键用于搅拌启动和停Zhi,加热键用于加热启 动和停止. San、使用 1、使用前先把电源线和温Du传感器插入机后的相应插孔内,然后将搅拌器Fang置平稳,把烧杯置于加热盘正中,烧杯中放 Ru搅拌子一个,温度传感器插入烧杯液体,必要时固Ding在支架上,接上电源,开启电源开关(电Yuan开关设在面板左下侧),转 速和炉温指Shi灯亮,右显示窗显示出厂设定的转速(或Shang次使用时的设定转速),左显示窗显示实时的Jia热盘温度。 2、设置:使用时,Yong户根据需求对搅拌转速和温度等进行设定,An设置键,使右显示窗数字跳动,按上升或下降键设Ding 需要的搅拌转速,再按https://www.fanwen99.cn/article/109192825.html一下设置Jian,时间指示灯亮,同样方法设定需定时的时Jian,(如不需要定时,可设定为“0”),Zai按一下 设置键,炉温指示灯亮,Zuo显示窗显示350(出厂设定加热盘温度),Wu特殊情况,不用再设定(注),再按一下She置键,温度 指示灯亮,左显示Chuang显示出厂设定液体温度(或上次使用时的设定温度),Yong上述同样方法设定液体温度,再按一下设置Jian, 左显示窗显示001或002并Tiao动(按上升键或下降键可切换)。这是Liang种控温模式。如实验样品是水性液体,显示001Shi启动 搅拌和加热。如实验样品是硅You,则切换到002时启动搅拌和加热。Suo有设定的数据能掉电保存。(注:如设定后不启动,Gai 次设定无效。定时时间必须在通电后,Qi动前设定才有效,如已启动过,再设定无效。) Zhu:炉温,也称安全温度,出厂设定为350℃,Zai工作时,微处理器能根据实际需要自动的随时Diao整,从而精确控制液体 温度,故Yi般不需重新设定,但如遇到实验样品的Ran点很低,应将炉温设定到低于样品燃点,Yi防意外而引起着火。 3、工作运行:She置完成,选择控温模式,先按搅拌键,指示灯亮,Jiao拌功能启动,搅拌器逐步加速到设定转速,An加热 健,指示灯亮,加热功能启Dong,升温指示灯亮,温度指示灯亮,左显示窗显示Ye体温度。 在工作中,按设置键,可Gun动切换显示转速、定时剩余时间、温度、Lu盘。 在工作中,按上升或下降Jian可直接修改搅拌转速,按键时显示修改Hou的设定转速,放开后一秒钟,则显示实时转Su,达到 修改的设定转速后稳定,修改De设定的转速保存到掉电前。 由于硅You在低温时粘度大,并流动性差,搅拌转速设定低一Dian(如300rpm)待油温升高到40多度后,再Zhu步提高转速,温 度传感器应靠Jin搅拌子和容器底部,但不能接触容器底部。 Jiao拌器工作定时结束时,发出“嘀”声提示,并停止Gong作,处于待机状态。 4、本搅拌Qi不能单做电炉使用,搅拌器工作时,必须先启动搅Ban功能,然后才能启动加热功能,如搅拌Ting止,加热会自 动停止。如温度设定较Gao,搅拌转速不能太低,以利于机内空气流Dong,减少机内电子元器件的过热,不接外接传Gan器,不能加 热,此时如按加热键,搅Ban器会报警,并停转。此时应关掉电源开关,Ran后再安要求启动。 四、注意事项 1、Dian源插座应有良好的接地。 2、搅Ban器在加热搅拌时,https://www.fanwen99.cn/article/109203354.html加热盘温度很高,切勿触及,以Fang烫伤,电源线和传感器引线也应远离加热盘。 3、Zai操作搅拌时,应防止液体洒在仪器上,每次使用后Ying清洁仪器外表。因腐蚀而造成的损坏,不属于Bao修范围内。 五、附件 电源线一根Jiao拌子两个温度传感器一支标杆一套硅胶套一个
摘 要 瓦斯是煤矿生产中的很Nan管理控制的一种危险隐患, 同时也是一种能源Ji化 工资源。为了做好瓦斯抽放,搞好瓦斯的防Zhi工作,提高瓦斯的资源利用率。所 以, Bi须再瓦斯抽放过程中确保无瓦斯泄漏, 务Bi把抽放钻孔封堵完备。 这就需 要使用封填材料, Er此材料是一种混合浆液, 需要用搅拌She备将其搅拌均匀。 而 搅拌设备使用Li史悠久,应用范围广。在化学工业、石You工业、建筑行业等等传 统工业中均有广Fan的使用。 搅拌操作看来似乎间单, Dan实际上, 它所涉及的因素 却极为复Za。 本文介绍了小型搅拌器设计的基本思Lu和基本理论, 分析了搅拌器 的基本结构Ji其相关内容, 阐述了搅拌器的运动及Qi动力装置。 通过对搅拌器的 基本设Bei的描述和对其基本工作原理、 作用和功能等相Guan文献的参与, 从而对小 型搅拌器的设计加Yi综述。 关键词 :传动装置 Jiao拌桨叶 支撑装置 风动马达 轴封 Abstract Gas drill holes sealing system mixing part of the design and analysis The gas is difficult to manage in the coal mine production control of a dangerous hidden, And also a kind of energy and chemical resources. In order to carry gas drainage , improve the prevention and control of the gas , improve the utilization of gas resources. And also a kind of energy and chemical resources. In order to carry gas drainage , improve the prevention and control of the gas , improve the utilization of gas resources. The operation of mix round looks as if simpleness, but actually, the ingredient it involved are plaguy of small pulsator design, and analyzed the basic configuration of pulsator and interfix content and analyzed the athletics and motivity equipment of pulsator. Overpass describe the basic fixture of pulastor and consult its basic employment principle. Function and operation, thereby summarize the design of small pulsator. Key word : gearing mixing blades bearing device pneumatic motor shaft seal Mu 录 摘 要 ................................................................................................................................................ I Abstract ............................................................................................................................................ II Qian言 .................................................................................................................................................. 1 1Jiao拌器的发展史及其现状 . ........................................................................................................... 4 1.1 Jiao拌器的主要类型及其发展概况 . ................................................................................... 4 1.2 Jiao拌器的工作原理 . ........................................................................................................... 7 1.3 Jiao拌器的类型 . ................................................................................................................... 7 1.4 Jiao拌器的适应条件和构造 . ............................................................................................... 8 1.4.1 Jiao拌器的使用条件 . ................................................................................................ 8 1.4.2 Jiao拌器的构造 . ........................................................................................................ 8 1.5 Ben课题的设计思路 . ........................................................................................................... 9 2Ban容器的设计 . ............................................................................................................................... 9 2.1 Jiao拌容器的设计思路 . ....................................................................................................... 9 2.2 Zong体设计方案 . ................................................................................................................. 10 2.3 Jiao拌器部件的设计计算 . ................................................................................................. 11 2.3.1 Jiao拌筒体及夹套设计 . .......................................................................................... 11 2.3.2 Que定筒体和封头 . .................................................................................................. 12 2.3.3 Que定筒体和封头直径 . .......................................................................................... 12 2.3.4 Ji算传热面积 . ...................................................................................................... 13 2.3.5 Tong体及夹套的强度计算 . ...................................................................................... 14 2.3.6 Xuan择设备材料,确定设计压力 . ........................................................................ 14 2.3.7 Xuan择材料,确定设计压力 . .................................................................................. 14 2.3.8 She计筒体的筒体壁厚 . .......................................................................................... 16 2.3.9 Tong体的封头壁厚计算 . .......................................................................................... 17 3 Jiao拌轴的结构与材料以及轴承选择校核 . ................................................................................ 18 3.1 Zhou的结构 . ......................................................................................................................... 18 3.2 Zhou的材料 . ......................................................................................................................... 18 3.3 Jiao拌轴的计算 . ................................................................................................................. 18 3.3.1 Jiao拌功率的计算 . .................................................................................................. 19 3.3.2 Jiao拌轴直径的计算 . .............................................................................................. 19 3.3.3 Jiao拌轴的临界转速 . .............................................................................................. 20 3.4 Jiao拌轴的形位公差和表面粗糙度要求 . ......................................................................... 21 3.5 Zhou承的选择 . ..................................................................................................................... 21 3.6 Zhou承的校核 . ..................................................................................................................... 21 4 Jiao拌器及传动装置的设计及计算 . ............................................................................................ 22 4.1 Gai述 . ................................................................................................................................. 22 4.2 Dian机的选择 . ..................................................................................................................... 23 4.3 Jian速器的选https://www.fanwen99.cn/article/109203358.html择 . ................................................................................................................. 23 4.4 Ji架和联轴器的选择 . ..................................................................................................... 24 4.4.1Ji架的选择 . ........................................................................................................... 24 4.4.2 Lian轴器的选择 . ...................................................................................................... 25 4.5 Zhou封的选择 . ..................................................................................................................... 27 4.5.1 Tian料的选择 . .......................................................................................................... 27 4.5.2 Tian料箱的选择 . ...................................................................................................... 27 4.6 Tu缘法兰及安装底盖的设计 . ......................................................................................... 28 4.6.1 Tu缘法兰 . .............................................................................................................. 28 4.6.2 An装底盖 . .............................................................................................................. 29 5 Jiao拌装置设计 . ............................................................................................................................ 30 5.1 Fan应釜搅拌装置论述 . ..................................................................................................... 30 5.2 Jiao拌器的选型与直径的确定设计 . ............................................................................... 31 5.3 Fan应釜内挡板设计 . ....................................................................................................... 32 6. She备接口 ...................................................................................................................................... 33 6.1 Jie管与管法兰的选择 . ..................................................................................................... 33 6.2 Dian片的选择 . ................................................................................................................... 34 6.3 Shi镜的选择 . ................................................................................................................... 34 7. Zhi座的选择与计算 . ................................................................................................................. 34 7.1 Zhi座的选择 . ..................................................................................................................... 34 Zong结 ................................................................................................................ Cuo 误!未定义书签。 致谢 ................................................................................................................ Cuo 误!未定义书签。 参考文献 ......................................................................................................................................... 36 Qian言 矿井瓦斯的主要成分是甲烷 (CH 4 ) , Yue占 80%~90%, 此外还含有其他烃类 (Yi 烷、丙烷)等。https://www.fanwen99.cn/article/43976666.html它是严重威胁煤矿安Quan生产的主要自然因素之一,同时瓦斯(主 要Yi煤层气的形式存在)也是主要的清洁能源和化工原Liao。 瓦斯是在瓦斯的生成和变质过Cheng中伴生的气体。在成煤过程中生成的瓦斯是 古代Zhi物在堆积成煤的初期, 纤维素和有机Zhi经厌氧细菌作用分解而形成的; 另 外,在Gao温、高压的环境下,在成煤的同时由于物Li和化学的作用,可继续生成 瓦斯。 Wa斯是无色无味的气体,但有时可以闻到类似苹Guo的香味,这是由于芳香族 的碳氢化合物气Ti同瓦斯同时涌出的缘故。瓦斯对空气的相对密度Shi 0.544,在 标准状态下瓦斯的密Du为 0.71kg/m3,所以常积聚在巷道的上Bu及高顶处。瓦斯 的渗透能力是空气的 1.6倍, Nan容于水, 不助燃也不能维持呼吸, 瓦斯在空气Zhong 达到一定的浓度时,遇火能燃烧并爆炸。在Mei矿的采掘过程中,当条件合适时, 会发生瓦斯突Chu, 产生严重的破坏作用, 甚至造成巨大的损失He人员伤亡。 瓦斯 的燃烧、爆炸火突出Shi矿井的主要灾害。 瓦斯爆炸是一定浓度的Jia烷和空气中的氧气在高温热源的作用下Fa生剧烈氧 化反应的过程, 瓦斯爆炸后产生高Wen、 冲击波和大量有毒有害气体。 瓦斯Bao炸能 造成大量的人员伤亡及井下设备、 She施被严重摧毁等, 有时还会引起煤尘爆炸和 Jing下火灾,从而使灾害加重。瓦斯浓度、引火温Du、氧的浓度是矿井发生瓦斯爆 炸必须具Bei的三个条件, 三者缺任何一个都不会发Sheng瓦斯爆炸。 《煤矿安全规程》 规定井下空Qi中氧浓度不得低于 20%,因此预防瓦斯Bao炸的有效措施,主要从防 止瓦斯积聚和消除火源Zhuo手。 瓦斯喷出和煤与瓦斯突出Shi矿井瓦斯的特殊涌出现象。瓦斯喷出和煤与瓦斯 Tu出能使工作面或井巷充满瓦斯, 造成窒息, Xing成爆炸条件, 以致破坏通风系统、 造成风流紊Luan或短时逆转。 突出的煤和瓦斯能堵塞巷道, Po坏支架、 设备及设施。 除了煤与瓦斯Tu出外, 当煤层中含有大量二氧化碳气体时, You于煤对二氧化碳的 吸附能力极强, 故也会发生Mei和二氧化碳突出。 我国煤矿已经发生过数Qi煤和二 氧化碳突出。 当Kuang井瓦斯涌出量很大时, 但靠通风方法来冲Dan和排除瓦斯, 不但经济上不 合理,技术上也有Kun难。同时,瓦斯是一种很有价值的资源,除用作Ran料外,也 是制造炭黑、 工业塑料等Fang面的主要原料。 因此对高瓦斯煤层进Xing瓦斯抽放, 对 于减少瓦斯涌出量、 Chong分利用自然资源、 https://www.fanwen99.cn/article/153836053.html具有重要的意义。 Wa斯抽放是将矿井瓦 斯通过钻孔(或专门Chou放瓦斯的巷道) 、管道、瓦斯泵直接抽至地面。Chou放方法 有本层抽放、临近层抽放、采空区抽Fang及地面定向钻孔抽放等。一、本煤层抽放 瓦Si是在开采煤层之前或开采煤层过程中利用钻孔或Xiang道进行该煤层的抽放工 作。在开采煤Ceng的顶板或底板沿巷中,每隔约 30m 开一个钻Chang,向煤层打 3~5个钻孔,贯穿整个煤层厚度,Cheng扇形布置。当以个钻场布置的钻孔全部竣工,即 Ke封闭钻孔,装上瓦斯抽放管道,进行瓦斯抽放。Er、掘进巷道瓦斯抽放。在掘 进巷道的两Bang随掘进工作面的推进,每隔 10~15m开Yi钻窝,在巷道周围泄压区 内打 1~2Ge 45~60m的钻孔, 封孔深 1.5~2.0m, Feng口后于抽放系统连接进行抽放。 三、 临近煤层Chou放瓦斯。 当开采汗瓦斯的煤层群时, Zai有瓦斯赋存的临近煤层内 预先开凿抽放瓦斯De巷道或预先从开采煤层的某些巷道中向临近煤Ceng的顶板或 底板打抽放钻孔,装上瓦斯抽Fang管道,进行瓦斯抽放。四、采空区抽放瓦Si。如 果在采空区内积存大量瓦斯时,Wang往会通过漏风而进入生产巷道或采煤工Zuo面, 造成瓦斯超限而影响正常产生。需Cai取有效措施, 1、在采空区上方开掘一条专 Yong瓦斯抽放巷道,在巷道中布设钻场向下部采空区打Zuan抽放; 2、从工作面超前 巷道中掘专用钻窝Xiang工作面采空区的上隅角打钻抽放; 3、在放顶Mei工作面煤层 中沿顶板在靠回风巷一侧开设专Yong的瓦斯抽放巷道,密闭后安设管道抽放。五、 Di面定向钻孔抽放瓦斯。 近年来, 应用石油Bu门的拐弯钻机从地面打抽放瓦斯钻 孔获得Cheng功, 先从地面打垂直钻孔到煤层, 经拐弯Huo沿煤层钻进, 再没层内可延 伸达 1000m Yi上, 然后在地面利用钻孔直接抽放瓦Si。 据 《煤矿安全规程》 规定, Chou放瓦斯的矿井中,利用瓦斯时瓦斯浓度不得于 30%;Bu利用瓦斯时,采用干式 抽放瓦斯设备,瓦斯浓度Bu得低于 25%。抽出的瓦斯可以按浓度De不同,合理的 加以利用:浓度为 35%~40%Shi,可作为工业或民用燃料、浓度为 50%以上的Wa斯 可作为化工原料。 针对突出煤层瓦Si抽采钻孔封孔现场存在的技术难题, 以钻孔封孔Ji术理论 为指导研究开发了组合Feng孔器带压封孔技术。 在井下现场实施过程Zhong, 进一步优 化了封孔施工工艺。 现Chang实践表明, 利用组合封孔器和与之相配套De带压封孔施 工工艺, 可有效解决本Mei层瓦斯抽https://www.fanwen99.cn/article/109236223.html采钻孔封孔不严的技术难题, Cong而大幅度提高 突出煤层瓦斯抽采效果, 为Tu出矿井顺利开展煤与瓦斯共采技术研究工作提供Ji 术支撑。 采用主动支护式封孔原理Yan制的囊袋式注浆封孔装置, 有效地封闭了Zuan 孔周围裂隙, 减少漏气通道, 降低了封孔Duan煤体的透气性, 解决了“三软”煤层 Chou放钻孔封孔难的问题,提高了本煤层瓦Si抽放浓度,其效果显著。 充填Nang袋, 使其能够最大限度的充填瓦斯抽放钻孔, Feng闭管道周围空隙, 使 瓦斯只从抽放Guan道抽出, 而不至于扩散到巷道或采煤工作面, Cong而保证井下的生 产安全。 对于囊袋的充填, Cai用浆液充填法。 把充填材料用搅拌器搅Ban成浆液后, 再由充填设备把搅拌好的充Tian浆液注入囊袋, 从而达到封孔的目的。 Ben设计题目 “瓦斯抽放钻孔封孔系统设Ji分析”仅对其整个系统中的搅拌部分进行设Ji分 析。 搅拌器的目的是借助搅拌器的Zuo用使化工生产中的液体充分混合,以满足Hua 学反应能够最大限度的进行。 该设Bei可以代替手动搅拌对人体有毒或对皮肤忧伤 害的Hua工原料,结构简单,使用方便,在化工Sheng产中比较方便。搅拌容器广义 理解即有Wu理或化学反应的不锈钢容器,通过对容器De结构设计与参数配 置,实现工艺要求的Jia热、蒸发、冷却及低高速的混配功能。随之, Sheng产 过程中的不同条件要求不同对容器的设Ji要求也不尽相同。生产必须严格 按照Xiang应的标准加工、检测并试运行。 Jiao拌器是过程装备行业中典型的设备,大量应用于Hua工、橡胶、农药、 染料、医药、食品等行Ye中。带搅拌夹套反应釜由搅拌器和筒体组成。Jiao拌器 包括动力装置、传动装置,搅拌轴,轴Feng,叶轮,搅拌桨、联轴器、减速器 ; 筒 Ti包括筒体、夹套、支座、手孔、视空、Gong艺接管和保温装置和其他内件等。 本题目主要涉Ji生产中搅拌器的设备设计,主要解决的问题Shi工业生产中该 设备的设计,包括:搅Ban器的选择、风马达及减速器的选型、支撑装置的She计、 轴的选择及密封设置、搅拌容器的She计,并画出相应的设备图。 1Jiao拌器的发展史及其现状 搅拌混He设备室一种应用广泛、 品种繁多的流体Ji械产品, 适用于化工、 医 药、食品、饲料、Gong业等领域。搅拌操作是工业反应过程的主要环节,Ta的原理 设计流体力学、热传、传质及化学Fan应等多种过程,而搅拌器也焦作 Mixer 。Guang 义的搅拌还包括将固体微粒分散悬浮在溶Ye里面或将溶液变成均匀的乳化液, 因 此它https://www.fanwen99.cn/article/109203623.html包括Fen散器和均质机。 某些搅拌器能产生极大的剪切力, Yi获得细化的粒子 比胶体磨大 10倍Yi上的亚微米悬浮体,因此,可以用于制造色拉Jiang、美容乳之 类的精细食品和化学品。 Shi化工业常用于聚氯乙烯合金、 顺丁橡Jiao合金、 反应釜、 汽提釜等统称为搅拌Rong器。 近年来,搅拌器和搅拌容器获得Fei速发展的同时,正面临着合理利用资源、 节Neng降耗和对环境保护要求的严峻挑战。 搅拌器和Jiao拌容器在服从装置规模经济 化和品种Duo样化的同时,正日趋大型化。日立制作所自 1949Nian生产搅拌反应釜 以来已为聚氯乙烯、 对苯Er甲酸、 苯乙烯单体、 聚丙烯等装置Sheng产了搅拌反应釜 近 4000台, 容器的最大Rong量已达 576m , 最大直径达 7620mm , Yuan筒部分最大长度 达 44380mm , 设Ji压力最大 28Mpa , 设计温度最高 530Du, 电机最大功率达 100Kw 。 基Yu节能的要求, 开发出变频调速电机、 小剪切Zu力桨叶、 以新型密封代替机械 密封盒Tian料密封, 以磁力驱动代替机械传动。 Ji于降低产品总体成本、 减少维修 保养成本He提高设备整体平均维修间隔时间的要求,大Da提高了设备运行寿命。 基于满足卫生和降低清洗He杀菌成本的要求, 实现了 CIP (就地清洗) He SIP (就 地杀菌) ,提高了Zi动化水平,避免了人与产品的接触,减少了人工操Zuo和待机 时间,大大提高了产品的卫生水平。 1.1 Jiao拌器的主要类型及其发展概况 根据搅Ban器的形状可以分成直叶浆式、 开启涡轮式、 Tui进式、 圆盘涡轮式、 锚式、螺带式、螺旋式等;Gen据不同液体的粘度可以分为低粘度搅拌器、中高Nian 度搅拌器。低粘度搅拌器,如:三叶推进式叶轮,Zhe叶浆式, 6直叶涡轮式,超 Ji混合叶轮式等;中高粘度搅拌器如:锚式、Luo杆叶轮式、双螺旋螺带叶轮型, 超混合搅拌器Deng;为了达到成品高精度、高品质化要求,国外,特Bie是日本开发 了新型的搅拌器,以满足高粘度Chan品的生产需要。如倒圆锥形螺带翼式搅拌器、 Chao混合搅拌器、高性能浮动搅拌槽、超震动型Jiao拌器等。 在对物料的操作搅拌过程中,Ren们希望实现多种搅拌目的,因此了解各种 Jiao拌器的特点, 选择适宜的叶轮形式, 设计出Fu合流动状态特性的搅拌器是非常 重要的。搅拌槽Nei的液体进行着三维流动,为了区分搅拌桨Ye排液的流向特点, 根据主要排液方向, 按Yuan柱坐标把典型桨叶分成径https://www.fanwen99.cn/article/109207502.html向和轴向流叶轮。 齿片Shi、 平 叶浆式、 直叶圆盘涡轮式和Wan曲叶涡轮式在无挡板搅拌槽中除了使液体与叶Lun一 起回转的周向流外, 还由于叶轮的离心力是Ye体沿叶片向槽壁射出, 形成强大有 力的径向Liu, 故称这些叶轮为径向流叶轮。 径Xiang流叶轮搅拌器旋转时, 将物料由 轴向吸入再径Xiang排出,叶轮功率消耗大,搅拌速度较快,Jian切力强。如图 1.1、 图 1.2所示,是Dian型的径向流叶轮型式。 图 1.1 Tu 1.2 在湍流状态下, 推进式叶Lun除了产生周向流动外, 还产生大量轴向流动, Shi典型的轴向流叶轮。折叶涡轮式叶轮与Zhi叶圆盘涡轮和弯曲叶涡轮式叶轮相 比, 轴向流Cheng分较多, 多用于轴向流的场合。 螺带Shi和螺杆式叶轮使高粘度物料 产生轴向流动, Ye属轴向流动叶轮型式。 轴向流叶轮搅Ban器不存在分区循环, 单 位功率产生De流量大, 剪切速率小且在浆液附近较Da范围内分布均匀, 具有较强 大防脱流能力。Ru图 1.3、图 1.4所示,是典型的轴向Liu叶轮型式。 在通常情况下,大量的搅拌设Bei用于低粘度物系的混合和固一液悬浮操作, 要Qiu叶轮能以低的能耗提供高的轴向循环流量。 由于Chuan统的推进式叶轮叶片为复 杂的立体曲面,虽能满Zu要求,但制造却很困难,亦不宜大型化。因Ci竞相开发 节能高效、 造价低廉且易于大型化De第二代高效轴流搅拌器成为混合设备公司De 目标。美国莱宁公司开发了 A310和 A315Xi列。如图 1.5,图 1.6所示。 Guo内如北京化工大学和华东理工大学等也分别开发了 CBY Zhou流浆和翼型浆; 中国石油化工学院的沈慧Ping教授等人还研制开发了一种新型高效易于加工的Zhou 流式搅拌叶轮。 它是一种空间扭曲板Cai型桨叶, 从叶片端部看, 它由许多相Si的 供组成,与其所处半径有关,且具有合理的叶Pian倾角、拱度及叶片宽度。 新型Jiao拌混合设备 近年来欧洲和 Et 本Kai发了很多种适用于高粘度和超高粘物系的卧式自清 Jie搅拌设备。瑞士卧式双轴全相型搅拌机就是典型的Yi例 另外,北京燕山石油化工有限公司设Ji院针对在大直径、低转速、介质 较粘稠的场合, She计了一种复合式搅拌器, 很好的解决了Wu法配备大功率的电机, 存在制造、检Xiu以及安装的困难等问题。 设备She计智能化的实现 根据混合专家的Jing验和常识, 将搅拌混合设备与自动控制技Shu相结合, 在 混合设备选型和设计中运用人工Zhi能https://www.fanwen99.cn/article/109241878.html技术和基于知识的系统 (KBS ) , Ji实现了混 合设备选型和设计的智能化。 搅拌She备设计专家系统采用总设计任务控制各阶段 She计分任务, 分任务调度相应的设计知识和数Ju, 实现混合设备的专家系统设计 的组织方法。 Tong过仔细分析、 归属, 用智能化设计系统Yuan型阶段性地实现混合设 备的设计过程, Ke以把其表示为一系列的设计过程的链式Xu列。 各阶段相互独立 又相互连续,其中Mei一个设计阶段都将设计结构传递给后续设计过程 L6j 。Gai系 统从搅拌叶轮的选型、 过程设计、 Ji械设计和经济分析评价, 到最终机械绘Tu的 全过程都给都给出了智能化的计算机Fu助设计。 它可应用于牛顿流体和非牛顿流 Ti, 液——液体系、 固——液体系和气——Ye体系, 并且可以处理容积超过上百 Li方米的应用体系。 20世纪 90年代Yi来,有关搅拌设备选型和设计的专家系Tong 在国外已有少量报道。如 1994年美国 Chemineer Gong司报道了该公司有一个用于 涡轮式搅拌器的设Bei均已用此软件进行设计。芬兰的 Lappeenranta Gong业大学在 1994男发表了有关混合设备Chu步的知识库系统的论文。在国内,浙江大学也正 Yu大型石化企业合作开发搅拌槽式反应器的智能Hua辅助选型和设计软件 。 1.2 Jiao拌器的工作原理 通常搅拌装置由Zuo为原动机的马达(电动、风动或液压) ,Jian速机与其输出轴相 连的搅拌轴, 和安装在搅拌Zhou上的叶轮组成。 当容器内有压力时, 搅拌Zhou穿过底 板进入容器时应有一个密封装置, 常Yong填料密封或机械密封。 通常马达与密封均 外Gou,研究重点是传动轴和叶轮。叶轮的搅拌作用Biao现为“泵送”和“涡流” , 即产生Liu体速度和流体剪切, 前者导致全容器中的回流, Jie质异位, 防止固体的 沉淀并产生对换Re热管束的冲刷; 剪切是一种大回流中的微混合, Ke以打碎气泡 或不可溶的液滴,造成“均Yun” 。 1.3 搅拌器的类型 Gen据搅拌器叶轮的形状可以分成直液浆式、开启涡Lun式、推进式、圆盘涡轮式、 锚式、螺带Shi、螺旋式。根据处理的液体粘度不同够可Yi分为低粘度液搅拌器。 低粘度液搅拌Qi,如:三叶推进式、折叶浆式、 6直叶涡Lun式、超级混合叶轮式 HR100, HV100Deng;中高粘度液搅拌器如:锚式、螺杆叶轮式、Shuang螺旋螺带叶轮 型, MR205,305超Hun合搅拌器等等。 1.4 搅拌器的适Ying条件和https://www.fanwen99.cn/article/109211293.html构造 1.4.1 搅拌Qi的使用条件 搅拌加速传热和传Zhi, 在化工设备设备中广泛应用。 化工Jiao拌器的作用使化工生 产中的液体充分混合, Yi满足化学反应能够最大程度的进行, Gai设备可以代替手 动搅拌对人体有毒或有害De化工原料减少对人体的危害, 同时通过电机Huo风马达 带动转轴加速搅拌, 提高生Chan率。 搅拌加速传热或传质, 在化工设备中广Fan应用。 搅拌的对象可以是液体、 固体和气体、 Qi中液体是必不可少的。 最常见的液体是 水,其Zhan度很低。液体也可能很粘,如黄油在室温Xia可达 1, 000, 000cp 。液体 Ru加入过多固体,如泥沙,会失去流动性,成Wei泥团。这种物料也可以搅拌,但 不在Ben文叙述范围内。 1.4.2 搅拌Qi的构造 工业生产过程中, 通常用到的Jiao拌器种类 器、 涡轮式搅拌器、 推进式搅拌器、 Mao式搅拌器、框式搅拌器、螺带式搅拌器等。Ge类搅拌器由于其构造、性能等差 异, Shi其能够分别适用于化工生产中各种不同的Gong况。 浆式搅拌器直径 d 与筒径 D Bi d/D为 0.35~0.8,其运转速度Wei 10~100r/min。为大型低速搅拌器,Shi用于 低、 中等粘度物料的混合及促进传热, Ke溶固体的混合与溶解等场合。 涡轮式搅 Ban器又可分为开启涡轮式和圆盘涡轮式两类, 每Lei又可分为平直叶、 折叶、 后弯 叶三种。 Wo轮式搅拌器外形结构上与浆式搅拌器类似, Zhi是叶片较多。 搅拌器直 径 d 与Fu径 D 之比 d/D为 0.17~0.5, Zhuan速为 30~500r/min。 旋Zhuan时有较高的局部 剪切作用, 能得到高分散度Wei团, 适用于气液混合及液液混合或强烈搅拌De场合, 常用于低中等粘度物料 (10cp 5⨯ 〈 μ) . Jiu一开启式和圆盘式相比较而言, 其构造 上差Yi造成开启式比圆盘式循环流量更大, 轴向Hun合效果更好。 推进式搅拌器也 常被称为旋转式Jiao拌器。 顾名思义, 其叶片形式类似于轮船上De螺旋桨。 搅拌器 直径 d 与Fu径 D 之比 d/D为 0.2~0.5, Zhuan速较高, 为 100~800r/min。 运Zhuan时产生 较大的轴向循环流量, 宏观混合Xiao果很好, 适用于均相液体混合等搅拌Bu是非常 强烈的以宏观混合为目的的搅拌场He, 常用于低粘度料液 (p 2000c ≤ μ) De混合。 框式搅拌器的搅拌外缘与釜壁Jianhttps://www.fanwen99.cn/article/109232425.html隙很小, d/D为 0.9~0.98, 次Re点似的搅拌时物 料不易产生死区。转速Wei 10~100r/min,为低速搅拌器,Zhi产生切线流,剪切作 用小,无轴向混合,适用Yu高粘度物料的搅拌。如精细化工产品涂料油漆、Hua妆 品的生产过程中常用到此类搅拌器。 Luo带式搅拌器是把一定螺距的螺旋形式钢带 Gu定在搅拌轴上,螺带外缘很接近釜壁。搅Ban时,物料沿釜壁上升,沿轴向下运 动。适用Yu高粘度液的混合。 1.5 本课题的She计思路 本设计的设计思路可分为Yi下步骤: 1:按设计要求可用的 D/T(Lun径 /罐径)值,和对搅拌时间、搅拌程度的Yao 求,选定若干个不同转速下的扭矩或功率要求; 2:Xuan定合理的叶轮安装间隔,结合设备情况,Gu计近似的搅拌轴长; 3:估计合理的电动Ji或风马达的功率; 4:根据叶轮功耗,Shu出轴、支架等等,选择能满足前三项要求的搅Ban器; 5:按照叶尖线速度等条件,确定最合适De转速,对设计进行优化,按已确 定的条件,Dui轴系进行动力和强度等因素的验算和分Xi。 2拌容器的设计 2.1 Jiao拌容器的设计思路 根据设计要求,Yao求搅拌器的容积在 600L 左右,Ye体粘度为 0.3pa.s ,液体 的密度为 3 100kg/m = ρ, Yun转速度为 100r/min。 结合Shi际条件, 本课题选用的筒 式搅拌器。 Jiang搅拌器的外壳设计成圆筒形, 搅拌器旋转时, Ba机械能传递给流体, 在搅拌器附近形成高Tuan动的充分混合区, 并产生一股高速射流, 使流Ti具有较高 的压头, 推动液体在搅拌Rong器内循环流动。 在圆筒的导流作用下, Jie质从筒体的 顶部流入桶内, 完成一个循环, Shi介质产生高速的径向流和轴向流, 同时加Da介 质流量, 完成一个循环, 使介质产生高速De径向流和轴向流, 同时加大介质流量, Jie质流动更均匀。 通过筒式搅拌器与涡轮式Jiao拌器和推进式搅拌器的功率对比试验,在Xiang同 的搅拌情况下,同时搅拌器将电能转化为机Xie能的效率更高,如图 2.1所示。 (1)Tong式搅拌器的搅拌流型始于低粘度液体的搅Ban,搅拌釜内的搅拌死角较 少。 (2)Tong式搅拌器对电能的利用率高,在相同的情Kuang下,筒式搅拌器的功率准 数较小,耗能Shao,表明筒式搅拌器在节能方面具有非常Hao的效果。 (3)筒式搅拌器的搅拌混合Xiao率高, 在相同的情况下, 是推进式https://www.fanwen99.cn/article/109230469.html搅Ban器的 2~3倍。 因此,本课题选用De筒式搅拌器能够满足设计的要求。 2.2 Zong体设计方案 工业生产过程中, 通Chang用到的搅拌器种类有浆式搅拌器、 涡轮式搅拌Qi、 推进式 搅拌器、锚式搅拌器、框式搅Ban器、螺带式搅拌器等。各类搅拌器由于其结构De 不同, 性能的差异, 使其能够分别适用Yu化工生产中各种不同的工况。 由于本Ci 设计的搅拌器是低粘度、低速度、固——Ye混合的小功率设备,容积为 600L , 图 2.1 Gen据搅拌器对这些因素的要求, 本次设计选用Wo轮式与对开式直桨搅拌器。 对开 式直桨搅拌器,Qi夹角为 180度。在旋转搅拌时,阻力将Jian小;另一方面,对开 旋转的叶桨能使容器内的液Liao形成涡流, 搅拌效果好, 特别是当轴正向或Fan向旋 转时,可使沉淀物不下沉,而是上下翻动,Dui物料的搅拌效果相当好;对搅拌的 旋转方向Yao求不高。 但是搅拌轴收到扭矩和玩具Fu合作用, 对其强度及安装要求 较高,多用于Di速。低粘度。小功率(=40~120r/min)Jiao拌,符合设计要求。 为了满足搅拌器中Chuan动轴的位置保持不变,已达到设计的要求,提高Xuan转 时的精度。 在搅拌容器里安装了一个定心Jia, 以此来稳定传动轴, 保证传动轴在 生Chan过程中振动降低,轴端摆动程度大大降低,Ti高了旋转精度。 2.3 搅拌器部件的She计计算 2.3.1 搅拌筒体及夹套设Ji 图 2.2 2.3.2 Que定筒体和封头 根据设计要求与搅拌设备Biao准初选圆柱型筒体和圆型封头。 2.3.3 Que定筒体和封头直径 设备容积要Qiu搅拌物料为液固类型,由表 3-1知 1:1~1.3i H D =,Kao虑容器 不大, 为使直径不致太小, Zai顶盖上容易布置接管和传动装置, 设计的为搅拌Shi 筒体 故选用 1:1.2i H D =。 i D You下式估算 0.59m i D === (2-1) Jiang i D 的估算值圆整到公称直径系列,故取 600i D mm =。 Feng头内径取筒体内径值,采用椭圆型封头,Zhi边高 0h 查表初选 025mm h =。 Que定筒体高度 1H 当 i D =600mm, 0h =25mmShi,查表得椭圆形封头的容积 30.035m V =Feng 。 查表得筒体 1m 高的容积 31m 2.011V =Mi ,由下式计算得: 110.20.0350.58m 0.283V V H V --===Feng 米 取 10.7m H =,所以 10.71.160.6 i H == Yu前文比较是符合要求的。 选取夹套Lei型及直径 根据搅拌筒内温度和压力Xuan用整体型夹套,其形式如下 图 2.3 Zheng体夹套型式 600mm i D =Shi, 查表得夹径 mm mm mm D D j 0460460004i =+=+= Jia套封头也采用椭圆形并与夹套筒体取直径相Tong。 确定夹套 由下面公式 21V V H V η-≥Feng 米 (2-2) Que定夹套高 2H ,式中 η为装料系数, 0.8η=,Dai入上面公式 2-2得: 210.80.20.0350.44m 0.283 V V H V η-⨯-≥==Feng 米 取 2600mm H = 2.3.4 Ji算传热面积 由 JB/T4746-2002Cha 得 :封 头 表 面 积 20.438m F =Feng , 1m 高 筒 节 表 面 积 211. 88m F =Mi ,则: 实际总传热面 20.4830.71.881.8m F F F =+=+⨯=Feng 筒 ,经分析可用。 2.3.5 筒Ti及夹套的强度计算 图 2.4夹套筒体和Jia套型式 2.3.6 选择设备材Liao,确定设计压力 由已知条件并分Xi工艺要求和腐蚀因素,决定采纳下面办Fa,选用 Q235-B 钢板,其在 0~160℃Xia的许用应力为:[]113MPa σ= She计压力的确定: 夹套的筒体和封头Jun是内压容器,由已知,设计压力 0.45MPa P = Jiao 拌 器 的 筒 体 和 封 头 既 Shou 内 压 又 受 外 压 的 作 用 。 Qi 内 压 设 计 压 力 0.34MPa P =,She计外压的取法是考虑操作过程出现的最大压力Cha,所以取 0.5MPa P =为设计外Ya。 夹套的筒体和封头壁厚计算 2.3.7 Xuan择材料,确定设计压力 (1)选择Tong体和夹套材料 筒体内的工作介质为有机酸, Wu机酸, 弱碱等, 选用 1Cr8Ni9Ti Ao氏体不锈 钢完https://www.fanwen99.cn/article/109197834.html全满足设备的要求,在 35C Shi 125MPa [σ]= (2)Jia套的连接形式 整体型夹套和罐体有两种连Jie形式, 可拆卸式和不可拆卸式。 考虑到Guan体材 质是不锈钢, 而夹套是普通碳钢, Zai结构上避免不锈钢罐体与碳钢的夹套直接焊 Jie,以防止在焊缝处渗入过连碳元素使罐体Chan生局部腐蚀。选用如下结构: 图 2.5Jia套连接型式 夹套的筒体壁厚计算公Shi 2[]t PD S C P σφ=+-Jia 夹 (2-3) Qi中, 0.5MPa 660mm []113MPa t P D σ===ΦJia ; ; ; 为焊接系数, 采用双面焊缝, Jin行探伤检查:=0.7Φ(夹套封头用钢板拼Han) ; 壁厚附加量 123C C C C =++,Shi中 1C 为钢板负偏差,初步取 10.6mm C =,Fu蚀裕 度 22mm C =, 热 加 Gong 减 薄 量 30C =(封 头 Re 加 工 30. 5m m C =) , Yin 此 ; C=0.6+2+0=2.6mm. 6mm 2.60.44 -0.711326400.44-2=+⨯⨯⨯=+=C P PD S φσJia 夹 , 圆整成钢板厚度标准规格,取 S Jia =6mm. 设计夹套封头壁厚 2[]0.5t PD S C P σφ=+-Jia 封夹 (2-4) Shi中, P 、 D 夹 、 []t σ、 φ取Zhi同上式,其中 123C=C+C+C=0.6+2+0.5=3.1mm, Dai入上式: 0.446603.14.94mm 21130.70.50.44 S ⨯=+=⨯⨯-⨯Feng夹 为使筒体和封头焊接的方便取 6mm S S ==Feng夹 夹 2.3.8 设计筒体的筒Ti壁厚 S 筒 (1)按承受 0.34MPa De内压设计 2[]i t PD S C P σφ≥+-Tong (2-5) Shi中,设计压力 0.3MPa P =;筒体内径 600mm i D =;Xu用应力 []113MPa t σ=, Tong 夹 套 材 料 ; 焊 缝 同 夹 套 , Gu 0. 7φ=; 厚 度 附 加 Liang 1230. 6202. 6m m C C C C =++=++=;Shang述各值代入 3-4得 0.336002.63.9mm 21130.70.332[]i t PD S C P σφ⨯≥+=+=⨯⨯--Tong (2)按承受 0.44MPa 的Wai压设计 设筒体的计算壁厚 010mm S =,Bing决定 00//L D D S , 之值; 0D -----Tong体外径, 002600210620mm i D D S =+=+⨯= L -----Tong体的计算长度, e S ----- You效壁厚, 010mm-2.6mm=7.4mme S S C =-= 21126003002800mm 33 L H h =+⨯=+⨯⨯= Ze: 01.29==, 083.78e D ==,You参考文献图查 0.00048A =, You于筒体材料 Q235-B 钢板 235MPa σ=, You图查得 68B =, 则许用 外压 68[]1MPa>0.5MPaBS P D ⨯=== Gu:010mm S =满足外压稳定性要求。 2.3.9 Tong体的封头壁厚计算 (1)先按内压计算 S Feng 2[]0.5i PD S C P σφ≥ +-Feng (2-6) Shi中, 0.34MPa P =, 600mm i D =, 0.6φ=, []113MPa σ=, 1230.620.53.1mm C C C C =++=++=,Dai入上式: 0.33600 3.14.6mm 2[]0.521130.60.50.33 i PD S C P σφ⨯≥ +=+=-⨯⨯-⨯Feng 考虑到封头与筒体的焊接方便取封头与Tong体等壁厚相同 10mm S =封 (2)An外压校核 S 封 ,采用经验计算 Feng头计算壁厚 0103.16.9mm S S C =-=-= Tuo圆封头的计算当量半径 1V i R K D =,You设计规定查表得 10.9K =,故 0.9600540mm V R =⨯=; Xi数 10.1250.125 0.0007/0.9600/7 A K Do Se = =⨯=⨯,Cha文献图表得 99B =,则许用外压 []0.506MPa P B =⨯=0V S 6.9( ) =99R 1350 Da 于 压 力 时 的 压 力 0.45MPa , Gu 用 8m m S =封 ,外压稳定安Quan。 3 搅拌轴的结构与材料以及轴Cheng选择校核 3.1 轴的结构 Jiao拌轴主要用来支撑搅拌器的,并电动机输Chu轴取得动力搅拌器旋转,达到 搅拌的目的。 Yin此, 搅拌轴的结构就是以这些要求为依据进行She计的。 搅拌轴一 端应同电动机输出轴连Jie。 轴连接处应用联轴器。 目前常用的搅Ban器大都采用平 键、穿轴销钉或穿轴螺钉Gu定。其结构如下图 3.1所示。 Tu 3.1 3.2 轴的材料 搅拌Zhou的材料通常选用 45号钢,还应进行正火Huo调制处理。因为物料腐蚀 程度较弱,Suo以搅拌轴的材料选用最常用的 45钢就Zu够用,且经济性良好。 3.3 Jiao拌轴的计算 搅拌轴的设计主要工作是确Ding危险截面处的最小尺寸, 从而确定轴的其他部 Fen的轴径,再进行强度、刚度计算或校核、Yan算轴的临界转速 n 和挠度,以便保 证搅拌轴Neng安全平稳地运转。 对于搅拌筒体, Qi搅拌器的要求既要能有承受较强的剪切力, You要有较大的 流体循环特性, 固本筒体采Yong径向流和轴向流结合的多层搅拌桨组合式的搅拌Xi 统。 通常情况下, 搅拌轴直径 d Bi须满足强度和临界转速要求, 当有其他特Shu要 求时, 还应满足扭转或刚度径向位移De要求。 在确定轴的实际直径时, 通常还得 Kao虑材料的腐蚀度, 最后把直径圆整为标准轴径。 Yin此, 本设计中搅拌轴设计内 容和一般Zhou设计基本相同,主要涉及强度、刚度的计算Xiao核和临界转速校核等。 3.3.1 搅Ban功率的计算 N=Kρν3δ5 K ——Gong率数 经估算的功率为 2千瓦 3.3.2 Jiao拌轴直径的计算 (1)搅拌轴De强度计算 轴的扭转强度条件按Gong式(3-1)计算: []max T p M W ττ= ≤ (3-1) Shi中 max τ——轴横截面上的最大剪应Li, MPa ; T M ——Zhou所传递的扭矩, N ⋅mm ; p W ——Zhou的抗扭截面系数 mm ³; []τ——Cai料的许用应力, MPa 。 (45号钢De许用应力为 []τ=30~40 MPa) Qi中 6 9.5510T p M n =⨯ (3-2) Dui于实心轴扭转界面系数见公式(3-3) 3 16 p d W π= (3-3) Zong合(3-1) 、 (3-2)和(3-3)Deng公式得: 20.2~33.3mm d ≥== Shi中 d ——搅拌轴直径, mm ; P ——Jiao拌轴传递的功率, Kw ; n ——Jiao拌轴转速, r/min (2)搅拌轴刚Du的计算 为了防止轴在旋转过程中产生Guo大的扭转过程中变形, 影响正常的工作, Ying 把轴的扭转变形限制在一个允许的尺寸范Wei内。 工程上以单位长度的扭转角 θBu 得超过许用扭转角 []θ作为扭转的刚Du条件, []0318010T p M GI θθπ =⨯⨯≤ (3-4) Qi中 θ——轴扭转变形的扭转角, ; G ——Jiao拌轴材料的剪切弹性模数, MPa ; (Dui于碳钢和低合金钢 G 48.110=⨯ MPa) p I ——Zhou截面的极惯性矩, 4mm ; []θ——Xu 用扭转角, ; (对于 一般 Chuan动 ,查得 搅拌 轴取 []θ=0.5~1.0,Dui 于悬 臂轴取 []θ=0.35) You前面导出实心轴的直径计算公式见(4-5)Wei: d ≥(3-5) 即 47.1d ≥==mm Jiao拌轴的直径应同时满足强度和刚度两个条Jian, 取两者较大值, 圆整到适当的轴 径故Qu d =50mm。 3.3.3 Jiao拌轴的临界转速 当搅拌轴的转Su达到其固有频率时会发生共振, 产生剧Lie的震动, 并出现很 47.4mm Da的弯曲变形, 这时的速度称为临界转速 c n 。 Dang轴在靠近临界转速时, 常因为剧 烈震动而发Sheng损坏, 或破坏轴封是发酵无法进行, Yin此工程要上求搅拌轴的转速 应不要靠近临界转速。 Tong常把工作转速 n 低于第一阶转速 0n 的Zhou成为刚性轴, 而 工作转速大于第一Jie临界转速的轴称为柔性轴。但一般搅拌轴的工作Zhuan速https://www.fanwen99.cn/article/109223381.html较低, 即为刚性轴,一般是不会发生Gong振,本设计中搅拌速度不大于 200r/min,Ci转 速较低,故不用进行临界转速校核。 3.4 Jiao拌轴的形位公差和表面粗糙度要求 由Yu要求运转平稳, 防止轴的弯曲对轴封处的不利Ying响, 因此轴安装和加工 要控制轴的Zhi度,当转速 n<120r/min时,直线Du允许差为 1000:0.15。轴的配 He面的配合公差和表面粗糙度可按所配零件De标准要求选取。 3.5 轴承De选择 搅拌器在搅拌过程中,承受的轴向Li较小,主要受径向力作用。而深沟球轴 承Zhu要承受径向载荷, 也可同时承受小的Zhou向载荷。 当量摩擦系数最小。 在高转 Su时,可用来承受纯轴向载荷。工作中允许内、Wai圈轴线偏斜量 61~8''≤, 大量 Sheng产,价格最低。故考虑采用深沟球轴承。 Xian预选用深沟球轴承的国内新型号为 6317。 Nei径 85mm , 外径 180mm , 宽度 41mm 。 Zhi润滑转速 3600r/min,油润滑转Su 4300r/min。 3.6 轴承的Xiao核 轴承的校核 轴承所Shou的径向载荷为 18.62r F =N,Zhou承转速 n=100r/min,运转时有轻Wei 冲击,预期计算寿命 5000h L h =’ 。 (1)Qiu比值 10 08.62 Fa Fr == Gen据 《机械设计》 的表 13-5, 深沟Qiu轴承的最小 e 值为 0.22故此时 1 Fa e Fr ≤。 (2)Chu步计算当量动载荷,根据《机械设计》课本(13-8a ) () p r a P f XF YF =+ An照《机械设计》的表 13-6, p f =1.0 1.2,Qu p f =1.2. 按照, 1X =, 0Y =. Ze 1.28.6210.34P N =⨯= (3)Gen据《机械设计》的式(13-6) ,Qiu轴承应有的基本额定动载荷 10.3479.24C ===N (4)An照轴承样本或设计手册选择 C =132000N De 6006型深沟球轴承。 此轴承的基本额定Jing载荷为 08300C =N ①Qiu相对轴向载荷对应的 e 值和 Y 值。 相Dui轴向载荷为 1 0Fa Fr =, 《Ji械设计》 的表 13-5中查的 e 值Wei 0, Y 值为 0。 ②求当量https://www.fanwen99.cn/article/153837002.htmlDong载荷 P 。 1.28.6210.34P =⨯=N ③Yan算 6006型深沟球轴承的寿命, 《Ji械设计》的式(13-5) 663 131010132000() () 2.311050006060150010.34 C L h h h n P ===⨯>⨯ Ji高于轴承的预期寿命,该轴承合格。 4 Jiao拌器及传动装置的设计及计算 4.1 Gai述 搅拌设备传动装置系统一般Bao括电动机、 变速器、 联轴器、 传动Zhou、 搅拌轴、 机架,机座及凸缘法兰等组成。 Dian动机经减速器将速度降低, 再通过联轴器Dai动搅拌轴旋转, 之后带动搅拌 器转动,Zheng个传动装置连同轴封装置都安装在机架上。 Tu 4.1 4.2 电机的选择 电Dong机是专门工厂批量生产的标准部件,设计时要根Ju工作机的工作特点、 工作环境和工作载荷等条Jian,选择电动机的类型、结构、转速,并在Chan品中选出 其具体的型号和尺寸。 San相异步交流电动机应用最为广泛。 根据搅拌器的Cao作功率为 2Kw 选取电量 为 2Kw 的三Xiang异步电动机,然而相同容量的电动机,Yi般有 3000、 1500、 1000Ji 750 r/min四种同步转速。因此,在确Ding电动机转速时,应综合考虑分析,对 比。本She计中选用 YZ132M1-6电动机,转速为 920r/min,Gong率为 2.5Kw 。 4.3 减速器的Xuan择 根据电机的功率 N=2.5KW,Jiao拌轴的转速 N=100R/min,传动比为 9 Mu前, 我国搅拌器用减速器通常有两级齿轮减速Qi、 行星轮减速器、 三角皮带减 速器和 V Dai减速器。本设计选用 DC 系列圆柱齿轮Jian速器。 图 4.2带减速Qi的电机 由文献 ]知,圆柱齿轮减速机的Xiao率为 0.98~0.99, 取两级齿轮减速器De效率为 96%,减速器的输出功率为 0.960.962.52.4w P P ==⨯=Kw Yin w P >2Kw,故符合搅拌要求。 Biao 4-1减速机外形安装尺寸 4.4 Ji架和联轴器的选择 4.4.1Ji架的选择 机架是用来支撑减速器和传动轴 , Yi般有无支点机架、单支点机架和双支点 机架。根Ju轴的设计结构和整个筒体的结构设计,选择 XD Xing单点 B 型机架,机 架公称直径 D=632mm,Biao号为:XD3-60 B 40 Z Gai机架的安装尺寸及外型尺寸见表 5-3He表 5-4,结构简图见文献 Biao 4-2 机架主要尺寸表 表 5-4 Wai形及其他尺寸表 4.4.2 Lian轴器的选择 联轴器是连接轴与轴并传递Yun动和扭矩的零件, 本设计选用立式夹壳式Lian轴 器,公称直径为 60mm 的联轴器最Da扭矩 []3100N m n M ≈⋅。Yan算联轴器的扭矩, 查表 4-3,选取 K=1.5,Lian轴器的计算扭矩 nj M ⎡⎤⎣⎦为 51.59550358200 nj T M KM N m ⎡⎤==⨯⨯=⋅⎣⎦[]n M < Biao 4-3 工作情况系数 K 图 4.3 CXing凸缘联轴器 选用凸缘联轴器:GY8 You凸缘联轴器的选用与之相匹配的轴头,Cong而实现正确的安装。 图 4.4 与Tu缘联轴器相配的轴头 4.5 轴封的选择 Zhou封即是搅拌设备传动轴的密封装置, Shi搅拌式发酵设备的一个重要组成部 件。 其Zhu要功能是保证搅拌设备内处于稳定的工作状态。 Wei了阻止和减少工作介 质向外泄漏以及外Jie杂质进入内部工作系统。常用的搅拌设备轴Feng结构有液封、 填料密封和机械密封等三Zhong型式。 由于搅拌设备以立式容器为主, Qie很少满釜操 作, 外界气体主要为轴封的Dui象, 且反应釜搅拌轴处的密封属于动密封, Fan应介 质腐蚀性弱,因此选用填料密封即可。此密Feng具有结构简单、制造要求低、维护 保养方Bian等特点。 4.5.1 填料的选择 Xuan择填料必须根据搅拌器内介质的腐蚀特性、 Rong器的操作压力、 还有操作温 度、工Zuo转速等进行选择。故设计选用石棉浸四氟乙Xi填料。 4.5.2 填料箱的Xuan择 结构简图与基本尺寸如下: Tu 4.5 填料箱结构图 表 4-4 Tian料箱基本尺寸表 4.6 凸缘Fa兰及安装底盖的设计 4.6.1 凸Yuan法兰 凸缘法兰用于连接搅拌传动装置, Han接在搅拌筒体封头上。 根据相关设计Shou 册凸缘法兰分为整体和衬里两种结构形式, Tong过我们的机架选择、 传动轴轴径的 搭Pei可以确定凸缘法兰。 凸缘法兰密封Mian分突面(R )和凹面(M )两种。Ben设计选用 R 型凸缘法兰。 法兰标记:HG 21564 Fa兰 R250-16Mn 凸缘法兰结Gou简图见图 4-6。 连接尺寸及安装尺寸见表 4-5。 Tu 4.6凸缘法兰结构简图 表 4-5 Tu缘法兰连接尺寸和结构尺寸 4.6.2 An装底盖 安装底盖的作用主要是安装Tian料箱和机架。 它是通过螺栓、 垫片, 与Ji架相 连。 查国标 HG21565-95Zhi安装底盖的形式有 LRS 、 RX 、 、 MS 、 LMS 、 MX 、 LMX , LRX Deng,公称直径需与凸缘法兰相同。其形式选Qu时应注意与凸缘法兰密封面相 符合。 An装底盖标记:HG21565 底盖 RS 250-250-50-Mn-XB An装底盖简图见图,外型尺寸见表 5-8 Tu 4.7 安装底盖简图 表 4-6 An装底盖外形尺寸 图 4.8 Jiao拌机传动零件部件 5 搅拌装置设计 5.1 Fan应釜搅拌装置论述 搅拌设备的搅拌Zhuang置中搅拌装置由搅拌器、 传动轴, 搅拌轴Ji搅拌桨等组成。 搅拌器又称为搅拌桨或Jiao拌叶轮, 它是机械搅拌设备的最为关键部件。 Zai搅拌设 备的机械工程设计以及新型搅拌She备的开发中,占有重要位置,如果选型Cheng功, 才能实现整个设备的功能, 因此搅Ban器的选型是十分重要的。 搅拌操作涉及Dao流 体的流动、 传质和传热, 发酵过程Suo进行的物理和化学过程对搅拌效果的要求也 不Tong, 但是至今我们搅拌器的研究还不够深入, 因Er搅拌器的选用带有一定的经 验性和不确定性。 Jiao拌轴形式通常有自搅拌釜顶部中心垂直插Ru釜内,有时也采用侧面插入、 或者由Di部伸入方式, 跟据不同的搅拌要求选Ze不同的安装方式。 目的使通入的 空气分San成气泡并与发酵液充分混合,使氧气均匀的溶解Yu发酵液中。 搅拌设备中电动机输Chu的动力是通过搅拌轴传递给搅拌器的,因此搅Ban轴必 须有足够的强度和刚度来符合搅拌装Zhi。 设计的主要内容包括搅拌器的选型、 确 Ding搅拌器直径、搅拌器与搅拌轴的连接结构、He进行搅拌轴的强度设计等。 5.2 Jiao拌器的选型与直径的确定设计 Gong作介质属于液 -固混合,要求工作转Su为 100r/min,由参考文献查的选用 Zhi叶径流圆盘涡轮式搅拌器,且有 J i D D =(0.2~0.5) ,Gu J D =(300~700) ,Xuan 用 J D 为 400的涡轮式搅拌器具体Ling件尺寸见表 4-1, 主要零件数量Cai料见表 4-2 A Tu 5.1 涡轮式搅拌桨 Cha机械设计手册得下表 5-1 5-2 Jiao拌器零件明细表 搅拌器的潜液深度: 2D 2600 S 400mm 33 i ⨯= == Jiao拌器至容器底部距离: D 600C 200mm 33 i = == 5.3 Jiao拌器内挡板设计 搅拌器按容器中心线安装, You于本搅拌物料的粘度不大, 当搅拌转速比较高 Shi, 发酵液体将随桨叶旋转方向一起运动, 容Qi中间部分的液体会在离心力的作 用下涌向内壁Bing直线上升, 中心部分却液面下降, 形成漩涡, Tong常被称为打旋区。 随着转速的不断增加, Zuo涡中心下凹到与桨叶接触, 此时外面的空气Jin入桨叶被 吸到液体中, 液体混入气体后密度Hui变减小, 从而降低混合效果。 为消Chu此打旋 现象, 通常可在容器中加入挡板。 Yi般在容器内壁面内均匀安装 4块挡板, 其Kuan 度为容器直径的 1/13:。当增加Dang板数和挡板宽度,消耗功率不再增加时, 称为全Dang板条件。由文献可知: 挡板宽度: 12 i b D W = (5-1) Yin此 600501212 i b D W ===mm Dang板数量 Z=4 挡板与容器内壁间距: 60 i b D S = (5-2) Ji 600 106060 i b D S = ==mm Dang板在的总长度为 10.750.750.80.6H H m ==⨯= Dang板安装位置如图 5.2 图 5.2 Ban安装位置简图 6. 设备接口 6.1 Jie管与管法兰的选择 管法兰与接管是用来与Guan道或其他设备连接的。 管法兰的选择取Jue于公称压 力(PN )和公称直径(DN ) 。Fa兰按 HG20592-100选取,接管尺寸、Guan法兰的选 择以及密封面形式见下表所示。 Biao 6-1 接管法兰数据表 6.2 垫Pian的选择 垫片材料并不很重要,均Xuan用石棉橡胶板,密封面形式选为凸面连接。 6.3 Shi镜的选择 视镜主要是https://www.fanwen99.cn/article/109240210.html观察设备内物Liao及其反应情况的,也可被称为料面指示镜,Ke 分为带颈视镜和不带颈视镜。根据搅拌筒的尺寸Biao准选用如下视镜 视镜标记:HG502-86 7. Zhi座的选择与计算 7.1 支座的选Ze 卧式容器的支座应用最为普通, Er且有标准可查的是鞍式支座, 简称鞍Zuo。 由于 DN<900mm按其标准选用Zhong型即 B 型支座,如下图所示 Tu 7.1 支座 表 7-1 You以上表可知支座的具体尺寸。 筒体封头Ji其其他连接件纵环焊缝必须采用对接接头, Tong体封头壁厚较薄, 可采 用 I 型封Kou。 参考文献 [1] 周志安 . Hua工设备设计基础 [M]. 机械工业出Ban社 . 1986. 50-88. [2] Tang善甫,朱思明 . 化工设备机械基础(第Er版) [M]. 1988. 10-53 [3] Yin玉凤 . 机械设计课程设计 [M]. Ji械工业出版社 . 2006. 140-143 [4] Wu宗泽,罗圣国 . 机械设计课程设计手册(第二Ban) [M]. 高等教育出 版社 . 1992. 99-112. [5] Zhang平亮 . 化工进展 [J]. 1995Nian第四期 . 44-49 [6] Zhang洪元等编 . 化学工业过程及设备 [M]. Bei京高等教育出版社 . 1956. 110-115 [7] Chen乙崇主编 . 搅拌设备设计 [M]. 上海:Shang海科学技术出版社 . 1985. 10-40 [8] Wang凯,冯连芳 . 混合设备设计 [M]. 北Jing工业出版社 . 2000. 120-140 [9] Chen允中,汪霞倩 . 搅拌设备的设计与Ji算 [M]. 石油化工设备技术 . 北京工Ye出版社 . 1997. 31-53 [10] Tan蔚主编 . 化工设备设计基础 [M]. Tian津大学出版社出版 . 2000. 20-25 [11] Feng连芳,王嘉俊,顾雪萍,王凯 . 搅拌设备She计专家系统 [M]. 高等 教育出版社 2001. 5-10 [12] Gu芳针,陈国桓 . 化工设备设计基础 [M]. Tian津大学出版社出版 . 1994. 44-46 [13] Sun桓,陈作模,葛文杰 . 机械设计 [M]. Gao等教育出版社 . 2006. 32-36 [14] Pu良贵,纪名刚 . 机械设计(第八版) 高Deng教育出版社 . 2006. 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第一章绪论 搅拌可以使两种或Duo种不同的物质在彼此之中互相分散,从而达到均Yun混合;也可以加速传热和传质过程。在工业生产Zhong,搅拌操作时从化学工业开始的,围绕食Pin、纤维、造纸、石油、水处理等,作为工艺Guo程的一部分而被广泛应用。 搅拌操作分为Ji械搅拌与气流搅拌。气流搅拌是利用气Ti鼓泡通过液体层,对液体产生搅拌作用,Huo使气泡群一密集状态上升借所谓上升作Yong促进液体产生对流循环。与机械搅拌相比,Jin气泡的作用对液体进行的搅拌时比较弱De,对于几千毫帕·秒以上的高粘度液体Shi难于使用的。但气流搅拌无运动部件,所Yi在处理腐蚀性液体,高温高压条件下的反应Ye体的搅拌时比较便利的。在工业生产中,Da多数的搅拌操作均系机械搅拌,以中、Di压立式钢制容器的搅拌设备为主。搅拌设备主要You搅拌装置、轴封和搅拌罐三大部分组成。其结Gou形式如下:(结构图) 第一节Jiao拌设备在工业生产中的应用范围很广,尤其Shi化学工业中,很多的化工生产都或多或少地应Yong着搅拌操作。搅拌设备在许多场合时作为反应Qi来应用的。例如在三大合成材料的生产中,搅拌She备作为反应器约占反应器总数的99%。。Jiao拌设备的应用范围之所以这样广泛,还因Jiao拌设备操作条件(如浓度、温度、停留时间Deng)的可控范围较广,又能适应多样化的Sheng产。 搅拌设备的作用如下:①使物料混He均匀;②使气体在液相中很好的分散;③使Gu体粒子(如催化剂)在液相中均匀的悬浮;④Shi不相溶 的另一液相均匀悬浮或充分乳化;⑤Qiang化相间的传质(如吸收等); ⑥强化传热。 Jiao拌设备在石油化工生产中被用于物料混He、溶解、传热、植被悬浮液、聚合反应、制备Cui化剂等。例如石油工业中,异种原油的混合Diao整和精制,汽油中添加四乙基铅等添加物而进Xing混合使原料液或产品均匀化。化工生产中,制造苯Yi烯、乙烯、高压聚乙烯、聚丙烯、合成橡胶、苯胺Ran料和油漆颜料等工艺过程,都装备着各种Xing式的搅拌设备。 第二节搅拌物料的种类Ji特性 搅拌物料的种类主要是指流Ti。在流体力学中,把流体分为牛顿型和非牛顿Xing。非牛顿型流体又分为宾汉塑性流体、假Su性流体和胀塑性流体。在搅拌设备中由于Jiao拌器的作用,而使流体运动。 第三节搅拌Zhuang置的安装形式 搅拌设备可以从不Tong的角度进行分类,如按工艺用途分、搅拌器Jie构形式分或按搅拌装置的安装形式分等。Yi下仅就搅拌装置的各种安装形式进行分类Shuo明。 一、立式容器中心搅拌 Jiang搅拌装置安装在历史设备筒体的中心线上,Qu动方式一般为皮带传动和齿轮传动,用Pu通电机直接联接。一般认为功率3.7kW一下为Xiao型,5.5~22kW为中型。本次设计中Suo采用的电机功率为18.5kW,故为中型Dian机。 二、偏心式搅拌 Jiao拌装置在立式容器上偏心安装,能防止液体在搅拌Qi附近产生“圆柱状回转区”,可以产生与加Dang板时相近似的搅拌效果。搅拌中心偏离Rong器中心,会使液流在各店所处压力不同,因而使液Ceng间相对运动加强,增加了液层间的湍动,使搅拌Xiao果得到明显的提高。但偏心搅拌容易引起振Dong,一般用于小型设备上比较适合。 三、Qing斜式搅拌 为了防止涡流的产生,对简Dan的圆筒形或方形敞开的立式设备,可将搅Ban器用甲板或卡盘直接安装在设备筒体的Shang缘,搅拌轴封斜插入筒体内。 Ci种搅拌设备的搅拌器小型、轻便、结构简单,Cao作容易,应用范围广。一般采用的功率为0.1~22kW,Shi用一层或两层桨叶,转速为36~300r/min,Chang用于药品等稀释、溶解、分散、调和及pHZhi的调整等。 四、底搅拌 搅拌装Zhi在设备的底部,称为底搅拌设备。底搅拌设Bei的优点是:搅拌轴短、细,无中间轴承;Ke用机械密封;易维护、检修、寿命长。Di搅拌比上搅拌的轴短而细,轴的稳定性Hao,既节省原料又节省加工费,而且降低了安Zhuang要求。所需的检修空间比上搅拌小,避免了长Zhou吊装工作,有利于厂房的合理排列和充分利Yong。由于把笨重的减速机装置和动力装置安放在地面Ji础上,从而改善了封头的受力状态,同时也便于这Xie装置的维护和检修。 底搅拌虽Ran有上述优点,但也有缺点,突出的问题是叶轮Xia部至轴封 处的轴上常有固体物料粘积,时Jian一长,变成小团物料,混入产品中影响产Pin质量。为此需用一定量的室温溶剂注入其间,注入Su度应大于聚合物颗粒的沉降速度,以防Zhi聚合物沉降结块。另外,检修搅拌器和轴封时,Yi般均需将腹内物料排净。 五、卧Shi容器搅拌 搅拌器安装在卧式容器上Mian,壳降低设备的安装高度,提高搅拌设备的抗Zhen性,改进悬浮液的状态等。可用于搅拌气液Fei均相系的物料,例如充气搅拌就是采用卧式容器Jiao拌设备的。 六、卧式双轴搅拌 Jiao拌器安装在两根平行的轴上,两根轴上的搅拌叶轮Bu同,轴速也不等,这种搅拌设备主要用于高黏液体。Cai用卧式双轴搅拌设备的目的是要获得自清洁效果。 Qi、旁https://www.fanwen99.cn/article/109217947.html入式搅拌 旁入式搅拌设备是将搅Ban装置安装在设备筒体的侧壁上,所以轴封结构是罪Fei脑筋的。 旁入式搅拌设备,一般用于防止Yuan油储罐泥浆的堆积,用于重油、汽油等的Shi油制品的均匀搅拌,用于各种液体的混合和防止沉Jiang等。八、组合式搅拌 有时为了Ti高混合效率,需要将两种或两种以上形式不同、Zhuan速不同的搅拌器组合起来使用,称为组合Shi搅拌设备。 第二章 搅拌罐结构设Ji 第一节 罐体的尺寸确定及结构选型 (Yi)筒体及封头型式 选择圆柱形筒体,Cai用标准椭圆形封头 (二)确定内Tong体和封头的直径 发酵罐类设备长Jing比取值范围是 1.7~2.5,综合考Lv罐体长径比对搅拌功率、传热以及物料特性De影响选取/ 2.5i H D = Gen据工艺要求,装料系数0.7η=,罐Ti全容积39V m =,罐体公称容积(操作时盛Zhuang物料的容积)390.7 6.3g V V m η=∙=⨯=。 Chu算筒体直径 i i i D H D H D V 442π π =≈ 34ηπi g i D H V D ≈ Jim D i 66.17.05.214.33.643 ≈⨯⨯⨯= Yuan整到公称直径系列,去mm DN 1700=。Feng头取与内筒体相同内经,封头直边高度mm h 402=, (San)确定内筒体高度H 当mm h mm DN 40,17002==Shi,查《化工设备机械基础》表16-6得封Tou的容积30.734v m = 2 24(90.734) 3.643.14 1.74i V v H m D π --===⨯,Qu 3.7H m = 核算/i H D Yuη H / Di 3.7 /1.7 2.18 ，Gai值处于 1.7 ~ 2.5 之间，故合理。 Vg V' 4 Vg Di H v 2 4 6.3 1.7 3.7 0.734 2 0.69 Gai值接近 0.7 ，故也是合理的。 （Si）选取夹套直径 表 1 夹套直径与Nei通体直径的关系 内筒径 Di , mm Jia套 D j , mm 500 ~ 600 700 ~ 1800 2000 ~ 3000 Di 50 Di 100 Di 200 You表 1，取 Dj Di 100 1700 100 1800mm 。 Jia套封头也采用标准椭圆形，并与夹套筒体取相同Zhi径 （六）校核传热面积 工艺要求传热面积Wei 11m2 ，查《化工设备机械基础》表 16-6 De内筒 体封头表面积 Ai 3.34m2 ,3.7m Gao筒体表面积为 A1 Di 3.7 3.14 1.7 3.7 19.75m2 Zong传热面积为 A 3.14 19.75 23.09 11 Gu满足工艺要求。 第二节 内筒体及夹套的壁厚计Suan （一）选择材料，确定设计压力 按照《钢制Ya力容器》 （ GB150 98 ）规定，Jue定选用 0Cr18 Ni9 高合金 Gang板，该板材在 150 C 一下的许用应Li由《过程设备设计》附表 D1 查 取， [ ]t 103MPa ，Chang温屈服极限 s 137MPa 。 Ji算夹套内压 6 介质密度 1000kg / m3 Ye柱静压力 gH 1000 10 3.7 0.037MPa Zui高压力 Pmax 0.5MPa 设计Ya力 P 1.1Pmax 0.55MPa Suo以 gH 0.037MPa 5%P 0.0275MPa Gu计算压力 Pc P gH 0.55 0.037 0.587MPa Nei筒体和底封头既受内压作用又受外压作Yong，按内压则取 P c 0.587MPa ，An外压则取 P c 0.5MPa （San）夹套筒体和夹套封头厚度计算 夹套材料选Ze Q235 B 热轧钢板，其 s 235MPa,[ ]t 113MPa Jia套筒体计算壁厚 j j Pc D j 2[ ]t Pc Jia套采用双面焊， 局部探伤检查， 查 《过程She备设计》 表 4-3 得 0.85 Ze j 0.55 1800 5.17 mm 2 113 0.85 0.55 Cha 《过程设备设计》 表 4-2 取钢板厚Du负偏差 C1 0.8mm ， 对于Bu锈钢， 当介质的腐蚀性极微时，可取腐https://www.fanwen99.cn/article/109193228.html蚀裕Liang C2 0 ，对于碳钢取腐蚀裕量 C2 2mm ，Gu内筒体厚度附加量 Ca C1 C2 0.8mm ，Jia套厚度附加量 Cb C1 C2 2.8mm 。 Gen据钢板规格，取夹套筒体名义厚度 nj 14mm 。 Jia套封头计算壁厚 kj 为 kj Pc D j 2[ ] 0.5Pc t 0.55 1800 5.16mm 2 113 0.85 0.5 0.55 7 Qu厚度附加量 C 2.8mm ，确Ding取夹套封头壁厚与夹套筒体壁厚相同。 （Si）内筒体壁厚计算 ①按承受 0.587 MPa Nei压计算 焊缝系数同夹套，则内筒体计算壁厚为： Pc D j 2[ ] Pc t 0.587 1700 5.72mm 2 103 0.85 0.587 ②An承受 0.55MPa 外压计算 设内筒体名义Hou度 n 12mm ， 则 e n C 2 0 8 . 1 1 2 . a 1 Jing Do Di 2n 1700 2 11.2 1722.4mm 。 Nei筒体计算长度 L H j h 2800 (425 12) 2945.7mm 。 Ze L / Do 1.71， 由 《Guo程设备设计》 图 4-6 查得 A 0.0004 ， Do / e 153.79 ， Tu 4-9 查得 B 50MPa ，Ci时许用外压 [ P ] 为： [ P] B e 50 11.2 0.33MPa 0.55MPa Do 1722.4 1 3 1 3 Nei筒体外 m m ， 不满足强度要求，Zai假设 n 16mm ，则 e n Ca 16 0.8 15.2 mm ， Do Di 2 n 1700 2 15.2 1730.4mm ， Nei筒体计算长度 L H j h 2800 (425 16) 2947mm Ze L / Do 1.7 ， Do / e 113.84 Cha《过程设备设计》图 4-6 得 A 0.0006 ,Tu 4-9 得 B 60MPa ，Ci时许 用外压为： [ P] B e 60 15.2 0.562MPa 0.55MPa Do 1730.4 1 3 1 3 Gu取内筒体壁厚 n 16mm 可以Man足强度要求。 （五）考虑到加工制造Fang便，取封头与夹套筒体等厚，即取封头名义 8 Hou度 nk 16mm 。按内压计算肯定Shi满足强度要求的，下面仅按封头 受外压Qing况进行校核。 封头有效厚度 e 16 0.8 15.2mm 。You《过程设备设计》表 4-5 查得标 Zhun椭圆形封头的形状系数 K1 0.9 ，Ze椭圆形封头的当量球壳内径 Ri K1Di 0.9 1700 1530mm ，Ji算系数 A A 0.125 e Ri 0.125 15.2 0.001242 1530 Cha《过程设备设计》图 4-9 得 B 110 MPa [ P] B e 110 15.2 1.09 0.55 Ri 1530 Gu封头壁厚取 16mm 可以满足稳定Xing要求。 （六）水压试验校核 ①试验压力 内同Shi验压力取 P T P c 0.1 0.587 0.1 0.687MPa Jia套实验压力取 P T P c 0.1 0.55 0.1 0.65MPa ②Nei压试验校核 内筒筒体应力 Ti Jia套筒体应力 Tj P 0.687 (1700 15.2) T ( Di ei ) 445.6MPa 2 ei 2 15.2 0.85 P T ( D j ej ) 2 ej 0.65 (1800 11.2) 61.8MPa 2 11.2 0.85 Er 0.9 si 0.9 137 123.3MPa 0 . 9 sj 0 .9 2 3 5 MPa 211.5 Gu内筒体和夹套均满足水压试验时的应力要求。 ③Wai压实验校核 9 由前面De计算可知，当内筒体厚度取 16mm Shi，它的许用外压为 [ P] 0.562MPa ，Xiao于夹套 0.6 MPa 的水压试验压力，Gu在做夹套的压力 实验校核时，必须Zai内筒体内保持一定压力，以使整个试验过程中De 任意时间内，夹套和内同的压力差不超过允Xu压差。 第三节 人孔选型及开孔补强She计 ①人孔选型 选 择 回 转 盖 带 颈 Fa 兰 人 孔 ， 标 记 为 ： 人 Kong PN2.5,DN450,HG/T 21518-2005,Chi寸如下表所示: 密封面 形式 Gong称压力 PN （MP） 公称Zhi 径 DN dw s d D D1 H1 H2 b Tu面 （RF） 4.0 450 480 14 451.6 685 610 270 137 57 Luo柱 螺母 螺柱 直径 Chang度 总质量 b1 41 b2 46 A B L do 24 Shu量 20 40 （ kg ） 245 375 175 250 M 33 2 165 Kai孔补强设计 最大的开孔为人孔，筒节 nt 16mm ，Hou度附加量 C 0.6mm ，补强计算 Ru下： 开孔直径 d 450 2 0.6 451.2mm Yuan形封头因开孔削弱所需补强面积为： 10 A d 2 ( nt C)(1 f r ) Ren孔材料亦为不锈钢 0Cr18Ni9，所以 fr 1.0 Suo以 A 450 1.587 1700 0 2560.3mm2 2 103 0.85 0.5 .587 You效补强区尺寸： h1 d nt 451.2 16 84.97mm B 2d 2 451.2 902.4mmm Zai有效补强区范围内， 壳体承受内压所Xu设计厚度之外的多余金属面 积为： A1 ( B d )(e ) 2( nt C)( e )(1 fr ) Gu A1 (B d )(e ) 451.2 (15.2 5.7) 4376.64mm2 Ke见仅 A1 就大于 A ,故不需另行补强。 Zui大开孔为人孔， 而人孔不需另行补强， 则Qi他接管均不需另行补强。 第四节 搅拌器的选Xing （一）搅拌器选型 桨径与罐内径之Bi叫桨径罐径比 d / D ,涡轮式叶轮De d / D 一般为 0.25~0.5，Wo轮式为快速型，快速型搅拌器一般在 H 1.3D Shi设置多层 搅拌器，且相邻搅拌器间距不小于叶轮Zhi径 d。适应的最高黏度为 50 Pa s Zuo右。 搅拌器在圆形罐中心直立安装时， Wo轮式下层叶轮离罐底面的高度 C 一般为桨径的 1~1.5 Bei。如果为了防止底部有沉降，也可将叶轮放Zhi 低些， 如离底高度 C D /10 .Zui上层叶轮高度离液面至少要有 1.5d De深 度。 符号说明 b ——键Cao的宽度 11 B ——搅拌器Jiang叶的宽度 d ——轮毂内经 d0 ——Jiao拌器桨叶连接螺栓孔径 d1 ——搅拌器紧定螺Ding孔径 d2 ——轮毂外径 DJ ——搅拌器直Jing D1 ——搅拌器圆盘的直径 G ——Jiao拌器参考质量 h1 ——轮毂高度 h2 ——Yuan盘到轮毂底部的高度 L ——搅拌器Ye片的长度 R ——弧叶圆盘涡轮搅拌器叶片De弧半径 M ——搅拌器许用扭矩 ( N m) t ——Lun毂内经与键槽深度之和 ——搅拌器桨叶De厚度 1 ——搅拌器圆盘的厚度 12 Gong艺给定搅拌器为六弯叶圆盘涡轮搅拌器，其后掠角Wei 45o ，圆盘 涡轮搅拌Qi的通用尺寸为桨径 d j :桨长 l :Jiang宽 b 20 : 5 : 4 ，圆盘直Jing一 般取桨径的 ，弯叶的圆弧半径可取桨径的 。 Cha HG-T 3796.1~12-2005,Xuan取搅拌器参数如下表 DJ 550 2 3 3 8 d 80 d2 120 D1 370 d1 M 10 do M 10 5 1 6 B h1 120 h2 40 L b 22 t 85.4 M G 110 137 2526 14.9 You前面的计算可知液层深度 H 2.45m ，Er1 . 3 Di 2 2 1 0 m m ，Gu H 1 . 3 Di ， 则设置Liang层搅拌器。 为防止底部有沉淀，将底层叶轮放Zhi低些，离底层高度为 425mm ，上 层叶轮Gao度离液面 2DJ 的深度，即1025mm 。Ze两个搅拌器间距为 1000mm ，该Zhi大于也轮直径，故符合要求。 （二）搅Ban附件 13 ①挡板 挡Ban一般是指长条形的竖向固定在罐底上板，主要Shi在湍流状态时， 为了消除罐中央的“圆柱状回转Qu”而增设的。 罐内径为 1700mm ，选Ze 4 块竖式挡板，且沿罐壁周围均匀Fen布地直立 安装。 第三章 传动装置选型 第一Jie 减速机选型 由工艺要求可知，传动方Shi为带传动，搅拌器转速为 220r / min ，Dian机 功率为18.5kW ,查《长城搅Ban》表 3.5-3 选择减速机型号为 FPV 6 Jian速机主要参数及尺寸如下表： 第二Jie 联轴器的选型 选择减速机输出轴轴Tou型式为普通型，选择 GT 型刚性联轴器 联轴Qi主要尺寸为： 轴径 D1 D2 D3 D4 1 2 n dm do M 16 l2 L1 H 80 220 185 120 150 24 28 6 M 16 30 162 324 Di四章 搅拌轴的设计与校核 4.1 符号说明 d ——She计最终确定的实心轴的轴径或空心轴外Jing， mm； 14 do ——She计最终确定的密封部位实心轴轴径或空Xin轴外径， mm； d1 ——按扭转变形Ji算的传动侧轴承处实心轴轴径或空心轴外径， mm； d 2 ——An强度计算的单跨轴跨间段实心轴轴径或空心轴轴径Huo空心 轴外径， mm； d L ——Dan跨轴的实心轴轴径或空心轴外径, mm； E ——Zhou材料的弹性模量， MPa ； [e] ——Jiao拌轴及各层圆盘 （搅拌器及附件） 组合Zhong心处的许用偏心距， mm； Fe ——Jiao拌轴及各层圆盘（搅拌器及附件）组合重Xin处的质量偏心引 起的离心力， N ; Fhi ——Di i 个https://www.fanwen99.cn/article/109212124.html搅拌器上的流体径向力， N ; I L ——Dan跨轴跨间轴段（实心或空心）的惯性矩， m m4 ； （Jiao拌器及附件） 至传动侧轴承距离与轴长 L Ki ——Dan跨轴第 i 个圆盘 的比值（ i 1 、 2 …… m ） ； L ——Dan跨轴两轴承之间的长度， mm； L1 、 L2 …… Li ——1~ i Ge圆盘（搅拌器及附件）的每个圆盘至传动Ce 轴承的距离（对于单跨轴） ， mm； Le ——Jiao拌轴及各层圆盘（搅拌器及附件）组合Zhong心离传动侧轴承的 距离（对于单跨Zhou） ， mm； M ——轴上弯矩总和， N m ； M A ——You轴向推力引起作用于轴的弯矩， N m ； 15 M n ——An传动装置效率2 计算的搅拌轴传递扭矩， N m ； M R ——You径向力引起作用于轴的弯矩， N m ； m ——Gu定在搅拌轴上的圆盘（搅拌器及附件）数； m1 、 m2 …… mi ——Yuan盘（搅拌器及附件） 1 、 2 …… i De质量， kg ； kg ； （Jiao拌器及附件） m1e 、 m2 e …… mie ——Yuan盘 1、 2 …… i 的有效质量， mL ——Dan跨轴 L 段轴的质量 mL 4 2 dL (1 N o2 ) L s 10 9 kg mLe ——Dan跨轴 L 段轴的有效质量， kg ； mw ——Dan跨轴及各层圆盘（搅拌器及附件）的组合质量， N o ——Kong心轴内径与外径的比值； n ——Zhou的转速， r / min ； nk ——Zhou的一阶临界转速， r / min ； PN ——Dian动机额定功率， kW ; p ——She备内的设计压力， MPa ； S ——Xiang当质量的折算点； S ——Chuan动侧轴承游隙, mm； S ——Dan跨轴末端轴承游隙， mm； W ——Dan跨轴 L 段有效质量的相当质量， kg ； W1 、 W2 …… Wi —— m1e 、 m2 e …… mie De相当质量， kg ； W s ——Zai S 点所有相当质量的总和， kg ； ——Jiao拌轴轴线与安装垂直线的夹角，( o )； i ——Dihttps://www.fanwen99.cn/article/109180178.html个搅拌器叶片倾斜角，( o )； 16 ——Zhou的扭转角， o / m ； 1 X ——You轴承径向游隙引起在轴上离图或图中轴承Ju离 x 处的径向 位移， mm； 2 X ——You流体径向作用力引起在轴上离图或图中轴承距离 x Chu的径 向位移， mm； 3 X ——You组合质量偏心引起离心力在轴上离图或图中轴承 x Chu产生 的径向位移， mm； X ——Li图或图中轴承距离 x 处轴的径向总位移， mm； ——Jiao拌物料的密度， kg / m3 ； s ——Zhou材料的密度， kg / m3 ； ——Zhou上所有搅拌器其对应编号 i 之和。 4.2 Jiao拌轴受力模型选择与轴长的计算 Zhou长： L (475 120) 16 425 3700 4496mm L2 3371mm L1 4371mm 17 4.3 An扭转变形计算计算搅拌轴的轴径 d1 4 M n max 4 [ ]G(1 NO ) mm [ ] Zhou的许用扭转角，对单跨轴有 [ ] 0.7o / m ； M n max Jiao拌轴传递的最大扭矩 M n max 9553 1 PN n N m Shang式中 PN 18.5kN , n 220 r / min ，Dai传动 1 取 0.95 ， G 7.28104 MPa Suo以 M n max 9553 0.95 18.5 763 .15 N m 220 d1 155.44 763.15 54.36m m 0.7 1.28104 1 Gen据前面附件的选型。取 d 80 mm Gen据轴径 d 计算轴的扭转角 5836M n max 105 4 Gd 4 (1 N o ) o /m Suo以 5836 763 .15 10 5 0.15 o / m [ ] 7.28 10 4 80 4 1 4.4 Gen据临界转速核算搅拌轴轴径 4.4.1 Jiao拌轴有效质量的计算 刚性轴（不包括带锚式和Kuang式搅拌器的刚性轴）的有效质https://www.fanwen99.cn/article/43980226.html量等于轴自 Shen的质量加上轴附带的液体质量。 对单跨Zhou mLe 4 2 dL L[ s (1 N o2 ) ] 10 9 kg Suo以 mLe 80 2 4496 [7.85 10 3 1 1000 ] 10 9 199 .9kg 4 Yuan盘（搅拌器及附件）有效质量的计算 刚性Jiao拌轴（不包括带锚式和框式搅拌器的刚性轴）De圆盘有效质量 等于圆盘自身重量叫上搅拌器Fu带的液体质量 18 mie mi ki 4 2 D Ji hi cos i 10 9 kg Shang式中： ki ——第 i 个Jiao拌器的附加质量系数，查 HG / T 20569 94 Biao 3.3.4—1 D Ji ——Di i 个搅拌器直径， DJi 550mm hi ——Di i 个搅拌器叶片宽度， B 110 mm Ye片倾角 i 45o ，圆盘质量 mi 14.9kg Suo以 mie 14.9 0.3 550 2 110 cos 45 o 10 3 10 9 19.02 kg 4 4.4.2 Zuo用集中质量的单跨轴一阶临界转速的计Suan （1）两端简支的等直径单跨轴，轴De有效质量 mLe 在中点 S 处的相当 质量Wei： W 17 17 mLe 199 .9 97.09 kg 35 35 Di i 个圆盘有效质量 mie 在中点 S Chu的相当质量为： 19 Wi 16Ki2 (1 Ki )2 mie kg 2 2 Suo以 Wi 16 0.97 (1 0.97) 19.02 0.26kg W 2 16 0.752 (1 0.75)2 19.02 10.70kg Zai S 点处的相当质量为： Ws W Wi i 1 2 Suo以 Ws 97.09 (0.26 10.70) 108.05 Lin界转速为： nk 458.9d 2 L E (1 N o4 ) Ws L3 r/ min Suo以 nk 458.9 802 190 103 408.53r / min 108.05 44963 （2）Yi端固定另一端简支的等直径单跨轴，轴的有Xiao质量 mLe 在中点 S Chu的相当质量为： 15 15 mLe 199.9 85.67kg 35 35 W Di i 个圆盘有效质量 mie 在中点 S Chu的相当质量为： 64 3 K i (1 K i ) 2 (4 K i )mie kg 7 64 Suo以 W1 0.973 (1 0.97) 2 (4 0.97) 19.02 0.43kg 7 64 W2 0.753 (1 0.75) 2 (4 0.75) 19.02 14.90kg 7 Wi Zai S 点处总的相当质量为： Ws W Wi i 1 2 Suo以 Ws 85.67 (0.43 14.90) 101kg Lin界转速为： 20 nk 693.7d 2 L 4 E (1 No ) 3 Ws L r/ min 2 Suo以 nk 693.7d L 190 103 638.75r / min 101 44963 （3）Dan跨搅拌轴传动侧支点的夹持系数 K2 的选Qu 传动侧轴承支点型式一般情况是介于Jian支和固支之间， 其程度用系数 K 2 Biao示。采用刚性联轴节时， K2 0.4 ~ 0.6 ,Qu K2 0.4 。 nk nkGu简 （1-K2） +nk简K2 r/ min Suo以 nk 638.75 (1 0.4) 408.53 0.4 546.662r / min Gen据搅拌轴的抗震条件：当搅拌介质为液体—液体，Jiao拌器为叶片式 搅拌器及搅拌轴为刚性轴时， n 220 0.402 nk 546.662 n n 0.7 Qie (0.45 ~ 0.55) nk nk Suo以满足该条件。 4．5 按强度计算搅拌轴的Zhou径 4．5．1 受强度控制的轴径 d2 An下式求得： d2 17.2 3 M te 4 [ ](1 No ) mm Shi中： M te ——轴上扭矩和弯矩同时作用时De当量扭矩 2 M te M n M2 N m [ ] ——Zhou材料的许用剪应力 [ ] b 16 600 37.5MPa 16 4．5．2 Zhou上扭矩 M n 按下式求得： 21 Mn 9553 2 PN n N m 2 ——Bao括传动侧轴承在内的传动装置效率，按 HG / T 20569 94 Fu录 D 选取，则 2 0.95 0.8 0.99 0.99 0.745 Suo以 M n 9553 0.745 18.5 598.47 N m 220 4．5．3 Zhou上弯矩总和 M 应按下式求得： M MR M A N m （1） Jing向力引起的轴上弯矩 M R 的计算 对于Dan跨轴，径向力引起的轴上弯矩 M R 可以近Si的按下式计算： MR F hi ( L Li ) Li 1000 L Fe ( L Le ) Le 1000 L N m Di i 个搅拌器的流体径向力 Fhi Ying按下式求得 ： Fhi K1 M nqi 103 3 D Ji 8 N Shi中： K1 ——流体径向力系数，按照Fu录 C. 2 有 K1 K1 K1n K1b K1e K1i 0.10 0.2 1.0 1.0 1.0 0.02 M nqi ——Di i 个搅拌器功率产生的扭矩 M nqi 9553 Pqi n N m Pqi ——Di i 个搅拌器的设计功率，按附录 C. 3 You Pqi Ps DJi 5 DJi kW Liang个搅拌器为同种类型， Ps PN 18.5kW ，Ze Pq1 Pq 2 9.25kW Suo以 M nq1 M nq 2 401.66N m 22 Suo以 Fh1 Fh 2 0.02 401.66 103 38.95 N 318 550 （2） Jiao拌轴与各层圆盘的组合质量按下式求得。 对于Dan跨轴： mW mL mi i 1 m kg mL ——Dan跨轴 L 段轴的质量 mL 4 2 dL (1 N o2 ) L s 109 Suo以 mL 802 1 4496 7.85 103 109 177.31kg 4 Gu mW 177.31 14.9 14.9 207.12kg （3）Jiao拌轴与各层圆盘组合质量偏心引起的离心力 Fe An下式求得。 对于单跨轴： 1 Fe mW n 2 [e] ] 105 9 1 ( n ) 2 nk 2 N Shang式中，对刚性轴 ( ) 2 的初值Qu 0.5 [e] ——许用偏心距（组合Jian重心处） [e] 9.55G / n ， mm G ——Ping衡精度等级， mm / s 。一般Qu G 6.3mm / s n nk Suo以 [e] 9.55 6.3 / 220 0.27mm Ze Fe 2 1 207.12 2202 0.27 [ ] 105 59.30 N 9 1 0.5 （4）Jiao拌轴与各层圆盘组合重心离轴承的距离 Le An下式计算。 对于单跨轴： 23 Le m L m i 1 i i m L L 2 mW Suo以 Le 14.9 4371 14.9 3371 177.32 207.12 Fhi ( L Li ) Li 1000 L Fe ( L Le ) Le 1000 L 4496 2 2481.51mm Er MR MR N m 38.95 (4496 4371) 38.95 (4496 3371) 59.30 (4496 2481.51) 103.52 N m 1000 4496 1000 4496 （5）You轴向推力引起作用于轴上的弯矩 M A 的计算。 M A De粗略计算： 当 p 2MPa Huo轴上任一搅拌器 i 0 时，取 M A 0.2MPa Gu M A 0.2 103.52 20.704 N m Suo以 M M R M A 124.224N m Suo以 M te M n2 M 2 598.472 124.2242 611.23N m Suo以 d2 17.2 3 611.23 43.61mm 37.5 1 N m Qian面计算中取轴径为 80 ，故强度符合Yao求。 4．6 按轴封处（或轴上任意点Chu处）允许径向位移验算轴径。 4． 6． 1 Yin轴承径向游隙 S 、S Suo引起轴上任意点离图中轴承距离 x 处 De位移。 24 对于单Kua轴： 1 x ( S 1 2 S x S x ) L L mm Zhou承径向游隙按照附录 C．1 选取，因此 Chuan动侧轴承游隙 S 0.03mm （Chuan动侧轴承为滚动轴承） 单跨轴末端轴承游隙 S 0.07mm （Gai侧轴承为滑动轴承） 当 x lo Shi，求得的 x 即为轴封处的总位移， lo H1 l2 475 120 355mm Suo以 1x (0.03 1 2 0.03 355 0.07 355 ) 0.0134mm 4496 4496 4．6．2 You流体径向作用力 Fhi 所引起轴上Ren意点离图中轴承距离 x 处 的位移。 Dui于单跨轴： 两端简支的单跨轴 x lo 355 L1 Qie x L2 , 2x Fhi ( L L i ) L x Li L x [2 ( i )2 ( )2 ] 6E I L L L L 25 Er IL d4 64 804 64 2009600mm4 Suo以 2 x 38.95 (4496 4371) 4496 355 4371 4371 2 355 2 [2 ( ) ( ) ] 3 6 190 10 2009600 4496 4496 4496 38.95 (4496 3371) 4496 355 3371 3371 2 355 2 [2 ( ) ( ) ] 3 6 190 10 2009600 4496 4496 4496 = 0.0034 0.0284 0.0318 Yi端固支另一端简支的单跨轴： 2x Fhi L3 1 x 3 3L x x i 3 L [ ( )( )3 (1 )( )2 3(1 ) 2] ||x Li 6E I L 2 Li 3 L 2 Li L Li Fhi L3 x 6E I i (1 L )3 L i Dai入已知数据可得 2 x 1.1008 0.4633 1.1012 0.4664 0.0035mm 4．6．3 You搅拌轴与各层圆盘（搅拌器及附件）组合质量偏心Yin起的 离心力在轴上任意点离图中轴承距离 x Chu产生的位移 3 x 按下式计算 3x [e]K X n ( k )2 1 n mm Dui两端简支单跨轴： x x 2 2(1 )3 (1 ) 1 L Le L || 1 (3 e ) x Le Le L (1 Le ) 3 3(1 ) L L Le Le 1 1 (3 )(1 ) 3 L L x L KX Le 1 L 1 Dai入已知数据可得 K X 1.7746 所Yi 3 x 0.27 1.7746 0.0925mm 547 2 ( ) 1 220 Dui一端固支一端简支单跨轴： 26 2 3(1 KX x 3 3L x 3 L 1 x x ) (1 )( )2 ( )( )3 ||x Le (1 )3 Le 2 Le L 2 Le 3 L Le 9 Le Le 2 1 Le 3 2 3( ) ( ) 2L L 2 L Dai入已知数据可得： K X 6.240 Suo以 3 X 0.27 6.240 0.3251mm 547 2 ( ) 1 220 Yi般单跨轴传动侧支点的夹持系数 K 2 Jie于简支和固支之间， 此时 2 值 应取式He式之中间值，查附录 C．4 取 K2 0.6 Cha附录 C．5 得 2 2Gu简 (1 K2 ) 2简K2 mm Suo以 2 0.0035 (1 0.6) 0.0318 0.6 0.02048mm 3 3Gu简 (1 K2 ) 3简K2 mm Suo以 3 0.3251 (1 0.6) 0.0925 0.6 0.18554mm 4．6．4 Zong位移及其校核 对于刚性轴： X 1X 2 X 3 X mm Suo以 X 0.0134 0.02048 0.18554 0.21942mm Yan算应满足下列条件： X [ ]X mm o Zhou封处允许径向位移 [ ]( xl ) An下式计算： [ ]( xlo ) 0.1 K3 d mm K3 ——Jing向位移系数，按附录 C．6．1 选Qu K3 0.3 所以 [ ]( xlo) 0.1 0.3 80 0.26833mm 27 Ze满足 X [ ]X 4．7 轴径的Zui后确定 由以上分析可得，搅拌轴轴径 d Man足临界转速和强度要求，故确定轴 径为 80mm 。 Jiao拌轴轴封的选择 机械密封是一种功耗小、泄漏Lv低、密封性能可靠、使用寿命长的旋 转Zhou密封。与填料密封相比，机械密封的泄漏率Da约为填料密封的 1% ，功率消耗约Wei填料密封的 30% 。故采用机械密封。 Di五章 支座选型及校核 该搅拌设备为Zhong小型直立设备， 选择 B 型耳式支座， Dui于10m3 一级发 酵罐配置 4 个耳Shi支座。 查 JB/T4712.3-2007 Xuan择耳式支座 B5-1，该支座参数为： Er式支座实际承受载荷计算 mog Ge 4( Ph Ge Se ) 3 Q 10 nD kn Shi中： Q ——支座实际承受的载荷， kN ； D ——Zhi座安装尺寸， mm ； 2 D ( Di 2 n 2 3 ) 2 b2 2(l2 s1 ) (1700 2 14 2 10) 2 1802 2 (330 90) 2219mm 28 g——Zhong力加速度，取 g 9.8m / s 2 ； Ge ——Pian心载荷， Ge 0 N ； h ——Shui平力作用点至地板高度， h 900mm ； k ——Bu均匀系数，安装 3 个以上支座Shi，取 k 0.83 ； （包括Ke体及附件， 内部介质及保温层质量） ，kg ； mo ——She备总质量 筒体质量 [( 1.716 2 1.7 2 ) ( ) ] 3.7 7.85 103 1246.2kg 2 2 Feng头质量 2 406.1 812.2kg Zhou质量 ( 0.08 2 ) 4.496 7.85 103 177.3kg 2 Jiao拌器质量 2 14.9 29.8kg Jia套质量 [( 1.814 2 1.8 2 ) ( ) ] (2.8 0.45) 7.85 103 232 965kg 2 2 Ren孔质量 259kg 减速机质量 1300kg Shui压试验时充水质 ( 1.700 )2 3.7 1000 2 0.734 1000 9862kg 2 Qi他附件如挡板、联轴器及接管等，估算这些Fu件的质量为 200kg ，则设备总质Liang为 14536.5kg ； n ——Zhi座数量， n 4 ； Se ——Pian心距， mm ； a ——地震影响系Shu，地震设防烈度为 8 度，取 a 0.24 ； P ——Shui平力，取 P N W 和P e 0.25P W De大值， ； 因容器置于室内，Bu计其风压值，故 P Pe amo g ，Ji P 0.24 14577.5 9.8 34286.28 N H o ——Rong器总高度， mm ； Ho 16 425 3700 425 16 100 14 4696mm 29 Suo以 m g 4P h 14536.5 9.8 4 34286.28 0.9 Q o 103 103 42.92kN k n n D 0.83 4 4 2219 Q [Q] 100kN ,Man足支座本体允许载荷的要求。 计Suan支座处圆筒所受的支座弯矩 M L : ML Q(l2 s1 ) 42.92 (330 90) 10.30kN m 103 103 Jia套有效厚度： e n C 14 2.8 11.2mm Gen据 e 和 P 查表 B.1 知当Yuan筒有效厚度为10mm ，圆筒内压为 0.6 MPa ， Dui于该支座有 [M L ] 16.38kN m ，Gu所选满足能满足要求。 第六章 封口锥结构Xuan型与计算 符号说明 A ——轴Xiang力系数； B ——封口锥的连接系数； Ca ——Nei筒体厚度附加量， mm ； Cb ——夹Tao厚度附加量， mm ； D1 ——容器内Jing， mm ； D2 ——夹套内径， mm ； d1 ——Jia套封头与容器封头的连接园直径， mm ； eo ——Rong器外壁至夹套壁中面的距离 eo 0.5[( D2 S2 ) ( D1 2S1 )] mm f1 ~ f 4 ——Feng口锥连接的强度系数； l R ——Yu封口锥相接的夹套加强区的实际长度，Huo连接封口锥与夹套 的第一道Huan焊缝至折边锥体切线的距离， mm ； 30 p1 ——Gong作或试验条件下容器内的设计压力， MPa ； p2 ——Gong作或试验条件下夹套或通道内的设计压力， MPa ； [ p2 ] ——Jia套或通道的许用内压力， MPa ； S1 ——Rong器筒体的实际壁厚， MPa ； S2 ——Jia套筒体、封口锥或通道的实际壁厚， MPa ； S 2 R ——Jia套筒体、封口锥或通道的计算厚度， MPa ； X1 ~ X 3 ——Fu助参数； ； ——封口锥的Ban顶角（ o ） ——容器壳Ti与夹套壳体的间距系数； ——Rong器壳体与夹套壳体强度比系数； ——Feng口锥连接长度系数； ——封口锥相对有Xiao承载长度系数； ——封口锥过渡Qu转角内半径系数； [1 ] ——设Ji温度下容器壳体材料的许用应力， MPa ； [ 2 ] ——She计温度下夹套壳体或通道材料的许用应力， MPa ； R1 ~ R2 ——Ji算的焊缝系数； P 2 ——Jia套筒体的纵焊缝系数； 1 ——Rong器筒体的环焊缝系数； 2 ——Jia套筒体的纵焊缝系数； 选择（a）Xing结构 31 a.轴向力系数 A A D1D2 d12 2 D2 Shi中：100 dN d1 0.4D2 ， (dN 50mm) Ji 150 d1 720 ，取 d1 400mm 1700 1800 4002 0.895 Suo以 A 18002 辅Zhu系数 ( 、 、 、 、 R1 、 R 2 、 ) Rong器壳体与夹套壳体的间距系数 eo D2 (S2 C ) Shang式中： eo 0.5[(D2 S2 ) (D1 2S1 )] 0.5[(1800 14) (1700 2 16)] 41mm Suo以 41 0.289 1800 (14 2.8) Yin所选封口锥结构为（a）型，故封口锥过渡区转角Nei半径系数 0 。 封口锥连接长度系Shu ，对于 45o 有 2 0.45 2 0.289 0.409 Rong器壳体于夹套壳体强度比系数 32 1.25 [ ]1 ( S1 C a ) D1 ( S1 Ca ) p1 D1 (P 1P 2 ) D1 1 1 2[ ]1 ( S1 Ca ) 2[ ]1 ( S1 Ca ) [ ]2 ( S2 Cb ) D2 ( S2 Cb ) 10 3 (1 6 1 . 2 5 11 3 (1 4 3.2 0.8) 2.8) 1 700 ( 1 6 00. .85) 8 7 1 7 0 0 (0 . 5 87 0 .55) 170 1 1 18 0) 3 ( 16 0.8) 2 1 0 3 ( 1 800 ( 1 4 2 2. 1 6 0 . 8 ) Ji算的焊缝系数 R1 、 R 2 R1 1 0.85 R2 2 0.85 Feng口锥相对有效承载长度系数 min + ； R1 R2 4cos sin Suo以 sin 0.289 0.409 sin 45o Feng口锥的连接系数 B B2 S2 Cb min( X 1; X 2 ; X 3 ) D2 Shi中： X1 cos ( Dui于 | 1| ， f1 1 min 1; 2 R1 R 2 f1 ) 4 cos Suo以 f1 1.409 则 X1 cos 45o 1.7 ( 0.409 1.409) 2.882 0.289 4cos 45o X 2 f 2 1 R 2 o 0.6 1 0.83 0.37 2 0.6 Dui于 o ， z 1 ( o )2 1 ( 0.6 2 ) 5.31 0.289 33 f2 0.71 0.52 z 0.75 0 0.289 5.31 2.245 Suo以 X 2 2.245 1 0.85 3.054 X 3 f3 ( R1 R 2 ) f4 4 cos f 3 1 0 1， f 4 1 Suo以 X 3 3.2 1 ( 则B2 1.7 ) 1 5.079 4 0.409 cos 45o 14 2.8 2.882 0.455 1800 Feng口锥的许用内应力 [ p2 ] 2[ ]2 (S2 Cb ) p 2 D2 (S2 Cb ) B A Suo以 [ p2 ] 2 113 (14 2.8) 0.9 0.455 0.639MPa 1800 (14 2.8) 0.895 Feng口锥的壁厚 封口锥壁厚应等于或大于Yu其相连接的夹套筒体壁厚， 故取封口锥Bi 厚为14mm 。 34